【化學反應速率與化學平衡】

1、化學反應速率與化學平衡專題,永嘉二中 邵劍勝,t時，3molA和1molB氣體通入體積為2 L的密閉容器中（容積不變）發(fā)生如下反應：3A(g)+B(g) xC(g),2min時反應達到平衡狀態(tài)（溫度不變）剩余0.8molB，并測得C的濃度0.4mol/L， 請?zhí)顚懴铝锌瞻祝?從開始反應至達到平衡狀態(tài)，生成C的平均反應速率為 ，x= ；,0.2mol/L.min,4,若繼續(xù)向原平衡混合物的容器中通入少量氦氣（假設氦氣和A、B、C都不反應）后，正逆反應速率怎么變化?(如果容積可變呢?)化學平衡（填字母） ； A. 向正反應方向移動 B. 向逆反應方向移動 C. 不移動,C,正逆反應速率不變,如果容

2、積可變,則速率都變少!,若向原平衡混合物的容器中 再充入a molC，在t時達到新 的平衡，此時B的物質的量為 n(B)= mol；,0.80.2a,平衡移動原理,如果上述反應在相同溫度和容器中 進行,欲使反應達到平衡時C的物質 的量的分數與原平衡相等,則起始加 入的三種物質的量n(A)、n(B)、n(C) 之間應該滿足的關系式為,n(A):n(B)=3:1 _ n(C)0 。,等效平衡,知識提綱：,濃度,壓強,溫度,催化劑,其它,濃度,壓強,溫度,適宜條件選擇,合成氨工藝流程,一、化學反應速率,1、化學反應速率,2、影響反應速率的條件,二、化學平衡,1、定義,2、影響平衡的條件,3、等效平衡

3、,三、合成氨簡介,化學反應速率和化學平衡,外界條件對化學反應速率影響的原因,單位體積內分子數增加 (活化分子百分數不變)， 活化分子數相應增加,反應物分子能量增加，活化分子百分數增加,降低反應所需的能量，使活化分子百分數增加,單位體積 內活化分 子數增加 有效碰撞 次數增多 反應速率 加快。,4、如下圖所示，相同體積的a、b、c三密閉容器，其中c容器有一活塞，a、b兩容器為定容容器，起始向三容器中都加入相同量的SO2和O2使三容器壓強相等，一定條件下發(fā)生2SO2+O2=2SO3的反應。問：, 如起始在a、c兩容器中通入同量的N2， 則此時三容器起始壓強為Pa _Pb _Pc；, 起始a、c兩容

4、器的反應速率大小關系為Va _Vc；, 反應一段時間后a、c中速率大小關系為Va _Vc ；,=, =,= ,起始反應速率關系為 Va _Vb _Vc,三、化學平衡狀態(tài),在一定條件下的可逆反應里，正反應 速率和逆反應速率相等，反應混合物中各 組分的濃度保持不變的狀態(tài)，稱為化學平 衡狀態(tài)。,概念的理解：,前提 是一定條件下的可逆反應,實質 是正=逆 0,標志 : 是反應混合物中各組分的濃度保持不變 拓展:未平衡時會變的量現在不變.,下列各量能否判斷可逆反應mA(g)+nB(g) pC(g)+qD(g)處于平衡狀態(tài)?,各物質的物質的量或物質的量的分數一定 各物質的質量或質量分數一定 各氣體的體積或

5、體積分數一定 總壓強、總體積、總物質的量一定 在單位時間內消耗了mmolA的同時生成了mmolA 在單位時間內消耗了nmolB的同時消耗了pmolC 在單位時間內生成了nmolB的同時消耗了qmolD) (A) (B) (C) (D) =m n p q 混合氣體的平均相對分子質量(M) 密度 (),2、在一定溫度下，可逆反應： A2(氣)+B2(氣) 2AB(氣)達到平衡的標志是 (A) A2、B2、AB的濃度不再變化 (B) 容器中的壓強不再隨時間變化 (C) 單位時間內生成n mol的A2同時生成2n mol的AB (D) A2、B2、AB的濃度之比為1:1:2,在一定溫度下的某容積可變的

6、密閉容器中，建立下列化學平衡： C(s)+H2O(g) CO(g)+H2(g)。 試分析和回答下列問題： 可認定上述可逆反應在一定條件下已達到化學平衡狀態(tài)的是 (選填序號)。 A體系的壓強不再發(fā)生變化 B生成n molCO的同時生成n mol H2 Cv正(CO)v逆(H2O) D1 mol HH鍵斷裂的同時斷裂2 molHO鍵 若上述化學平衡狀態(tài)從正反應開始建立，達到平衡后，給平衡體系加壓(縮小容積、其它條件不變。下同)，則容器內氣體的平均相對分子質量面將 (填寫不變、變小、變大)。 若上述化學平衡狀態(tài)從正、逆兩反應同時建立即起始時同時投放C(s)、H2O(g)、CO(g)、H2(g)，達到

7、平衡后，試討論： 容積內氣體混合物的平均相對分子質量的取值范圍是： 。 若給平衡體系加壓，請參照起始投放的氣體物質的平均相對分子質量(設定為1)，分別給出的變化(請?zhí)顚憲l件和結論)： ； ； _ 。,CD,變大,2M28,若M112 則M變小,若M1=12，則M不變,M1 12則M變大,判斷平衡移動的方法,勒夏特列原理:若改變影響平衡的一個條件(濃度、壓強、溫度)，平衡就向能夠減弱這種改變的方向移動。,克拉伯瓏方程:PV=nRT,2、已建立化學平衡的某可逆反應，當改變條件 使化學平衡向正反應方向移動時，下列有關敘 述正確的是 生成物的百分含量一定增加 生成物的產量 一定增加 反應物的轉化率一定

8、增大 反應物 濃度一定降低 正反應速率一定大于逆反應速 率 使用了合適的催化劑 A (B) (C) (D) ,B,1、下列事實中不能用平衡移動原理解釋的是 (A) 密閉、低溫是存放氨水的必要條件 (B) 實驗室用排飽和食鹽水法收集氯氣 (C) 硝酸工業(yè)生產中，使用過量空氣以提高 NH3的利用率 (D) 在FeSO4溶液中，加入鐵粉以防止氧化,D,3、反應 X(g) +Y(g) 2Z(g) (正反應放熱)，從正 反應開始經t1時間達到平衡狀態(tài)，在t2末由于條件 變化，平衡受到破壞，在t3時達到新的平衡，下圖 表示上述反應過程中 物質的濃度與反應時 間的變化關系，試問 圖中的曲線變化是由 哪種條件

9、的改變引起 的？ （ ）,A、增大X或Y的濃度 B、增大壓強 C、增大Z濃度 D、降低溫度,D,4、下圖表示可逆反應： A(g) + B(g) C(g)，當增大壓強時， 平衡由a點移動到b點，正確的曲線是（ ）。,B,D,6、如圖曲線是在其他條件一定時，反應： 2NO2 N2O4 ； H (逆)的點是（ ）,（A） A 或 E （B） C （C） B （D） D,B,7、可逆反應： mA(S) +nB(g) pC(g)；H0 在一定溫度的密閉容器中進行，B的 體積分數(VB%)與壓強關系如圖所示。 下列敘述正確的是（ ）,（A） m + n p （C） n (逆),C D,六、等效平衡問題及解

10、題思路,1、等效平衡的含義,在一定條件(定溫、定容或定溫、定壓) 下，只是起始加入情況不同的同一可逆反應 達到平衡后，各對應組分的分數(體積、物 質的量)均相同，這樣的化學平衡互稱等效平衡。,2、等效平衡的分類,、定溫、定容條件下的等效平衡,I 類：對于一般可逆反應，在定T、V條件下， 改變起始加入情況，經過等效轉換后的量與原平 衡起始量相同，則兩平衡等效。,類：對于一般可逆反應，在定T、P條件下， 改變起始加入情況，只要按可逆反應的化學 計量數比換算成平衡式左右兩邊同一邊物質 的量比與原平衡相同，則兩平衡等效。,、定溫、定壓條件下的等效平衡,類：對于一般可逆反應，在定T、V條件下， 對于反應

11、前后氣體分子數不變的可逆反應， 只要反應物(或生成物)的物質的量的比與原 平衡相同，則兩平衡等效。,定T、V,定T、P,m + np+q,m + n = p+q,極限相等法,極限成比例法,極限成比例法,m+np+qm+n = p+q,甲、乙兩容器，甲的容積固定，乙的容積可變。在一定溫度下，向甲中通入3molN2和4molH2，反應達到平衡時，生成NH3的物質的量為amol。 相同溫度下，向乙中通入2mol NH3，且保持容積與甲相同，當反應達到平衡時，各物質的濃度與甲中平衡時相同。起始時乙中通入 N2和 H2。 相同溫度下，若乙中通入6molN2和8molH2，且保持壓強與甲相同，當反應達到平

12、衡時，生成氨的物質的量為bmol，則 a/b 1/2；若乙與甲的容積始終相等，達到平衡時，生成氨的物質的量為cmol，則 a/c 1/2（填）,2 mol,1mol,=,2、有兩只密閉容器A和B，A容器有一個可移動的 活塞能使容器內保持恒壓，B容器能保持恒容。起 始時間這兩只容器中分別充入等量的體積比為21 的SO2和O2的混合氣體，并使A和B容積相等，如右 圖。在保持400的條件下使之發(fā)生如下反應： 2SO2+O2 2SO3請?zhí)羁障铝锌瞻祝?達到平衡時所需的時間A容器比B 容器 (多、少)A容器中SO2的 轉化率比B容器中(大、小)。 達到所述平衡后，若向兩容器中 通入數量不多的等量的H2，

13、A容器中 化學平衡移動。B容器中化學 平衡移動。(向左、向右不移動)。 達到所述平衡后，若向兩容器中再通入等量的 原反應氣體，達到平衡時，A容器中SO3的百分含量 。B容器中SO3的百分含量 。(增大、減小、不變。),少,大,向左,不,不變,增大,3、在一個1L的密閉容器中，加入2molA和1molB ，發(fā)生下述反應： 2A(g)+B(g) 3C(g)+D(s) 達到平衡時，C的濃度為1.2mol/L , C的體積分數為a% 。 （1）維持容器的體積和溫度不變，按下列配比作為起始物質，達到平衡后，C的濃度仍是1.2mol/L的是（ ） A、3mol C+xmol D(x0.6) B、1mol

14、A+0.5mol B+1.5mol C+xmol D(x0.1) C、2mol A+1mol B+xmolD(x0) D、1mol A+0.5mol B+4.5mol C+xmol D(x0.7),A、B、C,（2）維持容器的體積和溫度不變，按下列配比作為起始物質，達到平衡后，C的體積分數仍是a% 的是（ ） A、3mol C+xmol D(x0.6) B、1mol A+0.5mol B+1.5mol C+xmol D(x0.1) C、3mol A+1.5mol B+xmolD(x0) D、1mol A+0.5mol B+3mol C+xmol D(x0.4) （3）維持容器的壓強和溫度不變，

15、按下列配比作為起始物質，達到平衡后，C的濃度仍是1.2mol/L（或C的體積分數仍是a%）的是 （ ） A、6mol C+xmol D(x0.6) B、1mol A+0.5mol B+1.5mol C+xmol D(x0.1) C、3mol A+1.5mol B+xmolD(x0) D、1mol A+0.5mol B+3mol C+xmol D(x0.4),A、B、C、D,B、C、D,1、某體積可變的密閉容器，盛有一定質量的A和B 的混合氣體，在一定條件下發(fā)生反應： A+3B 2C，若維持溫度和壓強不變當達到平衡 時，容器的體積為VL，其中C的氣體體積占10% ， 下列推斷正確的是( ) 原混

16、合氣體的體積為1.2VL原混合氣體的體積 為1.1VL反應達到平衡時氣體A消耗掉0.05VL 反應達到平衡時氣體B消耗掉0.05VL A. B. C. D. 2、在一密閉容器中，用等物質的量的A和B發(fā)生 如下反應：A(g)+2B(g) 2C(g)，反應達到平衡時， 若混合氣體A和B的物質的量之和與C的物質的量相 等，則這時A的轉化率為( ) A.40% B.50% C.60% D.70%,A,A,課堂練習,3、在一個容積固定的反應器中，有一個可左右滑動 的隔板，兩側分別進行如圖所示的可逆反應。各物質 的起始加入量如下：A、B、C均為4.0mol，D為6.5mol， F為2.0mol。設E為Xm

17、ol 。當X在一定范圍內變化時， 均可以通過調節(jié)反應器的溫度，使兩側反應都達到平衡， 并且隔板恰好處于反應器的正中位置。請?zhí)顚懭缦驴瞻祝?若X4.5時，則右側反應在起始時間 (填“正反應”“逆反應”)方向進行。欲使起始反應維持向 該方向進行，則X的最大取值應小于。 若X分別為4.5和5.0時，則在這兩種情況下，為反應 達平衡時，A的物質的量是否相等? (填“相等”、“不相等”或“不能確定”)。 其理由是。,正反應,7.0,不相等,因為兩種情況是在兩個不同溫度下建立的化學 平衡，平衡狀態(tài)不同，所以物質的量也不相同。,9、對于反應：2A+B 2C在反應過程中C的 百分含量隨溫度變化如右圖所示，則：

18、 T0對應的V正與V逆的關系是_. 正反應為_熱反應. A、B兩點正反應速率的大小關系 是_. 溫度TT0時，C%逐漸增大的原因 是_.,V正=V逆,放,V(A)正V(B)正,反應正向進行,在某定容密閉容器中建立下列平衡: 3A(g)+B(g) 2C(g)+D(g) ； 當起始時向容器中加入3molA、2molB時，達到平衡時測的D的體積分數為 m%。當起始時向容器中加入2molB、2molC、1molD時達到平衡時測的D的體積分數為 n%。 則m_n(、=）。,在上述反應中如果加入B，體系顏色 加深，則有顏色的物質可能為_。, 或 =,B、C 或D,課堂練習,可逆反應mA(s)+nB(g)

19、pC(g)+qD(g),九、常見的化學平衡圖象,例1 m A （g）+ n B （g） x C（g）,判斷正反應是放熱還是吸熱反應？,吸熱反應方向移動,勒夏特列原理,結論：逆反應是吸熱反應,變一變：若將縱坐標改為A%或C%或M，情況如何？,再變一變,可逆反應A2+2B2(g) 2C(g)在密閉容器中進行，正反應是放熱反應。 (1)若A2為氣體（在甲、丙坐標中作圖）. (2)若A2為固體 (在乙坐標系中作圖）,甲,乙,丙, 例2 m A （g）+ n B （g） x C（g）,拐點的含義？,此時達到平衡,P1與P2的大小如何？判斷的依據？,“先拐先平衡”,達到平衡所需時間短（速度快）,“條件高”

20、,壓強大或溫度高或濃度大,所以，P1P2, 例2 m A （g）+ n B （g） x C（g）,比較反應前后氣體體積是增大？縮??？還是不變？,已知：P1P2,PA的轉化率 平衡向 方向移動,勒夏特列原理,氣體體積縮小的方向移動,增大,正反應,結論：正反應方向氣體體積縮小,練習1 對于熱化學方程式: SO3(g) SO2(g)+1/2O2(g)(正反應是吸熱反應)的描述有如下四個圖像,其中正確的是(y軸表示SO2的含量),D,溫度高,速度快,先達到平衡,先拐彎,T,y,SO2的含量,逆反應方向,練習3 圖中C表示某反應物在體系中的百分含量，圖(A)為溫度一定時壓強與反應速度的關系曲線；圖(B)為壓強一定時，在不同時間C與溫度的關系曲線。同時符合以下兩個圖像的反應是 ( ),(A)4NH3（g）5O2（g） 4NO（g）6H2O（g）(放熱) (B)N2O3（g） NO2（g）NO（g）(吸熱反應) (C)3NO2（g）H2O（l） 2HNO3（l）NO（g）(放熱) (D)CO2（g）C（s） 2CO（g）(吸熱反應),在密閉容器中進行的可逆反應： A(g)+B(g) 2C(g)(正反應放熱),請畫出兩條分別表示200和400條