人教版高中新课程选修4《化学反应速率与化学平衡》课件.ppt
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1、第三节(第2课时) 化学平衡常数,(Equilibrium constant),人教版高中新课程选修4化学反应原理第二章化学反应速率与化学平衡,课时分析与安排,人教版化学选修4化学反应原理 第二章化学反应速率与化学平衡,第一节化学反应速率;(一课时) 第二节影响化学反应速率的因素;(一课时) 第三节化学平衡;(两课时) 第四节化学反应进行的方向;(一课时) 归纳与总结;(一课时),一、新课知识背景说明,新课知识背景说明,新课知识背景说明,新课知识背景说明,新课知识背景说明,发生反应的两个基本前提:,1、发生碰撞的分子应有足够高的能量(即活化分子),2、活化分子发生碰撞的几何方位要适当,一、碰撞
2、理论,例如:反应,化学反应过程中能量变化曲线及活化能,二、影响化学反应速率的因素,浓度影响:当温度一定,某反应的活化能也一定时, 浓度增大, 分子总数增加,活化分子数随之增多,反应速率增大。,温度影响:当浓度一定,温度升高,活化分子分数增多, 反应速率增大。,催化剂对反应活化能的影响,三、化学平衡状态 (chemical equilibrium state ),化学平衡状态的建立,化学平衡状态的移动,旧的平衡破坏了,又会建立起新的平衡.,如果改变维持化学平衡的 条件(浓度、压力和温度),平衡就会向着减弱这种改变的方向移动. Le Chatelier原理适用于处于平衡状态的体系,也适用于相平衡体
3、系.,1848年,法国著名科学家 Le Chatelier 提出:,勒沙特列(Le Chatelier )原理,勒沙特列 (Le Chatelier H,1850-1936) 法国无机化学家 巴黎大学教授.,1、并不是改变任何条件,化学平衡都会移动,而只有改变维持平衡的条件,平衡才会移动。 2、勒沙特列原理指明的只是平衡移动的方向。 3、Le Chatelier原理只是说的是热力学的自发趋势,是一种可能性。 4、勒沙特列原理不能首先判断体系是否处于平衡状态,不能进行定量计算。,注意:正确使用勒沙特列(Le Chatelier )原理,对于一般的化学反应:,反应级数:若=1,A为一级反应; =2
4、,B为二级反应,则+=3,总反应级数为3。,必须通过实验确定其值,可以为正整数,负整数或分数。通常a,b。 k 反应速率系数:零级反应 molL-1 s-1; 一级反应 s-1;二级反应 (molL -1)-1 s-1; k 不随浓度而变,但受温度的影响,通常温度升高, k 增大。,一、化学动力学部分知识支撑(The Basis of Chemical Dynamics),aA + bB eE + f F,该式称为反应速率方程或质量作用定律(mass action law),1、质量作用定律:,lnk-1/T 图,Arrhenius方程:,A指前参量,又叫指前因子 Ea实验活化能,单位为kJm
5、ol-1。,k-T 图,2、反应速率与温度的关系(The Relationship of Rates and Temperature),两式相减,整理得到:,Arrhenius方程式的应用,二、化学热力学部分(The Basis of Chemical Thermodynamics),1、范特霍夫( Vant Hoff)等温方程,即非标准状态下的自由能变化(G)(自由焓变)计算式:,反应的等温式:,浓度商:,对于稀溶液中进行的反应:,aA(aq) + bB(aq) dD(aq) + eE(aq),Vant Hoff 方程的另一表达式:,改变浓度或压力能使平衡点改变。温度的变化,却可以导致平衡常
6、数数值的改变。,温度对化学平衡的影响可以归纳如下:升高温度,使平衡向吸热方向移动;降低温度,使平衡向放热方向移动。,2、标准平衡常数(standard equilibrium constant), 当反应达到平衡状态时,rGm (T)负值越大,则K值越大,正反应进行的程度越大;若rGm (T)正值越大,则K值越小,正反应进行的程度越小。 在一定的温度(T)时,上式中rGm (T) 、R和T都是定值,即K是一个常数,称为标准平衡常数;,将任意给定态时物质的Qc或Qp与K进行比较,可用来判断反应自发进行的方向: 若Qc或Qp K,则rGm 0,反应逆向自发进行,K 是无量纲的量; K 是温度的函数
7、,与浓度、分压无关; 标准平衡常数表达式必须与化学反应计量式相对应; p是标态压力,p是各气体的分压; C是标态浓度,C是溶液中各物质浓度; 纯物质(包括纯固体或纯液体)不写在平衡常数表达式中!,3、化学平衡常数的表达式 (The general equilibrium equation),对于一般的化学反应: aA (g)+ bB(aq)+cC(s) mX(g)+dY(aq)+eZ(l),本节内容教材展示,【例1】向20mL6.8molL-1的CaCl2溶液中加入1.0molL-1的Na2SO4溶液至不再产生沉淀为止,静置,将浊液过滤,向滤液中加入1.0molL-1的Na2CO3溶液,发现仍
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