化学反应速率与化学平衡(复习用).ppt
化学反应速率与化学平衡 专题整合,一、化学反应速率,1、概念,(1)表示方法:,=,(2)单位:mol/(Ls);mol/(Lmin),(3)相互关系:4NH3+5O2=4NO+6H2O(g),V(NH3):v(O2):v(NO):v(H2O)=4:5:4:6,2、影响化学反应速率的因素,(1)内因:反应物本身的性质,(2)外因:,浓度、压强、温度、催化剂,提高活化分子的浓度,提高活化分子的百分含量,1)在体积为2L的容积不变的密闭容器中充入0.8mol的氮气与1.6mol氢气,一定条件下发生反应。4min后,测得容器内生成的氨气为0.24mol,求:分别用H2 N2 NH3的浓度变化表示的反应速率。若反应前后温度不变,则4min时容器内的压强是反应前的多少倍?,2)对于反应A+3B=2C+2D,下列数据表示不同条件的反应速率,其中反应进行得最快的是()v(A)=0.15mol/(LS)v(B)=0.6mol/(L S)v(C)=1mol/(L S)v(D)=2mol/(L min),3)在恒温、恒容的密闭容器中反应 A(g)B(g)+C(g);H0若反应物的浓度由2mol/L降到0.8mol/L需20s,那么反应物浓度由0.8mol/L降到0.2mol/L 所需的时间为()A10sB大于10s C小于10s D无法判断,4)一定温度下,向一个容积为2L的真空密闭容器中(事先装入催化剂)通入1molN2和3molH2,3min后测得密闭容器内的压强是起始时的0.9倍,在此时间内V(H2)是()mol/(Lmin)A.0.2 B.0.6 C.0.1 D.0.3,5)盐酸跟过量锌粉反应,在一定温度下,为了减缓反应进行的速率,但又不影响生成氢气的总量,可向反应物中加入适量的()A.硫酸钠固体B.水 C.硫酸钾溶液D.硝酸钾溶液,6)能增加反应物分子中活化分子的百分数的是()A升高温度 B使用催化剂 C增大压强 D增加浓度,BC,BC,1.自发反应,在一定条件下,无需外界帮助就能自动进行的反应,2.自发反应判断依据:,熵变和焓变,二、反应方向,G=H-TS,G 0,自发进行,G0,可逆反应平衡,G 0,非自发进行,H 0 S0 H 0 S 0 H 0 S 0H 0 S0,一定自发,一定非自发,不一定,不一定,NH3(g)+HCl(g)NH4Cl(s)CaCO3(s)=CaO(s)+CO2(g),低温自发,高温自发,3.熵大小判断,混合物大于纯净物,气体大于液体大于固体,硝酸铵溶于水,吸热为什么自发,钠与水反应为什么一定自发,石墨生成金刚石自发吗,4.自发反应是一定条件下的自发反应,一定非自发反应也可以通过外力发生,,碳酸钙分解高温自发,低温非自发,三、化学平衡,1、可逆反应:同一条件、同时,2、动态平衡特征:逆、等、动、定、变,3、影响平衡移动的因素:,浓度、温度、压强,生成物浓度减小程度减弱,向正反应方向移动,减小生成物浓度,生成物浓度增大程度减弱,向逆反应方向移动,增大生成物浓度,反应物浓度减小程度减弱,向逆反应方向移动,减小反应物浓度,反应物浓度增大程度减弱,向正反应方向移动,增大反应物浓度,化学平衡移动的结果,化学平衡的移动,改变影响条件,外界条件对化学平衡的影响,体系温度降低程度减弱,向放热方向移动,降低温度,体系温度升高程度减弱,向吸热方向移动,升高温度,体系压强减小程度减弱,向气体体积增大的方向移动,减小体系压强,体系压强增大程度减弱,向气体体积减小的方向移动,增大体系压强,化学平衡移动的结果,化学平衡的移动,改变影响条件,外界条件对化学平衡的影响,4、化学平衡状态的判断,1.化学平衡的判断,(1)v(正)=v(逆),(2)浓度不变,(3)其他条件,例 一定温度和容积下能说明2NO2=N2O4达到平衡的是,密度不变,压强不变,NO2浓度不变,NO2和N2O4浓度比为1:1,平均摩尔质量不变,NO2百分含量不变,NO2转化率不变,单位时间内生成n mol的NO2同时生成2n mol的N2O4,体系颜色不变,例 一定温度和容积下能说明I2+H2=2HI 达到平衡的是,密度不变,压强不变,平均摩尔质量不变,断裂1个H-H同时生成1个I-I键,断裂1个H-H同时断裂2个H-I键,注意:有颜色气体:I2 Br2 NO2,5.平衡常数,3CO+Fe2O3=2Fe+3CO2,K=,c3(CO2),c3(CO),加入铁、三氧化二铁平衡不移动,BaCO3+Na2SO4=BaSO4+Na2CO3,K=,c(CO32-),c(SO42-),3KSCN+FeCl3=Fe(SCN)3+3KCl,平衡后加入氯化钾平衡不移动,固体和纯液体浓度不变,未参加反应的离子浓度比不变,6.平衡移动,与转化率百分含量的关系,(1)加入一种反应物-,直接判断,2SO2+O2=2SO3,平衡后加O2平衡右移,O2转化率变,体积分数变,SO2转化率变,体积分数变.,小,大,大,小,(2)加入物质本身反应,2NO2=N2O4平衡后,2HI=I2+H2,恒压加入NO2或N2O4平衡后NO2体积分数转化率,恒容加入NO2或N2O4平衡后NO2体积分数变,恒压加入HI平衡后HI体积分数转化率,恒容加入HI平衡后HI体积分数转化率,小,大,不变,不变,不变,转化率变,(3)不同状态-等效平衡:,平衡后各物质的百分含量相同的状态,mA+nB=pX+qD,m+np+q,一边归零后各物质的浓度全部相等,等温等容,m+n=p+q,一边归零后各物质的浓度成比例,例:恒容2摩尔SO22摩尔O2平衡后SO2体积分数a%按下列比例加入平衡后SO2为a%的是 A 2molSO3 1molO2 B 1molSO2 1mol SO3 1.5molO2 C 1molSO2 1molO2,例:恒容2摩尔H2 1摩尔I2平衡后HI体积分数a%按下列比例加入平衡后HI为a%的是 A 1molH2 2molHI B 2molH2 4molHI C 3molH2 1molI2 2molHI,等温等压,各物质的浓度成比例,例:恒压2摩尔SO22摩尔O2平衡后SO2体积分数a%按下列比例加入平衡后SO2为a%的是 A 4molSO2 4mol O2 B 2mol SO2 2mol SO3 3molO2 C 1molSO2 1molO2,例:恒温恒容容器中充入2摩尔A 1摩尔B,2A(g)+B(g)=xC(g)平衡后C的体积分数a%若开始时充入0.6molA 0.3molB 1.4mol C平衡时C的体积分数为a%,则x可能是 A 2 B 3 C 4 D 6,某温度下,在一容积可变的容器中,反应2AgBg 2Cg达到平衡时,A、B和C的物质的量分别为4 mol、2 mol和4 mol。保持温度和压强不变,对平衡混合物中三者的物质的量做如下调整,可使平衡右移的是A 均减半 B 均加倍 C 均增加1 mol D 均减少1 mol,C,7、勒沙特列原理:如果改变影响平衡的一个条件(如浓度、压强或温度),平衡就向着能够减弱这种改变的方向移动。,8、化学平衡的有关计算有关化学平衡的计算包括:求平衡常数、平衡时各组分含量,平衡浓度、起始浓度、反应物转化率、混合气体的密度或平均相对分子质量,某物质的化学计量数等。解这类试题时要用到下列方法或规律:,(1)化学平衡计算的基本方法是“始”、“转”、“平”三段分析法,(2)化学平衡计算中用到的基本关系与定律:各物质变化浓度之比反应式中的化学计量数之比;反应物转化率其转化浓度与起始浓度之比;阿伏加德罗定律及其推论(如:同温同体积任何气体压强之比等于物质的量之比.同温同压下等质量的任何气体密度之比等于物质的量之比的倒数.),在一定温度下,将2molA和2molB两种气体混合于2L密闭容器中,发生反应3A(g)+B(g)xC(g)+2D(g),2min末反应达到平衡状态,生成0.8molD,并测得C的浓度为0.4mol/L。由此推断:(1)x值等于_(2)B的平衡浓度为_(3)A的转化率为_(4)生成D的反应速率_(5)如果增大反应体系的压强,则平衡体系中C的质量分数_(填“增大”或“减小”或“不变”),2,0.8mol/L,60%;,o,2mol/L.min,不变,四、化学反应图像,1、化学反应速率图象分析,(1)看起点和终点,分清反应物和生成物,浓度减小的是反应物,浓度增大的是生成物,生成物多数是以原点为起点。,看下图:写反应方程式,A+B=C,2,1,3,反应速率之比=反应方程式的系数之比,1、化学反应速率图象分析,(2).看变化趋势,分清正反应和逆反应;分清放热反应和吸热反应;分清“突变”和“渐变”,此图表示:增大反应物浓度时,正反应、逆反应的速率变化情况,练习:,看图:说出反应起始时是从正反应;还是从逆反应开始?然后是改变什么条件?化学平衡向什么方向移动?,练习:,看图:说出反应起始时是从正反应;还是从逆反应开始?然后是改变什么条件?化学平衡向什么方向移动?,答:逆反应开始。降温或减压。平衡向正反应方向移动。,时间,V,练习:,看图:是改变什么条件?化学平衡向什么方向移动?,V正,V逆,V正,V逆,=,答:正、逆反应同时开始。加催化剂或。平衡不移动。,时间,V,2.化学平衡图象的解法,转化率压强温度曲线,解法:作等温线,T,m+n p+q,H0,等温线,2.化学平衡图象的解法,P,m+n p+q,H0,看图技巧:图象中 有三个量时,“定一看二”,再看曲线的变化趋势。,等压线,2.化学平衡图象的解法,P,m+n p+q,H 0,看图技巧:图象中 有三个量时,“定一看二”,再看曲线的变化趋势。,等压线,物质百分含量压强温度曲线,物质百分含量时间曲线,看图技巧:先拐先平衡,先平衡则速率快。,H 0,转化率时间曲线,看图技巧:先拐先平衡,先平衡则速率快。,m+np+p,物质百分含量时间曲线,时间,练习:看图回答,A%,0,物质产率时间曲线,时间,练习:看图回答,产率,0,m+n p+q,0,练习:看图回答,T2 P1,T1 P2,T1 P1,C%,t,H0,0,转化率时间曲线,A转化率,时间,m+n=p+p,0,浓度平衡时间曲线,A,C,时间,浓度,t1 t2 t3,此图在t2时,如果是加热,那么 H大于0,还是小于0?如果是减压,那么m+n与p的关系如何?,A,B,C,E,D,C点,T,NO转化率,a,b,A.加入催化剂B.增大Y的浓度C.降低温度D.增大体系压强,A.D,改变什么条件?化学平衡向什么方向移动?,时间,V,改变什么条件?化学平衡向什么方向移动?,改变什么条件?化学平衡向什么方向移动?,V正,V逆,V正,V逆,=,时间,V,转化率,温度,0,mA(g)+nB(g)pC(g)+qD(g),m+n p+q,H0,转化率,压强,0,mA(g)+nB(g)pC(g)+qD(g),m+n p+q,H 0,mA(g)+nB(g)pC(g)+qD(g),P,m+n p+q,0,A%,H 0,mA(g)+nB(g)pC(g)+qD(g),0,H 0,C%,时间,mA(g)+nB(g)pC(g)+qD(g),0,m+np+p,A转化率,时间,mA(g)+nB(g)pC(g)+qD(g),A%,m+n p+q,时间,产率,时间,H 0,mA(g)+nB(g)pC(g)+qD(g,C%,m+np+q,t,T2 P1,T1 P2,T1 P1,H0,mA(g)+nB(g)pC(g)+qD(g,