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第二章化学反应速率和化学平衡一、化学反应速率课标要求1、掌握化学反应速率的含义及其计算2、了解测定化学反应速率的实验方法要点精讲1、化学反应速率（1）化学反应速率的概念化学反应速率是用来衡量化学反应进行的快慢程度的物理量。
（2）化学反应速率的表示方法对于反应体系体积不变的化学反应，通常用单位时间内反应物或生成物的物质的量浓度的变化值表示。
某一物质A的化学反应速率的表达式为：式中——某物质A的浓度变化，常用单位为mol·L-1。
——某段时间间隔，常用单位为s,min,h。
υ——物质A的反应速率，常用单位是mol·L-1·s-1，mol·L-1·s-1等。
（3）化学反应速率的计算规律①同一反应中不同物质的化学反应速率间的关系同一时间内，用不同的物质表示的同一反应的反应速率数值之比等于化学方程式中各物质的化学计量数之比。
②化学反应速率的计算规律同一化学反应，用不同物质的浓度变化表示的化学反应速率之比等于反应方程式中相应的物质的化学计量数之比，这是有关化学反应速率的计算或换算的依据。
（4）化学反应速率的特点①反应速率不取负值，用任何一种物质的变化来表示反应速率都不取负值。
②同一化学反应选用不同物质表示反应速率时，可能有不同的速率数值，但速率之比等于化学方程式中各物质的化学计量数之比。
③化学反应速率是指时间内的“平均”反应速率。
小贴士：①化学反应速率通常指的是某物质在某一段时间内化学反应的平均速率，而不是在某一时刻的瞬时速率。
②由于在反应中纯固体和纯液体的浓度是恒定不变的，因此对于有纯液体或纯固体参加的反应一般不用纯液体或纯固体来表示化学反应速率。
其化学反应速率与其表面积大小有关，而与其物质的量的多少无关。
通常是通过增大该物质的表面积（如粉碎成细小颗粒、充分搅拌、振荡等）来加快反应速率。
③对于同一化学反应，在相同的反应时间内，用不同的物质来表示其反应速率，其数值可能不同，但这些不同的数值表示的都是同一个反应的速率。
化学反应的方向和限度(教案)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 < O即放热反应放热反应使体系能量降低，能量越低越稳定，△H < O有利于反应自发进行.1.焓判据(能量判据).体系趋向于从高能状态转变为低能状态（这时体系会对外做功或者释放热量～△H ﹤0）【设问】：自发反应一定要△H < O ？NH4HCO3(s)+CH3COOH(aq)=CO2(g)+CH3COONH4(aq)+H2O(l)△H= ＋37.30kJ/mol【结论】：△H < O有利于反应自发进行，但自发反应不一定要△H < O.焓变是反应能否自发进行的一个因素,但不是唯一因素.为了解释这样一类与能量状态的高低无关的过程的自发性，科学家们提出了在自然界还存在着另一种能够推动体系变化的因素→熵.2.熵判据.(1).熵：体系混乱度的量度，即熵是用来描述体系的混乱度.符号：S 单位：J•mol-1•K-1 .体系混乱度越大，熵值越大；体系混乱度越小，熵值越小.(2).熵变：反应前后体系熵的变化.同一物质，S（g）﹥S（l）﹥S（s）产生气体的反应、气体物质的物质的量增大的反应，熵变通常都是正值（△S ＞0），为熵增加反应.【设问】：火柴散落、墨水扩散过程混乱度如何变化？从混乱度变化角度分析它们为什么可以自发？自发过程的体系趋向于由有序转变为无序，导致体系的熵增大，这一经验规律叫做熵增原理，也就是反应方向判断的熵判据.(3).熵判据:混乱度越大越稳定，△S > 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△ G<0时，反应自发进行当△ G>0时，反应不自发进行当△ G=0时，平衡状态类型△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）2CO 3〕在室温下就能自发地分解产生氨气，对其说法中正确的是 A A.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。
第4节化学反应条件的优化—工业合成氨发展目标体系构建1.结合生产实例，讨论化学反应条件的选择和优化，形成从限度、速率、能耗的多角度综合调控化学反应的基本思路，发展“绿色化学”的观念和辩证思维的能力。
2.能运用温度、浓度、压强和催化剂对化学反应速率的影响规律解释生产、生活、实验室中的实际问题。
1．合成氨反应的限度(1)反应原理N2(g)＋3H2(g)2NH3(g)ΔH＝－92.2 kJ·mol－1，ΔS＝－198.2 J·K－1·mol－1。
(2)反应特点(3)影响因素①外界条件：降低温度、增大压强，有利于化学平衡向生成氨的方向移动。
②投料比：温度、压强一定时，N2、H2的体积比为1∶3时平衡混合物中氨的含量最高。
微点拨：合成氨反应中，为了提高原料转化率，常采用将未能转化的N2、H2循环使用的措施。
2．合成氨反应的速率(1)提高合成氨反应速率的方法(2)浓度与合成氨反应速率之间的关系在特定条件下，合成氨反应的速率与参与反应的物质的浓度的关系式为v＝kc(N2)·c1.5(H2)·c－1(NH3)，由速率方程可知：增大N2或H2的浓度，减小NH3的浓度，都有利于提高合成氨反应的速率。
微点拨：温度升高k值增加，会加快反应速率；同时加入合适的催化剂能降低合成氨反应的活化能，使合成氨反应的速率提高。
3．合成氨生产的适宜条件(1)合成氨反应适宜条件分析工业生产中，必须从反应速率和反应限度两个角度选择合成氨的适宜条件，既要考虑尽量增大反应物的转化率，充分利用原料，又要选择较快的反应速率，提高单位时间内的产量，同时还要考虑设备的要求和技术条件。
(2)合成氨的适宜条件序号影响因素选择条件1 温度反应温度控制在700_K左右2 物质的量N2、H2投料比1∶2.83 压强1×107～1×108 Pa4 催化剂选择铁做催化剂5 浓度使气态NH3变成液态NH3并及时分离出去，同时补充N2、H2(3)合成氨的生产流程的三阶段1．判断对错(对的在括号内打“√”，错的在括号内打“×”。
第二章 化学反应进行的方向和限度一、自发变化自然界中任何宏观自动进行的变化过程都有确定的方向和限度。
自发变化有以下基本特征： 1、 在没有外界作用和干扰的情况下，系统自身发生变化的过程被称为自发变化。
2、 有的自发变化开始时需要引发，一旦开始，自发变化将一直进行到平衡，或者说，自发变化的最大程度是系统的平衡状态。
3、 自发变化不受时间约束，与反应速率无关。
4、 自发变化必然有一定的方向性，其逆过程是非自发变化，两者都不能违反能量守恒定律。
5、 自发变化和非自发变化都是可能发生的。
但是，只有自发变化是自动发生的，而非自发变化必须借助于一定方式的外部作用才能发生。
二、焓和自发变化焓变判据：系统的焓减少（即ΔH<0），反应将自发进行。
从系统的能量变化来看，放热反应发生以后，系统的能量降低。
这就是说，在反应过程中，系统有趋于最低能量状态的倾向，常称其为能量最低原理。
对于多数反应，特别是在温度不高的情况下是在完全适用的。
但也有例外，有些吸热反应也能自发进行，说明放热只是有助于反应自发进行的因素之一，而不是唯一因素。
当温度升高时，另外一个因素——熵变将变得更重要。
三、熵和自发变化 1、混乱度和熵熵时系统混乱度的量度。
系统的混乱度越大，其熵值越大。
熵是状态函数。
用符号S 表示。
2、热力学第三定律纯净物质完整有序晶体在0K 时熵值为零。
3、如果将某物质从0K 升高温度到T ，该过程的熵变为=S(T)-S(0),此即该物质的规定熵（绝对熵）。
一定温度下，1mol 纯物质在标准条件下的规定熵叫做该物质的标准摩尔熵。
规律：◆ 熵与物质聚集状态有关。
对于同一种物质有S(g)>S(l)>S(s)。
◆ 有相似分子结构且相对分子质量又相近的物质，其熵值相近。
分子结构相似而相对分子质量不同的物质，其标准摩尔熵随着相对分子质量的增大而增大。
◆ 物质相对分子质量相近时，分子构型复杂的，其标准摩尔熵值就大。
化学反应的速率和限度知识点化学反应的速率和限度知识点化学反应的速率和限度这个化学知识属于高中必修二的化学内容，这个知识点是很多学生觉得比较难掌握的，你对这个知识点了解多少呢?下面是店铺为大家整理的高中化学必备的知识点，希望对大家有用!化学反应的速率和限度知识1、化学反应的速率(1)概念：化学反应速率通常用单位时间内反应物浓度的减少量或生成物浓度的增加量(均取正值)来表示。
计算公式：①单位：mol/(L·s)或mol/(L·min)②B为溶液或气体，若B为固体或纯液体不计算速率。
③以上所表示的是平均速率，而不是瞬时速率。
④重要规律：速率比=方程式系数比变化量比=方程式系数比(2)影响化学反应速率的因素：内因：由参加反应的物质的结构和性质决定的(主要因素)。
外因：①温度：升高温度，增大速率②催化剂：一般加快反应速率(正催化剂)③浓度：增加C反应物的浓度，增大速率(溶液或气体才有浓度可言)④压强：增大压强，增大速率(适用于有气体参加的反应)⑤其它因素：如光(射线)、固体的表面积(颗粒大小)、反应物的状态(溶剂)、原电池等也会改变化学反应速率。
2、化学反应的限度——化学平衡(1)在一定条件下，当一个可逆反应进行到正向反应速率与逆向反应速率相等时，反应物和生成物的浓度不再改变，达到表面上静止的一种“平衡状态”，这就是这个反应所能达到的限度，即化学平衡状态。
化学平衡的移动受到温度、反应物浓度、压强等因素的影响。
催化剂只改变化学反应速率，对化学平衡无影响。
在相同的条件下同时向正、逆两个反应方向进行的反应叫做可逆反应。
通常把由反应物向生成物进行的反应叫做正反应。
而由生成物向反应物进行的反应叫做逆反应。
在任何可逆反应中，正方应进行的同时，逆反应也在进行。
可逆反应不能进行到底，即是说可逆反应无论进行到何种程度，任何物质(反应物和生成物)的物质的量都不可能为0。
(2)化学平衡状态的特征：逆、动、等、定、变。
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知识点复习一、化学反应方向（一）自发过程和自发反应自发过程具有的特点：①能量角度体系趋向于从高能状态转变为低能状态(体系对外部做功或者释放热量)。
②混乱度角度体系趋向于从有序状态转变为无序状态。
（二）化学反应进行的方向与焓变、熵变的关系1.自发反应与焓变的关系多数自发进行的化学反应是放热反应，但也有很多吸热反应能自发进行，因此，反应焓变是与反应进行的方向有关的焓判据放热反应过程中体系能量降低，具有自发进行的倾向焓变与反应自发性的关系若该反应为放热反应，即ΔH＜0，一般能自发进行；若该反应为吸热反应，即ΔH＞0，一般不能自发进行局限性有些吸热反应也能自发进行，所以焓变是与反应进行的方向有关的因素之一，但不是决定反应能否自发进行的唯一因素因素之一，但不是决定反应能否自发进行的唯一因素。
2.化学反应进行的方向与熵变的关系(1)熵的概念自发过程的体系趋向于由有序转变为无序，体系的混乱度增大。
体系的混乱度常用熵来描述，熵的概念是表示体系的混乱或无序程度的物理量，其符号为S。
熵值越大，体系的混乱度越大。
(2)影响熵大小的因素①同一条件下，不同的物质熵值不同。
②同一物质的熵与其聚集状态及外界条件有关，如同一种物质不同状态时熵值大小为S(g)>S(l)>S(s)。
③气态物质的物质的量越大，分子数越多，熵值越大。
(3)熵判据在与外界隔离的体系中，自发过程将导致体系的熵增大，即熵变(符号ΔS)大于零，这个原理叫做熵增原理。
在用熵变来判断过程的方向时，就称为熵判据。
①当ΔS>0时，反应为熵增反应，在一定条件下能自发进行。
如2H2O2(aq)===2H2O(l)＋O2(g)在常温下能自发进行。
②当ΔS<0时，反应为熵减反应，在一定条件下不能自发进行。
但如NH3(g)＋HCl(g)===NH4Cl(s)也能自发进行。
(4)反应熵变是与反应进行的方向有关的因素之一，但不是决定反应能否自发进行的唯一因素。
《第二章化学反应的速率和化学平衡》小结一、化学反应速率1、定义：___________________________________表达式：△V（A）=△C(A) /△t 单位：单位：mol/(L·s)或mol/(L·min)化学反应的计算公式:对于下列反应: mA+nB=pC+qD 有v(A):v(B):v(C):v(D)=m:n:p:q2、化学反应速率都取正值3、同一个化学反应，用不同的物质表示化学反应速率，数值可能不同，但表示的意义是一样的。
同一个化学反应，各物质的化学反应速率之比=_____________________4、化学反应速率一般指平均速率，但在速率——时间图象中，经常出现瞬时速率。
5 对于没有达到化学平衡状态的可逆反应: v(正)≠v(逆)影响化学反应速率的主要因素：浓度：当其它条件一致下，增加反应物浓度就增加了单位体积的活化分子的数目，从而增加有效碰撞，反应速率增加。
（对于纯固体和纯液体，其浓度可视为常数，其物质的量变化不影响化学反应速率）压强：对于有气体参与的化学反应，其他条件不变时（除体积），增大压强，即体积减小，反应物浓度增大，单位体积内活化分子数增多，单位时间内有效碰撞次数增多，反应速率加快；反之则减小。
若体积不变，加压（加入不参加此化学反应的气体）反应速率就不变。
因为浓度不变，单位体积内活化分子数就不变。
但在体积不变的情况下，加入反应物，同样是加压，增加反应物浓度，速率也会增加。
○1若参加反应的物质为固体或液体，增大压强，化学反应速率________○2有气体参加的反应，其它条件不变，增大压强，化学反应速率________注意以下几种情况：A：恒温时，增大压强，化学反应速率________B：恒容时：a、充入气体反应物，化学反应速率________b、充入稀有气体，化学反应速率________C：恒压时：充入稀有气体，化学反应速率________。
可逆反应与化学平衡状态
【考点精讲】
一、可逆反应
1. 概念：在一定条件下，既能向正反应方向进行，同时又能向逆反应方向进行的反应称为可逆反应。
2. Cl2 + H2+ +Cl－ + HClO
3. 特点：
①二同：a. 相同条件下；b. 正逆反应同时进行，反应物与生成物同时存在。
②一小：任一组分的转化率都小于100%。
二、化学平衡状态
1. 概念：在一定条件下的可逆反应里，正反应速率和逆反应速率相等，反应体系中所有参加反应的物质的百分含量保持恒定的状态。
2. 化学平衡的建立
3. 特征
①逆：化学平衡状态只对可逆反应而言。
②等：正反应速率等于逆反应速率。
③定：在平衡混合物中，各组成成分的含量保持不变。
④动：化学平衡是一种动态平衡，反应达到平衡时，正逆反应都仍在继续进行。
⑤变：化学平衡是在一定条件下暂时的平衡。
当影响化学平衡的外界条件改变，化学平衡就会发生移动。
【典例精析】
例题1在密闭容器中进行反应：X2（g）＋Y2（g（g），已知X2、Y2、Z的起始浓度分别为0.1 mol·L－1、0.3 mol·L－1、0.2 mol·L－1，在一定条件下，当反应达到平衡时，各物质的浓度有可能是（）
A. Z为0.3 mol·L－1
B. Y2为0.4 mol·L－1
C. X2为0.2 mol·L－1
D. Z为0.4 mol·L－1
思路导航：可根据极端假设法判断，假设反应正向或逆向进行到底，求出各物质浓度的最大值和最小值，从而确定它们的浓度范围。
假设反应正向进行到底：X2（g）＋Y2（g（g）
起始浓度（mol·L－1） 0.1 0.3 0.2
改变浓度（mol·L－1） 0.1 0.1 0.2
终态浓度（mol·L－1） 0 0.2 0.4
假设反应逆向进行到底：X2（g）＋Y2（g（g）
起始浓度（mol·L－1） 0.1 0.3 0.2
改变浓度（mol·L－1） 0.1 0.1 0.2
终态浓度（mol·L－1） 0.2 0.4 0
平衡体系中各物质的浓度范围为X2∈（0，0.2），Y2∈（0.2，0.4），Z∈（0，0.4）。
答案：A
例题2一定条件下，对于可逆反应X（g）＋3Y（g（g），若X、Y、Z的起始浓度分别为c1、c2、c3（均不为零），达到平衡时，X、Y、Z的浓度分别为0.1 mol·L－1、0.3 mol·L－1、0.08 mol·L－1，则下列判断正确的是（）
A. c1∶c2＝3∶1
B. 平衡时，Y和Z的生成速率之比为2∶3
C. X、Y的转化率不相等
D. c1的取值范围为0 mol·L－1<c1<0.14 mol·L－1
思路导航：平衡浓度之比为1∶3，转化浓度亦为1∶3，故c1∶c2＝1∶3，A、C不正确；平衡时Y生成表示逆反应，Z生成表示正反应且v Y（生成）∶v Z（生成）应为3∶2，B不正确；由可逆反应的特点可知0 mol·L－1<c1<0.14 mol·L－1。
答案：D
例题3在一恒温、恒容的密闭容器中发生反应A（s）＋2B（g（g）＋D（g），当下列物理量不再变化时，能够表明该反应已达平衡状态的是（）
A. 混合气体的压强
B. 混合气体的平均相对分子质量
C. A的物质的量浓度
D. 气体的总物质的量
思路导航：因反应前后气体分子数不变，故无论反应是否平衡，混合气体的压强和气体的总物质的量都不改变；A为固态，其物质的量浓度为常数；若反应正向移动，混合气体的质量增加，则混合气体的平均相对分子质量变大，反之变小，故混合气体的平均相对分子质量不变时说明反应达到平衡状态。
答案：B
例题4 一定温度下，可逆反应2NO22NO+O2在容积固定的密闭容器中反应，达到平衡时的标志是（）
①单位时间内生成n mol O2，同时生成2n mol NO2
②单位时间内生成n mol O2，同时生成2n mol NO
③用NO2、NO、O2的物质的量浓度变化表示的反应速率为2：2：1
④混合气体的压强不再变化
⑤混合气体的颜色不再变化
⑥混合气体的平均分子量不再改变
A. ①④⑤⑥
B. ①②③⑤
C. ②③④⑥
D. 以上全部
思路导航：在一定条件下，可逆反应达到平衡的实质是正逆反应速率相等且不为0。
①中可以说明正逆反应速率相等，正确。
②不正确，氧气和NO均属于生成物，二者的生成速率之比始终是1：2。
③不正确，在任何时刻用NO2、NO、O2的物质的量浓度变化表示的反应速率之比均为2：2：1。
④正确，由于反应前后气体的体积发生变化，因此当容器体积固定时，压强不再发生变化，可以说明反应已经达到平衡。
⑤正确，颜色的深浅与其自身的浓度大小有关，而体系中只有NO2是红棕色气体，因此当混合气体的颜色不再变化时，可以说明反应达到平衡。
⑥正确，混合气体的平均分子量是混合气体的质量与物质的量的比值，因为反应前后气体质量恒定，但混合气体的物质的量是变化的，故当混合气体的平均分子量不再改变时，可以说明反应达到平衡。
答案：A
【总结提升】
“两审”“两标志”突破化学平衡状态的判断
1. “两审”
一审题干条件，是恒温恒容还是恒温恒压；
二审反应特点：①全部是气体参与的等体积反应还是非等体积反应；
②是有固体参与的等体积反应还是非等体积反应。
2. “两标志”
（1）本质标志——v正＝v逆≠0
对于某一可逆反应来说，正反应消耗掉某反应物的速率等于逆反应生成该反应物的速率。
对同一物质而言，断裂的化学键的物质的量与形成的化学键的物质的量相等。
（2）等价标志——可变化的量不再改变
①全部是气体参加的气体体积可变的反应，体系的压强、平均相对分子质量不再随时间
而变化。
例如，N2（g）＋3H2（g3（g）。
②体系中各组分的物质的量浓度、体积分数、物质的量分数保持不变。
③对于有有色物质参加或生成的可逆反应，体系的颜色不再随时间而变化。
例如，2NO2（g2O4（g）。
④体系中某反应物的转化率或某生成物的产率达到最大值且不再随时间而变化。
[注意]以下几种情况不能作为可逆反应达到化学平衡状态的标志：
①恒温、恒容条件下气体体积不变的反应，混合气体的压强或气体的总物质的量不随时
间而变化。
如2HI（g2（g）＋H2（g）
②全部是气体参加的体积不变的反应，体系的平均相对分子质量不随时间而变化。
如2HI（g2（g）＋H2（g）
③全部是气体参加的反应，恒容条件下体系的密度保持不变。
