§4-1化学反应速率的定义及其表示方法 一、教学目的：理解反应速度，认识平均速度；瞬时速度。 二、教学过程： [板] 一、反应速率 单位时间内，反应物的减少或生成物的增加——反应速度 即：V=±dc/dt 二、 平均速度和瞬时速度 §4-2 碰撞理论 活化能 教学目的：理解碰撞理论；掌握活化分子，活化能概念。 教学过程： [板]一、碰撞理论： [叙] 路易斯(Lewis)在1918提出 [板]反应物分子之间的相互碰撞是反应进行的先决条件，分子碰撞的频率越高，反应速率越大。 二、有效碰撞和活化分子 [叙]解释有效碰撞和活化分子 [结论]有效碰撞越多，活化分子越多，反应速度越快。 §4-3 影响化学反应速率的因素 教学目的：掌握影响化学反应速率的因素 教学过程： [板] 一、浓度对化学反应速率的影响 增加反应物浓度时，单位体积内活化分子数目增多，从而增加了单位时间单位体积中反应物分子有效碰撞的频率，所以反应速率加大。 二、温度对反应速率的影响 温度升高时，分子运动速度加快，分子间碰撞频率增加，有效碰撞随之增加，反应速率增大。 三、催化剂对化学反应速率的影响 [叙]催化剂之所以能加速反应，是因为它参与了化学变化过程，改变了原来反应的途径，降低了活化能。 [注意] 催化剂具有选择性 例2下列措施肯定能使反应速率增大的是( ) A、增大反应物的量 B、增大压强 C、适当升高温度 D、使用催化剂。 讨论: A——增大反应物的量,不一定增大反应物的浓度。如反应物为固态和纯液态，其浓度是恒定的，增大反应物的量不能改变其浓度,也就不能增大反应速度,因此，增大反应的量时，对速率的影响关键看是否增大了反应的浓度； B——压强对速率是否有影响，也要看压强是否对反应物(可逆反应则指平衡任一组分)的浓度是否有影响。若反应物为液态或固态，则外界压强不能改变浓度，对速率无影响；对于气体反应若恒容下充入不参加反应的气体如稀有气体，虽压强增大了，但各物质的物质的量浓度不变，不能增大反应速率； C——升高温度，化学反应速率一定增大，且增大程度明显，一般温度升高10℃，反应速率加快2～4倍； D——催化剂能改变反应速率，增大反应速率的为正催化剂，减慢反应速率的为负催化剂。通常所指催化剂均是正催化剂，能大大地加快化学反应速率。 所以答案是：C 、D。 §4-4 化学平衡 教学目的：理解可逆反应、平衡常数的概念；掌握化学平衡的计算。 教学过程： [板] 一、可逆反应与化学平衡 [课题引出] 例如氯酸钾的分解反应：  反应逆向进行的趋势很小。通常认为， KCl不能与O2反应生成KClO3。像这种实际上只能向一个方向进行“到底”的反应，叫不可逆反应。 例如在密闭容器中，一定温度下，氧气和一氧化氮气体的反应生成二氧化氮气体： 2NO(g)＋O2(g)→2NO2(g) 在这样的条件下，二氧化氮也能分解成氧气和一氧化氮： 2NO(g)＋O2(g)←2NO2(g) 上述两个反应同时发生并且方向相反，可以写成下列形式： 2NO(g)＋O2(g)2NO2(g) 习惯上，把从左向右进行的反应叫正反应，从右向左进行的反应叫逆反应。这种在同一条件下，既可以正向进行又可以能逆向进行的反应，被称为可逆反应。 [板]1、可逆反应 在同一条件下，既可以正向进行又可以能逆向进行的反应，被称为可逆反应。 2、化学平衡 [叙]由图4-5引导学生得出化学平衡的概念。 [结论]化学反应平衡具有以下特点： 1．在适宜的条件下，可逆反应能自发地达到平衡状态。 2．化学平衡是动态平衡。从微观上看，正、逆反应仍在进行。 3．在一定条件下，反应达到平衡状态时，从宏观上看，系统的组成不再随时间的的变化而变化。 4．反应可以从正逆两个方向达到平衡状态，即平衡组成与达到平衡的途径无关。 [板]二、标准平衡常数 1、实验平衡常数 [课题引出]由表4-5可得：在一定温度下，平衡时生成物气体分压以及反应方程式中计量系数为乘幂的乘积与反应物气体分压以及反应方程式中计量系数为乘幂的乘积之比也是常数。——平衡常数 用符号表示。一般的通式为 aA(g)＋bB(g)yY(g)＋zZ(g)  式中、、、分别为A、B、Y、Z各物质的平衡分压。 2．标准平衡常数 国家标准中，将标准压力p定为100kPa。 （1）标准平衡常数表达式 在一个反应的反应物和生成物中，既有固相A，又有B和D的水溶液，以及气体E和H2O参与的一般反应，其通式为 aA(s) + bB (aq)dD(aq) +fH2O(l)+eE(g) 系统达到平衡时，其标准平衡常数表达式为  （2）书写平衡常数表达式的注意事项 ①平衡常数表达式中各物质的浓度和分压，必须是在系统达到平衡状态时相应的值。 ②平衡常数的数值与方程式的书写有关。 例如：      ( 、与的数值显然不同，三者之间存在以下关系  ③固体和纯液体的浓度看成1。 CuO(s)+H2(g)  Cu(s)+H2O(l)  ④标准平衡常数是温度的函数，与浓度和分压无关。 例3在一个抽空的恒容容器中引入氯和二氧化硫，若它们之间没有发生反应，则在375.3 K时的分压分别为47.836 kPa和44.786 kPa。将容器保持在375.3K，经一定时间后，总压力减少至86.096 kPa，且维持不变。求下列反应的K。  解：反应各组分物料衡算如下  平衡时  因此，  ????????????? ????例4 5L容器中装入等物质的量的PCl3和Cl2，在523K时达到平衡，如果PCl5的分压为100KPa，此时反应的，问原来装入的PCl3和Cl2的物质的量为多少？ 解：因为装入的PCl3和Cl2的物质的量相等，平衡时的分压必然相等，设为p则    PCl5、PCl3和Cl2平衡时物质的量由pV=nRT求得 PCl5为  PCl3、Cl2为  所以原来放入系统PCl3和Cl2的物质的量0.115+0.084＝0.299（mol） 例5 ℃反应的，在装有的密闭容器中通入，反应平衡时欲得到的，问开始时应通入多少摩尔的? 解： (1)根据与各物质分压的关系即可求出开始时应通入的的用量。 但应注意，反应中有固体或纯液体物质参与时，不应写入平衡常数表达式中  反应初物质的量   平衡时物质的量   平衡时 n总＝x-0.5+0.5＝x   §4-5 化学平衡的移动 教学目的： 教学过程： [板] 一、浓度(或分压)对化学平衡的影响 [演示实验] 在一个小烧杯里混合氯化铁溶液和硫氰化钾溶液，溶液立即变成红色。发生的反应如下：  把这红色溶液平均分到四个试管里，在第一个试管里加入少量氯化铁溶液，在第二个试管里加入少量硫氰化钾溶液，在第三个试管里加入少量氯化钾溶液。观察这三个试管里溶液颜色的变化，并跟第四个试管相比较。 [结果] 实验发现，在平衡混合物里，当加入氯化铁溶液或硫氰化钾溶液以后，溶液的颜色都变深了；而加入氯化钾溶液以后，溶液的颜色变浅了。 [结论] 当一个化学反应达到平衡的时候，其它反应条件不变，只改变其中任何一种反应物或生成物的浓度(或分压)，则平衡将发生移动。 [叙]判断由于浓度的改变使平衡发生移动我们可用一简便的方法。 [板] 在一定温度下，可逆反应  设非平衡时各生成物的相对浓度(或相对分压)乘幂的乘积与各反应物的相对浓度(或相对分压)乘幂的乘积之比为反应商，以Q表示。即  则:  化学反应处于平衡状态；  化学反应向正方向进行，平衡向右移动；  化学反应逆向进行，平衡向左移动。 例7在某温度下SO2转化反应的。下面三个混合体系中各种物质的浓度如下表，试判断各体系中反应进行的方向。 体系    反应方向  1 0.50 0.50 0.20 ？  2 0.80 0.80 0.10 ？  3 0.80 0.46 0.10   解：把已知条件，代入（4-13）式，可得： 1．，反应逆向进行； 2．，反应正向进行； 3．，反应处于平衡。 例8在523K时，将0.700mol的PCl5注入容积为2.00L的密闭容器内，平衡时有0.500 mol的PCl5被分解了。若再往该容器中加入0.100molCl2， PCl5的分解百分数将如何改变？ 解： 第一次达平衡时PCl5的分解百分数α1＝0.500/0.700×100％＝71.4％ 先计算该反应的平衡常数  起始时各物质的量/mol 0.700 0 0 平衡时各物质的量/mol 0.200 0.500 0.500 由pV=nRT可得 平衡时各物质的分压/kPa 434.8 1087 1087  达到新平衡时，设PCl3的量为x：  新平衡时各物质的量/mol 0.700-x x 0.100+x 新平衡时各物质的分压由pV=nRT可得 (0.700-x)RT/0.002 xRT/0.002 (0.100+x)RT/0.002   解后得 x ＝ 0.479(mol) α2＝0.479/0.700×100% ＝68.4% 加入Cl2后使PCl5分解百分率降低了。 二、压力对化学平衡的影响 [演示实验]用注射器(50ml)吸入约20ml二氧化氮和四氧化二氮的混合气体，使注射器的活塞达到I处。吸入气体后，将细管端用橡皮塞加以封闭。然后把注射器的活塞往外拉到II处。观察当活塞反复地此从I处到II处及从II处到I处时，管内混合气体颜色的变化。  [解释] 二氧化氮(红棕色气体)跟四氧化二氮(无色气体)在一定条件下处于化学平衡状态。在这个反应里，每减少2体积的NO2就会增加1体积的N2O4。  [结论] 在其它条件不变的情况下，增大压力，会使化学平衡向着气体体积缩小的方向移动；减小压力，会使平衡向着气体体积增大的方向移动。 例9某容器中充有N2O4和NO2的混合物，在308K，0.100MPa条件下，发生反应：  （1）计算平衡时各物质的分压。（2）使上述反应系统体积减小到1/2，反应在308K，0.200MPa条件下进行，平衡向何方移动？在新的平衡条件下，系统的各组分分压改变了多少？ 解：（1）此反应是在恒温恒压条件下进行，又是气体分子数增加的反应。设N2O4为1mol。反应刚开始时，，若，则；；平衡时N2O4的转化率为x。  开始时物质的量/mol 1.0 0.10 平衡时物质的量/mol 1.0－x 0.10+2x 平衡时，，各物质的分压为：    （2）在已达到上述平衡状态时，对系统施加压力达到0.200MPa时，  ，平衡向左移动，即向分子数减少的方向移动。 计算在新的平衡条件下各物质的分压。系统的平衡状态与反应途径无关，所以仍以本题的最初状态开始。 设在新的平衡时N2O4的转化率为y  开始时物质的量/mol 1.0 0.10 平衡时物质的量/mol 1.0－y 0.10+2y 重新达到平衡时、的分压为、  平衡时，   三、温度对化学平衡的影响 （1）对于正向吸热的，即的反应，升温时增大，平衡向生成产物的方向移动；升温时减少，平衡向生成反应物的方向移动。 （2）对于正向放热的，即的反应，升温时减小，平衡向生成反应物的方向移动；升温时增大，平衡向生成产物的方向移动。 四、催化剂对化学平衡的影响 催化剂以同等程度影响着可逆反应的正、逆反应速度，所以在可逆反应中，催化剂的作用只是使化学反应更快或更慢地达到平衡，平衡常数并不改变，因此不会使平衡发生移动。 [引深] 如果改变平衡状态的任一条件(如浓度、压力、温度)，平衡就向能减弱这个改变的方向移动。这个规律称为吕·查德里原理，也叫平衡移动的原理。这个规律是在1887年由法国科学家吕·查德里总结出来的。它适用于所有的动态平衡体系。