《化學(xué)反應(yīng)速率及衡》

1、化學(xué)反應(yīng)速率 化學(xué)平衡,遼寧省建平縣二高中化學(xué)組 謝曉東 2008.10. 22,化學(xué)反應(yīng)速率,化學(xué)平衡,化學(xué)平衡,等效平衡,化學(xué)平衡的計算,合成氨條件的選擇,（1）了解化學(xué)反應(yīng)速率的概念，反應(yīng)速率的表示方法。理解外界條件（濃度、溫度、壓強、催化劑等）對反應(yīng)速率的影響。（2）了解化學(xué)反應(yīng)的可逆性。理解化學(xué)平衡的含義及其與反應(yīng)速率之間的聯(lián)系。,08考綱要求：,化學(xué)反應(yīng)速率,（3）理解勒夏特列原理的含義。理解濃度、溫度、壓強等條件對化學(xué)平衡移動的影響。（4）以合成氨工業(yè)生產(chǎn)為例，用化學(xué)反應(yīng)速率和化學(xué)平衡的觀點理解工業(yè)生產(chǎn)的條件。,一速率,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

2、的減小或生成物濃度的增大來表示。,化學(xué)反應(yīng)速率表示時的注意事項和規(guī)律？,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、化學(xué)反應(yīng)速率是標(biāo)量，沒有正負(fù),3、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。,4、一般來說，化學(xué)反應(yīng)的速率隨著反應(yīng)的進行可不斷變化。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。,影響因素,濃度、溫度、壓強、催化劑,（1）結(jié)論：其他條件不變時，增大反應(yīng)物的濃度，化學(xué)反應(yīng)速率加快,1.

3、濃度對化學(xué)反應(yīng)速率的影響,對于氣態(tài)反應(yīng)中的固體或液體物質(zhì)，反應(yīng)在其表面進行，它們的“濃度”是不變的，因此，不用液體和固體物質(zhì)表示化學(xué)反應(yīng)速率。,2.壓強對化學(xué)反應(yīng)速率的影響 （1）結(jié)論：對于有氣體參加的反應(yīng)來說，其他條件不變時，增大壓強，化學(xué)反應(yīng)速率加快,注意：改變壓強就是改變單位體積內(nèi)氣體的濃度，如果系統(tǒng)的壓強雖然發(fā)生了變化，但是單位體積內(nèi)氣體的濃度并不發(fā)生改變時，反應(yīng)速率也不改變。,（2）原因：增大壓強，體積減小， 相當(dāng)于增大濃度,3.溫度對化學(xué)反應(yīng)速率的影響 （1）結(jié)論：其他條件不變時，升高溫度，化學(xué)反應(yīng)速率加快,原因：其它條件不變時，溫度升高，活化分子百分?jǐn)?shù)增加，單位時間內(nèi)有效碰撞次數(shù)

4、增加，化學(xué)反應(yīng)速率加快 。反之，減慢。,08上海等質(zhì)量的鐵與過量的鹽酸在不同的實驗條件下進行反應(yīng)，測定在不同時間t產(chǎn)生氣體體積V的數(shù)據(jù)，根據(jù)數(shù)據(jù)繪制得到圖1，則曲線a、b、c、d所對應(yīng)的實驗組別可能是（ ）,A4231 B1234 C3421 D1243,C,4.催化劑對化學(xué)反應(yīng)速率的影響 （1）結(jié)論：適當(dāng)?shù)拇呋瘎┠芗涌旎瘜W(xué)反應(yīng)速率,原因：其它條件不變時，加催化劑，反應(yīng)所需能量降低，活化分子百分?jǐn)?shù)增加，反應(yīng)速率加快。,08海南反應(yīng)A(g)+B(g) C(g) +D(g),過程中能量變化如圖，回答下列問題。,(3)反應(yīng)體系中加入催化劑對反應(yīng)熱是否有影響? 原因是:,(4)在反應(yīng)體系中加入催化劑，

5、反應(yīng)速率增大，E1和E2的變化是: _、_(填“增大”“減小、”“不變”)。,催化劑不改變平衡的移動。,不影響,減小,減小,返回,化學(xué)平衡,一、化學(xué)平衡的建立,思考：是否所有的化學(xué)反應(yīng)中都存在 平衡？,1、化學(xué)平衡的研究對象,可逆反應(yīng)的概念： 同一條件下既能向正向進行，同時又能向逆向進行的反應(yīng)。,可逆反應(yīng)的特征： 不能向一個方向完全進行到底，反應(yīng) 物的轉(zhuǎn)化率不能達(dá)到100%,已知反應(yīng)過程中某一時刻SO2，O2，SO3的濃度分別為0.2mol/L，0.1 mol/L，0.2 mol/L，當(dāng)反應(yīng)達(dá)到平衡時，可能存在的數(shù)據(jù)是（ ） A、SO2為0.2mol/L，O2為0.2mol/L B、SO2為0

6、.25mol/L C、SO2，SO3均為0.15 mol/L D、SO3為0.4 mol/L,例在一密閉容器中進行下列反應(yīng)： 2SO2（氣）+O2（氣） 2SO3（氣）,B,2、概括什么是化學(xué)平衡狀態(tài)呢？,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)，稱為化學(xué)平衡狀態(tài)，簡稱化學(xué)平衡。,化學(xué)平衡的前提： 實質(zhì)： 標(biāo)志：,一定條件、可逆反應(yīng),V正=V逆，不等于0,反應(yīng)混合物中各組分濃度保持不變。,5.化學(xué)平衡的特征：,（1）逆：可逆反應(yīng),（2）等： v正=v逆,（3）定：反應(yīng)混合物各組分濃度保持 不變,（4）動：動態(tài)平衡,（5) 變：條件改變，平衡發(fā)

7、生移動,(6) 同：不同途徑可以達(dá)到相同的化學(xué)平衡狀態(tài),思考：平衡時反應(yīng)混合物中各組分的濃度保持不變，在平衡體系中還有哪些量保持不變？,平衡狀態(tài)達(dá)到的標(biāo)準(zhǔn)： mA+ nB= xC + yD 1、直接： V正=V逆 化學(xué)鍵斷裂=化學(xué)鍵生成 各組分濃度保持不變,判斷達(dá)到化學(xué)平衡狀態(tài)的標(biāo)志：,2、間接： （相關(guān)物理量恒定不變）,動態(tài)平衡的建立會建立一系列相對靜止的量,壓強 體系顏色 混合氣體的平均分子量 密度 ,例：在一定溫度下的恒容容器中,當(dāng)下列物理量不再發(fā)生變化時,表明反應(yīng): A(固)+3B(氣) 2C(氣)+D(氣)已達(dá)平衡狀態(tài)的是 ( ) A.混合氣體的壓強,B,B.混合氣體的密度,C.生成

8、C、D物質(zhì)的量比為2：1,D.氣體的總物質(zhì)的量,例能夠充分說明在恒溫下的密閉容器中，反應(yīng)2SO2+O2 2SO3已達(dá)平衡狀態(tài)的標(biāo)志是（ ）,A、容器中SO2，O2和SO3共存 B、SO2和SO3的物質(zhì)的量濃度相等 C、容器中SO2，O2，SO3的物質(zhì)的量之比為2:1:2 D、反應(yīng)器內(nèi)壓強不隨時間變化而變化,D,利用平衡的觀點解釋下列問題：（）用飽和的食鹽水收集l,（）在飽和的CaSO溶液中加入飽和的CaCl 溶液有何現(xiàn)象？,因為CaCl溶解度較大，所以CaCl飽和溶液中C(Ca2)較大,增大了的濃度，平衡左移溶液變渾濁，有白色沉淀,化學(xué)平衡移動方向的判斷：,“勒沙特列原理”,怎樣理解“減弱”,

9、影響平衡移動因素：濃度/壓強/溫度,阿,答案（），（）,壓強：對氣體來講，實際是濃度的問題,增大壓強 體積縮小 濃度增大 正增大，逆增大但正，逆增大的倍數(shù)不一定相同,加入,壓強增大，體積不變：,壓強不變，體積增大：,平衡不移動,平衡左移,小結(jié)： 平衡移動的結(jié)果是部分抵消條件的改變,體積減小,濃度增大,顏色變深,加壓,平衡正向移動,升溫，正增大，逆增大向吸熱方向移動 降溫，正減小，逆減小，向放熱方向移動,溫度：,qZ(g)的Hq,在恒容密閉容器中反應(yīng)達(dá)到平衡時，下列說法正確的是 ( ) A.通入稀有氣體使壓強增大，平衡將正向移動 B.X的正反應(yīng)速率是Y的逆反應(yīng)速率的m/n倍 C.降低溫度，混合氣

10、體的平均相對分子質(zhì)量變小 D.增加X的物質(zhì)的量，Y的轉(zhuǎn)化率降低,06重慶已知反應(yīng)mX(g)+nY(g),B,化學(xué)平衡圖象分析,1、四看:看曲線的起點;看曲線的轉(zhuǎn)折點;看曲線的變化趨勢;看曲線的終點。,2、先拐先平：如在轉(zhuǎn)化率時間圖象中，先出現(xiàn)拐點的，即先達(dá)到平衡（一般相應(yīng)反應(yīng)速率較快）。,3、定一論二：有的圖象中有三個變量時，必須先確定一個量不變（常用作垂線法比較）再討論另外兩個量的關(guān)系。,例:下圖是的反應(yīng)速 率隨時間的變化曲線:,(1)T0時反應(yīng)從哪里開始?向哪方進行?,(2)T1T2 T3時刻分別改變了什么條件? 平衡移動的方向怎樣?,V(正),V(正),V(正),V(正),V(逆),V(

11、逆),V(逆),V(逆),T1,T2,T3,v,時間,T0,例:在一密閉容器中發(fā)生反應(yīng): A(g)+3B(g) 2C(g);H0下圖是其一時 間段中反應(yīng)速率與反應(yīng)進程的曲線關(guān)系,(1) T1T3 T4時刻分別改變了什么條件?,(2)找出C的體積分?jǐn)?shù)最高的時間段.,V(正),V(逆),T1,T2,T3,反應(yīng)速率,時間,T0,V(正),V(逆),T4,T5,T6,反應(yīng)mA(g)+nB(g) pC(g)+qD(g)，下圖表示A的轉(zhuǎn)化率與壓強和溫度的關(guān)系，分析該圖可得出的正確結(jié)論是( ) (A)正反應(yīng)吸熱，m+np+q (B)正反應(yīng)吸熱，m+np+q,二、物質(zhì)的含量 -轉(zhuǎn)化率-溫度-壓強圖像,下圖表示

12、反應(yīng)： mA(g) + nB(g) pC(g)+qD(g); H在達(dá)平衡時C的百分含量與壓強和溫度之間的關(guān)系，下列說法正確的是( ),(A) H p+q,(B) H 0 m+n=p+q,(C) H 0 m+np+q,(D) H 0 m+n=p+q,B,C%,下圖是不同溫度和壓強對下列平衡的影響：2A(g) 2B(g)+C(g); H0 (P1P2) 圖中Y軸表示的意義是( ),D) 一定條件下A的轉(zhuǎn)化率,A)混和氣體中A的百分含量,B)混和氣體中B的百分含量,C)混和氣體的平均分子量,4NH3(g)+5O2(g)=4NO(g)+6H2(g);H= 1025kJ/mol該反應(yīng)是一個可逆反應(yīng)。若反

13、應(yīng)物起始物質(zhì)的量相同，下列關(guān)于該反應(yīng)的示意圖不正確的是( ),08全國,4NH3(g)+5O2(g)=4NO(g)+6H2(g);H= 1025kJ/mol該反應(yīng)是一個可逆反應(yīng)。若反應(yīng)物起始物質(zhì)的量相同，下列關(guān)于該反應(yīng)的示意圖不正確的是( ),08全國,C,0,下圖是在其它條件一定時，反應(yīng)2NO+O2 2NO2+ Q（Q0)中NO 的最大轉(zhuǎn)化率與溫度的關(guān)系曲線。圖中坐標(biāo)有A、B、C、D、E 5點，其中表示未達(dá)平衡狀態(tài)且V正V逆的點是 。,A,B,C,E,D,C點,T,NO轉(zhuǎn)化率,返回,等效平衡,等效平衡的判斷方法：,化學(xué)平衡狀態(tài)的建立與條件(如濃 度、溫度、壓強)有關(guān)，與途徑無 關(guān)。建立平衡狀

14、態(tài)通常有4條途徑： 正向建立；逆向建立；從中 間某狀態(tài)建立；反應(yīng)物分批加入。 對不同的起始狀態(tài)，通常假定反應(yīng) 沿某一方向進行到底，將所得物質(zhì) 的量與標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)比較，規(guī)律如下：,反應(yīng)前后氣體體積之和不等的可逆 反應(yīng)，如2SO2+O2 2SO3，恒溫、恒 容投料相同，或恒溫、恒壓投料成比 例，即為等效平衡。,反應(yīng)前后氣體體積之和相等的可逆 反應(yīng)，如2HI(g) I2(g)+H2(g)，恒溫、 恒容，或恒溫、恒壓，兩種情況均是 投料成比例，即為等效平衡。,一定溫度下，在恒容密閉容器中發(fā)生如下反應(yīng)：2A(g) + B(g) 3C(g)，若反應(yīng)開始時充入2 mol A和2 mol B，達(dá)平衡后A的體積分?jǐn)?shù)

15、為a %。其他條件不變時，若按下列四種配比作為起始物質(zhì)，平衡后A的體積分?jǐn)?shù)等于a %的是( ) A2 mol C B2 mol A、1 mol B和1 mol He（不參加反應(yīng)） C1 mol B和1 mol C D2 mol A、3 mol B和3 mol C,D,大于a%,大于a%,小于a%,例題：將裝有1mol HI的密閉容器加熱，部分分解為H2和I2，并達(dá)平衡此時I2的體積分?jǐn)?shù)為X，若在該容器中加入2mol HI ，加熱到相同的溫度，達(dá)平衡時I2的體積分?jǐn)?shù)為Y，則與的關(guān)系是（）, ,在相同條件下，體積相同的兩容器甲與乙，甲充入1g SO2,1g O2；乙充入2gSO2,2gO2下列敘述

16、錯誤的是（） 反應(yīng)速率乙甲 平衡后的濃度乙甲 SO2的轉(zhuǎn)化率乙甲 平衡后的體積分?jǐn)?shù)乙甲,在等溫等容條件下：2(氣) +(氣) (氣)+(氣)現(xiàn)分別從兩條途徑達(dá)平衡：A、B起始濃度均為molL.D起始濃度分別為mol，mol下面正確的是（）,A D,達(dá)平衡時，途徑混合氣體的密度為途徑密度的/,達(dá)平衡時，（速率相等）,兩條途徑最終達(dá)平衡時，體系內(nèi)混合氣體的體積分?jǐn)?shù)不相同,兩條途徑最終達(dá)平衡時，體系內(nèi)混合氣體的體積分?jǐn)?shù)相同,在一真空密閉容器中盛有1molPCl5，加熱到200C發(fā)生反應(yīng)PCl5 (氣) PCl3 (氣)Cl (氣)達(dá)平衡時，PCl5所占體積百分?jǐn)?shù)為，在同一溫度同一容器中，最初投入的是

17、2molPCl5，達(dá)平衡，PCl5所占體積分?jǐn)?shù)為，則和的關(guān)系是（）, C無法確定,返回,化學(xué)平衡計算,08海南卷X、Y、Z三種氣體，取X和Y按1：1的物質(zhì)的量之比混合，放入密閉容器中發(fā)生如下反應(yīng)：X+2Y 2Z ，,達(dá)到平衡后，測得混合氣體中反應(yīng)物的總物質(zhì)的量與生成物的總物質(zhì)的量之比為3：2，則Y的轉(zhuǎn)化率最接近于（ ） A.33% B.40% C.50% D.65%,D,解析：由可知：,X + 2Y 2Z 起始： 1 1 0 變化： a 2a 2a 平衡： 1a 12a 2a 根據(jù)題意有： (1a )+(12a),=,2a,2,3,a,=,某溫度下，將2mol A和3molB充入一密閉容器中，

18、發(fā)生反應(yīng)：aA（g）B（g）,C（g）D（g） ,5分鐘后達(dá)到平衡。已知各物質(zhì)的平衡濃度的關(guān)系為AaBCD，若在溫度不變情況下將容器的體積擴大為原來的10倍，其A的轉(zhuǎn)化率不發(fā)生變化，則B的轉(zhuǎn)化率為( ) A.60% B. 24% C. 4% D. 40%,D,多平衡體系計算:,例題：已知在一個1L的密閉容器中放入4molN2O5氣體后會發(fā)生下列二種反應(yīng)：N2O5（氣）,N2O3（氣）O2（氣）；,在某溫度下達(dá)到平衡后c(O2)=4.4mol/L，c(N2O3)=1.6mol/L。求反應(yīng)中N2O5的分解率。,N2O3（氣）,N2O（氣）O2（氣）,75%,所以:（x+y）=4.4，(x-y) =1.6；解得：x=3,y=1.4,假設(shè)平衡時N2O5的量為(4x),返回,合成氨條件的選擇,硫酸工業(yè)生產(chǎn)流程動畫,硫酸的工業(yè)生產(chǎn),沸 騰 爐,接 觸 室,吸 收 塔,凈化,冷 卻,SO3+H2OH2SO4,N2(g)+3H2(g) 2NH3(g),討論：1如何加快反應(yīng)速率 2如何提高SO3、NH3在平衡混合氣中的含量,溫度、濃度、壓強、催化劑,溫度、濃度、壓強,三條件(SO2轉(zhuǎn)化為SO3需1個大氣壓、400500、V2O5作催化劑),硫酸的工業(yè)生產(chǎn),