高二化学期末复习二：化学反应的方向、限度与速率鲁教版知识精讲.doc

高二化学期末复习二：化学反应的方向、限度与速率鲁教版

【本讲教育信息】
一.教学内容：
期末复习二：化学反应的方向、限度与速率

二.教学目的
1.能够用焓变和熵变说明化学反应分方向
2.理解化学平衡概念，了解化学平衡常数含义，能利用化学平衡常数进行简单计算。
3.掌握化学反应速率的定量表示方法，明确温度、浓度、压强和催化剂对化学反应速率的影响。
4.认识化学平衡和化学反应速率在生产中－合成氨中的应用。

三.教学重点、难点
化学平衡与化学反应速率概念

四.知识分析
（一）化学反应方向的判断
在温度压强一定的条件下，化学反应的方向是反应的焓变和熵变共同影响的结果，其判断依据为：△H－T△S：
△H－T△S<0反应能自发进行
△H－T△S=0反应达到平衡状态
△H－T△S>0反应不能自发进行
根据这个判断，很容易就判断出某个反应能否自发进行。虽然给定的△H、△S都是在298K的温度下，但因化学反应的焓变和熵变随温度的变化是很小的，因此可认为△H、△S不随温度变化。这样就可以判定任意温度下化学反应的方向。
△H△S△H－T△S反应情况－+永远是负值在任何温度下反应都自发进行＋－永远是正值在任何温度下反应都不自发进行＋＋低温为正，高温为负低温时非自发，高温时自发－－低温为负，高温为正低温时自发，高温时非自发
（二）化学反应限度的分析与计算
1.化学平衡常数
对于可逆反应aA+bBcC+dD，在一定温度条件下，无论可逆反应从正反应开始还是从逆反应开始，也无论起始时反应物浓度的大小，反应达到平衡时，各物质浓度都有如下关系：Kc=[C]c[D]d/[A]a[B]b，式中Kc称为平衡常数，Kc仅随温度变化。一般认为，平衡常数越大，反应进行的越完全。
2.平衡移动与平衡转化率的变化
（1）化学平衡的移动：如果改变影响平衡的一个条件（如浓度、压强和温度），平衡就向着能够减弱这种改变的方向移动。平衡移动就是一个“平衡状态→不平衡状态→新的平衡状态”的过程。

（2）平衡移动与平衡转化率的变化
不要把平衡向正反应方向移动与反应物的平衡转化率的增大等同起来。具体分析可参考下表：
反应实例条件变化与平衡移动达新平衡后转化率的变化情况2SO2（g）+O22SO3（g）
△H<0增大O2的浓度，平衡正向移动SO2的转化率增大，O2的转化率减小。增大SO3的浓度，平衡逆向移动从逆反应角度看，SO3的转化率减小升高温度，平衡逆向移动SO2、O2的转化率都减小增大压强，平衡正向移动SO2、O2的转化率都增大2NO2（g）N2O4（g）体积不变时无论是加入NO2或者加入N2O4，平衡均正向移动NO2的转化率增大（即新平衡中N2O4的含量都会增大）2HI（g）H2（g）+I2（g）增大H2的浓度，平衡逆向移动H2的转化率减小，I2的转化率增大。增大HI的浓度，平衡正向移动HI的转化率不变增大压强，平衡不移动转化率不变
（三）化学反应的速率方程与影响化学反应速率的因素
1.化学反应的速率方程
对化学反应aA+bBdD+eE，其反应速率满足公式v=kcx（A）cy（B），式中c（A）和c（B）分别是A、B的浓度，x和y是相应的指数，k是速率常数。对给定的反应，k只是温度的函数，它的单位与x、y数值有关。
2.影响化学反应速率的因素
（1）温度：升高温度，正.逆反应速率都增大。一般温度每升高10K，反应速率增大到原来的2－4倍。但是酶催化反应是个例外，酶只有在适宜的温度下活性才最大，反应速率才达到最大，所以在工业生产中温度的选择必须考虑催化剂的活性温度。
（2）浓度：增加一种物质的浓度（不论是反应物还是生成物），活化分子百分数增加，单位体积内活化分子数目增多，有效碰撞次数增多，因而反应速率增大；反之，则减小。
（3）催化剂：催化剂是通过降低反应的活化能，使活化分子增多来加快反应速率的。使用催化剂只能改变反应途径，不能改变反应的始态和终态，故催化剂只能缩短反应达到平衡时的时间，而不能改变平衡状态。

（四）合成氨工业中适宜条件的选择
合成氨反应：N2（g）+3H2（g）2NH3（g）△H=－92.2kJ·mol－1，有以下特点：
①可逆反应；②正反应是放热反应；③正反应是气体体积缩小的反应。
提高氨的生成速率，应采取的措施：①增加反应物的浓度；②升高温度；③增大压强；④使用催化剂。
提高反应物的转化率，应采取的措施：①增加反应物的浓度；②降低温度；③增大压强；④减少生成物氨的浓度。
综合以上两种措施，在增大反应物浓度和增大压强上是一致的，但压强过大对设备的要求较为苛刻，故要选择适当的压强；催化剂虽然对化学平衡的移动无影响，但可以缩短反应达到平衡时所用的时间，所以在工业生产中一般都使用催化剂；只有在温度上，既要考虑适当提高温度以利于提高反应速率，又要考虑适当控制温度以利于