高中離子反應(yīng)教案

化學(xué)反應(yīng)的方向和限度學(xué)案。

第二單元化學(xué)反應(yīng)的方向和限度

　第1課時　化學(xué)反應(yīng)的方向

[目標(biāo)要求]　1.了解自發(fā)過程和化學(xué)反應(yīng)的自發(fā)性。2.通過“有序”和“無序”的對比，了解熵和熵變的概念。3.初步了解焓變和熵變對化學(xué)反應(yīng)方向的影響，能用焓變和熵變說明化學(xué)反應(yīng)的方向。

一、化學(xué)反應(yīng)的方向
1．化學(xué)反應(yīng)具有方向性，許多化學(xué)反應(yīng)的正反應(yīng)能自發(fā)進(jìn)行，而其逆反應(yīng)無法自發(fā)進(jìn)行。
2．自發(fā)反應(yīng)：在一定條件下無需外界幫助就能自動進(jìn)行的反應(yīng)。
二、判斷化學(xué)反應(yīng)方向的依據(jù)
1．能量判據(jù)
自然界中的自發(fā)過程，都有由能量較高狀態(tài)向能量較低狀態(tài)轉(zhuǎn)化的傾向；絕大多數(shù)放熱反應(yīng)都能自發(fā)進(jìn)行，且反應(yīng)放出的熱量越多，體系能量降低得也越多，反應(yīng)越完全。
反應(yīng)的焓變是制約化學(xué)反應(yīng)能否自發(fā)進(jìn)行的因素之一。
2．熵判據(jù)
(1)熵
用來度量體系混亂程度的物理量。熵值越大，混亂程度越大。符號為S。單位：Jmol－1K－1。
(2)熵值大小的比較
同一種物質(zhì)不同狀態(tài)時熵值大小為S(g)＞S(l)＞S(s)。
(3)熵變：反應(yīng)前后體系熵的變化，符號為ΔS。
若發(fā)生變化后體系的混亂度增大，該過程的ΔS0，反之，ΔS0。
(4)熵變與化學(xué)反應(yīng)自發(fā)性關(guān)系
ΔS0，反應(yīng)自發(fā)進(jìn)行；ΔS0，反應(yīng)不能進(jìn)行?；瘜W(xué)反應(yīng)的ΔS越大，越有利于反應(yīng)自發(fā)進(jìn)行。
3．復(fù)合判據(jù)
體系能量降低(ΔH0)和混亂度增大(ΔS0)都有促使反應(yīng)自發(fā)進(jìn)行的傾向，判斷反應(yīng)的自發(fā)性必須綜合考慮反應(yīng)的焓變和熵變。在恒溫、恒壓時：
(1)當(dāng)ΔH0，ΔS0時，反應(yīng)自發(fā)進(jìn)行。
(2)當(dāng)ΔH0，ΔS0時，反應(yīng)不能自發(fā)進(jìn)行。
(3)當(dāng)ΔH0，ΔS0時，反應(yīng)在較低溫度下自發(fā)進(jìn)行。
(4)當(dāng)ΔH0，ΔS0時，反應(yīng)在較高溫度下自發(fā)進(jìn)行。

知識點一　能量判據(jù)
1．實驗證明，多數(shù)能自發(fā)進(jìn)行的反應(yīng)都是放熱反應(yīng)。對此說法的理解正確的是()
A．所有的放熱反應(yīng)都是自發(fā)進(jìn)行的
B．所有的自發(fā)反應(yīng)都是放熱的
C．焓變是影響反應(yīng)是否具有自發(fā)性的一個重要因素
D．焓變是決定反應(yīng)是否具有自發(fā)性的惟一判據(jù)
答案　C
解析　多數(shù)能自發(fā)進(jìn)行的反應(yīng)都是放熱反應(yīng)，并不是所有自發(fā)進(jìn)行的反應(yīng)都是放熱反應(yīng)，既然說“多數(shù)”，必定存在特例，所以只能說“焓變是影響反應(yīng)是否具有自發(fā)性的一個重要因素，但不是唯一因素”。
2．下列自發(fā)反應(yīng)可用焓判據(jù)來解釋的是()
A．2N2O5(g)===4NO2(g)＋O2(g)ΔH＝＋56.7kJmol－1
B．(NH4)2CO3(s)===NH4HCO3(s)＋NH3(g)ΔH＝＋74.9kJmol－1
C．2H2(g)＋O2(g)===2H2O(l)　ΔH＝－286kJmol－1
D．CaCO3(s)===CaO(s)＋CO2(g)ΔH＝＋178.2kJmol－1
答案　C
解析　從焓變的角度分析，化學(xué)反應(yīng)有由高能狀態(tài)向低能狀態(tài)轉(zhuǎn)化、使體系能量降低的趨勢，表現(xiàn)為放熱反應(yīng)較易進(jìn)行。
知識點二　熵判據(jù)
3．碳酸銨(NH4)2CO3在室溫下就能自發(fā)的分解產(chǎn)生氨氣，對其說法正確的是()
A．碳酸銨分解是因為生成了易揮發(fā)的氣體，使體系的熵增大
B．碳酸銨分解是因為外界給予了能量
C．碳酸銨分解是吸熱反應(yīng)，根據(jù)能量判據(jù)不能自發(fā)分解
D．碳酸鹽都不穩(wěn)定，都能自發(fā)分解
答案　A
解析　(NH4)2CO3的分解為吸熱反應(yīng)，而吸熱反應(yīng)不易自發(fā)進(jìn)行；根據(jù)焓變與熵變對化學(xué)反應(yīng)的共同影響，該反應(yīng)熵值一定增大。
4．摩爾熵是單位物質(zhì)的量的物質(zhì)在一定條件下所具有的熵。試比較下列兩組物質(zhì)摩爾熵的大小順序。
(1)相同條件下的氣態(tài)甲醇、乙醇、丙醇。
(2)氣態(tài)苯、液態(tài)苯、固態(tài)苯。
答案　(1)S(氣態(tài)甲醇)S(氣態(tài)乙醇)S(氣態(tài)丙醇)　(2)S(氣態(tài)苯)S(液態(tài)苯)S(固態(tài)苯)
解析　一般來講，組成物質(zhì)的原子種類相同時，一個分子中的原子數(shù)目越多，其混亂度就越大，熵值也越大；對于同一種物質(zhì)，S(g)S(l)S(s)。根據(jù)以上的規(guī)律可知，對于(1)，S(氣態(tài)甲醇)S(氣態(tài)乙醇)S(氣態(tài)丙醇)；對于(2)，S(氣態(tài)苯)S(液態(tài)苯)S(固態(tài)苯)。
知識點三　復(fù)合判據(jù)
5．某反應(yīng)：A===B＋C在室溫下不能自發(fā)進(jìn)行，在高溫下能自發(fā)進(jìn)行，對該反應(yīng)過程ΔH、ΔS的判斷正確的是()
A．ΔH＜0、ΔS＜0B．ΔH＞0、ΔS＜0
C．ΔH＜0、ΔS＞0D．ΔH＞0、ΔS＞0
答案　D
解析　由題意知：該反應(yīng)在室溫下不能自發(fā)反應(yīng)，而高溫下能自發(fā)進(jìn)行。根據(jù)ΔH和ΔS對反應(yīng)方向的共同影響可推知：ΔH0，ΔS0。
6．下列反應(yīng)中，常溫常壓下一定不能自發(fā)進(jìn)行的是()
A．2KClO3(s)===2KCl(s)＋3O2(g)
ΔH＝－78.03kJmol－1
ΔS＝＋1110Jmol－1K－1
B．CO(g)===C(s，石墨)＋12O2(g)
ΔH＝110.5kJmol－1
ΔS＝－89.36Jmol－1K－1
C．4Fe(OH)2(s)＋2H2O(l)＋O2(g)===4Fe(OH)3(s)
ΔH＝－444.3kJmol－1
ΔS＝－280.1Jmol－1K－1
D．NH4HCO3(s)＋CH3COOH(aq)===CO2(g)＋CH3COONH4(aq)＋H2O(l)
ΔH＝37.30kJmol－1
ΔS＝＋184.05Jmol－1K－1
答案　B
　
練基礎(chǔ)落實

1．下列說法中正確的是()
A．凡是放熱反應(yīng)都是自發(fā)的，吸熱反應(yīng)都是非自發(fā)的
B．自發(fā)反應(yīng)一定是熵增大，非自發(fā)反應(yīng)一定是熵減小或不變的反應(yīng)
C．自發(fā)反應(yīng)在恰當(dāng)?shù)臈l件下才能實現(xiàn)
D．自發(fā)反應(yīng)在任何條件下都能實現(xiàn)
答案　C
解析　放熱反應(yīng)常常是容易進(jìn)行的過程，吸熱反應(yīng)有些也是自發(fā)的；自發(fā)反應(yīng)的熵不一定增大，可能減小，也可能不變；過程的自發(fā)性只能用于判斷過程的方向，是否能實現(xiàn)還要看具體的條件，能量判據(jù)和熵判據(jù)要綜合考慮利用，不能簡單地單一使用。故選C。
2．下列對熵的理解不正確的是()
A．同種物質(zhì)氣態(tài)時熵值最大，固態(tài)時熵值最小
B．體系越有序，熵值越小；越混亂，熵值越大
C．與外界隔離的體系，自發(fā)過程將導(dǎo)致體系的熵減小
D．25℃、1.01×105Pa時，2N2O5(g)===4NO2(g)＋O2(g)是熵增的反應(yīng)
答案　C
解析　體系都有從有序自發(fā)轉(zhuǎn)變?yōu)闊o序的傾向，此過程為熵增過程，故C錯誤。
3.在圖中A、B兩容器里，分別收集著兩種互不作用的理想氣體。若將中間活塞打開(如圖所示)，兩種氣體分子立即都分布在兩個容器中。這是一個不伴隨能量變化的自發(fā)過程。關(guān)于此過程的下列說法不正確的是()
A．此過程為混亂程度小的向混亂程度大的方向變化的過程，即熵增大的過程
B．此過程為自發(fā)過程，而且沒有熱量的吸收或放出
C．此過程從有序到無序，混亂度增大
D．此過程是自發(fā)可逆的
答案　D
解析　根據(jù)題意ΔH＝0，ΔS＞0，由ΔH－TΔS推知該過程能自發(fā)進(jìn)行，氣體擴(kuò)散為熵增過程，而其逆過程不能自發(fā)進(jìn)行。
4．已知在等溫條件下，化學(xué)反應(yīng)方向的判據(jù)為：
ΔH－TΔS0，反應(yīng)能正向自發(fā)進(jìn)行；
ΔH－TΔS＝0，反應(yīng)達(dá)平衡狀態(tài)；
ΔH－TΔS0，反應(yīng)能逆向自發(fā)進(jìn)行。
(其中ΔH為焓變，ΔS為熵變，T為熱力學(xué)溫度，單位為K)
設(shè)反應(yīng)A(s)===D(g)＋E(g)　ΔH－TΔS＝(－4500＋11T)Jmol－1，要防止反應(yīng)發(fā)生，溫度必須()
A．高于409K
B．低于136K
C．高于136K而且低于409K
D．低于409K
答案　A
5．25℃和1.01×105Pa時，反應(yīng)2N2O5(g)===4NO2(g)＋O2(g)　ΔH＝＋56.7kJ/mol，自發(fā)進(jìn)行的原因是()
A．是吸熱反應(yīng)B．是放熱反應(yīng)
C．是熵減少的反應(yīng)D．熵增大效應(yīng)大于能量效應(yīng)
答案　D

練方法技巧
6．石墨、金剛石燃燒的熱化學(xué)方程式分別為
C(石墨)＋O2(g)===CO2(g)ΔH＝－393.51kJmol－1
C(金剛石)＋O2(g)===CO2(g)ΔH＝－395.41kJmol－1
關(guān)于金剛石和石墨的相互轉(zhuǎn)化，下列說法正確的是()
A．石墨轉(zhuǎn)化成金剛石是自發(fā)進(jìn)行的過程
B．金剛石轉(zhuǎn)化成石墨是自發(fā)進(jìn)行的過程
C．金剛石比石墨更穩(wěn)定
D．金剛石比石墨能量低
答案　B
解析　由熱化學(xué)方程式可知，石墨比金剛石能量低，1mol石墨轉(zhuǎn)化為1mol金剛石需吸收1.9kJ的熱量，金剛石轉(zhuǎn)化為石墨是放熱反應(yīng)，因此金剛石轉(zhuǎn)化為石墨是自發(fā)進(jìn)行的過程。物質(zhì)所具有的能量越低越穩(wěn)定。
點撥：那些不用借助外力就可以自動進(jìn)行的自發(fā)過程的共同特點是：體系趨于從高能狀態(tài)轉(zhuǎn)變?yōu)榈湍軤顟B(tài)(這時體系會對外部做功或釋放熱量)，這就是所謂的能量判據(jù)。但是自動進(jìn)行的自發(fā)反應(yīng)不一定都是由高能狀態(tài)到低能狀態(tài)的過程，例如，硝酸銨溶于水。因而只使用能量判據(jù)來確定變化過程的方向是片面的。對具體反應(yīng)需應(yīng)用能量判據(jù)和熵判據(jù)綜合進(jìn)行分析，即凡是能夠使體系能量降低、熵增大的方向就是化學(xué)反應(yīng)容易進(jìn)行的方向。
7．汽車尾氣(含烴類、CO、NO與SO2等)是城市主要污染源之一，治理的辦法之一是在汽車排氣管上裝催化轉(zhuǎn)化器，它使NO與CO反應(yīng)生成可參與大氣生態(tài)循環(huán)的無毒氣體，其反應(yīng)原理是：2NO(g)＋2CO(g)===N2(g)＋2CO2(g)，在298K、100kPa下，ΔH＝－113kJmol－1，ΔS＝－145Jmol－1K－1。下列說法中錯誤的是()
A．該反應(yīng)中反應(yīng)物總能量高于生成物的總能量
B．該反應(yīng)常溫下不能自發(fā)進(jìn)行，因此需要高溫和催化劑條件
C．該反應(yīng)常溫下能自發(fā)進(jìn)行，高溫和催化劑條件只是加快反應(yīng)的速率
D．汽車尾氣中的這兩種氣體會與人體血紅蛋白結(jié)合而使人中毒
思路點撥：解答本題要注意以下兩點：
(1)利用ΔG＝ΔH－TΔS判斷反應(yīng)的方向。
(2)注意反應(yīng)發(fā)生的條件。
答案　B
解析　因為2NO(g)＋2CO(g)===N2(g)＋2CO2(g)，298K時，ΔH＝－113kJ/mol，ΔS＝－145Jmol－1K－1，說明該反應(yīng)為放熱反應(yīng)，且是熵減的反應(yīng)，生成物的總能量低于反應(yīng)物的總能量。常溫時ΔG＝ΔH－TΔS＝－113kJmol－1－298K×(－145×10－3kJmol－1K－1)＝－69.79kJmol－10，即該反應(yīng)在常溫下能自發(fā)進(jìn)行，故A、C、D正確。

練綜合拓展

8．某化學(xué)科研小組研究在其他條件不變時，改變某一條件對反應(yīng)[可用aA(g)＋bB(g)cC(g)表示]化學(xué)平衡的影響，得到如圖所示圖象(圖中p表示壓強(qiáng)，T表示溫度，n表示物質(zhì)的量，α表示平衡轉(zhuǎn)化率，φ表示體積分?jǐn)?shù))：
分析圖象，回答下列問題：
(1)在圖象反應(yīng)Ⅰ中，若p1p2，則此正反應(yīng)為________(填“吸熱”或“放熱”)反應(yīng)，也是一個氣體分子數(shù)________(填“減少”或“增大”)的反應(yīng)，由此判斷，此反應(yīng)自發(fā)進(jìn)行，必須滿足的條件是________。
(2)在圖象反應(yīng)Ⅱ中，T1________T2(填“”、“”或“＝”)，該正反應(yīng)為________(填“吸熱”或“放熱”)反應(yīng)。
(3)在圖象反應(yīng)Ⅲ中，若T1T2，則該反應(yīng)能否自發(fā)進(jìn)行？
答案　(1)放熱　減少　低溫　(2)　放熱　(3)能自發(fā)進(jìn)行
解析　本題涉及圖象的分析及化學(xué)平衡的移動和反應(yīng)進(jìn)行的方向等知識點。反應(yīng)Ⅰ中恒壓下溫度升高，α(A)減小，即升高溫度平衡向左移動，則正反應(yīng)為放熱反應(yīng)，ΔH0；由p1p2知恒定溫度時壓強(qiáng)越大，α(A)越大，即增大壓強(qiáng)平衡向右移動，說明此反應(yīng)為氣體分子數(shù)減少的反應(yīng)(a＋bc)，即為熵減反應(yīng)，ΔS0。放熱、熵減反應(yīng)只能在低溫下自發(fā)進(jìn)行。反應(yīng)Ⅱ中T1溫度下反應(yīng)先達(dá)到平衡狀態(tài)，說明T1T2；溫度越高，平衡時C的物質(zhì)的量越小，即升高溫度平衡
向左移動，則正反應(yīng)為放熱反應(yīng)，ΔH0。反應(yīng)Ⅲ中在恒溫下壓強(qiáng)變化對α(A)沒有影響，說明壓強(qiáng)變化不能影響平衡，此反應(yīng)為氣體分子數(shù)不變的反應(yīng)(a＋b＝c)，反應(yīng)過程中熵變很小，ΔS≈0，若T1T2，恒壓下溫度越高α(A)越小，說明升高溫度平衡向左移動，正反應(yīng)為放熱反應(yīng)，ΔH0，則ΔH－TΔS0，反應(yīng)能自發(fā)進(jìn)行。
9．已知，一個可逆反應(yīng)，若正反應(yīng)為自發(fā)過程，則其逆反應(yīng)為非自發(fā)過程，反之，亦然。
(1)已知2CO(g)CO2(g)＋C(s)，T＝980K時ΔH－TΔS＝0。當(dāng)體系溫度低于980K時，估計ΔH－TΔS____0(填“大于”、“小于”或“等于”，下同)；當(dāng)體系溫度高于980K時，估計ΔH－TΔS____0。
(2)電子工業(yè)中清洗硅片上的SiO2(s)的反應(yīng)為
SiO2(s)＋4HF(g)===SiF4(g)＋2H2O(g)
ΔH(298.15K)＝－94.0kJmol－1
ΔS(298.15K)＝－75.8Jmol－1K－1，設(shè)ΔH和ΔS不隨溫度而變化，則此反應(yīng)自發(fā)進(jìn)行的溫度是________________________________________________________________________。
答案　(1)小于　大于　(2)小于1240K
解析　(1)C(s)＋CO2(g)??2CO(g)的反應(yīng)為吸熱反應(yīng)，ΔH＞0，則2CO(g)??CO2(g)＋C(s)為放熱反應(yīng)，ΔH＜0，且該反應(yīng)ΔS＜0，則當(dāng)T＜980K時，ΔH－TΔS0，T＞980K時，ΔH－TΔS＞0。
(2)由題給信息，要使反應(yīng)能自發(fā)進(jìn)行，須有ΔH－TΔS0，
即－94.0kJmol－1－T×(－75.8Jmol－1K－1)×10－3kJJ－10則
T94.0kJmol－175.8Jmol－1K－1×10－3kJJ－1＝1.24×103K。
10．在298K時，下列反應(yīng)的ΔH依次為：
C2H5OH(l)＋3O2(g)===2CO2(g)＋3H2O(l)ΔH1＝－1366.8kJmol－1
C(石墨)＋O2(g)===CO2(g)　ΔH2＝－393.5kJmol－1
H2(g)＋1/2O2(g)===H2O(l)　ΔH3＝－285.8kJmol－1
乙醇(C2H5OH)、氫氣、石墨和氧氣的熵值分別為：
161．0Jmol－1K－1、130.6Jmol－1K－1、5.74Jmol－1K－1、205.3Jmol－1K－1，則298K時，由單質(zhì)生成1mol乙醇的ΔH、ΔS及ΔH－TΔS分別為多少？
答案?。?77.6kJmol－1?。?44.93JmolL－1K－1?。?74.8kJmol－1
解析　ΔH＝2ΔH2＋3ΔH3－ΔH1
＝2×(－393.5kJmol－1)＋3×(－285.8kJmol－1)－(－1366.8kJmol－1)＝－277.6kJmol－1
ΔS＝161.0Jmol－1K－1－3×130.6Jmol－1K－1－2×5.74Jmol－1K－1－1/2×205.3Jmol－1K－1
＝－344.93J/(molK)
ΔG＝ΔH－TΔS
＝－277.6kJmol－1－298K×(－344.93×10－3kJmol－1K－1)＝－174.8kJmol－1

第2課時　化學(xué)平衡狀態(tài)

[目標(biāo)要求]　1.了解化學(xué)反應(yīng)的可逆性，了解可逆反應(yīng)的概念、特點。2.理解化學(xué)平衡建立的過程。3.理解化學(xué)平衡的特征。

一、可逆反應(yīng)
1．概念
在一定條件下，既能向正反應(yīng)方向進(jìn)行，同時又能向逆反應(yīng)方向進(jìn)行的反應(yīng)。如：N2＋3H22NH3。
2．特點
(1)同一條件下，正反應(yīng)和逆反應(yīng)同時發(fā)生、同時存在。
(2)反應(yīng)不能進(jìn)行到底，反應(yīng)物不能實現(xiàn)完全轉(zhuǎn)化。
(3)反應(yīng)體系中，與化學(xué)反應(yīng)有關(guān)的各種物質(zhì)同存于同一反應(yīng)體系。
(4)反應(yīng)達(dá)到限度時，反應(yīng)仍在進(jìn)行，沒有停止。
二、化學(xué)平衡狀態(tài)
1．含義
在一定條件下，當(dāng)正、逆兩個方向的反應(yīng)速率相等時，反應(yīng)體系中所有參加反應(yīng)的物質(zhì)的質(zhì)量或濃度可以保持恒定。
2．特征
①逆：可逆反應(yīng)?、诘龋簐正＝v逆　③定：物質(zhì)恒定
④動：動態(tài)平衡，反應(yīng)沒停止?、葑儯簵l件變，平衡移動
三、化學(xué)平衡狀態(tài)的判斷
1．看v(正)與v(逆)是否相等。
2．看體系中的各物質(zhì)是否保持恒定。

知識點一　可逆反應(yīng)
1．下列反應(yīng)屬于可逆反應(yīng)的是()
A．H2和O2點燃生成H2O的反應(yīng)與H2O電解生成H2和O2的反應(yīng)
B．CuSO4吸水形成晶體藍(lán)礬與藍(lán)礬加熱失去水分生成CuSO4
C．Cl2溶于水
D．Na2O溶于水
答案　C
解析　A、B項的反應(yīng)不是在同一條件下進(jìn)行，不屬于可逆反應(yīng)；D項反應(yīng)能進(jìn)行到底，不屬于可逆反應(yīng)；同一條件下，Cl2與水反應(yīng)生成HCl和HClO，同時，HCl和HClO反應(yīng)生成Cl2與水，屬于可逆反應(yīng)。
2．在密閉容器中進(jìn)行如下反應(yīng)：X2(g)＋Y2(g)2Z(g)，已知X2、Y2、Z的起始濃度分別為0.1molL－1、0.3molL－1、0.2molL－1，在一定條件下，當(dāng)反應(yīng)達(dá)到平衡時，各物質(zhì)的濃度有可能是()
A．Z為0.3molL－1
B．X2為0.2molL－1
C．Y2為0.4molL－1
D．c(X2)＋c(Y2)＋c(Z)＝0.55molL－1
答案　A
解析　可逆反應(yīng)中，反應(yīng)體系中各物質(zhì)一定共存，如果B、C選項中的數(shù)據(jù)存在，則Z的濃度為0，這是不可能的，A選項符合題意；又因為該反應(yīng)是總體積不變的反應(yīng)，達(dá)到平衡時，不論X2、Y2、Z怎么變化，總物質(zhì)的量不會改變，總濃度也不會改變，即：c(X2)＋c(Y2)＋c(Z)＝0.6molL－1。
知識點二　化學(xué)平衡狀態(tài)的判定
3．能夠說明一個可逆反應(yīng)H2(g)＋I(xiàn)2(g)2HI(g)已達(dá)到平衡狀態(tài)的是()
A．1molH—H鍵斷裂的同時有1molH—I鍵形成
B．1molH—H鍵斷裂的同時有2molH—I鍵形成
C．1molI—I鍵斷裂的同時有2molHI鍵形成
D．1molH—H鍵斷裂的同時有1molI—I鍵形成
答案　D
解析　斷裂反應(yīng)物的化學(xué)鍵和形成生成物的化學(xué)鍵都表示正反應(yīng)，斷裂生成物的化學(xué)鍵和形成反應(yīng)物的化學(xué)鍵都表示逆反應(yīng)，只要抓住反應(yīng)方向相反和物質(zhì)的生成和消耗量符合反應(yīng)方程式，問題便可解決。
4．在一定條件下，反應(yīng)：2NO＋O22NO2在定容容器中發(fā)生，對該反應(yīng)達(dá)到平衡的標(biāo)志的描述中，錯誤的是()
A．混合氣體的總分子數(shù)不再變化
B．混合氣體的顏色不再變化
C．容器的總壓強(qiáng)不再變化
D．混合氣體的總質(zhì)量不再變化
答案　D
解析　該反應(yīng)為物質(zhì)的量改變的反應(yīng)，在定容容器中，建立平衡的過程會有壓強(qiáng)的改變、總分子數(shù)的改變、顏色的改變，一旦這些可變量不變了，則證明平衡建立了，而總質(zhì)量在任何情況下都不發(fā)生變化。
5．在一定溫度下，反應(yīng)A2(g)＋B2(g)2AB(g)達(dá)到平衡的標(biāo)志是()
A．單位時間生成nmol的A2，同時生成nmol的AB
B．容器內(nèi)的總壓強(qiáng)不隨時間的變化而變化
C．單位時間生成2nmol的AB同時生成nmol的B2
D．平均相對分子質(zhì)量不隨時間變化而變化
答案　C
解析　該反應(yīng)是等體積反應(yīng)，壓強(qiáng)不隨時間變化，不能證明為平衡狀態(tài)。平均式量不隨時間變化也不能證明為平衡狀態(tài)。如果不是等體積反應(yīng)，則這兩種情況都能證明為平衡狀態(tài)。

　

練基礎(chǔ)落實

1．在密閉容器中，充入SO2和18O原子組成的氧氣，在一定條件下開始反應(yīng)，在達(dá)到平衡后，18O存在于()
A．只存在于氧氣中
B．只存在于SO3中
C．只存在于SO2和SO3中
D．SO2、SO3、O2中都存在
答案　D
解析　該反應(yīng)是可逆反應(yīng)，正反應(yīng)、逆反應(yīng)同時存在；化學(xué)平衡是動態(tài)平衡，正反應(yīng)發(fā)生時，18O存在于SO3中，逆反應(yīng)發(fā)生時，SO3中的18O又可以轉(zhuǎn)化到SO2中。
2．可逆反應(yīng)aA(g)＋bB(g)cC(g)的正、逆反應(yīng)速率可用各反應(yīng)物或生成物濃度的變化來表示。下列各關(guān)系式中能說明反應(yīng)已達(dá)到平衡狀態(tài)的是()
A．a(chǎn)v正(A)＝bv正(B)B．bv正(A)＝av逆(B)
C．a(chǎn)v正(C)＝cv正(A)D．a(chǎn)v正(A)＝bv逆(B)
答案　B
解析　當(dāng)正反應(yīng)速率等于逆反應(yīng)速率時，可逆反應(yīng)達(dá)到平衡狀態(tài)。正、逆反應(yīng)速率相等有以下幾種表現(xiàn)形式：若用同一物質(zhì)表示：v正＝v逆；若用不同物質(zhì)表示v逆∶v正＝化學(xué)方程式中的化學(xué)計量數(shù)之比。根據(jù)化學(xué)方程式中A、B、C間的計量關(guān)系，可知上述四個選項中，只有bv正(A)＝av逆(B)表示正、逆反應(yīng)速率相等。
3．可逆反應(yīng)2HI(g)H2(g)＋I(xiàn)2(g)在密閉容器中進(jìn)行，下列能說明該反應(yīng)已達(dá)到平衡狀態(tài)的是()
A．容器內(nèi)壓強(qiáng)不隨時間變化而變化
B．混合氣體總分子數(shù)不隨時間變化而變化
C．混合氣體的顏色不再改變
D．c(H2)與c(I2)保持相等
答案　C
解析　該反應(yīng)為體積不變的反應(yīng)，總分子數(shù)不變、壓強(qiáng)不變不證明平衡已建立，H2、I2都是生成物且計量數(shù)相等，二者濃度相等也不能證明平衡已建立。
4．可逆反應(yīng)：2NO22NO＋O2在恒容密閉容器中進(jìn)行，達(dá)到平衡狀態(tài)的標(biāo)志是()
①單位時間內(nèi)生成nmolO2的同時生成2nmolNO2?、趩挝粫r間內(nèi)生成nmolO2的同時生成2nmolNO?、塾肗O2、NO、O2的物質(zhì)的量濃度變化表示的反應(yīng)速率之比為2∶2∶1的狀態(tài)?、芑旌蠚怏w的顏色不再改變的狀態(tài)　⑤混合氣體的密度不再改變的狀態(tài)　⑥混合氣體的平均相對分子質(zhì)量不再改變的狀態(tài)
A．①④⑥B．②③⑤
C．①③④D．①②③④⑤⑥
答案　A
5．3molH2和1molN2放入密閉容器中，使用催化劑發(fā)生反應(yīng)：N2＋3H22NH3，從反應(yīng)開始到平衡過程中，不可能出現(xiàn)的是()
A．2molNH3B．0.5molNH3
C．0.9molN2D．H2和NH3物質(zhì)的量相等
答案　A
解析　可逆反應(yīng)不可能進(jìn)行到底。當(dāng)生成2molNH3時，N2和H2的物質(zhì)的量均為0，這種情況不可能出現(xiàn)。

練方法技巧

6．在一定溫度下的剛性密閉容器中，當(dāng)下列哪些物質(zhì)量不再發(fā)生變化時，表明下述反應(yīng)：
A(s)＋2B(g)C(g)＋D(g)已達(dá)到平衡狀態(tài)()
①混合氣體的壓強(qiáng)?、诨旌蠚怏w的密度　③B的物質(zhì)的量濃度?、軞怏w的總物質(zhì)的量?、莼旌蠚怏w的平均相對分子質(zhì)量　⑥物質(zhì)C的百分含量?、吒鳉怏w的物質(zhì)的量
A．②③⑤⑥⑦B．①②③⑥⑦
C．②③④⑤⑥D(zhuǎn)．①③④⑤⑦
思路點撥：解答本題需要注意以下兩點：
(1)判斷反應(yīng)達(dá)到平衡狀態(tài)的根本標(biāo)志是v(正)＝v(逆)和反應(yīng)混合物中各組成成分的百分含量不變。
(2)物質(zhì)的狀態(tài)及反應(yīng)前后氣體的化學(xué)計量數(shù)之間的關(guān)系。
答案　A
解析　A(s)＋2B(s)C(g)＋D(g)是反應(yīng)前后氣體體積相等的反應(yīng)，不管是否平衡，混合氣體的壓強(qiáng)始終不變，氣體的總物質(zhì)的量也不變，不是判斷是否達(dá)到平衡的標(biāo)志。
7．某體積可變的密閉容器，盛有適量的A和B的混合氣體，在一定條件下發(fā)生反應(yīng)：A＋3B2C。若維持溫度和壓強(qiáng)不變，當(dāng)達(dá)到平衡時容器的體積為VL，其中C氣體的體積占10%。下列推斷正確的是()
①原混合氣體的體積為1.2VL　②原混合氣體的體積為1.1VL?、鄯磻?yīng)達(dá)到平衡時氣體A消耗掉0.05VL④反應(yīng)達(dá)平衡時氣體B消耗掉0.05VL
A．②③B．②④C．①③D．①④
答案　A
解析　設(shè)起始A和B的體積分別為a、b
A＋3B　??　2C
起始的體積(L)ab0
轉(zhuǎn)化的體積(L)0.05V0.15V10%V
平衡時體積(L)a－0.05Vb－0.15V10%V
a－0.05V＋b－0.15V＋10%V＝V
a＋b＝1.1V　
8．已知汽車尾氣無害化處理反應(yīng)為2NO(g)＋2CO(g)N2(g)＋2CO2(g)　ΔH0
下列說法不正確的是()
A．升高溫度可使該反應(yīng)的逆反應(yīng)速率降低
B．反應(yīng)達(dá)平衡后，CO的反應(yīng)速率保持不變
C．使用高效催化劑可有效提高正、逆反應(yīng)速率
D．單位時間內(nèi)消耗CO和N2的物質(zhì)的量之比為2∶1時，反應(yīng)達(dá)到平衡
答案　A
解析　此反應(yīng)的正反應(yīng)是放熱反應(yīng)，升高溫度，正、逆反應(yīng)速率都增大，但平衡逆移，故A錯；加入催化劑，能同等程度地提高正、逆反應(yīng)速率，故C正確；平衡時，各成分的反應(yīng)速率保持不變，但不為0，故B正確；消耗CO為v(正)，消耗N2為v(逆)，當(dāng)單位時間內(nèi)消耗CO和N2的物質(zhì)的量之比為2∶1時，均換算為CO的反應(yīng)速率，得v(正)＝v(逆)，達(dá)平衡，故D正確。

練綜合拓展

9．在200℃時，將amolH2(g)和bmolI2(g)充入到體積為VL的密閉容器中，發(fā)生反應(yīng)：I2(g)＋H2(g)2HI(g)。
(1)反應(yīng)剛開始時，由于c(H2)＝______，c(I2)＝______，而c(HI)＝______，所以化學(xué)反應(yīng)速率____________最大，而________最小(為零)；
(2)隨著反應(yīng)的進(jìn)行，反應(yīng)混合物中各組分濃度的變化趨勢為c(H2)______，c(I2)________，而c(HI)__________，從而化學(xué)反應(yīng)速率v正____________，而v逆________；
(3)當(dāng)反應(yīng)進(jìn)行到v正與v逆________時，此可逆反應(yīng)就達(dá)到了平衡，若保持外界條件不變時，反應(yīng)混合物中各組分的物質(zhì)的量、物質(zhì)的量濃度、質(zhì)量分?jǐn)?shù)、體積分?jǐn)?shù)、反應(yīng)物的轉(zhuǎn)化率和生成物的產(chǎn)率及體系的總壓強(qiáng)(或各組分的分壓)都將________。
答案　(1)aVmolL－1　bVmolL－1　0　v正　v逆
(2)減小　減小　增大　減小　增大
(3)相等　保持不變
10．有A、B、C三種氣體，若起始時取1molA與2molB發(fā)生反應(yīng)：A＋2B2C，達(dá)到平衡時，c(A)、c(B)、c(C)之比等于v(A)、v(B)、v(C)之比，則達(dá)到平衡時A的物質(zhì)的量是__________。
答案　0.5mol
解析　根據(jù)反應(yīng)的化學(xué)方程式知，v(A)∶v(B)∶v(C)＝1∶2∶2，則c(A)∶c(B)∶c(C)＝1∶2∶2，此時可判斷c(B)＝c(C)，因為此反應(yīng)中B的消耗量等于C的生成量，又等于B的剩余量，則B消耗了原來的一半，即1mol，同時A消耗了0.5mol。
11．將一定量的SO2和含0.7mol氧氣的空氣(忽略CO2)放入一定體積的密閉容器中，550℃時，在催化劑作用下發(fā)生反應(yīng)：2SO2＋O22SO3(正反應(yīng)放熱)。反應(yīng)達(dá)到平衡后，將容器中的混合氣體通過過量NaOH溶液，氣體體積減少了21.28L；再將剩余氣體通過焦性沒食子酸的堿性溶液吸收O2，氣體的體積又減少了5.6L(以上氣體體積均為標(biāo)準(zhǔn)狀況下的體積)。(計算結(jié)果保留一位小數(shù))
請回答下列問題：
(1)判斷該反應(yīng)達(dá)到平衡狀態(tài)的標(biāo)志是________。(填字母)
a．SO2和SO3濃度相等
b．SO2百分含量保持不變
c．容器中氣體的壓強(qiáng)不變
d．SO3的生成速率與SO2的消耗速率相等
e．容器中混合氣體的密度保持不變
(2)欲提高SO2的轉(zhuǎn)化率，下列措施可行的是
________________________________________________________________________。
(填字母)
a．向裝置中再充入N2
b．向裝置中再充入O2
c．改變反應(yīng)的催化劑
d．升高溫度
(3)求該反應(yīng)達(dá)到平衡時SO2的轉(zhuǎn)化率(用百分?jǐn)?shù)表示)。
(4)若將平衡混合氣體的5%通入過量的BaCl2溶液，生成沉淀多少克？
答案　(1)bc　(2)b　(3)消耗氧氣的物質(zhì)的量：
0．7mol－5.6L22.4Lmol－1＝0.45mol
反應(yīng)的n(SO2)＝0.45mol×2＝0.9mol，生成的n(SO3)＝0.9mol
SO2和SO3的物質(zhì)的量之和：21.28L22.4Lmol－1＝0.95mol
反應(yīng)前SO2的物質(zhì)的量為：0.95mol
SO2的轉(zhuǎn)化率：0.9mol0.95mol×100%＝94.7%
(4)在給定條件下溶液呈強(qiáng)酸性，不會產(chǎn)生BaSO3沉淀，因此m(BaSO4)＝0.90mol×5%×233gmol－1＝10.5g
解析　(1)由定義判斷b正確；由于恒溫恒容下的非等體積反應(yīng)，壓強(qiáng)不變說明氣體的總物質(zhì)的量不變，反應(yīng)達(dá)平衡，c正確；由ρ＝mV中m和V都是定值，故ρ也始終不變，無法判斷是否達(dá)到平衡，e錯誤；SO2和SO3的濃度大小關(guān)系不能作為平衡判定標(biāo)志，a錯；d中SO3的生成速率和SO2的消耗速率任意時間點都相等，d錯。
(2)由化學(xué)平衡的影響因素可知：恒容下充入N2不改變反應(yīng)混合物各成分濃度，平衡不移動；充入O2則增大了反應(yīng)物O2的濃度，提高了SO2的轉(zhuǎn)化率；催化劑不改變平衡，無法影響SO2的轉(zhuǎn)化率；升高溫度會使平衡逆向移動，降低SO2的轉(zhuǎn)化率。
(3)由信息知消耗氧氣的物質(zhì)的量：0.7mol－5.6L22.4Lmol－1＝0.45mol；②反應(yīng)達(dá)平衡時SO2和SO3的總物質(zhì)的量為：21.28L22.4Lmol－1＝0.95mol，因為SO2和SO3的消耗和生成關(guān)系為1∶1，所以初始SO2的總量也是0.95mol；③反應(yīng)的n(SO2)＝0.45mol×2＝0.9mol，生成的n(SO3)＝0.9mol。
所以α(SO2)＝0.9mol0.95mol×100%＝94.7%。
(4)在給定條件下，溶液呈強(qiáng)酸性，BaSO3不會沉淀，因此m(BaSO4)＝0.9mol×5%×233gmol－1＝10.5g。

第3課時　化學(xué)平衡常數(shù)

[目標(biāo)要求]　1.知道化學(xué)平衡常數(shù)的含義。2.能運(yùn)用化學(xué)平衡常數(shù)對化學(xué)反應(yīng)進(jìn)行程度的判斷。3.能利用化學(xué)平衡常數(shù)計算反應(yīng)物的轉(zhuǎn)化率。

一、化學(xué)平衡常數(shù)
1．表達(dá)式
對于一般的可逆反應(yīng)：aA(g)＋bB(g)cC(g)＋dD(g)，當(dāng)在一定溫度下達(dá)到化學(xué)平衡狀態(tài)時，平衡常數(shù)的表達(dá)式為：K＝ccCcdDcaAcbB。
2．意義
(1)K值越大，說明正反應(yīng)進(jìn)行的程度越大，反應(yīng)物的轉(zhuǎn)化率越大；反之就轉(zhuǎn)化越不完全，轉(zhuǎn)化率就越小。
(2)K只受溫度影響，與反應(yīng)物或生成物的濃度變化無關(guān)。
二、反應(yīng)物的平衡轉(zhuǎn)化率
1．定義
物質(zhì)在反應(yīng)中轉(zhuǎn)化量與起始量的比值。
2．表達(dá)式
α＝Δnn始×100%＝Δcc始×100%。
3．意義
反應(yīng)物的平衡轉(zhuǎn)化率表示在一定溫度和一定起始濃度下反應(yīng)進(jìn)行的限度。

　
知識點一　化學(xué)平衡常數(shù)
1．關(guān)于化學(xué)平衡常數(shù)的敘述，正確的是()
A．只與化學(xué)反應(yīng)方程式本身和溫度有關(guān)
B．只與反應(yīng)的溫度有關(guān)
C．與化學(xué)反應(yīng)本身和溫度有關(guān)，并且會受到起始濃度的影響
D．只與化學(xué)反應(yīng)本身有關(guān)，與其他任何條件無關(guān)的一個不變的常數(shù)
答案　A
解析　大量實驗證明，化學(xué)平衡常數(shù)決定于兩個方面的因素：化學(xué)反應(yīng)的本身和反應(yīng)體系的溫度，與起始濃度等其他外界條件沒有任何關(guān)系。
2．1000K時反應(yīng)C(s)＋2H2(g)CH4(g)的K＝8.28×107，當(dāng)各氣體物質(zhì)的量濃度分別為H20.7molL－1、CH40.2molL－1時，上述反應(yīng)()
A．正向移動B．逆向移動C．達(dá)到平衡D．不一定
答案　A
解析　Q＝0.20.72＝0.408
QK，說明該反應(yīng)沒達(dá)到平衡，v正v逆。
知識點二　轉(zhuǎn)化率
3．在某溫度下，將2molA和3molB充入一密閉容器中發(fā)生反應(yīng)：aA(g)＋B(g)C(g)＋D(g)，5min后達(dá)平衡。已知各物質(zhì)的平衡濃度關(guān)系為c(A)ac(B)＝c(C)c(D)。若在溫度不變的情況下，將容器的容積擴(kuò)大為原來的10倍，A的轉(zhuǎn)化率不發(fā)生變化，則B的轉(zhuǎn)化率為()
A．60%B．24%C．12%D．40%
答案　D
4．在一定條件下，SO2和O2發(fā)生如下反應(yīng)：2SO2(g)＋O2(g)2SO3(g)　ΔH0。
(1)寫出該反應(yīng)的化學(xué)平衡常數(shù)表達(dá)式K＝________。
(2)降低溫度，該反應(yīng)的K值________(填“增大”、“減小”或“不變”，下同)，二氧化硫的轉(zhuǎn)化率________，化學(xué)反應(yīng)速率________。
答案　(1)c2SO3c2SO2cO2　(2)增大　增大　減小
解析　(1)化學(xué)平衡常數(shù)是指在一定溫度下，達(dá)到平衡的可逆反應(yīng)里生成物濃度的系數(shù)次方的乘積與反應(yīng)物濃度的系數(shù)次方的乘積之比，故K＝c2SO3c2SO2cO2。
(2)降低溫度，平衡向正反應(yīng)方向移動，反應(yīng)物濃度減小，生成物濃度增大，故K值增大，二氧化硫轉(zhuǎn)化率增大，但化學(xué)反應(yīng)速率隨溫度的降低而減小。(有關(guān)化學(xué)平衡移動的知識下節(jié)介紹)
知識點三　化學(xué)平衡計算
5．在一定溫度下，一定體積的密閉容器中有如下平衡：H2(g)＋I(xiàn)2(g)2HI(g)。已知H2
和I2的起始濃度均為0.1molL－1，達(dá)到平衡時，HI的濃度為0.16molL－1。若H2和I2的起始濃度變?yōu)?.2molL－1，則平衡時H2的濃度(molL－1)是()
A．0.16B．0.08C．0.04D．0.02
答案　C
解析　由于開始時HI的濃度為0，平衡時HI的濃度為0.16molL－1，故反應(yīng)中H2和I2的濃度都減小了0.08molL－1，H2、I2、HI的平衡濃度分別為0.02molL－1、0.02molL－1、0.16molL－1，則H2＋I(xiàn)22HI的化學(xué)平衡常數(shù)為：K＝0.1620.02×0.02＝64，若H2和I2的起始濃度變?yōu)?.2molL－1，設(shè)達(dá)到平衡時H2的濃度減少了xmolL－1，則：
H2?。2　??　2HI
開始濃度(molL－1)　0.20.20
變化濃度(molL－1)　xx2x
平衡濃度(molL－1)　0.2－x　0.2－x2x
將平衡濃度代入平衡常數(shù)表達(dá)式：2x20.2－x2＝64，解得x＝0.16molL－1，故平衡時H2的濃度是0.2molL－1－0.16molL－1＝0.04molL－1。
　
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1．對于3Fe＋4H2O(g)Fe3O4＋4H2(g)，反應(yīng)的化學(xué)平衡常數(shù)的表達(dá)式為()
A．K＝cFe3O4cH2cFecH2OB．K＝cFe3O4c4H2cFec4H2O
C．K＝c4H2Oc4H2D．K＝c4H2c4H2O
答案　D
解析　平衡常數(shù)是生成物濃度冪之積與反應(yīng)物濃度冪之積的比值，但固體濃度視為1，不寫入平衡常數(shù)計算式中。
2．在可逆反應(yīng)中，平衡常數(shù)與反應(yīng)進(jìn)行的限度關(guān)系正確的是()
A．K越大，反應(yīng)程度越大
B．K越大，反應(yīng)程度越小
C．K的大小與反應(yīng)程度無關(guān)
D．升高溫度，K增大
答案　A
解析　對于給定的可逆反應(yīng)體系，化學(xué)平衡常數(shù)越大，反應(yīng)進(jìn)行的程度越大，A項正確；化學(xué)平衡常數(shù)與溫度升降的關(guān)系視具體反應(yīng)而定，對于放熱反應(yīng)，溫度越高，K越??；對于吸熱反應(yīng)，溫度越高，K越大。
3．2000K時，反應(yīng)CO(g)＋12O2(g)CO2(g)的平衡常數(shù)為K，則相同溫度下反應(yīng)
2CO2(g)2CO(g)＋O2(g)的平衡常數(shù)K′為()
A.1KB．K2C.1K2D.1K12
答案　C
解析　平衡常數(shù)與化學(xué)方程式的寫法有關(guān)，對于以上兩個反應(yīng)：K＝cCO2cCOc12O2，K′＝c2COcO2c2CO2，所以K′＝1K2。
4．298K時，各反應(yīng)的平衡常數(shù)如下：
①N2(g)＋O2(g)2NO(g)，K＝1×10－30；
②2H2(g)＋O2(g)2H2O(g)，K＝2×1081；
③2CO2(g)2CO(g)＋O2(g)，K＝4×10－92
則常溫下，NO、H2O、CO2這三個化合物分解放氧的傾向最大的是()
A．①B．②C．③D．無法判斷
答案　A
解析　要判斷NO、H2O、CO2這三個化合物分解放氧的傾向，則必須求出各個分解放氧反應(yīng)的平衡常數(shù)，然后比較大小即可。由計算可知：
①2NO(g)N2(g)＋O2(g)，K＝1×1030
②2H2O(g)2H2(g)＋O2(g)，K＝5×10－82
③2CO2(g)2CO(g)＋O2(g)，K＝4×10－92
平衡常數(shù)越大，表示反應(yīng)進(jìn)行得越徹底，因此反應(yīng)①即NO分解放氧的傾向最大。
練方法技巧
5．已知可逆反應(yīng)：M(g)＋N(g)P(g)＋Q(g)　ΔH0，請回答下列問題：
(1)在某溫度下，反應(yīng)物的起始濃度分別為：c(M)＝1molL－1，c(N)＝2.4molL－1。達(dá)到平衡后，M的轉(zhuǎn)化率為60%，此時N的轉(zhuǎn)化率為________；
(2)若反應(yīng)溫度升高，M的轉(zhuǎn)化率________(填“增大”、“減小”或“不變”)；
(3)若反應(yīng)溫度不變，反應(yīng)物的起始濃度分別為：c(M)＝4molL－1，c(N)＝amolL－1；達(dá)到平衡后，c(P)＝2molL－1，a＝________。
(4)若反應(yīng)溫度不變，反應(yīng)物的起始濃度為：c(M)＝c(N)＝bmolL－1，達(dá)到平衡后，M的轉(zhuǎn)化率為________。
思路點撥：解答本題要把握以下兩點：
(1)運(yùn)用三段式求出平衡轉(zhuǎn)化率。
(2)溫度不變平衡常數(shù)不變。
答案　(1)25%　(2)增大　(3)6　(4)41.4%
解析　M(g)?。(g)P(g)?。(g)
起始濃度molL－112.4　0　0
轉(zhuǎn)化濃度molL－1　1×60%　1×60%　1×60%　1×60%
平衡濃度molL－10.4　1.8　0.60.6
N的轉(zhuǎn)化率為0.6molL－12.4molL－1×100%＝25%。
(2)由于該反應(yīng)正反應(yīng)吸熱，溫度升高，K增大，平衡右移，則M的轉(zhuǎn)化率增大。
(3)溫度不變，平衡常數(shù)不變，K＝0.6×0.60.4×1.8＝2×24－2×a－2＝12，a＝6。
(4)根據(jù)(3)的結(jié)果，設(shè)M的轉(zhuǎn)化率為x，則K＝bx×bxb1－x×b1－x＝12，則x1－x＝12，x＝41.4%。
6．某溫度下，將H2和I2各0.1mol的氣態(tài)混合物充入10L的密閉容器中，充分反應(yīng)達(dá)到平衡后，測得c(H2)＝0.008molL－1。
(1)求該反應(yīng)的平衡常數(shù)。
(2)在上述溫度下，該容器中若通入H2和I2蒸氣各0.2mol，試求達(dá)到化學(xué)平衡狀態(tài)時各物質(zhì)的濃度。
答案　(1)平衡常數(shù)為0.25
(2)c(H2)＝c(I2)＝0.016molL－1，c(HI)＝0.008molL－1
解析　(1)依題意可知，平衡時c(H2)＝0.008molL－1，消耗c(H2)＝0.002molL－1，生成c(HI)＝0.004molL－1
H2?。2　??　2HI
起始時各物質(zhì)濃度(molL－1)　0.010.01　0
平衡時各物質(zhì)濃度(molL－1)　0.008　0.0080.004
K＝c2HIcH2cI2＝0.00420.0082＝0.25。
(2)依題意可知，c(H2)＝0.02molL－1，c(I2)＝0.02molL－1。
設(shè)H2的消耗濃度為x，則：
H2?。2　??2HI
平衡時物質(zhì)濃度(molL－1)　0.02－x　0.02－x2x
因為K不隨濃度發(fā)生變化，只與溫度有關(guān)，則有：
K＝c2HIcH2cH2＝2x20.02－x2＝0.25，
解得x＝0.004molL－1。
平衡時c(H2)＝c(I2)＝0.016molL－1，
c(HI)＝0.008molL－1。
7．合成氨反應(yīng)N2(g)＋3H2(g)2NH3(g)在某溫度下達(dá)到平衡時，各物質(zhì)的濃度是c(N2)＝3molL－1，c(H2)＝9molL－1，c(NH3)＝4molL－1，求：
①該溫度時的平衡常數(shù)；②N2、H2的起始濃度。
答案　①K＝7.32×10－3
②c(N2)＝5molL－1　c(H2)＝15molL－1
解析　K＝c2NH3cN2c3H2＝423×93＝7.3×10－3
　N2＋3H2??2NH3
起始　xy　0
平衡　3molL－1　9molL－1　4molL－1
Δcx－3moly－9molL－14molL－1
x－34＝12　x＝5molL－1
y－94＝32　y＝15molL－1
8．在一個容積為500mL的密閉容器中，充入5molH2和2molCO。在一定溫度和一定壓強(qiáng)下，發(fā)生如下反應(yīng)：
2H2(g)＋CO(g)CH3OH(g)，經(jīng)過5min后達(dá)到平衡狀態(tài)。若此時測得CH3OH蒸氣的濃度為2molL－1，求：
(1)以H2的濃度變化表示的該反應(yīng)的速率；
(2)達(dá)平衡時CO的轉(zhuǎn)化率；
(3)該溫度下的K。
答案　(1)v(H2)＝0.8molL－1min－1
(2)50%
(3)0.028L2mol－2
解析　設(shè)CO反應(yīng)的濃度為x，則H2反應(yīng)的濃度為2x，由題意可得：
c(起始H2)＝5mol/0.5L＝10molL－1，
c(起始CO)＝2mol/0.5L＝4molL－1，
2H2(g)　＋CO(g)??CH3OH(g)
起始濃度：10molL－14molL－1　0
反應(yīng)濃度：2xx2molL－1
平衡濃度：10－2x4－x2molL－1
解得：x＝2molL－1
10－2x＝6molL－1
4－x＝2molL－1
(1)v(H2)＝Δc(H2)/t＝4molL－1/5min
＝0.8molL－1min－1
(2)α(CO)＝c(反應(yīng)CO)/c(起始CO)×100%
＝2molL－1/4molL－1×100%＝50%
(3)K＝cCH3OHcCOc2H2＝22×62L2mol－2＝0.028L2mol－2

練綜合拓展

9．氨是重要的氮肥，合成原理為：N2(g)＋3H2(g)2NH3(g)　ΔH＝－92.4kJmol－1?；卮鹣铝袉栴}：
(1)寫出平衡常數(shù)K的表達(dá)式_______________________________________________，
如果降低溫度，該反應(yīng)K值____________，化學(xué)反應(yīng)速率______，N2的轉(zhuǎn)化率______。(填“增大”、“減小”或“不變”)
(2)在500℃、20MPa時，將N2、H2置于一個容積為2L的密閉容器中發(fā)生反應(yīng)，反應(yīng)過程中各種物質(zhì)的物質(zhì)的量隨時間的變化如圖所示，回答下列問題：
①10min內(nèi)以NH3表示的平均反應(yīng)速率為
________________________________________________________________________
________________。
②在10～20min內(nèi)，NH3濃度變化的原因可能是()　
A．使用了催化劑B．縮小容器體積
C．降低溫度D．增加NH3物質(zhì)的量
③第1次平衡的時間為：____________，第2次平衡的時間為：____________，第1次平衡：平衡常數(shù)K1＝________________________________________________________
(帶數(shù)據(jù)的表達(dá)式)，第2次平衡時NH3的體積分?jǐn)?shù)__________；
④在反應(yīng)進(jìn)行至25min時，曲線發(fā)生變化的原因：
________________________________________________________________________
________________，達(dá)第二次平衡時，新平衡的平衡常數(shù)K2______K1(填“大于”、“小于”或“等于”)。
答案　(1)K＝c2NH3cN2c3H2　增大　減小　增大
(2)①0.005molL－1min－1　②A
③20～25min　35～40min　0.1520.125×0.0753　45.5%
④移走0.1molNH3　等于

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化學(xué)反應(yīng)的速度和限度

高二學(xué)業(yè)水平測試
化學(xué)反應(yīng)的速率和限度
【學(xué)習(xí)目標(biāo)】
1、通過實驗認(rèn)識化學(xué)反應(yīng)的速率
2、通過實驗認(rèn)識化學(xué)反應(yīng)的限度
3、了解控制反應(yīng)條件在生產(chǎn)和科學(xué)研究中的作用
【基礎(chǔ)知識】
一、化學(xué)反應(yīng)速率
1、定義
化學(xué)反應(yīng)速率是表示反應(yīng)進(jìn)行的物理量，通常用_表示。
計算公式；常用單位：。
各物質(zhì)表示的速率比等于該反應(yīng)方程式中相應(yīng)的化學(xué)計量系數(shù)比。
2、影響化學(xué)反應(yīng)速率的因素
（1）內(nèi)因：反應(yīng)物的性質(zhì)（主要）
（2）外因：其他條件不變時
①溫度：溫度升高，反應(yīng)速率__
②壓強(qiáng)：對于有氣體參加的反應(yīng)，增加壓強(qiáng)，反應(yīng)速率__
③濃度：增大反應(yīng)物的濃度，反應(yīng)速率__
④催化劑：使用（正）催化劑,反應(yīng)速率__
其他：反應(yīng)接觸面積的大小、固體反應(yīng)物的顆粒大小、光照、超聲波、電磁波、溶劑等對反應(yīng)速率也有影響。

二、化學(xué)反應(yīng)的限度
1．可逆反應(yīng)：在下，既可正反應(yīng)方向進(jìn)行，同時又可逆反應(yīng)方向進(jìn)行的反應(yīng)。
可逆反應(yīng)有一定限度，反應(yīng)物不可能完全轉(zhuǎn)化為生成物。
2．化學(xué)平衡狀態(tài)：在一定條件下的可逆反應(yīng)，當(dāng)正反應(yīng)速率等于逆反應(yīng)速率，反應(yīng)物和生成物的濃度不再發(fā)生改變的狀態(tài)，稱為化學(xué)平衡狀態(tài)。
化學(xué)平衡狀態(tài)的特征：逆:可逆反應(yīng)
動：動態(tài)平衡V正≠0，V逆≠0
等：V正=V逆
定：各組分的濃度保持不變（不是相等，也不能某種比例）
變：條件改變，平衡狀態(tài)將被破壞
3．可逆反應(yīng)在一定條件下達(dá)平衡狀態(tài)即達(dá)到該反應(yīng)的限度。

【典型例題】
1．（2007年水平測試）下列措施不能增大反應(yīng)速率的是（）
A．升高溫度B．降低溫度
C．提高反應(yīng)物濃度D．使用合適的催化劑
2．（2008年測試）對于反應(yīng)2H2O2===2H2O+O2↑，下列措施不能增大化學(xué)反應(yīng)速率的是（）
A．減小H2O2溶液的濃度B．升高H2O2溶液的溫度
C．向H2O2溶液中加人少量MnO2粉末D．向H2O2溶液中加人一定濃度的FeCl3溶液
3．（2009年水平測試）實驗室用鋅粒與2mol/L硫酸溶液制取氫氣，下列措施不能增大化學(xué)反應(yīng)速率的是（）
A．用鋅粉代替鋅粒B．改用3mol/L硫酸溶液
C．改用熱的2mol/L硫酸溶液D．向該硫酸溶液中加入等體積的水
4．（2010年水平測試）對工業(yè)合成氨反應(yīng)：N2＋3H22NH3，下列說法錯誤的是（）
A．使用合適的催化劑可以加大反應(yīng)速率
B．升高溫度可以增大反應(yīng)速率
C．增大N2濃度可以使H2轉(zhuǎn)化率達(dá)到100℅
D．增大N2濃度可以增大反應(yīng)速率
5．（2011年水平測試）用下列方法制取氫氣，反應(yīng)速率最大的是（）
A．冬天，塊狀鋅與2molL一1硫酸溶液反應(yīng)
B．冬天，粉末狀鋅與2molL一1硫酸溶液反應(yīng)
C．夏天，塊狀鋅與2molL一1硫酸溶液反應(yīng)
D．夏天，粉末狀鋅與2molL一1硫酸溶液反應(yīng)
6．在一條件下，反應(yīng)N2+3H22NH3在10L密閉容器中進(jìn)行，測得2min內(nèi)，N2的物質(zhì)的量由20mol減少到8mol，則2min內(nèi)N2的平均反應(yīng)速率為（）
A．1.2mol(Lmin)-1B．1.0mol(Lmin)-1
C．0.6mol(Lmin)-1D．0.4mol(Lmin)-1
7．下列措施是為了降低化學(xué)反應(yīng)速率的是
A．食品放在冰箱中貯藏B．用鐵粉代替鐵釘與稀硫酸反應(yīng)制取氫氣
C．合成氨工業(yè)中使用催化劑D．在試管中進(jìn)行鋁和鹽酸反應(yīng)時，稍微加熱
8．影響化學(xué)反應(yīng)速率的因素有很多，決定化學(xué)反應(yīng)速率的主要因素是
A．溫度B.濃度C.催化劑D.反應(yīng)物的性質(zhì)
9．在一定溫度下，可逆反應(yīng)X(g)+3Y(g)2Z(g)達(dá)到平衡的標(biāo)志是
①Z生成的速率與Z分解的速率相等，②單位時間生成amolX，同時生成3amolY，③X、Y、Z的濃度不再變化，④X、Y、Z的分子數(shù)比為1：3：2，⑤X、Y、Z的濃度相等，⑥X、Y、Z的質(zhì)量不再發(fā)生變化
A．①③⑥B．①②③C．①②⑤⑥D(zhuǎn)．①②③④⑤⑥

高二化學(xué)教案：《化學(xué)反應(yīng)的方向和限度學(xué)案》教學(xué)設(shè)計

一名優(yōu)秀的教師在教學(xué)時都會提前最好準(zhǔn)備，作為教師就要在上課前做好適合自己的教案。教案可以讓學(xué)生更好地進(jìn)入課堂環(huán)境中來，幫助教師能夠井然有序的進(jìn)行教學(xué)。教案的內(nèi)容要寫些什么更好呢？急您所急，小編為朋友們了收集和編輯了“高二化學(xué)教案：《化學(xué)反應(yīng)的方向和限度學(xué)案》教學(xué)設(shè)計”，歡迎閱讀，希望您能夠喜歡并分享！

本文題目：高二化學(xué)教案：化學(xué)反應(yīng)的方向和限度學(xué)案

第二單元 化學(xué)反應(yīng)的方向和限度

第1課時　化學(xué)反應(yīng)的方向

[目標(biāo)要求]　1.了解自發(fā)過程和化學(xué)反應(yīng)的自發(fā)性。2.通過“有序”和“無序”的對比，了解熵和熵變的概念。3.初步了解焓變和熵變對化學(xué)反應(yīng)方向的影響，能用焓變和熵變說明化學(xué)反應(yīng)的方向。

一、化學(xué)反應(yīng)的方向

1.化學(xué)反應(yīng)具有方向性，許多化學(xué)反應(yīng)的正反應(yīng)能自發(fā)進(jìn)行，而其逆反應(yīng)無法自發(fā)進(jìn)行。

2.自發(fā)反應(yīng)：在一定條件下無需外界幫助就能自動進(jìn)行的反應(yīng)。

二、判斷化學(xué)反應(yīng)方向的依據(jù)

1.能量判據(jù)

自然界中的自發(fā)過程，都有由能量較高狀態(tài)向能量較低狀態(tài)轉(zhuǎn)化的傾向;絕大多數(shù)放熱反應(yīng)都能自發(fā)進(jìn)行，且反應(yīng)放出的熱量越多，體系能量降低得也越多，反應(yīng)越完全。

反應(yīng)的焓變是制約化學(xué)反應(yīng)能否自發(fā)進(jìn)行的因素之一。

2.熵判據(jù)

(1)熵

用來度量體系混亂程度的物理量。熵值越大，混亂程度越大。符號為S。單位：J?mol-1?K-1。

(2)熵值大小的比較

同一種物質(zhì)不同狀態(tài)時熵值大小為S(g)>S(l)>S(s)。

(3)熵變：反應(yīng)前后體系熵的變化，符號為ΔS。

若發(fā)生變化后體系的混亂度增大，該過程的ΔS>0，反之，ΔS

(4)熵變與化學(xué)反應(yīng)自發(fā)性關(guān)系

ΔS>0，反應(yīng)自發(fā)進(jìn)行;ΔS

3.復(fù)合判據(jù)

體系能量降低(ΔH0)都有促使反應(yīng)自發(fā)進(jìn)行的傾向，判斷反應(yīng)的自發(fā)性必須綜合考慮反應(yīng)的焓變和熵變。在恒溫、恒壓時：

(1)當(dāng)ΔH0時，反應(yīng)自發(fā)進(jìn)行。

(2)當(dāng)ΔH>0，ΔS

(3)當(dāng)ΔH

(4)當(dāng)ΔH>0，ΔS>0時，反應(yīng)在較高溫度下自發(fā)進(jìn)行。

知識點一　能量判據(jù)

1.實驗證明，多數(shù)能自發(fā)進(jìn)行的反應(yīng)都是放熱反應(yīng)。對此說法的理解正確的是()

A.所有的放熱反應(yīng)都是自發(fā)進(jìn)行的

B.所有的自發(fā)反應(yīng)都是放熱的

C.焓變是影響反應(yīng)是否具有自發(fā)性的一個重要因素

D.焓變是決定反應(yīng)是否具有自發(fā)性的惟一判據(jù)

答案　C

解析　多數(shù)能自發(fā)進(jìn)行的反應(yīng)都是放熱反應(yīng)，并不是所有自發(fā)進(jìn)行的反應(yīng)都是放熱反應(yīng)，既然說“多數(shù)”，必定存在特例，所以只能說“焓變是影響反應(yīng)是否具有自發(fā)性的一個重要因素，但不是唯一因素”。

2.下列自發(fā)反應(yīng)可用焓判據(jù)來解釋的是()

A.2N2O5(g)===4NO2(g)+O2(g) ΔH=+56.7 kJ?mol-1

B.(NH4)2CO3(s)===NH4HCO3(s)+NH3(g) ΔH=+74.9 kJ?mol-1

C.2H2(g)+O2(g)===2H2O(l)　 ΔH=-286 kJ?mol-1

D.CaCO3(s)===CaO(s)+CO2(g) ΔH=+178.2 kJ?mol-1

答案　C

解析　從焓變的角度分析，化學(xué)反應(yīng)有由高能狀態(tài)向低能狀態(tài)轉(zhuǎn)化、使體系能量降低的趨勢，表現(xiàn)為放熱反應(yīng)較易進(jìn)行。

知識點二　熵判據(jù)

3.碳酸銨(NH4)2CO3在室溫下就能自發(fā)的分解產(chǎn)生氨氣，對其說法正確的是()

A.碳酸銨分解是因為生成了易揮發(fā)的氣體，使體系的熵增大

B.碳酸銨分解是因為外界給予了能量

C.碳酸銨分解是吸熱反應(yīng)，根據(jù)能量判據(jù)不能自發(fā)分解

D.碳酸鹽都不穩(wěn)定，都能自發(fā)分解

答案　A

解析　(NH4)2CO3的分解為吸熱反應(yīng)，而吸熱反應(yīng)不易自發(fā)進(jìn)行;根據(jù)焓變與熵變對化學(xué)反應(yīng)的共同影響，該反應(yīng)熵值一定增大。

4.摩爾熵是單位物質(zhì)的量的物質(zhì)在一定條件下所具有的熵。試比較下列兩組物質(zhì)摩爾熵的大小順序。

(1)相同條件下的氣態(tài)甲醇、乙醇、丙醇。

(2)氣態(tài)苯、液態(tài)苯、固態(tài)苯。

答案　(1)S(氣態(tài)甲醇)

解析　一般來講，組成物質(zhì)的原子種類相同時，一個分子中的原子數(shù)目越多，其混亂度就越大，熵值也越大;對于同一種物質(zhì)，S(g)>S(l)>S(s)。根據(jù)以上的規(guī)律可知，對于(1)，S(氣態(tài)甲醇)

知識點三　復(fù)合判據(jù)

5.某反應(yīng)：A===B+C在室溫下不能自發(fā)進(jìn)行，在高溫下能自發(fā)進(jìn)行，對該反應(yīng)過程ΔH、ΔS的判斷正確的是()

A.ΔH0、ΔS

C.ΔH0 D.ΔH>0、ΔS>0

答案　D

解析　由題意知：該反應(yīng)在室溫下不能自發(fā)反應(yīng)，而高溫下能自發(fā)進(jìn)行。根據(jù)ΔH和ΔS對反應(yīng)方向的共同影響可推知：ΔH>0，ΔS>0。

6.下列反應(yīng)中，常溫常壓下一定不能自發(fā)進(jìn)行的是()

A.2KClO3(s)===2KCl(s)+3O2(g)

ΔH=-78.03 kJ?mol-1

ΔS=+1 110 J?mol-1?K-1

B.CO(g)===C(s，石墨)+12O2(g)

ΔH=110.5 kJ?mol-1

ΔS=-89.36 J?mol-1?K-1

C.4Fe(OH)2(s)+2H2O(l)+O2(g)===4Fe(OH)3(s)

ΔH=-444.3 kJ?mol-1

ΔS=-280.1 J?mol-1?K-1

D.NH4HCO3(s)+CH3COOH(aq)===CO2(g)+CH3COONH4(aq)+H2O(l)

ΔH=37.30 kJ?mol-1

ΔS=+184.05 J?mol-1?K-1

答案　B

練基礎(chǔ)落實

1.下列說法中正確的是()

A.凡是放熱反應(yīng)都是自發(fā)的，吸熱反應(yīng)都是非自發(fā)的

B.自發(fā)反應(yīng)一定是熵增大，非自發(fā)反應(yīng)一定是熵減小或不變的反應(yīng)

C.自發(fā)反應(yīng)在恰當(dāng)?shù)臈l件下才能實現(xiàn)

D.自發(fā)反應(yīng)在任何條件下都能實現(xiàn)

答案　C

解析　放熱反應(yīng)常常是容易進(jìn)行的過程，吸熱反應(yīng)有些也是自發(fā)的;自發(fā)反應(yīng)的熵不一定增大，可能減小，也可能不變;過程的自發(fā)性只能用于判斷過程的方向，是否能實現(xiàn)還要看具體的條件，能量判據(jù)和熵判據(jù)要綜合考慮利用，不能簡單地單一使用。故選C。

2.下列對熵的理解不正確的是()

A.同種物質(zhì)氣態(tài)時熵值最大，固態(tài)時熵值最小

B.體系越有序，熵值越小;越混亂，熵值越大

C.與外界隔離的體系，自發(fā)過程將導(dǎo)致體系的熵減小

D.25 ℃、1.01×105 Pa時，2N2O5(g)===4NO2(g)+O2(g)是熵增的反應(yīng)

答案　C

解析　體系都有從有序自發(fā)轉(zhuǎn)變?yōu)闊o序的傾向，此過程為熵增過程，故C錯誤。

3.在圖中A、B兩容器里，分別收集著兩種互不作用的理想氣體。若將中間活塞打開(如圖所示)，兩種氣體分子立即都分布在兩個容器中。這是一個不伴隨能量變化的自發(fā)過程。關(guān)于此過程的下列說法不正確的是()

A.此過程為混亂程度小的向混亂程度大的方向變化的過程，即熵增大的過程

B.此過程為自發(fā)過程，而且沒有熱量的吸收或放出

C.此過程從有序到無序，混亂度增大

D.此過程是自發(fā)可逆的

答案　D

解析　根據(jù)題意ΔH=0，ΔS>0，由ΔH-TΔS推知該過程能自發(fā)進(jìn)行，氣體擴(kuò)散為熵增過程，而其逆過程不能自發(fā)進(jìn)行。

4.已知在等溫條件下，化學(xué)反應(yīng)方向的判據(jù)為：

ΔH-TΔS

ΔH-TΔS=0，反應(yīng)達(dá)平衡狀態(tài);

ΔH-TΔS>0，反應(yīng)能逆向自發(fā)進(jìn)行。

(其中ΔH為焓變，ΔS為熵變，T為熱力學(xué)溫度，單位為K)

設(shè)反應(yīng)A(s)===D(g)+E(g)　ΔH-TΔS=(-4 500+11T)J?mol-1，要防止反應(yīng)發(fā)生，溫度必須()

A.高于409 K

B.低于136 K

C.高于136 K而且低于409 K

D.低于409 K

答案　A

5.25 ℃和1.01×105 Pa時，反應(yīng)2N2O5(g)===4NO2(g)+O2(g)　ΔH=+56.7 kJ/mol，自發(fā)進(jìn)行的原因是()

A.是吸熱反應(yīng) B.是放熱反應(yīng)

C.是熵減少的反應(yīng) D.熵增大效應(yīng)大于能量效應(yīng)

答案　D

練方法技巧

6.石墨、金剛石燃燒的熱化學(xué)方程式分別為

C(石墨)+O2(g)===CO2(g) ΔH=-393.51 kJ?mol-1

C(金剛石)+O2(g)===CO2(g) ΔH=-395.41 kJ?mol-1

關(guān)于金剛石和石墨的相互轉(zhuǎn)化，下列說法正確的是()

A.石墨轉(zhuǎn)化成金剛石是自發(fā)進(jìn)行的過程

B.金剛石轉(zhuǎn)化成石墨是自發(fā)進(jìn)行的過程

C.金剛石比石墨更穩(wěn)定

D.金剛石比石墨能量低

答案　B

解析　由熱化學(xué)方程式可知，石墨比金剛石能量低，1 mol石墨轉(zhuǎn)化為1 mol金剛石需吸收1.9 kJ的熱量，金剛石轉(zhuǎn)化為石墨是放熱反應(yīng)，因此金剛石轉(zhuǎn)化為石墨是自發(fā)進(jìn)行的過程。物質(zhì)所具有的能量越低越穩(wěn)定。

點撥：那些不用借助外力就可以自動進(jìn)行的自發(fā)過程的共同特點是：體系趨于從高能狀態(tài)轉(zhuǎn)變?yōu)榈湍軤顟B(tài)(這時體系會對外部做功或釋放熱量)，這就是所謂的能量判據(jù)。但是自動進(jìn)行的自發(fā)反應(yīng)不一定都是由高能狀態(tài)到低能狀態(tài)的過程，例如，硝酸銨溶于水。因而只使用能量判據(jù)來確定變化過程的方向是片面的。對具體反應(yīng)需應(yīng)用能量判據(jù)和熵判據(jù)綜合進(jìn)行分析，即凡是能夠使體系能量降低、熵增大的方向就是化學(xué)反應(yīng)容易進(jìn)行的方向。

7.汽車尾氣(含烴類、CO、NO與SO2等)是城市主要污染源之一，治理的辦法之一是在汽車排氣管上裝催化轉(zhuǎn)化器，它使NO與CO反應(yīng)生成可參與大氣生態(tài)循環(huán)的無毒氣體，其反應(yīng)原理是：2NO(g)+2CO(g)===N2(g)+2CO2(g)，在298 K、100 kPa下，ΔH=-113 kJ?mol-1，ΔS=-145 J?mol-1?K-1。下列說法中錯誤的是()

A.該反應(yīng)中反應(yīng)物總能量高于生成物的總能量

B.該反應(yīng)常溫下不能自發(fā)進(jìn)行，因此需要高溫和催化劑條件

C.該反應(yīng)常溫下能自發(fā)進(jìn)行，高溫和催化劑條件只是加快反應(yīng)的速率

D.汽車尾氣中的這兩種氣體會與人體血紅蛋白結(jié)合而使人中毒

思路點撥：解答本題要注意以下兩點：

(1)利用ΔG=ΔH-TΔS判斷反應(yīng)的方向。

(2)注意反應(yīng)發(fā)生的條件。

答案　B

解析　因為2NO(g)+2CO(g)===N2(g)+2CO2(g)，298 K時，ΔH=-113 kJ/mol，ΔS=-145 J?mol-1?K-1，說明該反應(yīng)為放熱反應(yīng)，且是熵減的反應(yīng)，生成物的總能量低于反應(yīng)物的總能量。常溫時ΔG=ΔH-TΔS=-113 kJ?mol-1-298 K×(-145×10-3 kJ?mol-1?K-1)=-69.79 kJ?mol-1

練綜合拓展

8.某化學(xué)科研小組研究在其他條件不變時，改變某一條件對反應(yīng)[可用aA(g)+bB(g) cC(g)表示]化學(xué)平衡的影響，得到如圖所示圖象(圖中p表示壓強(qiáng)，T表示溫度，n表示物質(zhì)的量，α表示平衡轉(zhuǎn)化率，φ表示體積分?jǐn)?shù))：

分析圖象，回答下列問題：

(1)在圖象反應(yīng)Ⅰ中，若p1>p2，則此正反應(yīng)為________(填“吸熱”或“放熱”)反應(yīng)，也是一個氣體分子數(shù)________(填“減少”或“增大”)的反應(yīng)，由此判斷，此反應(yīng)自發(fā)進(jìn)行，必須滿足的條件是________。

(2)在圖象反應(yīng)Ⅱ中，T1________T2(填“>”、“

(3)在圖象反應(yīng)Ⅲ中，若T1>T2，則該反應(yīng)能否自發(fā)進(jìn)行?

答案　(1)放熱　減少　低溫　(2)>　放熱　(3)能自發(fā)進(jìn)行

解析　本題涉及圖象的分析及化學(xué)平衡的移動和反應(yīng)進(jìn)行的方向等知識點。反應(yīng)Ⅰ中恒壓下溫度升高，α(A)減小，即升高溫度平衡向左移動，則正反應(yīng)為放熱反應(yīng)，ΔHp2知恒定溫度時壓強(qiáng)越大，α(A)越大，即增大壓強(qiáng)平衡向右移動，說明此反應(yīng)為氣體分子數(shù)減少的反應(yīng)(a+b>c)，即為熵減反應(yīng)，ΔST2;溫度越高，平衡時C的物質(zhì)的量越小，即升高溫度平衡

向左移動，則正反應(yīng)為放熱反應(yīng)，ΔHT2，恒壓下溫度越高α(A)越小，說明升高溫度平衡向左移動，正反應(yīng)為放熱反應(yīng)，ΔH

9.已知，一個可逆反應(yīng)，若正反應(yīng)為自發(fā)過程，則其逆反應(yīng)為非自發(fā)過程，反之，亦然。

(1)已知2CO(g) CO2(g)+C(s)，T=980 K時ΔH-TΔS=0。當(dāng)體系溫度低于980 K時，估計ΔH-TΔS____0(填“大于”、“小于”或“等于”，下同);當(dāng)體系溫度高于980 K時，估計ΔH-TΔS____0。

(2)電子工業(yè)中清洗硅片上的SiO2(s)的反應(yīng)為

SiO2(s)+4HF(g)===SiF4(g)+2H2O(g)

ΔH(298.15 K)=-94.0 kJ?mol-1

ΔS(298.15 K)=-75.8 J?mol-1?K-1，設(shè)ΔH和ΔS不隨溫度而變化，則此反應(yīng)自發(fā)進(jìn)行的溫度是________________________________________________________________________。

答案　(1)小于　大于　(2)小于1 240 K

解析　(1)C(s)+CO2(g)??2CO(g)的反應(yīng)為吸熱反應(yīng)，ΔH>0，則2CO(g)??CO2(g)+C(s)為放熱反應(yīng)，ΔH980 K時，ΔH-TΔS>0。

(2)由題給信息，要使反應(yīng)能自發(fā)進(jìn)行，須有ΔH-TΔS

即-94.0 kJ?mol-1-T×(-75.8 J?mol-1?K-1)×10-3 kJ?J-1

T

10.在298 K時，下列反應(yīng)的ΔH依次為：

C2H5OH(l)+3O2(g)===2CO2(g)+3H2O(l) ΔH1=-1 366.8 kJ?mol-1

C(石墨)+O2(g)===CO2(g)　ΔH2=-393.5 kJ?mol-1

H2(g)+1/2O2(g)===H2O(l)　ΔH3=-285.8 kJ?mol-1

乙醇(C2H5OH)、氫氣、石墨和氧氣的熵值分別為：

161.0 J?mol-1K-1、130.6 J?mol-1K-1、5.74 J?mol-1K-1、205.3 J?mol-1K-1，則298 K時，由單質(zhì)生成1 mol乙醇的ΔH、ΔS及ΔH-TΔS分別為多少?

答案　-277.6 kJ?mol-1　-344.93 J?mol?L-1?K-1　-174.8 kJ?mol-1

解析　ΔH=2ΔH2+3ΔH3-ΔH1

=2×(-393.5 kJ?mol-1)+3×(-285.8 kJ?mol-1)-(-1 366.8 kJ?mol-1)=-277.6 kJ?mol-1

ΔS=161.0 J?mol-1K-1 -3×130.6 J?mol-1K-1 -2×5.74 J?mol-1K-1 -1/2×205.3 J?mol-1K-1

=-344.93 J/(mol?K)

ΔG=ΔH-TΔS

=-277.6 kJ?mol-1-298 K×(-344.93×10-3 kJ?mol-1?K-1)=-174.8 kJ?mol-1

第2課時　化學(xué)平衡狀態(tài)

[目標(biāo)要求]　1.了解化學(xué)反應(yīng)的可逆性，了解可逆反應(yīng)的概念、特點。2.理解化學(xué)平衡建立的過程。3.理解化學(xué)平衡的特征。

一、可逆反應(yīng)

1.概念

在一定條件下，既能向正反應(yīng)方向進(jìn)行，同時又能向逆反應(yīng)方向進(jìn)行的反應(yīng)。如：N2+3H2 2NH3。

2.特點

(1)同一條件下，正反應(yīng)和逆反應(yīng)同時發(fā)生、同時存在。

(2)反應(yīng)不能進(jìn)行到底，反應(yīng)物不能實現(xiàn)完全轉(zhuǎn)化。

(3)反應(yīng)體系中，與化學(xué)反應(yīng)有關(guān)的各種物質(zhì)同存于同一反應(yīng)體系。

(4)反應(yīng)達(dá)到限度時，反應(yīng)仍在進(jìn)行，沒有停止。

二、化學(xué)平衡狀態(tài)

1.含義

在一定條件下，當(dāng)正、逆兩個方向的反應(yīng)速率相等時，反應(yīng)體系中所有參加反應(yīng)的物質(zhì)的質(zhì)量或濃度可以保持恒定。

2.特征

①逆：可逆反應(yīng)　②等：v正=v逆?、鄱ǎ何镔|(zhì)恒定

④動：動態(tài)平衡，反應(yīng)沒停止?、葑儯簵l件變，平衡移動

三、化學(xué)平衡狀態(tài)的判斷

1.看v(正)與v(逆)是否相等。

2.看體系中的各物質(zhì)是否保持恒定。

知識點一　可逆反應(yīng)

1.下列反應(yīng)屬于可逆反應(yīng)的是()

A.H2和O2點燃生成H2O的反應(yīng)與H2O電解生成H2和O2的反應(yīng)

B.CuSO4吸水形成晶體藍(lán)礬與藍(lán)礬加熱失去水分生成CuSO4

C.Cl2溶于水

D.Na2O溶于水

答案　C

解析　A、B項的反應(yīng)不是在同一條件下進(jìn)行，不屬于可逆反應(yīng);D項反應(yīng)能進(jìn)行到底，不屬于可逆反應(yīng);同一條件下，Cl2與水反應(yīng)生成HCl和HClO，同時，HCl和HClO反應(yīng)生成Cl2與水，屬于可逆反應(yīng)。

2.在密閉容器中進(jìn)行如下反應(yīng)：X2(g)+Y2(g) 2Z(g)，已知X2、Y2、Z的起始濃度分別為0.1 mol?L-1、0.3 mol?L-1、0.2 mol?L-1，在一定條件下，當(dāng)反應(yīng)達(dá)到平衡時，各物質(zhì)的濃度有可能是()

A.Z為0.3 mol?L-1

B.X2為0.2 mol?L-1

C.Y2為0.4 mol?L-1

D.c(X2)+c(Y2)+c(Z)=0.55 mol?L-1

答案　A

解析　可逆反應(yīng)中，反應(yīng)體系中各物質(zhì)一定共存，如果B、C選項中的數(shù)據(jù)存在，則Z的濃度為0，這是不可能的，A選項符合題意;又因為該反應(yīng)是總體積不變的反應(yīng)，達(dá)到平衡時，不論X2、Y2、Z怎么變化，總物質(zhì)的量不會改變，總濃度也不會改變，即：c(X2)+c(Y2)+c(Z)=0.6 mol?L-1。

知識點二　化學(xué)平衡狀態(tài)的判定

3.能夠說明一個可逆反應(yīng)H2(g)+I2(g) 2HI(g)已達(dá)到平衡狀態(tài)的是()

A.1 mol H—H鍵斷裂的同時有1 mol H—I鍵形成

B.1 mol H—H鍵斷裂的同時有2 mol H—I鍵形成

C.1 mol I—I鍵斷裂的同時有2 mol HI鍵形成

D.1 mol H—H鍵斷裂的同時有1 mol I—I鍵形成

答案　D

解析　斷裂反應(yīng)物的化學(xué)鍵和形成生成物的化學(xué)鍵都表示正反應(yīng)，斷裂生成物的化學(xué)鍵和形成反應(yīng)物的化學(xué)鍵都表示逆反應(yīng)，只要抓住反應(yīng)方向相反和物質(zhì)的生成和消耗量符合反應(yīng)方程式，問題便可解決。

4.在一定條件下，反應(yīng)：2NO+O2 2NO2在定容容器中發(fā)生，對該反應(yīng)達(dá)到平衡的標(biāo)志的描述中，錯誤的是()

A.混合氣體的總分子數(shù)不再變化

B.混合氣體的顏色不再變化

C.容器的總壓強(qiáng)不再變化

D.混合氣體的總質(zhì)量不再變化

答案　D

解析　該反應(yīng)為物質(zhì)的量改變的反應(yīng)，在定容容器中，建立平衡的過程會有壓強(qiáng)的改變、總分子數(shù)的改變、顏色的改變，一旦這些可變量不變了，則證明平衡建立了，而總質(zhì)量在任何情況下都不發(fā)生變化。

5.在一定溫度下，反應(yīng)A2(g)+B2(g) 2AB(g)達(dá)到平衡的標(biāo)志是()

A.單位時間生成n mol的A2，同時生成n mol的AB

B.容器內(nèi)的總壓強(qiáng)不隨時間的變化而變化

C.單位時間生成2n mol的AB同時生成n mol的B2

D.平均相對分子質(zhì)量不隨時間變化而變化

答案　C

解析　該反應(yīng)是等體積反應(yīng)，壓強(qiáng)不隨時間變化，不能證明為平衡狀態(tài)。平均式量不隨時間變化也不能證明為平衡狀態(tài)。如果不是等體積反應(yīng)，則這兩種情況都能證明為平衡狀態(tài)。

練基礎(chǔ)落實

1.在密閉容器中，充入SO2和18O原子組成的氧氣，在一定條件下開始反應(yīng)，在達(dá)到平衡后，18O存在于()

A.只存在于氧氣中

B.只存在于SO3中

C.只存在于SO2和SO3中

D.SO2、SO3、O2中都存在

答案　D

解析　該反應(yīng)是可逆反應(yīng)，正反應(yīng)、逆反應(yīng)同時存在;化學(xué)平衡是動態(tài)平衡，正反應(yīng)發(fā)生時，18O存在于SO3中，逆反應(yīng)發(fā)生時，SO3中的18O又可以轉(zhuǎn)化到SO2中。

2.可逆反應(yīng)aA(g)+bB(g) cC(g)的正、逆反應(yīng)速率可用各反應(yīng)物或生成物濃度的變化來表示。下列各關(guān)系式中能說明反應(yīng)已達(dá)到平衡狀態(tài)的是()

A.av正(A)=bv正(B) B.bv正(A)=av逆(B)

C.av正(C)=cv正(A) D.av正(A)=bv逆(B)

答案　B

解析　當(dāng)正反應(yīng)速率等于逆反應(yīng)速率時，可逆反應(yīng)達(dá)到平衡狀態(tài)。正、逆反應(yīng)速率相等有以下幾種表現(xiàn)形式：若用同一物質(zhì)表示：v正=v逆;若用不同物質(zhì)表示v逆∶v正=化學(xué)方程式中的化學(xué)計量數(shù)之比。根據(jù)化學(xué)方程式中A、B、C間的計量關(guān)系，可知上述四個選項中，只有bv正(A)=av逆(B)表示正、逆反應(yīng)速率相等。

3.可逆反應(yīng)2HI(g) H2(g)+I2(g)在密閉容器中進(jìn)行，下列能說明該反應(yīng)已達(dá)到平衡狀態(tài)的是()

A.容器內(nèi)壓強(qiáng)不隨時間變化而變化

B.混合氣體總分子數(shù)不隨時間變化而變化

C.混合氣體的顏色不再改變

D.c(H2)與c(I2)保持相等

答案　C

解析　該反應(yīng)為體積不變的反應(yīng)，總分子數(shù)不變、壓強(qiáng)不變不證明平衡已建立，H2、I2都是生成物且計量數(shù)相等，二者濃度相等也不能證明平衡已建立。

4.可逆反應(yīng)：2NO2 2NO+O2在恒容密閉容器中進(jìn)行，達(dá)到平衡狀態(tài)的標(biāo)志是()

①單位時間內(nèi)生成n mol O2的同時生成2n mol NO2?、趩挝粫r間內(nèi)生成n mol O2的同時生成2n mol NO　③用NO2、NO、O2的物質(zhì)的量濃度變化表示的反應(yīng)速率之比為2∶2∶1的狀態(tài)?、芑旌蠚怏w的顏色不再改變的狀態(tài)?、莼旌蠚怏w的密度不再改變的狀態(tài)?、藁旌蠚怏w的平均相對分子質(zhì)量不再改變的狀態(tài)

A.①④⑥ B.②③⑤

C.①③④ D.①②③④⑤⑥

答案　A

5.3 mol H2和1 mol N2放入密閉容器中，使用催化劑發(fā)生反應(yīng)：N2+3H2 2NH3，從反應(yīng)開始到平衡過程中，不可能出現(xiàn)的是()

A.2 mol NH3 B.0.5 mol NH3

C.0.9 mol N2 D.H2和NH3物質(zhì)的量相等

答案　A

解析　可逆反應(yīng)不可能進(jìn)行到底。當(dāng)生成2 mol NH3時，N2和H2的物質(zhì)的量均為0，這種情況不可能出現(xiàn)。

練方法技巧

6.在一定溫度下的剛性密閉容器中，當(dāng)下列哪些物質(zhì)量不再發(fā)生變化時，表明下述反應(yīng)：

A(s)+2B(g) C(g)+D(g)已達(dá)到平衡狀態(tài)()

①混合氣體的壓強(qiáng)?、诨旌蠚怏w的密度?、跙的物質(zhì)的量濃度?、軞怏w的總物質(zhì)的量?、莼旌蠚怏w的平均相對分子質(zhì)量?、尬镔|(zhì)C的百分含量?、吒鳉怏w的物質(zhì)的量

A.②③⑤⑥⑦ B.①②③⑥⑦

C.②③④⑤⑥ D.①③④⑤⑦

思路點撥：解答本題需要注意以下兩點：

(1)判斷反應(yīng)達(dá)到平衡狀態(tài)的根本標(biāo)志是v(正)=v(逆)和反應(yīng)混合物中各組成成分的百分含量不變。

(2)物質(zhì)的狀態(tài)及反應(yīng)前后氣體的化學(xué)計量數(shù)之間的關(guān)系。

答案　A

解析　A(s)+2B(s) C(g)+D(g)是反應(yīng)前后氣體體積相等的反應(yīng)，不管是否平衡，混合氣體的壓強(qiáng)始終不變，氣體的總物質(zhì)的量也不變，不是判斷是否達(dá)到平衡的標(biāo)志。

7.某體積可變的密閉容器，盛有適量的A和B的混合氣體，在一定條件下發(fā)生反應(yīng)：A+3B 2C。若維持溫度和壓強(qiáng)不變，當(dāng)達(dá)到平衡時容器的體積為V L，其中C氣體的體積占10%。下列推斷正確的是()

①原混合氣體的體積為1.2V L?、谠旌蠚怏w的體積為1.1V L?、鄯磻?yīng)達(dá)到平衡時氣體A消耗掉0.05V L ④反應(yīng)達(dá)平衡時氣體B消耗掉0.05V L

A.②③ B.②④ C.①③ D.①④

答案　A

解析　設(shè)起始A和B的體積分別為a、b

A+3B　 ??　2C

起始的體積(L) a b 0

轉(zhuǎn)化的體積(L) 0.05V 0.15V 10%V

平衡時體積(L) a-0.05V b-0.15V 10%V

a-0.05V+b-0.15V+10%V=V

a+b=1.1V

8.已知汽車尾氣無害化處理反應(yīng)為2NO(g)+2CO(g) N2(g)+2CO2(g)　ΔH

下列說法不正確的是()

A.升高溫度可使該反應(yīng)的逆反應(yīng)速率降低

B.反應(yīng)達(dá)平衡后，CO的反應(yīng)速率保持不變

C.使用高效催化劑可有效提高正、逆反應(yīng)速率

D.單位時間內(nèi)消耗CO和N2的物質(zhì)的量之比為2∶1時，反應(yīng)達(dá)到平衡

答案　A

解析　此反應(yīng)的正反應(yīng)是放熱反應(yīng)，升高溫度，正、逆反應(yīng)速率都增大，但平衡逆移，故A錯;加入催化劑，能同等程度地提高正、逆反應(yīng)速率，故C正確;平衡時，各成分的反應(yīng)速率保持不變，但不為0，故B正確;消耗CO為v(正)，消耗N2為v(逆)，當(dāng)單位時間內(nèi)消耗CO和N2的物質(zhì)的量之比為2∶1時，均換算為CO的反應(yīng)速率，得v(正)=v(逆)，達(dá)平衡，故D正確。

練綜合拓展

9.在200 ℃時，將a mol H2(g)和b mol I2(g)充入到體積為V L的密閉容器中，發(fā)生反應(yīng)：I2(g)+H2(g) 2HI(g)。

(1)反應(yīng)剛開始時，由于c(H2)=______，c(I2)=______，而c(HI)=______，所以化學(xué)反應(yīng)速率____________最大，而________最小(為零);

(2)隨著反應(yīng)的進(jìn)行，反應(yīng)混合物中各組分濃度的變化趨勢為c(H2)______，c(I2)________，而c(HI)__________，從而化學(xué)反應(yīng)速率v正____________，而v逆________;

(3)當(dāng)反應(yīng)進(jìn)行到v正與v逆________時，此可逆反應(yīng)就達(dá)到了平衡，若保持外界條件不變時，反應(yīng)混合物中各組分的物質(zhì)的量、物質(zhì)的量濃度、質(zhì)量分?jǐn)?shù)、體積分?jǐn)?shù)、反應(yīng)物的轉(zhuǎn)化率和生成物的產(chǎn)率及體系的總壓強(qiáng)(或各組分的分壓)都將________。

答案　(1)aV mol?L-1　bV mol?L-1　0　v正　v逆

(2)減小　減小　增大　減小　增大

(3)相等　保持不變

10.有A、B、C三種氣體，若起始時取1 mol A與2 mol B發(fā)生反應(yīng)：A+2B 2C，達(dá)到平衡時，c(A)、c(B)、c(C)之比等于v(A)、v(B)、v(C)之比，則達(dá)到平衡時A的物質(zhì)的量是__________。

答案　0.5 mol

解析　根據(jù)反應(yīng)的化學(xué)方程式知，v(A)∶v(B)∶v(C)=1∶2∶2，則c(A)∶c(B)∶c(C)=1∶2∶2，此時可判斷c(B)=c(C)，因為此反應(yīng)中B的消耗量等于C的生成量，又等于B的剩余量，則B消耗了原來的一半，即1 mol，同時A消耗了0.5 mol。

11.將一定量的SO2和含0.7 mol氧氣的空氣(忽略CO2)放入一定體積的密閉容器中，550 ℃時，在催化劑作用下發(fā)生反應(yīng)：2SO2+O2 2SO3(正反應(yīng)放熱)。反應(yīng)達(dá)到平衡后，將容器中的混合氣體通過過量NaOH溶液，氣體體積減少了21.28 L;再將剩余氣體通過焦性沒食子酸的堿性溶液吸收O2，氣體的體積又減少了5.6 L(以上氣體體積均為標(biāo)準(zhǔn)狀況下的體積)。(計算結(jié)果保留一位小數(shù))

請回答下列問題：

(1)判斷該反應(yīng)達(dá)到平衡狀態(tài)的標(biāo)志是________。(填字母)

a.SO2和SO3濃度相等

b.SO2百分含量保持不變

c.容器中氣體的壓強(qiáng)不變

d.SO3的生成速率與SO2的消耗速率相等

e.容器中混合氣體的密度保持不變

(2)欲提高SO2的轉(zhuǎn)化率，下列措施可行的是

________________________________________________________________________。

(填字母)

a.向裝置中再充入N2

b.向裝置中再充入O2

c.改變反應(yīng)的催化劑

d.升高溫度

(3)求該反應(yīng)達(dá)到平衡時SO2的轉(zhuǎn)化率(用百分?jǐn)?shù)表示)。

(4)若將平衡混合氣體的5%通入過量的BaCl2溶液，生成沉淀多少克?

答案　(1)bc　(2)b　(3)消耗氧氣的物質(zhì)的量：

0.7 mol-5.6 L22.4 L?mol-1=0.45 mol

反應(yīng)的n(SO2)=0.45 mol×2=0.9 mol，生成的n(SO3)=0.9 mol

SO2和SO3的物質(zhì)的量之和：21.28 L22.4 L?mol-1=0.95 mol

反應(yīng)前SO2的物質(zhì)的量為：0.95 mol

SO2的轉(zhuǎn)化率：0.9 mol0.95 mol×100%=94.7%

(4)在給定條件下溶液呈強(qiáng)酸性，不會產(chǎn)生BaSO3沉淀，因此m(BaSO4)=0.90 mol×5%×233 g?mol-1=10.5 g

解析　(1)由定義判斷b正確;由于恒溫恒容下的非等體積反應(yīng)，壓強(qiáng)不變說明氣體的總物質(zhì)的量不變，反應(yīng)達(dá)平衡，c正確;由ρ=mV中m和V都是定值，故ρ也始終不變，無法判斷是否達(dá)到平衡，e錯誤;SO2和SO3的濃度大小關(guān)系不能作為平衡判定標(biāo)志，a錯;d中SO3的生成速率和SO2的消耗速率任意時間點都相等，d錯。

(2)由化學(xué)平衡的影響因素可知：恒容下充入N2不改變反應(yīng)混合物各成分濃度，平衡不移動;充入O2則增大了反應(yīng)物O2的濃度，提高了SO2的轉(zhuǎn)化率;催化劑不改變平衡，無法影響SO2的轉(zhuǎn)化率;升高溫度會使平衡逆向移動，降低SO2的轉(zhuǎn)化率。

(3)由信息知消耗氧氣的物質(zhì)的量：0.7 mol-5.6 L22.4 L?mol-1=0.45 mol;②反應(yīng)達(dá)平衡時SO2和SO3的總物質(zhì)的量為：21.28 L22.4 L?mol-1=0.95 mol，因為SO2和SO3的消耗和生成關(guān)系為1∶1，所以初始SO2的總量也是0.95 mol;③反應(yīng)的n(SO2)=0.45 mol×2=0.9 mol，生成的n(SO3)=0.9 mol。

所以α(SO2)=0.9 mol0.95 mol×100%=94.7%。

(4)在給定條件下，溶液呈強(qiáng)酸性，BaSO3不會沉淀，因此m(BaSO4)=0.9 mol×5%×233 g?mol-1=10.5 g。

第3課時　化學(xué)平衡常數(shù)

[目標(biāo)要求]　1.知道化學(xué)平衡常數(shù)的含義。2.能運(yùn)用化學(xué)平衡常數(shù)對化學(xué)反應(yīng)進(jìn)行程度的判斷。3.能利用化學(xué)平衡常數(shù)計算反應(yīng)物的轉(zhuǎn)化率。

一、化學(xué)平衡常數(shù)

1.表達(dá)式

對于一般的可逆反應(yīng)：aA(g)+bB(g) cC(g)+dD(g)，當(dāng)在一定溫度下達(dá)到化學(xué)平衡狀態(tài)時，平衡常數(shù)的表達(dá)式為：K=cc?C??cd?D?ca?A??cb?B?。

2.意義

(1)K值越大，說明正反應(yīng)進(jìn)行的程度越大，反應(yīng)物的轉(zhuǎn)化率越大;反之就轉(zhuǎn)化越不完全，轉(zhuǎn)化率就越小。

(2)K只受溫度影響，與反應(yīng)物或生成物的濃度變化無關(guān)。

二、反應(yīng)物的平衡轉(zhuǎn)化率

1.定義

物質(zhì)在反應(yīng)中轉(zhuǎn)化量與起始量的比值。

2.表達(dá)式

α=Δnn始×100%=Δcc始×100%。

3.意義

反應(yīng)物的平衡轉(zhuǎn)化率表示在一定溫度和一定起始濃度下反應(yīng)進(jìn)行的限度。

知識點一　化學(xué)平衡常數(shù)

1.關(guān)于化學(xué)平衡常數(shù)的敘述，正確的是()

A.只與化學(xué)反應(yīng)方程式本身和溫度有關(guān)

B.只與反應(yīng)的溫度有關(guān)

C.與化學(xué)反應(yīng)本身和溫度有關(guān)，并且會受到起始濃度的影響

D.只與化學(xué)反應(yīng)本身有關(guān)，與其他任何條件無關(guān)的一個不變的常數(shù)

答案　A

解析　大量實驗證明，化學(xué)平衡常數(shù)決定于兩個方面的因素：化學(xué)反應(yīng)的本身和反應(yīng)體系的溫度，與起始濃度等其他外界條件沒有任何關(guān)系。

2.1 000 K時反應(yīng)C(s)+2H2(g) CH4(g)的K=8.28×107，當(dāng)各氣體物質(zhì)的量濃度分別為H2 0.7 mol?L-1、CH4 0.2 mol?L-1時，上述反應(yīng)()

A.正向移動 B.逆向移動 C.達(dá)到平衡 D.不一定

答案　A

解析　Q=0.2?0.7?2=0.408

Q

知識點二　轉(zhuǎn)化率

3.在某溫度下，將2 mol A和3 mol B充入一密閉容器中發(fā)生反應(yīng)：aA(g)+B(g) C(g)+D(g)，5 min后達(dá)平衡。已知各物質(zhì)的平衡濃度關(guān)系為c(A)a?c(B)=c(C)?c(D)。若在溫度不變的情況下，將容器的容積擴(kuò)大為原來的10倍，A的轉(zhuǎn)化率不發(fā)生變化，則B的轉(zhuǎn)化率為()

A.60% B.24% C.12% D.40%

答案　D

4.在一定條件下，SO2和O2發(fā)生如下反應(yīng)：2SO2(g)+O2(g) 2SO3(g)　ΔH

(1)寫出該反應(yīng)的化學(xué)平衡常數(shù)表達(dá)式K=________。

(2)降低溫度，該反應(yīng)的K值________(填“增大”、“減小”或“不變”，下同)，二氧化硫的轉(zhuǎn)化率________，化學(xué)反應(yīng)速率________。

答案　(1)c2?SO3?c2?SO2??c?O2?　(2)增大　增大　減小

解析　(1)化學(xué)平衡常數(shù)是指在一定溫度下，達(dá)到平衡的可逆反應(yīng)里生成物濃度的系數(shù)次方的乘積與反應(yīng)物濃度的系數(shù)次方的乘積之比，故K=c2?SO3?c2?SO2??c?O2?。

(2)降低溫度，平衡向正反應(yīng)方向移動，反應(yīng)物濃度減小，生成物濃度增大，故K值增大，二氧化硫轉(zhuǎn)化率增大，但化學(xué)反應(yīng)速率隨溫度的降低而減小。(有關(guān)化學(xué)平衡移動的知識下節(jié)介紹)

知識點三　化學(xué)平衡計算

5.在一定溫度下，一定體積的密閉容器中有如下平衡：H2(g)+I2(g) 2HI(g)。已知H2

和I2的起始濃度均為0.1 mol?L-1，達(dá)到平衡時，HI的濃度為0.16 mol?L-1。若H2和I2的起始濃度變?yōu)?.2 mol?L-1，則平衡時H2的濃度(mol?L-1)是()

A.0.16 B.0.08 C.0.04 D.0.02

答案　C

解析　由于開始時HI的濃度為0，平衡時HI的濃度為0.16 mol?L-1，故反應(yīng)中H2和I2的濃度都減小了0.08 mol?L-1，H2、I2、HI的平衡濃度分別為0.02 mol?L-1、0.02 mol?L-1、0.16 mol?L-1，則H2+I2 2HI的化學(xué)平衡常數(shù)為：K=0.1620.02×0.02=64，若H2和I2的起始濃度變?yōu)?.2 mol?L-1，設(shè)達(dá)到平衡時H2的濃度減少了x mol?L-1，則：

H2　+　I2　??　2HI

開始濃度(mol?L-1)　0.2　 　0.20

變化濃度(mol?L-1)　xx2x

平衡濃度(mol?L-1)　0.2-x　0.2-x2x

將平衡濃度代入平衡常數(shù)表達(dá)式：?2x?2?0.2-x?2=64，解得x=0.16 mol?L-1，故平衡時H2的濃度是0.2 mol?L-1-0.16 mol?L-1=0.04 mol?L-1。

練基礎(chǔ)落實

1.對于3Fe+4H2O(g) Fe3O4+4H2(g)，反應(yīng)的化學(xué)平衡常數(shù)的表達(dá)式為()

A.K=c?Fe3O4??c?H2?c?Fe??c?H2O? B.K=c?Fe3O4??c4?H2?c?Fe??c4?H2O?

C.K=c4?H2O?c4?H2? D.K=c4?H2?c4?H2O?

答案　D

解析　平衡常數(shù)是生成物濃度冪之積與反應(yīng)物濃度冪之積的比值，但固體濃度視為1，不寫入平衡常數(shù)計算式中。

2.在可逆反應(yīng)中，平衡常數(shù)與反應(yīng)進(jìn)行的限度關(guān)系正確的是()

A.K越大，反應(yīng)程度越大

B.K越大，反應(yīng)程度越小

C.K的大小與反應(yīng)程度無關(guān)

D.升高溫度，K增大

答案　A

解析　對于給定的可逆反應(yīng)體系，化學(xué)平衡常數(shù)越大，反應(yīng)進(jìn)行的程度越大，A項正確;化學(xué)平衡常數(shù)與溫度升降的關(guān)系視具體反應(yīng)而定，對于放熱反應(yīng)，溫度越高，K越小;對于吸熱反應(yīng)，溫度越高，K越大。

3.2 000 K時，反應(yīng)CO(g)+12O2(g) CO2(g)的平衡常數(shù)為K，則相同溫度下反應(yīng)

2CO2(g) 2CO(g)+O2(g)的平衡常數(shù)K′為()

A.1K B.K2 C.1K2 D.1K12

答案　C

解析　平衡常數(shù)與化學(xué)方程式的寫法有關(guān)，對于以上兩個反應(yīng)：K=c?CO2?c?CO??c12?O2?，K′=c2?CO??c?O2?c2?CO2?，所以K′=1K2。

4.298 K時，各反應(yīng)的平衡常數(shù)如下：

①N2(g)+O2(g) 2NO(g)，K=1×10-30;

②2H2(g)+O2(g) 2H2O(g)，K=2×1081;

③2CO2(g) 2CO(g)+O2(g)，K=4×10-92

則常溫下，NO、H2O、CO2這三個化合物分解放氧的傾向最大的是()

A.① B.② C.③ D.無法判斷

答案　A

解析　要判斷NO、H2O、CO2這三個化合物分解放氧的傾向，則必須求出各個分解放氧反應(yīng)的平衡常數(shù)，然后比較大小即可。由計算可知：

①2NO(g) N2(g)+O2(g)，K=1×1030

②2H2O(g) 2H2(g)+O2(g)，K=5×10-82

③2CO2(g) 2CO(g)+O2(g)，K=4×10-92

平衡常數(shù)越大，表示反應(yīng)進(jìn)行得越徹底，因此反應(yīng)①即NO分解放氧的傾向最大。

練方法技巧

5.已知可逆反應(yīng)：M(g)+N(g) P(g)+Q(g)　ΔH>0，請回答下列問題：

(1)在某溫度下，反應(yīng)物的起始濃度分別為：c(M)=1 mol?L-1，c(N)=2.4 mol?L-1。達(dá)到平衡后，M的轉(zhuǎn)化率為60%，此時N的轉(zhuǎn)化率為________;

(2)若反應(yīng)溫度升高，M的轉(zhuǎn)化率________(填“增大”、“減小”或“不變”);

(3)若反應(yīng)溫度不變，反應(yīng)物的起始濃度分別為：c(M)=4 mol?L-1，c(N)=a mol?L-1;達(dá)到平衡后，c(P)=2 mol?L-1，a=________。

(4)若反應(yīng)溫度不變，反應(yīng)物的起始濃度為：c(M)=c(N)=b mol?L-1，達(dá)到平衡后，M的轉(zhuǎn)化率為________。

思路點撥：解答本題要把握以下兩點：

(1)運(yùn)用三段式求出平衡轉(zhuǎn)化率。

(2)溫度不變平衡常數(shù)不變。

答案　(1)25%　(2)增大　(3)6　(4)41.4%

解析　M(g)　+　N(g) P(g)　+　Q(g)

起始濃度?mol?L-1?12.4　 0　 0

轉(zhuǎn)化濃度?mol?L-1?　1×60%　1×60%　1×60%　 1×60%

平衡濃度?mol?L-1?0.4 　1.8　0.6　 　0.6

N的轉(zhuǎn)化率為0.6 mol?L-12.4 mol?L-1×100%=25%。

(2)由于該反應(yīng)正反應(yīng)吸熱，溫度升高，K增大，平衡右移，則M的轉(zhuǎn)化率增大。

(3)溫度不變，平衡常數(shù)不變，K=0.6×0.60.4×1.8=2×2?4-2?×?a-2?=12，a=6。

(4)根據(jù)(3)的結(jié)果，設(shè)M的轉(zhuǎn)化率為x，則K=bx×bxb?1-x?×b?1-x?=12，則x1-x=12，x=41.4%。

6.某溫度下，將H2和I2各0.1 mol的氣態(tài)混合物充入10 L的密閉容器中，充分反應(yīng)達(dá)到平衡后，測得c(H2)=0.008 mol?L-1。

(1)求該反應(yīng)的平衡常數(shù)。

(2)在上述溫度下，該容器中若通入H2和I2蒸氣各0.2 mol，試求達(dá)到化學(xué)平衡狀態(tài)時各物質(zhì)的濃度。

答案　(1)平衡常數(shù)為0.25

(2)c(H2)=c(I2)=0.016 mol?L-1，c(HI)=0.008 mol?L-1

解析　(1)依題意可知，平衡時c(H2)=0.008 mol?L-1，消耗c(H2)=0.002 mol?L-1，生成c(HI)=0.004 mol?L-1

H2　+　I2　??　2HI

起始時各物質(zhì)濃度(mol?L-1)　0.010.01　 0

平衡時各物質(zhì)濃度(mol?L-1)　0.008　 0.0080.004

K=c2?HI?c?H2??c?I2?=?0.004?2?0.008?2=0.25。

(2)依題意可知，c(H2)=0.02 mol?L-1，c(I2)=0.02 mol?L-1。

設(shè)H2的消耗濃度為x，則：

H2　+　I2　 ??2HI

平衡時物質(zhì)濃度(mol?L-1)　0.02-x　0.02-x2x

因為K不隨濃度發(fā)生變化，只與溫度有關(guān)，則有：

K=c2?HI?c?H2??c?H2?=?2x?2?0.02-x?2=0.25，

解得x=0.004 mol?L-1。

平衡時c(H2)=c(I2)=0.016 mol?L-1，

c(HI)=0.008 mol?L-1。

7.合成氨反應(yīng)N2(g)+3H2(g) 2NH3(g)在某溫度下達(dá)到平衡時，各物質(zhì)的濃度是c(N2)=3 mol?L-1，c(H2)=9 mol?L-1，c(NH3)=4 mol?L-1，求：

①該溫度時的平衡常數(shù);②N2、H2的起始濃度。

答案?、貹=7.32×10-3

②c(N2)=5 mol?L-1　c(H2)=15 mol?L-1

解析　K=c2?NH3?c?N2??c3?H2?=423×93=7.3×10-3

N2+3H2?? 2NH3

起始　xy　 0

平衡　3 mol?L-1　9 mol?L-1　 4 mol?L-1

Δcx-3 moly-9 mol?L-14 mol?L-1

x-34=12　x=5 mol?L-1

y-94=32　y=15 mol?L-1

8.在一個容積為500 mL的密閉容器中，充入5 mol H2和2 mol CO。在一定溫度和一定壓強(qiáng)下，發(fā)生如下反應(yīng)：

2H2(g)+CO(g) CH3OH(g)，經(jīng)過5 min后達(dá)到平衡狀態(tài)。若此時測得CH3OH蒸氣的濃度為2 mol?L-1，求：

(1)以H2的濃度變化表示的該反應(yīng)的速率;

(2)達(dá)平衡時CO的轉(zhuǎn)化率;

(3)該溫度下的K。

答案　(1)v(H2)=0.8 mol?L-1?min-1

(2)50%

(3)0.028L2?mol-2

解析　設(shè)CO反應(yīng)的濃度為x，則H2反應(yīng)的濃度為2x，由題意可得：

c(起始H2)=5 mol/0.5 L=10 mol?L-1，

c (起始CO)=2 mol/0.5 L=4 mol?L-1，

2H2(g)　+CO(g)??CH3OH(g)

起始濃度：10 mol?L-1 4 mol?L-1　0

反應(yīng)濃度：2x x 2 mol?L-1

平衡濃度：10-2x 4-x 2 mol?L-1

解得：x=2 mol?L-1

10-2x=6 mol?L-1

4-x=2 mol?L-1

(1)v(H2)=Δc(H2)/t=4 mol?L-1/5 min

=0.8 mol?L-1?min-1

(2)α(CO)=c(反應(yīng)CO)/c(起始CO)×100%

=2 mol?L-1/4 mol?L-1×100%=50%

(3)K=c?CH3OH?c?CO??c2?H2?=22×62L2?mol-2=0.028 L2?mol-2

練綜合拓展

9.氨是重要的氮肥，合成原理為：N2(g)+3H2(g) 2NH3(g)　ΔH=-92.4 kJ?mol-1?；卮鹣铝袉栴}：

(1)寫出平衡常數(shù)K的表達(dá)式_______________________________________________，

如果降低溫度，該反應(yīng)K值____________，化學(xué)反應(yīng)速率______，N2的轉(zhuǎn)化率______。(填“增大”、“減小”或“不變”)

(2)在500℃、20 MPa時，將N2、H2置于一個容積為2 L的密閉容器中發(fā)生反應(yīng)，反應(yīng)過程中各種物質(zhì)的物質(zhì)的量隨時間的變化如圖所示，回答下列問題：

① 10 min內(nèi)以NH3表示的平均反應(yīng)速率為

________________________________________________________________________

________________。

②在10～20 min內(nèi)，NH3濃度變化的原因可能是()

A.使用了催化劑 B.縮小容器體積

C.降低溫度 D.增加NH3物質(zhì)的量

③第1次平衡的時間為：____________，第2次平衡的時間為：____________，第1次平衡：平衡常數(shù)K1=________________________________________________________

(帶數(shù)據(jù)的表達(dá)式)，第2次平衡時NH3的體積分?jǐn)?shù)__________;

④在反應(yīng)進(jìn)行至25 min時，曲線發(fā)生變化的原因：

________________________________________________________________________

________________，達(dá)第二次平衡時，新平衡的平衡常數(shù)K2______K1(填“大于”、“小于”或“等于”)。

答案　(1)K=c2?NH3?c?N2??c3?H2?　增大　減小　增大

(2)①0.005 mol?L-1?min-1　②A

③20～25 min　35～40 min　?0.15?20.125×?0.075?3　45.5%

④移走0.1 mol NH3　等于

化學(xué)反應(yīng)的快慢和限度

作為優(yōu)秀的教學(xué)工作者，在教學(xué)時能夠胸有成竹，高中教師要準(zhǔn)備好教案，這是老師職責(zé)的一部分。教案可以讓學(xué)生更好的吸收課堂上所講的知識點，幫助高中教師更好的完成實現(xiàn)教學(xué)目標(biāo)。那么怎么才能寫出優(yōu)秀的高中教案呢？下面是由小編為大家整理的“化學(xué)反應(yīng)的快慢和限度”，希望對您的工作和生活有所幫助。

總課時數(shù)14科目高一化學(xué)使用時間
主備人使用人
課題名稱第二章第二節(jié)化學(xué)反應(yīng)的快慢和限度（1）

預(yù)習(xí)目標(biāo)：
1.理解化學(xué)反應(yīng)速率的概念
2.知道濃度、溫度和催化劑等條件對化學(xué)反應(yīng)速率的影響
3.初步了解如何調(diào)控化學(xué)反應(yīng)的快慢及控制反應(yīng)條件在生產(chǎn)生活和科學(xué)研究中的作用。
重點難點：化學(xué)反應(yīng)速率及影響因素
學(xué)習(xí)方法：探究實驗方案設(shè)計、分析歸納、交流研討
自主學(xué)習(xí)：
1.人們通常用___________________________來描述化學(xué)反應(yīng)的快慢。
2.化學(xué)反應(yīng)速率通常用________________________________________________________來表示。
3.物質(zhì)之間能否發(fā)生化學(xué)反應(yīng)以及可能發(fā)生的化學(xué)反應(yīng)的快慢是由_______________決定的，但是可以通過改變等條件來控制化學(xué)反應(yīng)速率。
合作探究：
1.化學(xué)反應(yīng)有快有慢，我們可以通過觀察反應(yīng)的一些現(xiàn)象來判斷反應(yīng)的快慢。在日常生活和化學(xué)實驗過程中，觀察化學(xué)反應(yīng)進(jìn)行得快慢的方法都有哪些？請舉例說明。

2.分組實驗：
(1)在其它條件不變的情況下，溫度對化學(xué)反應(yīng)速率的影響
編號實驗內(nèi)容實驗現(xiàn)象實驗結(jié)論
1鎂條與0.5mol/L鹽酸在室溫下反應(yīng)
2鎂條與0.5mol/L鹽酸在加熱條件下反應(yīng)

(2)在其他條件不變的情況下，濃度對化學(xué)反應(yīng)速率的影響
編號實驗內(nèi)容實驗現(xiàn)象實驗結(jié)論
1鐵片與0.5mol/L鹽酸反應(yīng)
2相同鐵片與3mol/L鹽酸反應(yīng)

(3)在其它條件不變的情況下，催化劑對化學(xué)反應(yīng)速率的影響
編號實驗內(nèi)容實驗現(xiàn)象實驗結(jié)論
1取少量過氧化氫溶液放入試管
2向過氧化氫溶液中加入少量二氧化錳粉末
(4)在其他條件不變的情況下，固體表面積對化學(xué)反應(yīng)速率的影響
編號實驗內(nèi)容實驗現(xiàn)象實驗結(jié)論
1塊狀碳酸鈣與0.5mol/L鹽酸反應(yīng)
2粉末狀碳酸鈣與0.5mol/L鹽酸反應(yīng)

總結(jié)：影響一個化學(xué)反應(yīng)速率大小的外界因素有哪些？它們是如何影響的？

4.我們探究影響化學(xué)反應(yīng)速率的外界條件因素有什么意義？對我們的生產(chǎn)生活有什么指導(dǎo)意義？

習(xí)題鞏固：
1.化學(xué)反應(yīng)的快慢通常用“化學(xué)反應(yīng)速率”這一物理量描述，下列對其理解正確的是()
A.化學(xué)反應(yīng)速率指反應(yīng)物濃度的減少量
B.化學(xué)反應(yīng)速率指生成物濃度的增加量
C.化學(xué)反應(yīng)速率指反應(yīng)物濃度的減少量或生成物濃度的增加量
D.化學(xué)反應(yīng)速率指單位時間內(nèi)反應(yīng)物濃度的減少量或生成物濃度的增加量
2.決定化學(xué)反應(yīng)速率的內(nèi)在因素是()
A.反應(yīng)物的濃度B.反應(yīng)溫度
C.使用催化劑D.反應(yīng)物的性質(zhì)
3.當(dāng)鐵片與稀硫酸反應(yīng)制取氫氣時，下列措施不能使反應(yīng)速率增大的是()
A.不用稀硫酸，改用98%的濃硫酸
B.加熱
C.增大稀硫酸的濃度
D.不用鐵片，改用鐵粉
4.下列四種X溶液均能與一定量的鹽酸反應(yīng)，則其中反應(yīng)最快的是()
A.10℃時，20mL3mol/L的X溶液
B.20℃時，30mL2mol/L的X溶液
C.20℃時，20mL4mol/L的X溶液
D.10℃時，10mL2mol/L的X溶液
5.100mL6mol/L硫酸與過量鋅粉反應(yīng)，在一定溫度下，為了減小反應(yīng)速率但又不影響產(chǎn)生氫氣的總量，則可向反應(yīng)物中加入適量的()
A.碳酸鈉B.水C.硫酸銨固體D.燒堿溶液
6.下圖為鎂和鹽酸反應(yīng)的時間—速率圖，請解釋反應(yīng)速率先快再快后慢的原因：______________________________________________________________________。
V（速率）

T（時間）
8.分析下列實例，根據(jù)已有的知識和經(jīng)驗，填寫下表。
實例影響速率的因素如何影響
夏天食物易變質(zhì)
硫在氧氣中比在空氣中
燃燒劇烈
粉狀的碳酸鈣與鹽酸反應(yīng)
比塊狀的碳酸鈣反應(yīng)快
氯酸鉀與二氧化錳混合
共熱可快速產(chǎn)生氧氣

課堂小結(jié)：

化學(xué)反應(yīng)速率和限度

一位優(yōu)秀的教師不打無準(zhǔn)備之仗，會提前做好準(zhǔn)備，作為教師就需要提前準(zhǔn)備好適合自己的教案。教案可以讓講的知識能夠輕松被學(xué)生吸收，幫助教師更好的完成實現(xiàn)教學(xué)目標(biāo)。怎么才能讓教案寫的更加全面呢？為了讓您在使用時更加簡單方便，下面是小編整理的“化學(xué)反應(yīng)速率和限度”，相信能對大家有所幫助。

教案
課題：第二章第三節(jié)化學(xué)反應(yīng)速率和限度(一)授課班級
課時1.5
教

學(xué)

目

的知識
與
技能1、了解化學(xué)反應(yīng)的快慢
2、理解和掌握化學(xué)反應(yīng)速率的概念及表示方法
3、掌握影響化學(xué)反應(yīng)速率的條件
過程
與
方法通過學(xué)生動手實驗，培養(yǎng)學(xué)生觀察和描述現(xiàn)象的能力，并根據(jù)實驗現(xiàn)象探究、分析、推理和判斷的能力
情感
態(tài)度
價值觀1、1、通過實驗，激發(fā)學(xué)生的求知欲和學(xué)習(xí)興趣；
2、2、通過問題討論、培養(yǎng)學(xué)生善于思考，勤學(xué)好問，勇于探索的優(yōu)秀品質(zhì)。

重點化學(xué)反應(yīng)速率的概念；了解影響化學(xué)反應(yīng)速率的因素
難點影響化學(xué)反應(yīng)速率的因素
知
識
結(jié)
構(gòu)
與
板
書
設(shè)
計第二章第三節(jié)化學(xué)反應(yīng)的速率和限度
一、化學(xué)反應(yīng)的速率(reactionrate)
1、定義：單位時間內(nèi)反應(yīng)物的濃度減少或生成物濃度的增加來表示
2、單位：mol/Lsmol/Lmin
3、表達(dá)式：v(A)==
△c(A)表示物質(zhì)A濃度的變化△t表示時間
4、有關(guān)化學(xué)速率的注意事項：
5、化學(xué)反應(yīng)速率的計算
(1)同一反應(yīng)中各物質(zhì)的速率之比等于方程式中各物質(zhì)的計量數(shù)之比
(2)對于反應(yīng)mA(g)+nB(g)pC(g)+qD(g)來說，則有
二、影響化學(xué)反應(yīng)速率的因素
1、內(nèi)部因素：在相同外界條件下，參加反應(yīng)的物質(zhì)的性質(zhì)是決定化學(xué)反應(yīng)速率的內(nèi)部因素。
2、外部因素
(1)濃度對化學(xué)反應(yīng)速率的影響
○1其他條件不變時，增加反應(yīng)物的濃度，可以增大化學(xué)反應(yīng)速率
○2理論解釋：濃度增大活化分子數(shù)增多有效碰撞次數(shù)增大化學(xué)反應(yīng)速率加快
(2)壓強(qiáng)對化學(xué)反應(yīng)速率的影響
○1結(jié)論：對于有氣體參加的反應(yīng)，當(dāng)其他條件不變時，壓強(qiáng)增大濃度增大
○2理論解釋：在其他條件不變時，壓強(qiáng)增大濃度增大活化分子數(shù)增大有效碰撞次數(shù)增大速率增大
(3)溫度對化學(xué)反應(yīng)速率的影響
○1結(jié)論：在其他條件不變的條件下，溫度越高化學(xué)反應(yīng)速率越快
○2解釋：濃度一定時，溫度越高，反應(yīng)物分子的能量就越高，使一部分原來能量較低的分子變成活化分子反應(yīng)物分子中活化分子的百分?jǐn)?shù)增大有效碰撞次數(shù)增大反應(yīng)速率增大。
(4)催化劑(catalyst)對化學(xué)反應(yīng)速率的影響
○1結(jié)論：在其他條件不變的條件下，催化劑能夠改變化學(xué)反應(yīng)速率。
能加快化學(xué)反應(yīng)速率的叫正催化劑；能減慢化學(xué)反應(yīng)速率的叫負(fù)催化劑。
○2解釋：使用催化劑降低反應(yīng)物所需的能量更多的反應(yīng)物的分子成為活化分子大大增加單位體積內(nèi)的活化分子百分?jǐn)?shù)成千成萬倍的增大化學(xué)反應(yīng)速率

教學(xué)過程
教學(xué)步驟、內(nèi)容教學(xué)方法、手段、師生活動
［導(dǎo)課］多媒體播放影片
［講］北京的故宮是世界著名的古建筑群，是祖國珍貴的文化遺產(chǎn)。在保和殿后，有一塊巨大的“云龍陛石”，上面雕有精美的蟠龍圖案。但是，近些年來浮雕已開始受損，一些細(xì)小的花紋已變得模糊不清。在太和殿周圍的玉石護(hù)欄的蟠龍柱以及吐水龍頭上的花紋也不同程度地受到腐蝕。據(jù)統(tǒng)計，世界上的古建筑在本世紀(jì)所遭受的腐蝕比過去幾百年甚至幾千年所遭受的腐蝕還要嚴(yán)重，有的已面目全非。這真是一場大的災(zāi)難。造成這場災(zāi)難的元兇是什么呢？它就是我們在前面介紹過的酸雨。為什么以前幾百年腐蝕很慢，而近十幾年腐蝕卻變快了呢？這就會涉及化學(xué)反應(yīng)的速率的問題。
［引入］通過前面的學(xué)習(xí)，同學(xué)們已經(jīng)認(rèn)識了化學(xué)反應(yīng)中物質(zhì)變化和能量變化的實質(zhì)。在利用化學(xué)反應(yīng)制取所需物質(zhì)時，我們希望在較短時間生產(chǎn)出更多的產(chǎn)品，今天我們就從化學(xué)反應(yīng)的快慢和限度的角度來研究這個問題。我們先研究第一個問題：化學(xué)反應(yīng)的快慢。
［板書］第二章第三節(jié)化學(xué)反應(yīng)的速率和限度
［投影展示］快慢不同的化學(xué)變化圖片，如生成煙花的反應(yīng)、青銅大鐘的腐蝕、溶洞的形成、爆炸、塑料的降解、氫氧化鐵的制備等。
［思考與交流］在化學(xué)實驗和日常生活中，我們經(jīng)常觀察到這樣的現(xiàn)象，有的化學(xué)反應(yīng)進(jìn)行得快，有的化學(xué)反應(yīng)進(jìn)行得慢。你了解下列化學(xué)變化過程中進(jìn)行的快慢嗎？反應(yīng)的快慢與我們有什么關(guān)系？
［問］初中物理學(xué)習(xí)了有關(guān)物理運(yùn)動的知識，我們知道不同的物體的運(yùn)動快慢是不同的，有的物體運(yùn)動相當(dāng)快，而有的物體運(yùn)動相當(dāng)慢。用什么物理量表示不同物體運(yùn)動的快慢呢？這一物理量是如何定義的？常用的單位是什么呢？
運(yùn)動速率：單位時間內(nèi)物體移動的距離，單位m/S
［問］那我們又應(yīng)該如何表示化學(xué)反應(yīng)的快慢呢？
［過］總的來說，不同的物質(zhì)在反應(yīng)時有快慢之分。在化學(xué)反應(yīng)中用化學(xué)反應(yīng)的速率來表現(xiàn)反應(yīng)的快慢。
［板書］一、化學(xué)反應(yīng)的速率(reactionrate)
1、定義：單位時間內(nèi)反應(yīng)物的濃度減少或生成物濃度的增加來表示
2、單位：mol/Lsmol/Lmin
3、表達(dá)式：v(A)==
△c(A)表示物質(zhì)A濃度的變化△t表示時間
［點擊試題］例1在N2+3H22NH3反應(yīng)中，自開始至２秒，氨的濃度由０變?yōu)?.6mol/L，則以氨氣表示的化學(xué)反應(yīng)速率是多少？

［隨堂練習(xí)］在某一化學(xué)反應(yīng)中，反應(yīng)物B的濃度在5s內(nèi)從2.0mol/L變成0.5mol/L，在這5s內(nèi)B的化學(xué)反應(yīng)速率為____________

［講］同學(xué)們完成的都很好，但是在具體的運(yùn)用和理解化學(xué)反應(yīng)速率時，還應(yīng)注意下面幾個問題
［板書］4、有關(guān)化學(xué)速率的注意事項：
［投影小結(jié)］
(1)化學(xué)反應(yīng)速率是平均速率，只有正值沒有負(fù)值，只有大小沒有方向。
(2)在一定溫度下，固體和純液體物質(zhì)，單位體積里的物質(zhì)的量保持不變，即物質(zhì)的量濃度為常數(shù)。因此，它們的化學(xué)反應(yīng)速率也被視為常數(shù)。
(3)對于同一化學(xué)反應(yīng)，在相同的反應(yīng)時間內(nèi)，用不同的物質(zhì)來表示反應(yīng)速率，其數(shù)值可能不同，但這些不同的數(shù)值表示的都是同一個反應(yīng)速率。因此，表示化學(xué)反應(yīng)的速率時，必須指明是用反應(yīng)體系中的哪種物質(zhì)做標(biāo)準(zhǔn)。
［過］下面讓我們具體來看一下化學(xué)反應(yīng)速率計算當(dāng)中的幾個典型例題
［板書］5、化學(xué)反應(yīng)速率的計算
［點擊試題］例2、合成NH3的反應(yīng)為N2+3H22NH3。現(xiàn)在某2L的容器中充入2mol的N2和5mol的H2。反應(yīng)5分鐘后，容器中的N2的物質(zhì)的量減少為1mol。試求：(1)5分鐘后，容器中H2和NH3的物質(zhì)的量。(2)5分鐘內(nèi)三者的反應(yīng)速率各是多少？(3)三者速率是否相等
［講］有關(guān)化學(xué)反應(yīng)速率的計算，有著其特有的運(yùn)算模式，即三段法。在與化學(xué)反應(yīng)方程式各對應(yīng)物質(zhì)下標(biāo)明三個量：(1)初始狀態(tài)各物質(zhì)的量(濃度)(2)改變量(3)終止?fàn)顟B(tài)各物質(zhì)的量(濃度)其中改變量與化學(xué)計量數(shù)成正比來解決。
［副板書］(1)N2+3H22NH3
反應(yīng)前2mol5mol
變化1mol3mol2mol
反應(yīng)后1mol2mol2mol
(2)v(N2)==0.1mol/Lmin
v(H2)==0.3mol/Lmin
v(NH3)==0.2mol/Lmin
v(N2):v(H2)：v(NH3)==1：3：2
［講］由第3問我們可以得出結(jié)論
［板書］(1)同一反應(yīng)中各物質(zhì)的速率之比等于方程式中各物質(zhì)的計量數(shù)之比
［講］我們可以利用這條規(guī)律，據(jù)系數(shù)比求其他物質(zhì)的速率，也可以據(jù)速率比求系數(shù)比
［隨堂練習(xí)］1、反應(yīng)4NH3（g）＋5O2（g）4NO（g）＋6H2O（g）
在10L密閉容器中進(jìn)行，半分鐘后，水蒸氣的物質(zhì)的量增加了0.45mol,則此反應(yīng)的平均速率
A、ν(NH3)=0.0101mol.L-1.s-1
B、ν(O2)=0.0010mol.L-1.s-1
C、ν(NO)=0.0010mol.L-1.s-1
D、ν(H2O)=0.045mol.L-1.s-1
2、在一定條件下，mA+nB=pC的反應(yīng)中，各物質(zhì)的化學(xué)反應(yīng)速率為v(A)=amol/(Ls),v(B)=0.5amol/(Ls),v(C)=amol/(Ls),則該反應(yīng)的化學(xué)方程式為：____________________

［講］對于同一個反應(yīng)，我們可以用不同的數(shù)值來表示同一個反應(yīng)的速率，這就出現(xiàn)了比較化學(xué)反應(yīng)速率快慢的題型
［點擊試題］例3、在四個不同的容器中，在不同條件下進(jìn)行反應(yīng)：N2+3H22NH3據(jù)下列在相同時間內(nèi)測定的結(jié)果判斷，生成氨的速率最快的是
A、ν（H2）＝0.1mol/(L.min)
B、ν（N2)=0.1mol/(L.min)
C、ν(NH3)=0.3mol/(L.min)
D、ν（H2)＝0.01mol/(L.s)
［講］比較同一化學(xué)反應(yīng)在不同情況下反應(yīng)速率的快慢，應(yīng)選用同種物質(zhì)作標(biāo)準(zhǔn)，然后利用化學(xué)反應(yīng)速率比等于化學(xué)方程式中各物質(zhì)的化學(xué)計量數(shù)之比。求出不同情況下，用標(biāo)準(zhǔn)物表示的化學(xué)反應(yīng)速率。除此之外，也可先求出不同物質(zhì)的表示的速率，用各物質(zhì)表示的速率除以化學(xué)方程式中各自的化學(xué)計量數(shù)，然后比較大小，其比值大者反應(yīng)速率大。這種方法叫做比較比值法。
［板書］(2)對于反應(yīng)mA(g)+nB(g)pC(g)+qD(g)來說，則有
［隨堂練習(xí)］1、反應(yīng)A+3B=2C+2D在四種不同條件下的反應(yīng)速率為：
(1)ν(A)=0.3mol/(Ls)(2)ν(B)=0.6mol/(Ls)
(3)ν(C)=0.4mol/(Ls)(4)ν(D)=0.45mol/(Ls)則該反應(yīng)速率的快慢順序為:___________________

2、恒溫下，將1molN2和3molH2在體積為2L的容器中混合，發(fā)生如下反應(yīng)：N2+3H22NH3，2S后，測得NH3的體積分?jǐn)?shù)為25%，則下列說法中不正確的是(A)
A、用N2濃度的減少表示平均反應(yīng)速率0.2mol/Ls
B、2S時用N2的轉(zhuǎn)化率為40%
C、2S時混合氣體中n(N2):n(H2):n(NH3)==3:9:4
D、2S時NH3的濃度為0.4mol/L

［投影］下列過程中，需要加快化學(xué)反應(yīng)速率的是（C）
A.鋼鐵腐蝕B.食物腐壞C.煉鋼D.塑料老化
［講］改變化學(xué)反應(yīng)速率在實踐中有很重要的意義，我們可以根據(jù)生產(chǎn)和生活的需要，采取適當(dāng)措施改變化學(xué)反應(yīng)速率。那么，如何能夠改變化學(xué)反應(yīng)速率呢？
［探究實驗］各取一根鎂條和一根鋁條分置于兩支加有2～3mL3mol/L硫酸溶液的試管中。觀察產(chǎn)生氣泡的快慢；
實驗現(xiàn)象：鎂條反應(yīng)速率比鋁快
實驗結(jié)論：活潑的反應(yīng)快
［板書］二、影響化學(xué)反應(yīng)速率的因素
1、內(nèi)部因素：在相同外界條件下，參加反應(yīng)的物質(zhì)的性質(zhì)是決定化學(xué)反應(yīng)速率的內(nèi)部因素。
［過］化學(xué)反應(yīng)速率是化學(xué)反應(yīng)快慢的沒的化學(xué)反應(yīng)，具有不同的化學(xué)反應(yīng)速率，這是由于參加反應(yīng)的物質(zhì)的性質(zhì)是決定化學(xué)反應(yīng)速率的重要因素，那么，化學(xué)反應(yīng)速率對于某一反應(yīng)來說是不是就是一成不變的呢？不是，因為其他因素如溫度、濃度、壓強(qiáng)對不同化學(xué)反應(yīng)產(chǎn)生影響時，會使同一反應(yīng)在不同條件下有不同的反應(yīng)速率。下面我們就來討論一下外界條件對化學(xué)反應(yīng)速率的影響。
［板書］2、外部因素
［問］我們所說的外界條件主要指哪些方面？
主要指濃度、溫度、壓強(qiáng)(主要對有氣體參加的反應(yīng))、催化劑、表面積(主要對有固體參加的反應(yīng))等。
［講］我們先來討論一下濃度對化學(xué)反應(yīng)速率的影響
［板書］(1)濃度對化學(xué)反應(yīng)速率的影響
［探究實驗］甲做大理石與1mol/L鹽酸的反應(yīng)；乙做大理石與0.1mol/L鹽酸的反應(yīng)，
實驗現(xiàn)象：甲的試管中有大量氣泡產(chǎn)生，反應(yīng)劇烈。而乙的試管中氣泡產(chǎn)生較慢。
結(jié)論：相同條件下，濃度大的反應(yīng)快。
［講］許多實驗表明，其他條件不變時，增加反應(yīng)物的濃度可以增大化學(xué)反應(yīng)速率。
［板書］○1其他條件不變時，增加反應(yīng)物的濃度，可以增大化學(xué)反應(yīng)速率
［問］要想從本質(zhì)上理解化學(xué)反應(yīng)速率改變的原因，還得從反應(yīng)的過程和本質(zhì)說起，請大家回憶一下化學(xué)反應(yīng)的過程和本質(zhì)都是什么呢？
化學(xué)反應(yīng)的過程是反應(yīng)物分子中的原子重新組合在生成物分子的過程，其本質(zhì)是反應(yīng)物分子中舊的化學(xué)鍵的斷裂和新的化學(xué)鍵的形成的過程。
［講］反應(yīng)物分子中舊鍵的斷裂與生成物分子中新鍵的形成必須要靠反應(yīng)物分子的相互接觸，相互碰撞才可以完成。所以反應(yīng)物分子(或離子)的相互碰撞是發(fā)生化學(xué)反應(yīng)的先決條件，事實證明，反應(yīng)物分子(或離子)間單純的接觸或碰撞并不一定就發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，也就是碰撞存在著的有效性，在所有碰撞中有效碰撞是很少的，我們把能發(fā)生反應(yīng)的碰撞叫有效碰撞，能發(fā)生有效碰撞的分子叫活化分子
［講］應(yīng)該注意的是，發(fā)生有效碰撞的必須是活化分子。但活化分子間的碰撞卻不一定就是有效碰撞。因為有效碰撞不僅需要足夠的能量。還需要正確的取向，這和運(yùn)動員投籃球是一個道理。如果投球無力，球挨不著籃框，投不中；如果投球不足，但方向不對，同樣也投不中；只有力足，方向正中才能投中。
［投影］動畫演示：有效碰撞
○1碰撞過輕○2碰撞取向不好○3活化分子的有效碰撞
［講］無論是運(yùn)動員投籃球還是化學(xué)反應(yīng)都表明只有能量和取向都滿足時，才會發(fā)生有效碰撞。在其他條件不變時，對某一反應(yīng)來說，活化分子承反應(yīng)物中所占百分比是一定的，因此單位體積內(nèi)活化分子數(shù)與單位體積內(nèi)的反應(yīng)物的分子數(shù)成正比。也就是和反應(yīng)物的濃度成正比。當(dāng)反應(yīng)物濃度增大時，單位體積內(nèi)活化分子數(shù)目增多，發(fā)生有效碰撞的次數(shù)就相應(yīng)增多，化學(xué)反應(yīng)速率也隨之加快了。
［板書］○2理論解釋：濃度增大活化分子數(shù)增多有效碰撞次數(shù)增大化學(xué)反應(yīng)速率加快
［講］值得我們注意的是：(1)對于純液體或固體物質(zhì)，可認(rèn)為其濃度為常數(shù)，它們的量的改變不會影響化學(xué)反應(yīng)速率。(2)對于可逆反應(yīng)，增大一種物質(zhì)的濃度，正逆反應(yīng)速率都增加。(3)固體反應(yīng)物顆粒的大小能影響化學(xué)反應(yīng)速率。固體顆粒越小，其表面積越大，與其他反應(yīng)物的接觸面積越大，有效碰撞資料將增加，所以能加快化學(xué)反應(yīng)速率。
［過］下面我們來討論壓強(qiáng)對化學(xué)反應(yīng)速率的影響
［問］壓強(qiáng)一詞跟什么有關(guān)？
［講］壓強(qiáng)對化學(xué)反應(yīng)速率的影響，指的是有氣體參加的化學(xué)反應(yīng)。當(dāng)溫度一定時，壓強(qiáng)增大，體積減小，單位體積內(nèi)分子數(shù)增加，相當(dāng)于濃度增大，故壓強(qiáng)增大可增大化學(xué)反應(yīng)速率。
［板書］(2)壓強(qiáng)對化學(xué)反應(yīng)速率的影響
○1結(jié)論：對于有氣體參加的反應(yīng)，當(dāng)其他條件不變時，壓強(qiáng)增大濃度增大
○2理論解釋：在其他條件不變時，壓強(qiáng)增大濃度增大活化分子數(shù)增大有效碰撞次數(shù)增大速率增大
［講］值得注意的是，由于壓強(qiáng)的變化對固體、液體或溶液的體積影響很小，因而它們濃度改變的影響也很小，可以認(rèn)為改變壓強(qiáng)對它們的反應(yīng)速率沒有影響，而對于可逆反應(yīng)，壓強(qiáng)增大，正、逆反應(yīng)速率都增大。而對于氣體反應(yīng)體系，有以下幾種情況：
［投影小結(jié)］
I恒溫時，增加壓強(qiáng)體積縮小濃度增大反應(yīng)速率加快
II恒容時，充入氣體反應(yīng)物總壓增大濃度增大反應(yīng)速率加快
充入惰性氣體總壓增大，各物質(zhì)濃度不變，反應(yīng)速率不變
III恒壓時，充入惰性氣體體積增大各反應(yīng)物濃度減小反應(yīng)速率減慢
［問］為什么夏天儀器容易變質(zhì)，而冰箱可保鮮？
溫度高，食品腐爛快，易變質(zhì)
［探究實驗］溫度對化學(xué)反應(yīng)速率的影響
反應(yīng)原理：2H2O2==2H2O+O2↑
操作方法：在三支相同的試管中分別加入2-3mL約5%的雙氧水，然后在每一去試管中滴加2滴1mol/L的FeCl3溶液后立即套上氣球(大小相同)。等三支試管上的氣球大小差不別相同時，同時置于三個分別盛有熱水、冷水、空燒杯中，觀察現(xiàn)象
［投影］
結(jié)論：在其他條件不變的條件下，溫度越高化學(xué)反應(yīng)速率越快。
［板書］(3)溫度對化學(xué)反應(yīng)速率的影響
○1結(jié)論：在其他條件不變的條件下，溫度越高化學(xué)反應(yīng)速率越快
○2解釋：濃度一定時，溫度越高，反應(yīng)物分子的能量就越高，使一部分原來能量較低的分子變成活化分子反應(yīng)物分子中活化分子的百分?jǐn)?shù)增大有效碰撞次數(shù)增大反應(yīng)速率增大。
［講］實驗測得，溫度每升高10℃，化學(xué)反應(yīng)速率通常增大到原來的2-4倍，同時，我們還應(yīng)了解到，此規(guī)律對于吸放熱反應(yīng)均適用。一般地說，溫度對化學(xué)反應(yīng)速率的影響比濃度、壓強(qiáng)對化學(xué)反應(yīng)速率的影響要大，也更易于控制，是實驗室最常用的增大化學(xué)反應(yīng)速率的方法。但值得我們注意的是，對于可逆反應(yīng)，正、逆反應(yīng)速率都隨溫度的升高而增大。
［探究實驗］催化劑對化學(xué)反應(yīng)速率的影響
反應(yīng)原理：2H2O2==2H2O+O2↑
操作方法：在3支大小相同的試管中各裝入2-3mL約5%的H2O2溶液，再向其中2支試管中分別加入少量MnO2粉末、1-2滴1mol/LFeCl3溶液。觀察實驗現(xiàn)象
［投影］
［板書］(4)催化劑(catalyst)對化學(xué)反應(yīng)速率的影響
○1結(jié)論：在其他條件不變的條件下，催化劑能夠改變化學(xué)反應(yīng)速率。
能加快化學(xué)反應(yīng)速率的叫正催化劑；能減慢化學(xué)反應(yīng)速率的叫負(fù)催化劑。
［講］在實際應(yīng)用中，如不特別說明，凡是說催化劑都是指正催化劑。約80%-85%的化工生產(chǎn)過程要使用催化劑。使用催化劑的目的是加快反應(yīng)速率，提高生產(chǎn)效率。催化劑參加化學(xué)反應(yīng)，但反應(yīng)前后的質(zhì)量和化學(xué)性質(zhì)是不變的。催化劑具有高度的選擇性和專一性。我們常提到的酶就是一種非常好的催化劑
［板書］○2解釋：使用催化劑降低反應(yīng)物所需的能量更多的反應(yīng)物的分子成為活化分子大大增加單位體積內(nèi)的活化分子百分?jǐn)?shù)成千成萬倍的增大化學(xué)反應(yīng)速率
［講］在使用催化劑時我們要防止催化劑中毒。催化劑中毒是指催化劑的催化性能往往因接觸少量的雜質(zhì)而明顯下降甚至遭破壞的現(xiàn)象。另外，催化劑只有在一定的溫度下才能最大限度的顯示其催化作用，不同的催化劑對溫度的要求不一樣。
［思考與交流］1.請預(yù)計大理石（CaCO3）分別與0.1mol/L和1mol/L的鹽酸反應(yīng)的快慢。你能得出什么結(jié)論嗎？
增大濃度反應(yīng)速率加快，減小濃度反應(yīng)速率減慢。
2.塊狀CaCO3、粉末狀CaCO3與0.1mol/L的鹽酸反應(yīng)誰快誰慢？為什么？
增大固體表面積可以加快反應(yīng)速率（接觸充分）
3.實驗室進(jìn)行化學(xué)反應(yīng)時，常常把一些固體物質(zhì)溶于水配成溶液再進(jìn)行反應(yīng)。為什么？
離子反應(yīng)速率快，瞬間完成。(粒子的接觸充分）
4.實驗室制取氫氣時，是用粗鋅好（有雜質(zhì)）還是用純鋅好，為什么？
形成原電池可以加快反應(yīng)速率
［講］除了濃度，壓強(qiáng)、溫度、催化劑等能改變化學(xué)反應(yīng)速率外，反應(yīng)物顆粒的大小、溶劑的性質(zhì)、光、超聲波、磁場等也會對化學(xué)反應(yīng)速率產(chǎn)生影響。
［投影小結(jié)］
影響化學(xué)反應(yīng)
速率的因素影響結(jié)果
內(nèi)
因性質(zhì)反應(yīng)物的化學(xué)性質(zhì)越活潑，化學(xué)反應(yīng)速率越快；反之則越慢
外因催化劑使用催化劑，化學(xué)反應(yīng)速率加快
溫度升高溫度，化學(xué)反應(yīng)速率加快；反之減慢
反應(yīng)物的濃度增大反應(yīng)物的濃度，化學(xué)反應(yīng)加快；反之減慢

氣態(tài)反應(yīng)物壓強(qiáng)增大氣態(tài)反應(yīng)物的壓強(qiáng)，化學(xué)反應(yīng)速率加快；反之減慢

固體反應(yīng)物表面積增大固體反應(yīng)物的表面積，化學(xué)反應(yīng)速率加快；反之減慢
其他光波，電磁波，超聲波，溶劑等
［思考與交流］1、為什么要將食物存放在溫度較低的地方？
低溫下食物腐敗速率大大降低，不易變質(zhì)
2、實驗時，通常要將兩種塊狀或顆粒狀的固體藥品研細(xì)，并混勻后再進(jìn)行反應(yīng)，原因是什么？
固體研細(xì)后其表面積極大地增加，大大增加了反應(yīng)物之間的接觸機(jī)會，可以提高反應(yīng)速率，有利于反應(yīng)的進(jìn)行
3、實驗室常用約30%左右的硫酸溶液與鋅粒反應(yīng)制取氫氣，當(dāng)反應(yīng)進(jìn)行一段時間后，氣泡變得稀少了，如果添加一些適當(dāng)濃度的硫酸溶液到反應(yīng)容器中，氣泡又會重新增多起來，原因是什么？
增大反應(yīng)物的濃度，使反應(yīng)物之間的接觸機(jī)會增大，加快反應(yīng)速率。
教學(xué)回顧：

教案
課題：第二章第三節(jié)化學(xué)反應(yīng)速率和限度(二)授課班級
課時1.5
教

學(xué)

目

的知識
與
技能1、了解化學(xué)反應(yīng)平衡狀態(tài)的概念
2、知道達(dá)到化學(xué)反應(yīng)限度的特征
3、了解探究反應(yīng)條件在生產(chǎn)生活和科學(xué)研究中的作用，認(rèn)識提高燃料的燃燒效率的重要性和方法
過程
與
方法通過實驗時觀察到的實驗現(xiàn)象發(fā)現(xiàn)問題并探究原因，從而了解化學(xué)反應(yīng)限度的概念；培養(yǎng)實驗觀察能力、發(fā)現(xiàn)問題的能力及分析探究能力，體驗科學(xué)探究的過程和化學(xué)研究的基本方法，培養(yǎng)自主學(xué)習(xí)的能力
情感
態(tài)度
價值觀1、通過對實驗現(xiàn)象的觀察和原因控，培養(yǎng)學(xué)生嚴(yán)謹(jǐn)細(xì)致的科學(xué)態(tài)度和質(zhì)疑精神
2、通過同組合作實驗和全班同學(xué)共同交流培養(yǎng)合作精神和與人溝通交流分享的精神
重點化學(xué)反應(yīng)的限度的概念；了解影響化學(xué)反應(yīng)限度的因素
難點化學(xué)反應(yīng)限度的本質(zhì)原因及外部特征
知
識
結(jié)
構(gòu)
與
板
書
設(shè)
計三、化學(xué)反應(yīng)的限度
1、研究對象：可逆反應(yīng)
2、化學(xué)平衡的建立
化學(xué)平衡狀態(tài)：在一定條件下的可逆反應(yīng)，正反應(yīng)和逆反應(yīng)的速率相等，反應(yīng)混合物中各組分的濃度保持不變的狀態(tài)。
3、特征：(1)逆(2)動(3)定(4)變
(5)化學(xué)平衡的建立與反應(yīng)途徑無關(guān)
4、化學(xué)平衡的標(biāo)志
以mA+nBxC+yD為例，
(1)v(B耗)==v(B生)
(2)v(C耗):v(D生)==x:y
(3)c(C)、C%、n(C)%保持不變
(4)若A、B、C、D為氣體，且m+n≠x+y，則壓強(qiáng)恒定，體系氣體平均分子量恒定
四、化學(xué)反應(yīng)條件的控制
1、提高燃料燃燒效率的措施：
（1）盡可能使燃料充分燃燒，提高能量的轉(zhuǎn)化率。
（2）盡可能充分地利用燃料燃燒所釋放的熱能，提高熱能的利用率。
2、反應(yīng)條件的控制：
（1）關(guān)于人類需要或?qū)θ祟愑欣幕瘜W(xué)反—提高生產(chǎn)或工作效率，提高原料的利用率或轉(zhuǎn)化率。
（2）關(guān)于有害或?qū)θ祟惒恍枰幕瘜W(xué)反應(yīng)—降低反應(yīng)速率或隔離會引發(fā)反應(yīng)的物質(zhì)。
（3）關(guān)于特定條件環(huán)境或特殊需要的化學(xué)反應(yīng)—要對化學(xué)反應(yīng)條件進(jìn)行特殊的控制。
教學(xué)過程
教學(xué)步驟、內(nèi)容教學(xué)方法、手段、師生活動
［知識回顧］采用哪些方法可以增加Fe與鹽酸反應(yīng)的化學(xué)反應(yīng)速率？
［投影］科學(xué)史話-----煉鐵高爐尾氣之迷
［導(dǎo)入］我們已經(jīng)增加了高爐的高度，怎么排出的一氧化碳濃度沒有降低呢？你能幫助工程師解開這一謎底嗎？
［引言］化學(xué)反應(yīng)速率討論的是化學(xué)反應(yīng)快慢的問題，但是在化學(xué)研究和化工生產(chǎn)中，只考慮化學(xué)反應(yīng)進(jìn)行的快慢是不夠的。因為我們既希望反應(yīng)物盡可能快地轉(zhuǎn)化為生成物，同時又希望反應(yīng)物濃度盡可能多地轉(zhuǎn)化為生成。例如在合成NH3工業(yè)上，除了要考慮如何使N2和H2盡快地轉(zhuǎn)變成NH3外，還需要考慮怎樣才能使更多的N2和H2轉(zhuǎn)化為NH3。后者所說的就是化學(xué)反應(yīng)進(jìn)行的程度問題
［板書］三、化學(xué)反應(yīng)的限度
［講］若對于一個能順利進(jìn)行的、徹底的化學(xué)反應(yīng)來說，由于反應(yīng)物已全部轉(zhuǎn)化為生成物，如H＋和OH―的中和反應(yīng)主不存在什么進(jìn)行程度的問題了，所以，化學(xué)平衡的研究對旬是可逆反應(yīng)。
［板書］1、研究對象：可逆反應(yīng)
［講］可逆反應(yīng)指的是在同一條件下，既能向正反應(yīng)方向進(jìn)行，又能向逆反應(yīng)方向進(jìn)行的反應(yīng)?？赡娣磻?yīng)不能進(jìn)行到底，只能進(jìn)行到一定程度后達(dá)到所謂的平衡狀態(tài)，平衡時各物質(zhì)的物質(zhì)的量都大于零。對于有氣體參加的可逆反應(yīng)，必須在密閉容器中進(jìn)行。
［問］那么什么是化學(xué)反應(yīng)限度呢？
［投影］
［講］將SO2和O2按物質(zhì)的量之比2∶1的比例充入具有適宜反應(yīng)條件的容積固定的密閉容器中，SO2跟O2發(fā)生可逆反應(yīng)，試分析說明在一定的時間里SO2、O2和SO3的物質(zhì)的量濃度以及正反應(yīng)速率和逆反應(yīng)速率是怎樣變化的。
［板書］2、化學(xué)平衡的建立
［講］化學(xué)平衡狀態(tài)是可逆反應(yīng)達(dá)到的一種特殊狀態(tài)，是在給定條件下化學(xué)反應(yīng)所能達(dá)到或完成的最大程度，即該反應(yīng)進(jìn)行的限度。
［投影］
［板書］化學(xué)平衡狀態(tài)：在一定條件下的可逆反應(yīng)，正反應(yīng)和逆反應(yīng)的速率相等，反應(yīng)混合物中各組分的濃度保持不變的狀態(tài)。
［講］化學(xué)平衡狀態(tài)是維持在一定條件下的，一量條件發(fā)生改變，平衡就遭到破壞，動態(tài)平衡也體現(xiàn)了辯證唯物主義觀點，既運(yùn)動是相對的，而靜止也是相對的。對于一個給定的可逆反應(yīng)，若起始條件相同，則平衡狀態(tài)也相同，不相同的起始條件，平衡狀態(tài)也不同。
［隨堂練習(xí)］1、一定溫度下，反應(yīng)H2(g)+I2(g)2HI(g)達(dá)到平衡的標(biāo)志是()
A、單位時間內(nèi)生成nmolH2同時生成nmolHI。
B、單位時間內(nèi)生成2nmolHI同時生成nmolI2。
C、單位時間內(nèi)生成nmolH2同時生成nmolI2
D、1mol的H-H鍵斷裂的同時，有1mol的I-I鍵斷裂。
［板書］3、特征：(1)逆
［講］化學(xué)平衡研究的對象是可逆反應(yīng)，可逆反應(yīng)不能進(jìn)行到底，即反應(yīng)進(jìn)程中反應(yīng)物不能全部轉(zhuǎn)化為生成物。
［板書］(2)動
［講］達(dá)到平衡時正反應(yīng)速率和逆反應(yīng)速率相等，但不為零，即化學(xué)平衡是動態(tài)平衡，正反應(yīng)和逆反應(yīng)仍在持續(xù)進(jìn)行。在這里，用同一種物質(zhì)來表示反應(yīng)速率時，該物質(zhì)的消耗的速率與生成的速率相等。即單位時間內(nèi)消耗與生成的物質(zhì)的物質(zhì)的量相等。用不同物質(zhì)來表示，反應(yīng)速率不一定相等，某一反應(yīng)物的速率與某一生成物速率之比等于反應(yīng)方程式中的化學(xué)計量數(shù)之比。
［板書］(3)定
［講］在平衡混后物中，各組成成分的濃度保持一定，不再隨時間變化而變化。注意：濃度不變不等于濃度相等。
［隨堂練習(xí)］２、在一定溫度下，2NO2（g)N2O4(g)(無色）的可逆反應(yīng)中，下列情況屬于平衡狀態(tài)的是（）
A.、N2O4不再分解B.、v(N2O4):v(NO2)=1:2
C、體系的顏色不再改變D、NO2的濃度與N2O4的濃度之比2：1
［板書］(4)變
［講］改變影響化學(xué)平衡的條件，平衡就被破壞，正、逆反應(yīng)速率不再相等，平衡發(fā)生移動，直至建立新的平衡。
［板書］(5)化學(xué)平衡的建立與反應(yīng)途徑無關(guān)
［講］同一可逆反應(yīng)，只要條件相同，并按反應(yīng)方程式的化學(xué)計量數(shù)的相應(yīng)量配料，使容器總質(zhì)量保持不變，則無論從正反應(yīng)開始，還是從逆反應(yīng)開始，或正、逆反應(yīng)同時開始，最終都能達(dá)到同一平衡狀態(tài)。
［隨堂練習(xí)］３、可逆反應(yīng)達(dá)到平衡的重要特征是：
A、反應(yīng)停止了B、正、逆反應(yīng)的速率都為零
C、正、逆反應(yīng)都還在繼續(xù)進(jìn)行D、正、逆反應(yīng)速率相等
４、一定條件下，可逆反應(yīng)達(dá)到平衡時：
A、單位時間內(nèi)反應(yīng)物減少的分子數(shù)等于生成物增加的分子數(shù)
B、反應(yīng)物濃度等于生成物濃度
C、反應(yīng)物與生成物濃度保持不變
D、混和體系中各組成成份和含量保持不變
［投影小結(jié)］注意：
1、任何化學(xué)反應(yīng)的進(jìn)程都有一定的限度，只是不同反應(yīng)的限度不同罷了。
2、在可逆反應(yīng)中，反應(yīng)物不能按化學(xué)計量數(shù)之比完全轉(zhuǎn)化為生成物,因此,反應(yīng)物的轉(zhuǎn)化率小于100％。
3、有些反應(yīng)的可逆性很小，如Ag++Cl-=AgCl↓一般可視為不可逆反應(yīng)。
4、化學(xué)反應(yīng)的限度可以通過改變條件而改變。
［板書］4、化學(xué)平衡的標(biāo)志
以mA+nBxC+yD為例，
(5)v(B耗)==v(B生)
(6)v(C耗):v(D生)==x:y
(7)c(C)、C%、n(C)%保持不變
(8)若A、B、C、D為氣體，且m+n≠x+y，則壓強(qiáng)恒定，體系氣體平均分子量恒定
［隨堂練習(xí)］判斷下列是否達(dá)到平衡
1、各物質(zhì)的物質(zhì)的量或各物質(zhì)的物質(zhì)的量濃度一定@
2、各物質(zhì)的質(zhì)量或各物質(zhì)的質(zhì)量分?jǐn)?shù)一定@
3、各氣體的體積或體積分?jǐn)?shù)一定@
4、總體積、總壓力、總物質(zhì)的量一定*
5、單位時間內(nèi)消耗了mmolA的同時生成了nmolA@
6、單位時間內(nèi)消耗了nmolB的同時生成了xmolC*
7、m+n≠x+y時，總壓力一定，平均分子量一定@
8、m+n==x+y時，總壓力一定平均分子量一定*
［講］請同學(xué)們根據(jù)這節(jié)課我們學(xué)習(xí)的知識，來解決一下高爐尾氣之迷。
任何化學(xué)反應(yīng)都有一定的限度，不能按化學(xué)反應(yīng)方程式的計量關(guān)系完全反應(yīng)。對可逆反應(yīng)Fe2O3+3CO2Fe+3CO2而言，增加高爐高度只是增加了CO和鐵礦石的接觸時間，并沒有改變化學(xué)平衡建立時的條件，即沒有改變化學(xué)反應(yīng)的原理。所以化學(xué)平衡建立后，較矮高爐和高大高爐里CO的濃度是相同的，建造更高的高爐，不會減少高爐氣中CO的濃度。
［過］在生產(chǎn)和生活中，人們希望促進(jìn)有利的反應(yīng)，抑制有害的反應(yīng)，這就涉及到反應(yīng)條件的控制。
［板書］四、化學(xué)反應(yīng)條件的控制
［投影］錄像：建筑物定向爆炸
［講］定向爆炸是通過減少單位體積炸藥用量，及增大反應(yīng)接觸面積達(dá)到控制反應(yīng)的目的。一般情況下，可通過控制溫度、使用催化劑、改變反應(yīng)物濃度、增大或減小反應(yīng)物接觸面積等方法控制反應(yīng)條件。
［問］請仔細(xì)閱讀教材，然后思考下列問題
1、如何提高燃料的燃燒效率？燃料充分燃燒的條件是什么？
2、如何控制化學(xué)反應(yīng)條件？
請結(jié)合生活實際，談?wù)効刂苹瘜W(xué)反應(yīng)的條件有何意義？
［板書］1、提高燃料燃燒效率的措施：
（1）盡可能使燃料充分燃燒，提高能量的轉(zhuǎn)化率。
（2）盡可能充分地利用燃料燃燒所釋放的熱能，提高熱能的利用率。
［講］關(guān)鍵是燃料與空氣或氧氣要盡可能充充分接觸（把固體粉碎，液化或氣化），且空氣要適當(dāng)過量。（燃料充分燃燒的條件，區(qū)別燃燒的條件）
［板書］2、反應(yīng)條件的控制：
（1）關(guān)于人類需要或?qū)θ祟愑欣幕瘜W(xué)反—提高生產(chǎn)或工作效率，提高原料的利用率或轉(zhuǎn)化率。
（2）關(guān)于有害或?qū)θ祟惒恍枰幕瘜W(xué)反應(yīng)—降低反應(yīng)速率或隔離會引發(fā)反應(yīng)的物質(zhì)。
（3）關(guān)于特定條件環(huán)境或特殊需要的化學(xué)反應(yīng)—要對化學(xué)反應(yīng)條件進(jìn)行特殊的控制。
［思考與交流］下面以“提高煤的燃燒效率”為例，分析研究化學(xué)反應(yīng)條件的選擇。
1、煤的狀態(tài)與煤燃燒的速率有何關(guān)系？與煤的充分燃燒有何關(guān)系？
煤被研得越細(xì)，粉末越小，與空氣中O2得接觸面積越大，燃燒越充分，反應(yīng)速率越快。
2、空氣用量對煤的充分燃燒及熱能利用有什么影響？原因是什么？
空氣充足，煤燃燒生成CO2越充分，放熱越多；若空氣不足，則煤燃燒部分生成CO，CO排到空氣中造成污染，且生成CO時，放出得熱量大大減少。
3、應(yīng)選擇什么樣的爐（灶）膛材料？理由是什么？
應(yīng)選擇保溫隔熱且耐熱的爐膛材料；盡管煤燃燒是放熱反應(yīng)，但反應(yīng)過程中煤燃燒需提供部分能量才能繼續(xù)，因此利用煤燃燒放出的部分熱量就可維持反應(yīng)的繼續(xù)進(jìn)行，選用保溫隔熱材料的目的，正是為了防止熱量散失。
4、如何充分利用煤燃燒后的廢氣中的熱量？
可將燃燒后的廢氣通過交換裝置，供其他方面使用。
5、燃料不充分燃燒有何危害？
（1）產(chǎn)生熱量少，浪費(fèi)資源；
（2）產(chǎn)生污染物，危害人體健康。
6、燃料充分燃燒的條件是什么？
燃料燃燒必須與空氣接觸，且要達(dá)到燃料的著火點，燃料充分燃燒要考慮兩點：一是燃燒時要有足夠多的空氣，二是燃料與空氣要有足夠大的接觸面積。
［隨堂練習(xí)］
(1)消防隊員救火時，開門都很小心，因為門一打開就有可能發(fā)生爆炸。請解釋其中的原因。
門一打開，可燃物與空氣的接觸面增大，迅速燃燒，可引發(fā)爆炸
(2)在實驗室里，硝酸、硝酸銀等藥品均必須用棕色試劑瓶保存，并應(yīng)該存放在陰涼干燥處。為什么?
因HNO3、AgNO3見光、受熱均易分解，所以必須用棕色試劑瓶保存，并存放在陰涼處
(3)實驗室中用碳酸鈣與鹽酸反應(yīng)制備二氧化碳時，選擇的試劑為塊狀碳酸鈣固體而不是碳酸鈣粉末，為什么?
因為粉狀CaC03與鹽酸反應(yīng)速率太快，而難以控制生成的CO2的流速與流量
教學(xué)回顧：