高中化学+《化学反应的方向和限度》教案3+苏教版选修4(2).docx

专题 2 化学反应速率与化学平衡第二单元 化学反应的方向和限度第一课时 化学反应的方向 判断化学反应方向的依据【引入】：自然界中有许多现象是可以自发进行的，请结合自己的生活经验举例说明.自然界中水总是从高处往低处流电流总是从电位高的地方向电位低的地方流动室温下冰块自动融化墨水扩散食盐溶解于水火柴棒散落化学反应中镁条燃烧、酸碱中和、铁器暴露在潮湿空气中生锈、甲烷和氧气的混合气体遇明火就燃烧、锌与 CuSO4 溶液反应生成 Cu 和 ZnSO4 等，这些过程都是自发的，其逆过程就是非自发的.一、 化学反应的方向.1.自发过程：在一定条件下，不借助外部力量就能自动进行的过程.2.自发反应：在一定的条件下无需外界帮助就能自动进行的反应.【过渡】：如何判断一个过程，一个反应能否自发进行？二、判断化学反应方向的依据.【交流与讨论】：酸碱中和、镁条燃烧等这些一定条件下能自发发生的反应有何共同特点？△H 0 有利于反应自发进行【设问】：CaCO3(s) == CaO (s) +CO2 (g)这个反应能否自发进行？已知： △H(298K)=+178.2KJ•mol , △S(298K)=169.6J•mol-1•K-1【结论】：△S > O 有利于反应自发进行,自发反应不一定要△S > O.熵变是反应能否自发进行的一个因素,但不是唯一 因素.3.复合判据（自由能变化）.△ G=△H—T △S当△ G0 时，反应不自发进行当△ G=0 时，平衡状态温度对反应自发性的情况: 类型 △H △S △H—T△S 反应的自发性1 - + 永远是—任何温度都是自发反应2 + - 永远是+任何温度下都是非自发反应3 - - 高温+ 低温—高温是非自发反应低温是自发反应4 + + 高温—低温+高温是自发反应低温是非自发反应【注意点】：(1).反应的自发性只能用于判断反应发生的方向，不能确定反应是否一定会发生和反应发生的速率.如涂有防锈漆和未涂防锈漆的钢制器件，其发生腐蚀过程的自发性是相同的，但只有后者可以实现.(2).在讨论过程的方向时，指的是没有外界干扰时体系的性质.如果允许外界对体系施加某种作用，就可能出现相反的结果.如水泵可以把水从低水位升至高水位；高温高压石墨转化为金刚石的例子，实现后者的先决条件是要向体系中输入能量，该过程的本质仍然是非自发性的.完成 P42 表 2－5.【课堂练习】：1.下列过程是非自发的是 DA.水由高处向低处流 B.天然气的燃烧C.铁在潮湿空气中生锈 D.室温下水结成冰2.碳酸铵〔（NH 4） 2CO3〕在室温下就能自发地分解产生氨气，对其说法中正确的是 AA.其分解是因为生成了易挥发的气体，使体系的熵增大B.其分解是因为外界给予了能量C.其分解是吸热反应，据能量判据不能自发分解D.碳酸盐都不稳定，都能自发分解3.下列说法正确的是 CA.凡是放热反应都是自发的，由于吸热反应都是非自发的B.自发反应一定是熵增大，非自发反应一定是熵减少或不变 C.自发反应在恰当条件下才能实现D.自发反应在任何条件下都能实现4.自发进行的反应一定是 DA.吸热反应 B.放热反应C.熵增加反应 D.熵增加或者放热反应第二课时 化学平衡状态 化学平衡常数一、化学平衡的建立1．可逆反应：在相同条件下同时能向正反应方向和逆反应方向进行的反应。

注：①．相同条件下的反应如：2 H 2 + O2 === 2 H2O，2 H 2 + O2 === 2 H2O（非可逆）②．有气体参加的必须在密闭容器中如：敞口容器：CaCO 3 == CaO + CO2 ↑不可逆密闭容器：CaCO 3 CaO + CO2 可逆③．同时具有正反应速率、逆反应速率2．化学平衡引言：初中溶解平衡书 P43 CO + H2O CO2 + H2分析：①．反应刚开始时，反应物和生成物的浓度如何变化？V 正 、V 逆 变化？②．随反应的进行，反应物和生成物的浓度如何变化？V 正 、V 逆 变化？③．当 V 正 = V 逆 时，反应物的浓度和生成物的浓度是否再变化？1．定义：化学平衡状态是指在一定条件下的可逆反应里，正反应和逆反应速率相等，反应混合物中各组分的浓度保持不变的状态注：化学平衡的特征：动、等、定、变A．反应平衡时，V 正 = V 逆 ≠0，是动态平衡V 正 = V 逆 是指同一个特定的物质的正、点燃 电解△催化剂高温V 逆V 正 V正 =V 逆达到平衡vtmolt生成物反应物△反速率B．反应混合物中，各物质的浓度不再改变，百分含量保持不变。

但平衡时，各物质的浓度不一定相等C．外界条件变化时，原有平衡被破坏，出现新的平衡提问：1．某化学反应达到平衡时反应物的浓度等于生成物的浓度，是否正确？2．化学反应达到平衡时，反应停止了，所以各物质的百分含量保持不变这句话 对吗？例 1：二氧化氮在加热条件下能够分解成一氧化氮和氧气该反应进行到 35 s 时，达到平衡（NO 2浓度约为 0.010 ） 图中曲线表示二氧化氮分解反应在前 20 s 内的反应进程Lmol①、若反应延续至 60 s，请在图中用实线接着画出 20 s～60 s 的反应进程曲线②、若在反应开始时加入催化剂（其他条件都不变） ，请在图上用虚线画出加入催化剂后的反应进程曲线2．化学平衡的判断直接标志：A．V 正 = V 逆B．各组分的 m、n 不变C．通过含量：各组分的质量分数、物质的量分数、 （恒温、衡压下）气体的体积分数不变D．通过浓度：各组分的浓度不变间接标志：A．通过总量：前提：气体反应 Δ≠0 时体系的 n（总） 、p（总） 、v（总） 不变B．通过复合量： 、ρ 不变－M时间/s10 20 30 40 50 60浓度 Lmol0.0100.0200.030时间/s10 20 30 40 50 60浓度 Lmol0.0100.0200.030 C．其他：如平衡体系颜色不变（实际是有色物浓度不变）例：1．在一定温度下，可逆反应 4A(气)＋5B(气) 4C(气)＋6D(气)达到平衡的标志是（ D ）A．单位时间内消耗 n mol 的 A，同时生成 n mol 的 CB．单位时间内消耗 4n mol 的 A，同时生成 5 n mol 的 BC．A、B、C、D 的分子数之比为 4∶5∶4∶6D．容器的总压强不随时间而变化2．在一定温度下，可逆反应 A2（g）+ B 2（g） 2AB（g）达到平衡的标志是（ C ）A．容器的总压强不随时间而变化。

B．单位时间内有 n mol A2生成同时就有 n mol B2生成C．单位时间内有 n mol A2生成同时就有 2n mol AB 生成D．单位时间内有 n mol B2发生反应同时就有 n mol AB 分解3．下列哪种说法可以证明反应 N2 + 3 H2 2 NH3 已达平衡状态（ AD ）A．一个 N N 健断裂的同时，有三个 H H 健形成B．一个 N N 健断裂的同时，有三个 H H 健断裂C．一个 N N 健断裂的同时，有六个 N H 健形成D．一个 N N 健断裂的同时，有三个 H H 健断裂4．H 2 (气)+ I 2 (气) 2HI(气)已经达到平衡状态的标志是（ ③④⑦⑨ ）① c(H2)＝ c(I2) ＝ c(HI) ② c(H2)∶ c(I2) ∶ c(HI)＝1∶1∶2③ c(H2)、 c(I2)、 c(HI)不再随时间而改变④ 单位时间内生成 n molH2的同时生成 2n mol HI⑤ 单位时间内生成 n molH2的同时生成 n mol I2⑥ 反应速率 v(H2)=v(I2)= v(HI)1⑦ 一个 H－H 键断裂的同时有两个 H－I 键断裂⑧ 温度和体积一定时，容器内压强不再变化⑨ 温度和体积一定时，混合气体的颜色不再变化⑩ 温度和压强一定时，混合气体的密度不再变化(11) 条件一定，混合气体的平均相对分子质量不再变化5．常温下，将 A molNO2置于一体积可变的密闭容器中，保持压强恒定，发生反应 2NO2(气) N2O4(气)，达到平衡后，测得混合气体对氢气的相对密度为 28.75，求 NO2的转化率。

解析：巧解，差量法 设原有 NO21mol2NO2 ＝N 2O4 △n2 mol 1 molx 1 mol－ molg25.846x＝0.4 mol ∴40％二、化学平衡常数数据分析：书 P44表 2－6定义：对反应 m A + n B p C + q D平衡常数 K = nc)(注：1．任一可逆反应 K 仅与温度有关，与浓度无关即温度不变则 K 定值2．K 意义：表示反应的程度，K 越大,反应进行的程度越大即原料转化率越大3．K 与反应的起始方向无关，通过反应常数 K′与平衡常数的比较，可判定反应方向反应状态K′＝K 平衡状态K′> K 向逆反应方向进行K′、＝）解析：K 值越大表示反应越易向正反应方向进行，升温反应逆反应方向移动即不易向正反应方向进行② 850℃时在固定容积的密闭容器中放入混合物，起始浓度 c(CO)=0.01mol/L， c(H2O) (气) =0.03mol/L， c(CO2) =0.01mol/L， c(H2) =0.05mol/L则反应开始时，H 2O (气)的消耗速率比生成速率___小____（大、小、不确定）解析：反应常数 K′＝ ＝ >1，即反应要向 K＝1 的方向进行只能使)(2OHcC03.15分子减小、分母增大即向逆反应进行。

③ 850℃时，若将②中 H2O 起始浓度增加到 0.1mol/L，则反应向（填正反应、逆反应）______方向进行；达到平衡时 α(CO)＝______解析：反应常数 K′＝ ＝ <1 正反应方向进行)(2cC1.05.温度不变即 K 不变 CO(气) + H 2O (气) = CO 2(气) + H 2(气)起始浓度 0.01 0.1 0.01 0.05变化浓度 x x x x平衡浓度(0.01－ x) (0.1－ x) (0.01＋ x) (0.05＋ x)K=1= ＝ 得 α(CO))(2OHcC1.0(.(5④ 保持容器温度、体积不变，若在容器中充入适量的 H2，则重新达到平衡时，CO 的反应速率比充 H2之前___增大___（大、小、不确定）理由是什么？解析：增大任一反应物或生成物的浓度，化学反应速率都增大3．在一定条件下，氨气和氮氧化物（NO n）能发生氧化还原反应将一定量的氨气和氮氧化物充入一真空的恒容密闭容器中，保持温度不变，使反应达到平衡① 配平化学方程式 NH3(气)＋NO n(气) N2(气)＋H 2O(气)解析：4nNH 3(气)＋6NO n(气) (2n+3)N 2(气)＋6nH 2O(气)② 分析氨气的反应速率 v 与时间 t 的关系如图所示，已知： m＝0.22mol/(L·min)，p＝250。

反应中氨气的瞬时速率与氨气的存留浓度的关系为 v∶ c(NH3)=1∶6(数据)在下表①～⑤中填入 v 和 c(NH3)t minv(NH3) mol/(L·min)c(NH3) mol/L0 0.22 ①5 ② ③平衡时 ④ ⑤解析：由图可知，该反应在 t＝9 min 时达到平衡另外由 速率－时间关系 v－ m=－ 知 v = m－ ；又氨气的瞬时速率与氨气的存留浓度21tp21tp的关系为 v∶ c(NH3)=1∶6联立求解t minv(NH3) mol/(L·min)c(NH。