§4-1化学反应速率的定义及其表示方法 教学目的:理解反应速度,认识平均速度;瞬时速 度 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]、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
§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 一、 教学目的：理解碰撞理论；掌握活化分子，活化能 概念。 二、 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。 、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
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 一、 教学目的：掌握影响化学反应速率的因素 二、 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
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 §44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: 3M2→2KCH+3O2 反应逆向进行的趋势很小。通常认为,KCl不能与O2 反应生成KCIO3。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
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 一、 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。 二、 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： MnO2 3 2 2KClO 2KCl+3O ⎯⎯⎯→ 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。 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 太 2.化学平衡是动态平衡。从微观上看,正、逆反应 仍在进行
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 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。一—平衡常数 用符号K表示。一般的通式为 aA(g)+bB(g)yY(g+iz(g) p(A)p 式中p(A)、p(B)、p(Y)、p(Z)分别为A、B、Y、Z各物 质的平衡分压。 2.标准平衡常数K° 国家标准中,将标准压力p°定为100kPa
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 K p 表示。一般的通式为 aA(g)＋bB(g) yY(g)＋zZ(g) ( ) ( ) ( ) ( ) y z p a b p Y p Z K p A p B = 式中 p(A)、 p(B) 、 p(Y)、 p(Z) 分别为 A、B、Y、Z 各物 质的平衡分压。 2．标准平衡常数 K 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)+hoq+ee(g) 系统达到平衡时,其标准平衡常数表达式为 a(D)/c)p(E)po (c(B)/cj (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 N2+3H2=2NH Ko=- C(NH)/pj (N2)/p"}{aH5)p K,=- C(NH3)/p (N2)p2}{=(H2)/p
（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 a A ( s ) + b B ( a q ) dD(aq) +fH2O(l)+eE(g) 系统达到平衡时，其标准平衡常数表达式为 (D) / (E) / (B) / d e b c c p p K c c = （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： 2 3 3 2 2 { ( ) / } K ( ) / ( ) / c NH p c N p c H p 1 = 1 3 2 2 3 2 2 ( ) / K ( ) / ( ) / c NH p c N p c H p 2 =
2NH,一N+3H (c(N2)/p"}(c(H2)/p2) c(NH3)/p3}2 K日、K2与K3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。 Cu(s+h2O() p(H2)/pj 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3753K时的分压分别为 47836kPa和44786kPa。将容器保持在375.3K,经一定 时间后,总压力减少至86096kPa,且维持不变。求下列 反应的K。 2C12(g)=SO2(g)+C12(g) 解:反应各组分物料衡算如下 O2Cl2(g)÷SO2(g) 反应前 Po(So,) Po(CI2) 平衡时 Po(So2)-p. Po(CI,)-p
3 2 2 2 3 ( ) / ( ) / K { ( ) / } c N p c H p c NH p 3 = ( K 1 、 K 2 与 K 3 的数值显然不同，三者之间存在以下关系 ( ) 2 1 K K K 1 2 = = 3 ③固体和纯液体的浓度看成 1。 CuO(s)+H2(g) Cu(s)+H2O(l) 2 1 K { ( ) } p H p = 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 。 SO Cl (g) SO (g) + Cl (g) 2 2 2 2 解：反应各组分物料衡算如下 2 2 2 2 0 2 0 2 0 2 0 2 SO Cl (g) SO (g) + Cl (g) (SO ) (Cl ) (SO ) (Cl ) x x x p p p p p p p － － 反应前： 平衡时：
平衡时 P:+Po(SO,)-PHPo(Cl2)-P. (SO2)+p0(Cl2)-p =86.096(kPa) P=P(SO2)+p0(Cl2)-86096 =47836+44.78686096 526(kPa) 因此 [Po(SO,)-P, ]p.HLPo(Cl)-P+]p) p,/p 1(47.8366526(447866.526 6.526 =2.42 例45L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 PC(g)=PClg)+C14g)反应的K°=0533,问原来装入的 PCl3和Cl2的物质的量为多少? 解:因为装入的PCl和Ch2的物质的量相等,平衡 时的分压必然相等,设为p则 PCls(g) PCI, (g)+ Cl(g)
平衡时 0 2 0 2 0 2 0 2 0 2 0 2 (SO ) (Cl ) (SO ) (Cl ) 86 096 kPa) (SO ) (Cl ) 86 096 47 836 44 786 86 096 6 526 kPa) x x x x x p p p p p p p p . ( p p p . . . . . ( ＋ － ＋ － ＝ ＋ － ＝ ＝ ＋ － ＝ ＋ － ＝ 因此， ( )( ) 0 2 0 2 (SO ) (Cl ) 1 47 836 6 526 44 786 6 526 100 6 526 2 42 x x x p p / p p p / p K p / p . . . . . . － － － － = = = 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 PCl (g) PCl (g) + Cl (g) 5 3 2 反应的 K 0.533 = ，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 PCl (g) PCl (g) + Cl (g) 5 3 2
K P(PCI,)/p) P(CI)/p) 0.533 P(PCIs)/p) p=√0.533×1002=73(kPa) PCl、PCl3和Cl2平衡时物质的量由p=RT求得 为 p100×5 =0.115mol) RT8.314×523 PCl3 2 为 =0.084(mol) RT8.314×523 所以原来放入系统PCl3和Cl2的物质的量 0.115+0084=0.299(mol) 例51000℃反应FeO(s)COg)=Fes+CO2(g)的 K=040,在装有20 morFeo的密闭容器中通入CO,反应 平衡时欲得到05mol的Fe,问开始时应通入多少摩尔的 解:(1)根据K与各物质分压的关系即可求出开始时 应通入的CO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 FeO(s)+Co(g) Fe(s)+co,(g)
( ) ( ) ( ) 3 2 5 PCl / Cl / 0.533 PCl / p p p p K p p = = 2 p = = 0.533 100 73(kPa) PCl5、PCl3和 Cl2平衡时物质的量由 pV=nRT 求得 PCl5 为 100 5 0.115(mol) 8.314 523 pV n RT = = = PCl3 、 Cl2 为 73 5 0.084(mol) 8.314 523 pV n RT = = = 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 1000 ℃ 反 应 FeO(s)+CO(g) Fe(s)+CO (g) 2 的 K 0.40 = ，在装有 2.0molFeO 的密闭容器中通入 CO ，反应 平衡时欲得到 0.5mol 的 Fe ，问开始时应通入多少摩尔的 CO ? 解：(1)根据 K 与各物质分压的关系即可求出开始时 应通入的 CO 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 FeO(s) + CO(g) Fe(s) + CO (g) 2