第2章化学反应方向,速率和限度

授课章节第2章化学反应方向、速率和限度2.1化学反应方向和吉布斯自由能变授课对象化工工艺、应用化学本科授课时数2学时授课时间第一学年第一学期授课地点教学主楼教学目的要求（一）了解自发过程与熵（S）和熵变化（△S）（二）掌握自发过程的判断依据教学重点难点重点是：自发过程的判断依据难点是：Gibbs自由能关键词1.熵2.吉布斯公式3.标准态时的自发反应判据4.反应商5.使用ΔrGm判据的条件教学方法讲授法、讨论法教具多媒体授课提纲第2章化学反应方向、速率和限度2.1化学反应方向和吉布斯自由能变2.1.1化学反应的自发过程2.1.2影响化学反应方向的因素2.1.3热化学反应方向的判断2.1.4使用吉布斯自由能判据的条件思考题评论下列陈述是否正确?（1）因为（T）=-RTlnKθ，所以温度升高，平衡常数减小。（2）（T）＝Σνi(298.15)(生成物)+Σνi(298.15)(反应物)（3）CaCO3在常温下不分解，是因为其分解反应是吸热反应；在高温(T1173K)下分解，是因为此时分解放热。学业诊断1、常见错误分析：标准摩尔反应自由能和标准摩尔生成吉布斯自由能的混乱使用。2、诊断问题：对概念理解不够。化学博览1903年清政府开始允许国人出国留学并有少量公派名额；民国初年中国继续向西方派出少量留学生。这些学人回国后兴办化学教育，成立中国化学会(1932年8月)、筹办化学刊物、筹办化学工厂，成为我国现代化学学科的开拓者和化学工业的先驱者，如侯德榜(1890～1974,)、张子高(1886～1976)、庄长恭(1894～1962)、曾昭抡(1899～1976)、黄鸣龙(1898～1979)、杨石先(1896～1985,)等化学界老前辈。1949年新中国成立后，大批热爱祖国的化学家、留学生纷纷归国，成为我国现代化学各分支学科的带头人、奠基者。无机化学是在原子和分子层次上研究无机物的组成、性质、结构和反应的科学。从化学发展史看，无机化学史化学科学的基础和母体，其它化学分支大都是从其中分化、衍生、生长起来的。我国无机合成是从盐碱化工开始的，1921年我杰出的化学家兼化学工程师侯德榜与化工实业家范旭东创建了当时亚洲最大的天津永利碱厂。1949年新中国成立后清华大学高崇熙(1901～1952年)创办了我国最大的化学试剂生产基地(后来发展为北京化工厂)。1964、1967年我国先后进行了原子弹和氢弹的爆炸试验，表明我国核化学。核化工技术达到国际水平。1957年南开大学申泮文教授(1916～，)在我国首次合成了金属氢化物并陆续生产出LiH、NaH、CaH2、LiAlH4、NaBH4。在我国稀有元素化学家复旦大学顾翼东(1930～1996)和盐湖化学奠基人柳大纲分别带领下，我国稀有元素和盐湖化学的研究成绩卓著。另外，目前我国在各种晶体生长方法、人造金刚石合成技术方面已接近国际水平。教学后记授课章节第2章化学反应方向、速率和限度2.2化学反应速率RateofChemicalReaction2.3化学反应限度授课对象化工工艺、应用化学授课时数2学时授课时间第一学年第一学期授课地点教学主楼教学目的要求（一）掌握浓度对反应速率的影响（二）掌握温度对反应速率的影响（三）掌握催化剂对反应速率的影响（四）掌握经验平衡常数的定义、计算（五）掌握标准平衡常数的定义和计算（六）掌握多重平衡的定义，会利用多重平衡规则计算平衡常数教学重点难点重点是1、两个理论的理论要点；2、浓度和温度对反应速率的影响3、化学平衡；4、经验平衡常数和标准平衡常数难点是对活化配合物的理解教学方法讲授法、讨论法教具多媒体关键词1、反应速率定义2、活化能3、过渡状态理论4、质量作用定律5、基元反应6、范特霍夫经验规则7、催化剂8、化学反应等温方程式9、化学平衡10、可逆反应11、化学平衡常数12、.标准平衡常数13、多重平衡规则14、平衡转化率15、单相反应和多相反应授课提纲第2章化学反应方向、速率和限度2.2化学反应速率2.2.1反应速率的定义2.2.2化学反应的活化能2.2.3影响化学反应速率的因素2.3化学反应限度2.3.1可逆反应与化学平衡2.3.2平衡常数2.3.3化学平衡的计算思考题1.下列说法是否正确?（1）质量定律适用于任何化学反应。（2）反应速率常数取决于反应温度，与反应的浓度无关。（3）反应活化能越大，反应速率也越大。（4）要加热才能进行的反应一定是吸热反应。2.区别下列概念：(1)与(2)与(3)J与Jc、Jp(4)Kθ与Kc、Kp3.反应中活化能和正、逆反应焓变之间的关系。4.什么是化学反应的平均速率、瞬时速率？两种反应速率之间有什么区别和联系？5.平衡常数能否代表转化率？如何正确认识两者之间的关系？学业诊断1、常见错误分析：化学热力学与化学动力学之间无任何关系，但学生常常在做题时，将二者认为相关。2、诊断问题：对概念理解不够。化学博览在无机化学方面，由几位化学家的业绩是必须载入史册的。首先是南京大学戴安邦教授(1901～1999年，)，他在配位化学、胶体化学、催化动力学、多酸多碱化学领域的研究硕果累累，发表论文400篇，1957年他主编了我国第一部高等学校无机化学通用教材---《无机化学教程》，几十年来培育出一批批的化学高级人才，在我国化学界享有崇高声誉。在结构理论方面，卢家锡(1915～)、唐敖庄(1915～)、唐有祺(1920～)、徐光宪(1920～)等著名教授都做出了突出贡献，饮誉海内外。在稳定同位素化学研究方面，张青莲教授(1908～)是世界上首次测出碳同位素丰度的科学家。八十年代以来，在改革开放的形势下，我国无机化学学科得到迅速发展。正如国家自然科学基金委员会总结的那样：除了原来研究基础较好的几个分支学科领域如配位化学(南京大学),钨钼多酸化学(复旦大学)，稀土元素化学(北京大学、中国科学院长春应用化学研究所)和溶液热力学(南开大学)等做了更深入工作外，还开辟了一系列过去只初步涉足或尚无人问津的新领域，如固体无机化学、金属有机化学、原子簇化学、大环化学、生物无机化学、物理无机化学等。建立了开放性的重点实验室：南京大学“配位化学实验室”，北京大学“稀土材料化学及应用实验室”长春应用化学研究所“稀土化学和物理实验室”以及吉林大学“高压水热法合成实验室”，做出了一批国际水平的成果。但是从总体上看，与世界先进国家水平相比仍有一定差距。当前无机化学的发展有两个明显的趋势：一是在广度上的拓宽，二是深度上的推进。为此我国无机化学学科发展战略研究组的专家们提出：我国无机化学基础研究所、中期战略目标应该是在若干已经有较好基础的研究方向上逐步深入发展，形成自己的特色，接近或达到世界先进水平；有重点的发展一些新的的国际前沿急促研究领域，在材料科学和生命科学这两个当代重要领域取得突出研究成果，以便逐渐提高我国无机化学整体水平，力争在国际上占有一席之地。教学后记授课章节第2章化学反应方向、速率和限度2.4化学平衡的移动授课对象化工工艺、应用化学授课时数2学时授课时间第一学年第一学期授课地点教学主楼教学目的要求（一）掌握浓度对反应平衡的影响（二）掌握压力对反应平衡的影响（三）掌握温度对反应平衡的影响（四）掌握催化剂对反应平衡的影响教学重点难点重点是浓度和温度对反应平衡的影响难点是压力对反应平衡的影响教学方法讲授法、讨论法教具多媒体关键词1、压力对化学平衡的影响2、温度对化学平衡的影响2吕·查德里原理4、催化剂与化学平衡师生行为1、浓度对化学平衡的影响采用导学式：给出概念，引导学生分析其特点。2、压力对化学平衡的影响采用双向式：利用师生双边的教学互动完成。授课提纲第2章化学反应方向、速率和限度2.4化学平衡的移动2.4.1浓度对化学平衡的影响2.4.2、压力对化学平衡的影响2.4.3、温度对化学平衡的影响2.4.4、催化剂对化学平衡的影响1、定义催化剂和催化作用、助催化剂、催化剂的载体、催化毒物2、催化剂对化学平衡的影响思考题对于可逆反应：C(s)+H2O(g)CO(g)+H2(g)；0下列说法你认为对否?为什么?（1）达平衡时各反应物和生成物的分压一定相等。（2）改变生成物的分压，使JKθ，平衡将向右移动。（3）升高温度使υ正增大；υ逆减小，故平衡向右移动；（4）由于反应前后分子数目相等，所以增加压力对平衡无影响。（5）加入催化剂使υ正增加，故平衡向右移动。学业诊断1、常见错误分析：惰性气体的加入，恒温与恒压条件下的结论是不同的，一些同学，忽略此点。2、诊断问题：应把握压力对化学平衡这一主要问题。化学博览极端条件对化学反应的影响以上根据热力学原理，讨论反应焓变、反应熵变和反应温度与热化学反应方向的关系。极端条件如超高压、超高温、超高真空、超低温、强电场、强激光、强磁场、超声场等离子技术以及摩擦的作用，对化学反应还会造成某些影响。下面略介绍几类反应。1.超高压化学反应在极高压力下，不仅会压缩反应物分子、原子、离子之间的距离，甚至会影响到反应物电子层的结构，如使原子轨道出现重迭，以至会发生某些在一般条件下不会发生的反应，例如，石墨(s)─→金刚石(s)为焓增、熵减[(298.15K)=2.9kJ·mol-1?/font0]在任何温度下均不能自发进行的反应，但在超高压、超高温作用下反应得以进行：石墨(s)金刚石(s)教学后记