標準平衡常數(shù) 講課比賽ppt課件.ppt

標準平衡常數(shù),Betterchemistry,betterlife!,說課環(huán)節(jié),課程分析新課介紹學(xué)情分析教學(xué)設(shè)計,課程分析,化學(xué)反應(yīng)的基本原理物質(zhì)結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)理論溶液化學(xué)平衡滴定分析常用儀器分析元素化學(xué),新課介紹,標準平衡常數(shù)是衡量化學(xué)反應(yīng)的一個重要指標，屬于化學(xué)反應(yīng)原理當中的動力學(xué)部分，是連接熱力學(xué)和動力學(xué)的橋梁。,學(xué)情分析,“高中后遺癥”，考試為目的；“急功近利”，輕原理，重應(yīng)用；“鴉雀無聲”，欠缺獨立思考；“雨過地不濕”，學(xué)而不用則罔。,教學(xué)設(shè)計,生活、歷史、科技前沿問題隱秘承載化學(xué)原理，引起學(xué)生好奇心；化學(xué)原理和現(xiàn)實案例無縫嫁接，展示化學(xué)的趣味性、應(yīng)用性、以及邏輯性;化學(xué)原理嫁接新聞時事，“引誘”學(xué)生獨立思考，分析問題，解決問題，勇敢表達捍衛(wèi)自己的觀點。,標準平衡常數(shù),Betterchemistry,betterlife!,主要內(nèi)容：標準平衡常數(shù)K的概念、表達式書寫與計算,主要內(nèi)容及目標,知識目標：1.掌握K表達式的書寫2.掌握K的計算,能力目標：分析問題、利用原理解釋現(xiàn)象的能力,為什么我們有飯吃？為什么胡佛能當選美國總統(tǒng)？為什么“稻草能變成金剛石”？,對任意反應(yīng)：aA+bB=cC+dD,前情回顧,反應(yīng)方向的判斷rGm0,“金剛石瘋了”,298.15K標準狀態(tài)下反應(yīng)C(金剛石)=C(石墨)的rGm為-2.9(kJmol1)0,金剛石自發(fā)變成石墨,金剛石“發(fā)瘋”的背后隱藏著什么原理？,反應(yīng)進行的程度,1.1標準平衡常數(shù)K的概念,在一定溫度下，某反應(yīng)處于平衡狀態(tài)時，生成物和反應(yīng)物活度（氣體相對分壓、溶液相對濃度）的化學(xué)計量數(shù)的冪次方的乘積等于常數(shù)K，稱為標準平衡常數(shù)（無單位，量綱為1）,標準平衡常數(shù)是特征常數(shù)，與反應(yīng)本性、溫度相關(guān)，而與濃度、壓強無關(guān),標準平衡常數(shù)的大小可體現(xiàn)反應(yīng)進行的完全程度K107反應(yīng)完全進行K107反應(yīng)幾乎不可能發(fā)生107K107可通過改變條件來促進反應(yīng)進行,氣相反應(yīng):物質(zhì)的分壓用相對分壓(p/p)表示,2SO2(g)+O2(g)2SO3(g),HAcH+Ac-,1.2K表達式的書寫,p=100kPa,反應(yīng)有純固體、純液體參加，或稀溶液中水參加的反應(yīng)，其濃度不出現(xiàn)在標準平衡常數(shù)表達式中；,K=p(CO2)/p,CaCO3(s)CaO(s)+CO2(g),Cr2O72-(aq)+H2O(l)2CrO42-(aq)+2H+(aq),(1)N2+3H22NH3(2)1/2N2+3/2H2NH3(3)2NH3N2+3H2,標準平衡常數(shù)與反應(yīng)式的寫法有關(guān)。,1.定義式法(1)寫出K表達式(2)帶入分壓、濃度數(shù)值，計算求解2.利用rGm與K的關(guān)系計算rGm=-RTlnK,1.3標準平衡常數(shù)K的計算,讓全世界吃飽飯的反應(yīng),1918年諾貝爾化學(xué)獎“舌尖上的化學(xué)反應(yīng)”,合成氨反應(yīng)N2+3H22NH3,已知合成NH3反應(yīng)：N2(g)+3H2(g)2NH3(g)773K平衡時壓力/103kPa4.1712.523.57求標準平衡常數(shù)？,1.3K的計算定義式法,K=1.56*10-5,求298.15K標準狀態(tài)下反應(yīng)C(金剛石)=C(石墨)的平衡常數(shù)。,“瘋狂的金剛石”,金剛石和石墨都是固體，無法寫出K表達式，因此用定義式無法計算！,利用rGm=-RTlnK計算K,范特霍夫(VantHoff)化學(xué)反應(yīng)等溫式,rGm(T)=rGm(T)+RTlnQ,當反應(yīng)達到平衡時：,rGm(T)=0,0=rGm(T)+RTlnQeq,則：,rGm(T)=RTlnK(T),rGm=-RTlnK的推導(dǎo),標準平衡常數(shù)K(T)為系統(tǒng)平衡狀態(tài)的反應(yīng)商Qeq；,1.3利用rGm=-RTlnK求K,第一步求出rGm的值,方法一：查表獲得fGm求rGm,方法二：利用rGm(T)rHm(298K)TrSm(298K),第二步利用rGm=-RTlnK計算K,赫伯特克拉克胡佛是美國第31任總統(tǒng)；24歲來中國河北唐山“打工”；發(fā)現(xiàn)中國開采金礦水平低；胡佛利用化學(xué)知識“廢物利用”，成了百萬巨富。,“造就美國總統(tǒng)的化學(xué)反應(yīng)”,鋅把金還原：Zn+2NaAu(CN)2=Na2Zn(CN)4+2Au,氰化鈉把金溶解：2Au+4NaCN+1/2O2+H2O=2NaAu(CN)2+2NaOH,2Au+4NaCN+1/2O2+H2O=2NaAu(CN)2+2NaOH,已知rGm(298K)=-190.443kJmol-1求該反應(yīng)在298K時的標準平衡常數(shù),K=2.414*1033,“造就美國總統(tǒng)的化學(xué)反應(yīng)”,解：根據(jù)rGm=-RTlnKlnK=rGm/-RT=190443/(8.314*298)=76.87,中國科學(xué)技術(shù)大學(xué)的錢逸泰院士實驗室以CCl4和金屬鈉為原料，在973K時反應(yīng)制造出金剛石粉末和NaCl。反應(yīng)方程式為：,求該反應(yīng)在973K下的標準平衡常數(shù)？,“稻草變黃金”的背后,Science,1998,281,246.,“稻草變黃金”的化學(xué)原理,同理可得：rSm=-129.983Jmol-1K-1,rHm(298K)=-1507.205kJmol-1rSm(298K)=-129.983Jmol-1K-1,rGm(973K)=-1380.712kJmol-1,rGm(973K)rHm(298K)973rSm(298K)=-1507.205*103Jmol-1973K*(-129.983Jmol-1K-1)=-1380712Jmol-1,rGm(T)rHm(298K)TrSm(298K),“稻草變黃金”的化學(xué)原理,根據(jù)rGm=-RTlnKlnK=rGm/-RT=1380712/(8.314*973)=170.7,K=1.333*1074,“稻草變黃金”的化學(xué)原理,rGm(973K)=-1380712Jmol-1,化學(xué)反應(yīng)速度,小結(jié),標準平衡常數(shù)K的概念；標準平衡常數(shù)K表達式的書寫（四個原則）；兩種K的計算方法(1)利用K的定義式(2)利用rGm與K的關(guān)系：rGm=-RTlnK,思考題,男子