2第二章化学反应的速率和限度

第二章（化学反应的速率和限度）－11无机化学幅板书：无机化学：（1）四大平衡（化学原理）（2）三大结构（化学原理）（3）各族元素（无机化学）板书：第2章化学反应的速率和限度板书：2.2化学反应的速率板书：2.2.1化学反应速率的定义板书：1传统的定义：在一定条件下，单位时间内，某化学反应的反应物转变为生成物的速率。板书：例：N2+3H2→2NH3起始浓度（mol/L）2.03.002s末浓度（mol/L）1.82.40.4那么跟据不同物质的浓度变化情况，该反应的平均速率可分别表示为：（书中P34）221.82.0(/)0.1mol/L*S2()NNCmolLvts222.43.0(/)0.3mol/L*S2()HHCmolLvts33N0.40(/)0.2mol/L*S2()NHHCmolLvts板书：瞬时速率：0limtCdCvtdt瞬板书：几何图：板书：例：aA+bB＝cC+dDA,AdCvdt瞬;B,BdCvdt瞬C,CdCvdt瞬;D,DdCvdt瞬板书：2.用反应进度定义的反应速率板书：反应进度：defBBdndv式中：Bv为物质B的化学计量数。板书：任意反应：aAcCmAnC＝该反应中：CmnAdndndndndacmn注：反应进度的大小与选取的物质无关；而与化学反应方程式的书写形式有关。第二章（化学反应的速率和限度）－12板书：反应速率的定义：单位体积内反应进行程度随时间的变化率，即：1dvVdt对于任意反应：aAcCmAnC＝反应速率：11111NABMdndndndndvVdtVadtVbdtVmdtVndt1111CABDdCdCdCdCvadtbdtcdtddt板书：2.2.2化学反应的活化能板书：1.活化分子板书：2.活化能：*EaEE板书：注：反应的活化能是决定化学反应速率大小的重要因素。反应活化能越小，反应速率越大。板书：3.过渡状态理论：反应物……过渡状态（活化状态）……产物板书：4.活化能与ΔH间的关系：rH……化学反应中能量变化的一种表示方式，我们称之为化学反应的焓变。对于化学反应：ABCrH当0rH,吸热反应当0rH,放热反应板书：2.2.3影响化学反应的因素板书：1.浓度（或压力）对化学反应速率的影响板书：（1）基元反应：由反应物一步就直接转变为生成物的反应（2）非基元反应：分步进行的化学反应。板书：对于基元反应：aAbByYzZ其表示式为：abABvkCC式中，v为瞬时反应速率，k为反应速率常数。a，b分别为反应物A和B的反应级数，a+b为化学反应的总级数，（反应级数的大小表明某一化学反应中反应物浓度的变化对化学反应速率的影响情况。）板书：例：基元反应2ABC21ABvkCC其中：反应物A的级数为2，反应物B的级数为1，化学反应的总级数为2+1＝3碰撞分解第二章（化学反应的速率和限度）－13板书：（3）应用质量作用定律注意几点：（A）质量作用定律仅仅适用于基元反应。板书：对于非基元反应：ABvkCC确定和的方法：（1）实验测定（2）跟据非基元反应的反应机理，进行理论上的推导板书：（B）在速率方程式中不列入稀溶剂的浓度（C）在速率方程式中不列出固体或纯液体的浓度(其影响已经考虑到速率常数k中）（D）速率常数k仅仅是反应温度的函数与浓度无关板书：（E）反应级数不一定等于反应系数。板书：（4）浓度对反应速率影响的本质：C增大，活化分子数增加，有效碰撞几率增加，反应速率增大。(即：C，活化分子数，有效碰撞，v)板书：2.温度对反应速率的影响板书：范特霍夫经验规则：(10K)(10K)2~4TTTTvkvk倍板书：原因：（1）T增加，E增大，有效碰撞增加，反应速率增大。其影响为2％板书：（2）T增加，活化分子数百分数增加，有效碰撞增大，反应速率增大。其影响为98％。（温度对反应速率影响的本质）板书：3.催化剂对化学反应速率的影响板书：催化剂分为：正催化剂负催化剂板书：原理：催化剂的加入――改变化学反应的历程――降低化学反应的Ea――提高活化分子百分数――提高有效碰撞次数――增大化学反应的速率。(即：catEav加入改变反应历程活化分子数有效碰撞)板书：注：（1）催化剂只能通过改变化学反应的历程来改变反应速率，但不能改变反应的焓变，方向和限度（2）在反应速率方程中，催化剂对反应速率的影响体现在反应速率常数k上（3）对同一可逆反应来说，催化剂同等程度上降低了正、逆反应的活化能（4）催化剂是具有选择性的。某一类催化剂仅仅针对某一类化学反应具有催化作用，而对其它反应无效板书：4、其它因素对化学反应速率的影响板书：1.单相反应：在反应体系中只存在一个相的反应。例如气相反应、某些液相反应例：食盐溶于水中，()2SNaClHONaCl水溶液2.多相反应：指在反应体系中同时存在着两个或两个以上相的反应。例如气－固相反应，固－固相反应等。第二章（化学反应的速率和限度）－14例：溶液中，33NaClAgNOAgClNaNO板书：2.3化学反应的限度（化学平衡）板书：2.3.1可逆反应与化学平衡板书：例如：可逆反应：aAbBcCdD板书：反应速率：ABvkCC式中：k为反应的速率常数；和为反应中反应物A和B的分级数，（用以描述反应物浓度对反应速率的影响程度）注：对于基元反应，反应和就等于反应方程式中反应物前面的系数；对于非基元反应，和不一定等于方程式中反应物前面的系数。板书：1.可逆反应的化学反应速率变化示意图（见课本P42）正向反应：C反应物逐渐减小，反应速率减小；逆向反应：C生成物逐渐增加，反应速率增大。平衡时：vv正逆板书：2.化学平衡的基本特征：当可逆反应达到平衡时：（1）可逆反应的正、逆反应速率相等vv正逆（2）反应条件不变下，反应物和生成物浓度将不随时间而变化；（3）化学平衡属于一种动态平衡。板书：（4）当条件变化时，平衡将发生移动。（5）平衡可以从正，逆两个方向达到。板书：2.3.2平衡常数板书：1.实验平衡常数板书：例：可逆气相反应()()()()aAgbBgyYgzZg该反应的分子数变化为：()()nyzab板书：（1）浓度平衡常数：yY,e,aA,e,CKc=CzZebBeCC单位：n(mol/L)第二章（化学反应的速率和限度）－15注：一定是反应物或是生成物平衡时的浓度。对于固体、纯液体或稀溶液的溶剂来说，其“浓度项”可以不必列出。板书：（2）压力平衡常数：yY,e,PaA,e,K=zZebBepppp单位：n(Pa)注：一定时反应物或是生成物平衡时的分压板书：结论：(1)在一定的反应条件下，不同的反应各有其特定的平衡常数；(2)平衡常数越大，正向反应进行的就越完全；(3)平衡常数的大小与反应中反应物或是生成物的浓度或是分压的大小无关；(4)平衡常数的大小与反应的温度有关；(5)平衡常数的大小与反应反应方程式的书写形式有关；板书：（3）Kc和Kp之间的关系：板书：对于气相反应，反应物生成物均为理想气体根据理想气体状态方程：iiPVnRT所以有：iiinPRTCRTV板书：yyY,e,,,Y,e,PaaA,e,,,A,e,()()CK=()()()()CzyzzZeYeZeZeyzabnbabbBeAeBeBeppCRTCRTCRTKcRTppCRTCRTC即：PK()nKcRT板书：2.标准平衡常数K：板书：（1）标准条件：气体分压：100PkPa液体浓度：1mol/LC板书：例：可逆反应：（1）S2-（aq）+2H2O（l）＝＝H2S(g)+2OH-(aq)标准平衡常数：222()HSOHSpCPCKCC无单位（2）Zn（s）+2H+（aq）＝H2（g）+Zn2+第二章（化学反应的速率和限度）－16标准平衡常数：222()HZnHpCPCKCC无单位板书：表征平衡常数K，当反应达到平衡时，产物的浓度或是分压与标准浓度或是标准压力之比的幂的次方的乘积，与反应物的浓度或是分压与标准浓度或是标准压力之比的幂的次方的乘积的比值。注：在书写标准平衡常数时，不列入固体、纯液体，或稀溶液中溶剂的“浓度项”。板书：（2）书写平衡常数时，应注意以下几点：A：平衡常数表达式中每一种物质的浓度C或是分压P，一定是平衡时该物质的平衡浓度或平衡分压。B：平衡常数表达式中不列入固体或是纯液体以及稀溶液溶剂的浓度，例如Zn（s），H2O（l）等；板书：C：标准平衡常数仅仅是反应温度的函数，与反应物或是产物的浓度的大小无关；板书：D：K0与方程式的书写形式有关板书：例如：A：2233()()2()HgNgNHg322213(/)(/)(/)NHHNPPKPPPPB：22331()()()22HgNgNHg32223122(/)(/)(/)NHHNPPKPPPPC：3222()3()()NHgHgNg223332(/)(/)(/)HNNHPPPPKPP由此可见：21231()KKK板书：3.实验平衡常数（Kc和Kp）和标准平衡常数K0的区别：板书：（1）K只有一种形式，实验平衡常数有Kc和Kp两种形式板书：（2）标准平衡常数无单位，实验平衡常数有单位。板书：（3）标准平衡常数只与温度有关，是温度的函数；板书：（4）标准平衡常数与压力所选用的何种单位无关；而实验平衡常数的大小与压力所选用的何种单位有关。板书：4.多重平衡规则例：（1）A+E－C+F1(/)(/)(/)(/)CFAECCCCKCCCC第二章（化学反应的速率和限度）－17（2）B+F－D+E2(/)(/)(/)(/)DEBFCCCCKCCCC（3）A+B－C+D3(/)(/)(/)(/)CDABCCCCKCCCC可见：（1）+（2）＝（3）3(/)(/)(/)(/)(/)(/)(/)(/)(/)(/)(/)(/)(/)(/)(/)(/)(/)(/)(/)(/)CDCDFEABABEFCFDEAEBFCCCCCCCCCCCCKCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCC12*KK所以：312KKK板书：（1）化学反应方程式相加，对应的平衡常数相乘；（2）减，除。例题解析：例2.10解：板书：2.3.3化学平衡的计算板书：1.类型：（1）已知平衡时的浓度或分压，代入平衡常数表达式中进行计算（2）已知K，以及反应物的初始浓度，求反应的转化率（3）已知转化率及反应物的初始浓度，求标准平衡常数。2.计算方法：（1）正确书写化学反应方程式；（2）准确代入平衡时的浓度或是分压。2.4化学平衡的移动板书：2.4化学平衡的移动补充：任意可逆反应：aAbByYzZ反应的等温方程：lnrmrmGGRTJ式中：J为反应商；板书：当0rmG时，可逆反应逆向自发进行；第二章（化学反应的速率和限度）－18当0rmG时，可逆反应正向自发进行；当0rmG时，可逆反应处于平衡状态。板书：反应商：()()()()yzYZabABCCCCJCCCC（浓度商）板书：注：反应商计算式中反应物或是产物的浓度，均是指当反应处于某一条件下的浓度，而并不是反应达到平衡时的平衡浓度。板书：反应商：()()()()yzYZabABPPPPJPPPP（压力商）板书：当反应达到平衡时：，,,,,()()()()yzYeZeabAeBePPPPJKPPPP；并且0rmG板书：0lnrmGRTK，所以有：lnrmGRTK板书：lnlnlnlnrmrmJGGRTJRTKRTJRTK当JK时，0rm