第六章 揭示化學(xué)反應(yīng)速率和平衡之迷 復(fù)習(xí)課件

第六章揭示化學(xué)反應(yīng)速率和平衡之謎復(fù)習(xí)課件6.1化學(xué)反應(yīng)為什么有快有慢決定化學(xué)反應(yīng)速率的因素，既有反應(yīng)物本身的性質(zhì)，又有外界條件。決定化學(xué)反應(yīng)快慢的因素內(nèi)因外因反應(yīng)物本身的性質(zhì)外界條件（如溫度、壓強(qiáng)、濃度、催化劑）一、化學(xué)反應(yīng)有快有慢二、化學(xué)反應(yīng)速率1.化學(xué)反應(yīng)速率的含義

化學(xué)反應(yīng)速率是用來衡量化學(xué)反應(yīng)進(jìn)行快慢的尺度。它與兩個因素有關(guān)：一個是反應(yīng)的時間；另一個是反應(yīng)物或生成物的濃度。反應(yīng)物濃度隨著反應(yīng)的進(jìn)行而不斷減小，生成物濃度隨著反應(yīng)的不斷進(jìn)行而增大。2.化學(xué)反應(yīng)速率的表示

化學(xué)反應(yīng)速率用單位時間（如每秒，每分，每小時）內(nèi)反應(yīng)物濃度的減小或生成物濃度的增大來表示。

某一物質(zhì)的化學(xué)反應(yīng)速率的計算式為：v=——⊿c⊿t試根據(jù)以上計算式推出v的單位是什么？mol/（L·s）；mol/（L·min）；mol/（L·h）對同一反應(yīng)，各物質(zhì)的反應(yīng)速率之比等于化學(xué)方程式中各物質(zhì)前面的系數(shù)比。mA（g）+nB（g）pC（g）+qD（g）V（A）mV（B）nV（C）pV（D）q===需指出：用不同物質(zhì)表示同一反應(yīng)時，盡管其化學(xué)反應(yīng)速率的數(shù)值不一定相同，但這個化學(xué)反應(yīng)的快慢是一定的。注意：1.在同一反應(yīng)體系中用不同的物質(zhì)來表示反應(yīng)速率時，其數(shù)值是可以不同的，但是這些數(shù)值都表示同一個反應(yīng)速率。因此化學(xué)反應(yīng)速率的表示必須說明用哪種物質(zhì)來做標(biāo)準(zhǔn)。2.用同一反應(yīng)體系中不同物質(zhì)表示同一速率時，其數(shù)值比一定等于化學(xué)方程式中相應(yīng)的化學(xué)計量數(shù)之比。3.一般來說，化學(xué)反應(yīng)的速率隨著反應(yīng)的進(jìn)行可不斷變化。因此某一時間段內(nèi)的反應(yīng)速率實際是指這一時間段內(nèi)的平均速率，而不是指瞬時速率。三、影響化學(xué)反應(yīng)速率的因素反應(yīng)物濃度溫度催化劑氣體壓強(qiáng)其他因素固體顆粒大小固體顆粒越細(xì),反應(yīng)速率越快濃度越大,反應(yīng)速率越快氣體的壓強(qiáng)越大,反應(yīng)速率越快加入催化劑能加快反應(yīng)速率溫度升高,反應(yīng)速率加快光、超聲波、激光、放射線、電磁波、溶劑、擴(kuò)散速度等在分別盛有塊狀大理石和粉狀大理石的試管中，同時加入相同濃度的稀鹽酸，粉狀大理石產(chǎn)生氣泡的速率快得多。1.濃度對化學(xué)反應(yīng)速率的影響原因：在其他條件不變時，對某一反應(yīng)來說，活化分子百分?jǐn)?shù)是一定的，即單位體積內(nèi)的活化分子數(shù)與反應(yīng)物的濃度成正比。所以當(dāng)反應(yīng)物的濃度增大時，單位體積內(nèi)的分子數(shù)增多，活化分子數(shù)也相應(yīng)的增多，反應(yīng)速率也必然增大。規(guī)律：其他條件不變時，增大反應(yīng)物的濃度，可以增大反應(yīng)速率；減小反應(yīng)物的濃度，可以減小化學(xué)反應(yīng)的速率。2.壓強(qiáng)對反應(yīng)速率的影響原因：對氣體來說，若其他條件不變，增大壓強(qiáng)，就是增加單位體積的反應(yīng)物的物質(zhì)的量，即增加反應(yīng)物的濃度，因而可以增大化學(xué)反應(yīng)的速率。規(guī)律：對于有氣體參加的反應(yīng)，若其他條件不變，增大壓強(qiáng)，反應(yīng)速率加快；減小壓強(qiáng)，反應(yīng)速率減慢。3.溫度對化學(xué)反應(yīng)速率的影響原因：（1）濃度一定時，升高溫度，分子的能量增加，從而增加了活化分子的數(shù)量，反應(yīng)速率增大。（2）溫度升高，使分子運(yùn)動的速度加快，單位時間內(nèi)反應(yīng)物分子間的碰撞次數(shù)增加，反應(yīng)速率也會相應(yīng)的加快。前者是主要原因。規(guī)律：其他條件不變時，升高溫度，可以增大反應(yīng)速率，降低溫度，可以減慢反應(yīng)速率。4.催化劑對化學(xué)反應(yīng)速率的影響原因：在其他條件不變時，使用催化劑可以大大降低反應(yīng)所需要的能量，會使更多的反應(yīng)物分子成為活化分子，大大增加活化分子百分?jǐn)?shù)，因而使反應(yīng)速率加快。規(guī)律：催化劑可以改變化學(xué)反應(yīng)的速率。正催化劑：能夠加快反應(yīng)速率的催化劑。負(fù)催化劑：能夠減慢反應(yīng)速率的催化劑。如不特意說明，則指正催化劑。5.其他如光照、反應(yīng)物固體的顆粒大小、電磁波、超聲波、溶劑的性質(zhì)等，也會對化學(xué)反應(yīng)的速率產(chǎn)生影響。1.反應(yīng)A+3B=2C+2D在四種不同條件下的反應(yīng)速率為：（1）v（A）=0.3mol/（L·s）（2）v（B）=0.6mol/（L·s）（3）v（C）=0.4mol/（L·s）（4）v（D）=0.45mol/（L·s）則該反應(yīng)速率的快慢順序為_______________________。（1）>（4）>（2）=（3）練習(xí)2.在25℃時，向100mL含HCl14.6g的鹽酸中，放入5.6g鐵粉，反應(yīng)進(jìn)行到2s時收集到氫氣1.12L（標(biāo)況），之后反應(yīng)又進(jìn)行了4s，鐵粉全溶解。若不考慮體積變化，則：（1）前2s內(nèi)用FeCl2表示的平均反應(yīng)速率為_____________；（2）后4s內(nèi)用HCl表示的平均反應(yīng)速率為______________；（3）前2s與后4s比較，反應(yīng)速率

較快，其原因可能

。0.25mol/（L·s）0.25mol/（L·s）前2s前2s時段鹽酸濃度比后4s時段大3.對于在溶液間進(jìn)行的反應(yīng)，對反應(yīng)速率影響最小的因素是（）A.溫度B.濃度C.壓強(qiáng)D.催化劑4.下列條件的變化，是因為降低反應(yīng)所需的能量而增加單位體積內(nèi)的反應(yīng)物活化分子百分?jǐn)?shù)致使反應(yīng)速率加快的是（）A.增大濃度B.增大壓強(qiáng)C.升高溫度D.使用催化劑CD6.2反應(yīng)物如何盡可能轉(zhuǎn)變成生成物1.什么是可逆反應(yīng)？

在同一條件下,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),叫做可逆反應(yīng)。注意：可逆反應(yīng)總是不能進(jìn)行到底，得到的總是反應(yīng)物與生成物的混合物。NH3＋H2ONH3·H2ONH4＋＋OH－一、可逆反應(yīng)中的化學(xué)平衡正反應(yīng)速率=逆反應(yīng)速率正反應(yīng)速率逆反應(yīng)速率相等時間速率這時，同一瞬間正反應(yīng)生成CO2和H2

的分子數(shù)等于逆反應(yīng)消耗的CO2和H2的分子數(shù)。

反應(yīng)仍在進(jìn)行，但是四種物質(zhì)的濃度均保持不變，達(dá)到動態(tài)平衡，這就是我們要重點掌握的重要概念——化學(xué)平衡狀態(tài)。定義：化學(xué)平衡狀態(tài)，就是指在一定條件下的可逆反應(yīng)里，正反應(yīng)速率和逆反應(yīng)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)。強(qiáng)調(diào)三點前提條件：可逆反應(yīng)實質(zhì)：正反應(yīng)速率=逆反應(yīng)速率標(biāo)志：反應(yīng)混合物中各組分的濃度保持不變的狀態(tài)化學(xué)平衡狀態(tài)的理解：用C—t圖象描述化學(xué)平衡：C-t圖象：如圖：求該反應(yīng)的化學(xué)方程式是：C（mol/L）t（s）0.50.40.30.20.10t1XYZt1時刻達(dá)到平衡狀態(tài)2Z+X2YV-t圖象：如圖已知X和Y反應(yīng)生成Z，反應(yīng)式如下：用Y物質(zhì)的V正、V逆和時間t畫出反應(yīng)開始至平衡的大致圖象？化學(xué)平衡狀態(tài)的理解：用v—t圖象描述化學(xué)平衡：VYmol/（L.S）t（s）0V正V逆V正=V逆達(dá)平衡狀態(tài)X（g）+2Y（g）2Z（g）2.化學(xué)平衡狀態(tài)的特征（1）動：動態(tài)平衡（正逆反應(yīng)仍在進(jìn)行）（2）等：正反應(yīng)速率=逆反應(yīng)速率（3）定：反應(yīng)混合物中各組分的濃度保持不變，各組分的含量一定。（4）變：條件改變，原平衡被破壞，在新的條件下建立新的平衡。二、影響化學(xué)平衡的條件1.濃度對化學(xué)平衡的影響結(jié)論：增大反應(yīng)物濃度平衡向正反應(yīng)方向移動圖示：（達(dá)平衡后增大某反應(yīng)物的濃度）vtV正V逆V正V逆′′原因：當(dāng)增大反應(yīng)物濃度，正反應(yīng)速率增大（此時逆反應(yīng)速率不變），使得v正＞v逆，所以平衡向正反應(yīng)方向移動（新平衡速率大于原平衡速率）。結(jié)論：其它條件不變的情況下①增大反應(yīng)物濃度，V（正）＞V（逆），平衡正方向移動。②減小生成物濃度，V（正）＞V（逆），平衡正方向移動。③增大生成物濃度，V（正）＜V（逆），平衡逆方向移動。④減小反應(yīng)物濃度，V（正）＜V（逆），平衡逆方向移動。原因：反應(yīng)物或生成物濃度的變化導(dǎo)致正、逆反應(yīng)速率變化不一致，從而使平衡發(fā)生移動。平衡向濃度變化相反的方向移動2.壓強(qiáng)對化學(xué)平衡的影響結(jié)論：增大壓強(qiáng)平衡向氣體體積縮小的方向移動推論：其它條件不變時，減小壓強(qiáng)平衡向氣體體積增大的方向移動；若反應(yīng)前后氣體體積不變，則改變壓強(qiáng)時平衡不移動。vtV正V逆V逆V正′′450℃時，N2與H2反應(yīng)生成NH3的實驗數(shù)據(jù)壓強(qiáng)（MPaH3（%）2.09.216.435.553.669.4圖示：（反應(yīng)達(dá)平衡后增大壓強(qiáng)）原因：增大壓強(qiáng)，體積縮小，反應(yīng)物和生成物的濃度均增大，故正逆反應(yīng)速率均增大；但逆反應(yīng)參加反應(yīng)的氣體分子數(shù)多，其速率增加得更多。先決條件：反應(yīng)物或生成物中有氣體。①增大壓強(qiáng)，V（正）＞V（逆），平衡正方向移動。②減小壓強(qiáng)，V（正）＜V（逆），平衡逆方向移動。③增大壓強(qiáng)，V（正）＜V（逆），平衡逆方向移動。④減小壓強(qiáng)，V（正）＞V（逆），平衡正方向移動。⑴當(dāng)m+n＞p+q時：⑵當(dāng)m+n＜p+q時：結(jié)論：對于反應(yīng)mA（g）+nB（g）pC（g）+qD（g）平衡向壓強(qiáng)變化相反的方向移動。3.溫度對化學(xué)平衡的影響結(jié)論：升高溫度平衡向吸熱反應(yīng)方向移動。降低溫度平衡向放熱反應(yīng)方向移動。vt圖示：（反應(yīng)，正反應(yīng)為吸熱反應(yīng)，達(dá)平衡后升高溫度）V正V逆V正V逆′′N2O42NO2原因：升向溫度，正逆反應(yīng)速率均增大；但吸熱反應(yīng)比放熱反應(yīng)的速率增加得更多。溫度對化學(xué)平衡的影響1.先決條件：可逆反應(yīng)有反應(yīng)熱，若正反應(yīng)為放熱反應(yīng)，則逆反應(yīng)為吸熱反應(yīng)。2.結(jié)論：在其他條件不變時，溫度升高，會使化學(xué)平衡向吸熱反應(yīng)的方向移動，溫度降低會使化學(xué)平衡向放熱的方向移動。（1）當(dāng)Q＞0時：①升高溫度，V（正）＜V（逆），平衡逆方向移動。②降低溫度，V（正）＞V（逆），平衡正方向移動。（2）當(dāng)Q＜0時：③升高溫度，V（正）＞V（逆），平衡正方向移動。④降低溫度，V（正）＜V（逆），平衡逆方向移動。對于反應(yīng)：mA+nBpC+qD+Q勒夏特列原理——化學(xué)平衡移動原理

如果改變影響化學(xué)平衡的一個條件（如濃度、壓強(qiáng)、溫度），平衡就向能減弱這種改變的方向移動。練習(xí)1.將2molSO2和1molO2充入體積為1L的密閉容器中，保持一定溫度，一段時間后，反應(yīng)達(dá)平衡，測得平衡時[SO3]=1mol/L。畫出整個過程的v-t圖和c-t圖vtctV正V逆2.01.00.52.下列各圖表示某可逆反應(yīng)在t1時刻達(dá)平衡后，于t2時刻改變某種物質(zhì)的濃度，再于t3時刻達(dá)到新平衡。試判斷t2時刻是如何改變物質(zhì)的濃度的及平衡移動的方向？vtV正V逆V逆V正′′t1t2t3圖一tV正V逆V逆V正′′t1t2t3圖二v增大生成物濃度平衡向逆反應(yīng)方向移動減小反應(yīng)物濃度平衡向逆反應(yīng)方向移動3.現(xiàn)有反應(yīng)已知1molCO和2molH2O在一定條件下反應(yīng)，達(dá)平衡時，生成0.7molCO2。若其它條件不變，將2molH2O改為4molH2O，達(dá)到新平衡時，生成的CO2的量可能是（

）A.0.65mol B.0.83molC.1.0mol D.1.4molBCO（g）+H2O（g）CO2（g）+H2（g）6.3化工生產(chǎn)能否做到又快又多第一步：生成SO2第二步：生成SO3第三步：吸收SO34FeS2+11O22Fe2O3+8SO22SO2（g）+O2（g）2SO3（g）+QSO3+H2OH2SO4催化劑是提高產(chǎn)量的關(guān)鍵，目前采用五氧化二釩作催化劑；溫度控制在500℃左右，這是催化劑的活性溫度；常壓下已經(jīng)有了較高的產(chǎn)量和產(chǎn)率。將礦石粉碎成很細(xì)的粉末，可以加快反應(yīng)速率。一、工業(yè)制硫酸二、合成氨的適宜條件的選擇選擇適宜條件的依據(jù)、思路和方法：合成氨的反應(yīng)原理（方程式）：N2+3H22NH3（放熱反應(yīng)）

這是一個氣體總體積縮小的、放熱的可逆反應(yīng)。請思考這個反應(yīng)的特點？工業(yè)上合成氨，主要要考慮哪些因素？根據(jù)化學(xué)反應(yīng)速率的有關(guān)知識，思考：———————，——————，————————，都可以使合成氨的化學(xué)反應(yīng)速率增大。增大壓強(qiáng)升高溫度使用催化劑經(jīng)濟(jì)效益和社會效益：速度要快，原料的利用率要高，單位時間的產(chǎn)量要高。另外還要考慮生產(chǎn)中的消耗能源，原料，設(shè)備條件等因素。N2+3H22NH31.壓強(qiáng)怎么選？分析：①合成氨反應(yīng)是體積縮小的氣體反應(yīng)，增大壓強(qiáng)既可以增大反應(yīng)速率，又能提高平衡混合物中氨的含量，所以理論上壓強(qiáng)越大越好。②但是壓強(qiáng)越大，對設(shè)備的要求高、壓縮H2和N2所需要的動力大，因此壓強(qiáng)也不宜過高。綜合以上兩點，實際生產(chǎn)中壓強(qiáng)一般選擇在20MPa---50MPa之間。2.溫度怎么選擇？①因為正反應(yīng)方向是放熱的反應(yīng)，所以降低溫度有利于提高平衡混合物中氨的含量。②可是溫度越低，反應(yīng)速率越小，達(dá)到平衡所需要的時間越長，因此溫度也不宜太低。N2+3H22NH3（放熱反應(yīng)）3.用不用催化劑？使用催化劑能否提高合成氨的轉(zhuǎn)化率？使用催化劑對反應(yīng)速率有何影響？

實際生產(chǎn)中選用鐵為主體的多成分催化劑（鐵觸媒），它在500℃時活性較高。

催化劑要在一定溫度下效果最好。4.濃度怎么定？H2和N2的比例怎么定？

增大反應(yīng)物的濃度可以增大反應(yīng)速率，減小生成物的濃度可以使平衡正向移動。因此可