正逆反应速率 邵东第一中学ppt课件.ppt
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1、第三节化学平衡,第二章 化学反应速率与化学平衡,第一课时,一、可逆反应,在同一条件下,既能向正反应方向进行,同时又能向逆反应方向进行的反应,叫做可逆反应.,注意:可逆反应总是不能进行到底,得到的总是反应物与生成物的混合物,已知反应过程中某一时刻SO2,O2,SO3的浓度分别为0.2mol/L,0.1 mol/L,0.2 mol/L,当反应达到平衡时,可能存在的数据是()A、SO2为0.2mol/L,O2为0.2mol/LB、SO2为0.25mol/LC、SO2,SO3均为0.15 mol/LD、SO3为0.4 mol/L,例在一密闭容器中进行下列反应:2SO2(气)+O2(气)2SO3(气),
2、B,二、化学平衡状态,溶解平衡状态,溶解,结晶,若:溶解速率=结晶速率则:达到溶解平衡状态(一种动态平衡),那么,可逆反应的情况又怎样呢?,开始时c(CO)、c(H2O)最大,c(CO2)、c(H2)=0,随着反应的进行,c(CO)、c(H2O)逐渐减小,正反应速率逐渐减小,c(CO2)、c(H2)逐渐增大,逆反应速率逐渐增大,进行到一定程度,总有那么一刻,正反应速率和逆反应速率相等,则各物质的浓度将_,保持不变,t1-t2,反应仍在进行,但是四种物质的浓度均保持不变,达到动态平衡,这就是我们今天要重点研究的重要概念化学平衡状态,t1,t2,.化学平衡,在一定条件下可逆反应里,当正反应速率与逆
3、反应速率相等时,反应混合物中各成分的浓度保持不变的状态。,1、定义,2、化学平衡的建立(与路径无关),一定条件下,可逆反应无论从正反应开始或从逆反应开始,只要正反应的起始浓度与逆反应的起始浓度“相当”,在相同条件下,可达到同一平衡状态。(等效平衡的依据),、化学平衡的特征 逆:等:动:定:变:,可逆反应(或可逆过程)V正=V逆(不同的平衡对应不同的速率)动态平衡。达平衡后,正逆反应仍在进行(V正=V逆0)平衡时,各组分浓度保持不变(恒定)条件(C、T、P)改变,平衡发生改变,4.平衡标志的判断,V正=V逆,各组分的m、n不变(单一量),通过含量:各组分的(或及)不变,通过浓度:各组分的浓度不变
4、,各物质的转化率不变,原来变化的量不再变化表示到达平衡状态;变不变,通过复合量,如摩尔质量和密度,需具体 分析两项的变化,其它:如颜色等(实际上是浓度),对于不同类型的可逆反应,某一物理量不变是否可作为平衡已到达的标志,取决于该物理量在反应过程中是否发生变化。即:能变化的量保持不变则达平衡。,总之:,平衡,平衡,平衡,平衡,平衡,平衡,平衡,平衡,不一定,不一定,不一定,不一定,不一定,不一定,如:(1)对于反应前后的气体物质的分子总数不相等的可逆反应(2SO2+O2 2SO3)来说,可利用混合气体的总压、总体积、总物质的量是否随着时间的改变而改变来判断是否达到平衡。,(2)对于反应前后气体物
5、质的分子数相等的可逆反应:(H2+I2(g)2HI),不能用此标志判断平衡是否到达,因为在此反应过程中,气体的总压、总体积、总物质的量都不随时间的改变而改变。,【例】在一定温度下,可逆反应A(气)+3B(气)2C(气)达到平衡的标志是()A.C的生成速率与C分解的速率相等 B.单位时间内生成nmolA,同时生成3nmolBC.A、B、C的浓度不再变化 D.A、B、C的分子数比为1:3:2,AC,判断可逆反应是否达到平衡状态?,重要题型:,【例2】下列说法中可以充分说明反应:P(气)+Q(气)R(气)+S(气),在恒温下已达平衡状态的是()反应容器内压强不随时间变化B.P和S的生成速率相等C.反
6、应容器内P、Q、R、S四者共存 D.反应容器内总物质的量不随时间而 变化,B,【例3】下列说法可以证明反应N2+3H2 2NH3 已达平衡状态的是(),AC,A.1个NN键断裂的同时,有3个HH键形成,B.1个NN键断裂的同时,有3个HH键断裂,C.1个NN键断裂的同时,有6个NH键断裂,D.1个NN键断裂的同时,有6个NH键形成,【例4】在一定温度下的恒容容器中,当下列物理量不再发生变化时,表明反应:A(固)+3B(气)2C(气)+D(气)已达平衡状态的是()A.混合气体的压强 B.混合气体的密度C.B的物质的量浓度 D.气体的总物质的量,BC,【例5】在一定温度下,下列叙述不是可逆反应A(
7、气)+3B(气)2C(气)+2D(固)达到平衡的标志的是:C的生成 速率与C的分解速率相等 单位时间内生成amolA,同时生成3amolB A、B、C的浓度不再变化A、B、C的分压强不再变化混合气体的总压强不再变化混合气体的物质的量不再变化单位时间内消耗amolA,同时生成 3amolBA、B、C、D的分子数之比为1:3:2:2,思 考与练 习,(1)混合气体的颜色不再改变(),(2)混合气体的平均相对分子质量不变(),(3)混合气体的密度不变(),(4)混合气体的压强不变(),(5)单位时间内消耗2nmolNO2的同时生成2nmolO2(),(6)O2气体的物质的量浓度不变(),2、在一定温
8、度下,2NO2(g)(红棕色)N2O4(g)(无色)的可逆反应中,下列情况属于平衡状态的是()A.N2O4不再分解 B.v(N2O4):v(NO2)=1:2 C.体系的颜色不再改变 D.NO2的浓度与N2O4的浓度之比2:1,C,1.浓度对化学平衡的影响,()向上述平衡中,加入饱和 FeCl3 溶液,现象是,(2)向上述平衡中,加KSCN 溶液,现象是,血红色变深,血红色变深,(3)向上述平衡中,加入 NaOH溶液,现象是,血红色变浅,有红褐色沉淀,实验,外界条件对化学平衡的影响,问题探究:1、对已建立的平衡体系,t1时刻,增大反应物浓度 的瞬间,V正和V逆如何变化?V正和V逆还相等吗?2、随
9、着时间的推移,反应物浓度、生成物浓度如何变化?V正和V逆如何变化?最后二者关系怎样?,2.压强对化学平衡的影响,下表是450时N2与H2反应生成NH3的实验数据:,结论:增大压强,平衡向气体体积缩小的方向移动。降低压强,平衡向气体体积增大的方向移动,思考:反应H2+I2(g)=2HI,增大压强,平衡向哪移动?,(1),(2),注意:1)压强变化是指平衡混合物体积变化而引起的总压变化。2)压强只影响有气体参加且反应前后气体总量发生变化的反应的化学平衡;若反应前后气体体积无变化,改变压强,能同时改变正、逆反应速率(V正V逆),平衡不移动。,1.在一定条件下,反应 x A+yB zC达到平衡:(1)
10、若A、B、C均为气体,减压后平衡向逆反应方向 移动,则x、y、z间的关系是_;(2)已知C是气体,且x+y=z,在增大压强时,若平衡 发生移动,则一定向 反应方向移动;(3)已知B、C是气体,当其他条件不变时,增大A的 物质的量,平衡不移动,则A为_态;2.对于可逆反应:2NO2 N2O4达到平衡时,将容积缩小到原来的1/2;颜色先变深后变浅;若将容积扩大到原来的2倍,颜色先变浅后变深;为什么?,x+yz,逆,固或液,练习题,小结压强对化学平衡的影响,其他条件不变的情况下,增大压强,平衡向气体体积缩小的方向移动;减小压强,平衡向气体体积增大的方向移动。对于方程式两边气体分子数相等的可逆反应,达
11、到平衡时,改变压强对平衡无影响;对于无气体参加的可逆反应,达到平衡时,改变压强对平衡没有影响。对于有气体参加的可逆反应达到平衡时。恒温恒容充入惰性气体,平衡不移动;恒温恒压充入惰性气体,平衡向气体体积增大的方向移动。,3.温度对化学平衡的影响,现象是:,该实验中间烧瓶的作用是,浸在热水中的烧瓶颜色变深,冰水中的烧瓶颜色变浅,使两个烧瓶内气体的初始状态完全相同,便于对比,结论:在其它条件不变时,升高温度,平衡向吸热反应方向移动。降低温度,平衡向放热反应方向移动。,原因:升温可同时增加正逆反应速率,但吸热反应方向的速率增加的更多,则升温使可逆反应向吸热方向移动。降温可同时降低正逆反应速率,但吸热反
12、应方向的速率降低的更多,则降温使可逆反应向放热方向移动。,升温,降温,问题探究:1、对已建立的平衡体系,t1时刻,升高温度 的瞬间,V正和V逆还相等吗?2、随着时间的推移,V正和V逆如何变化?最后二者关系怎样?,4.催化剂对化学平衡的影响,催化剂同等程度的加快(减慢)正逆反应速率(V正=V逆),平衡不移动,平衡时间缩短,1.浓度对化学平衡的影响,2.压强对化学平衡的影响,3.温度对化学平衡的影响,小结 影响化学平衡的条件,其他条件不变,增大反应物浓度或减小生成物浓度,平衡均向正反应方向移动;增大生成物浓度或减小反应物浓度,平衡均向逆反应方向移动。,其他条件不变,增大压强,平衡向气体体积缩小的方
13、向移动;降低压强,平衡向气体体积增大的方向移动。,在其它条件不变时,升高温度,平衡向吸热反应方向移动;降低温度,平衡向放热反应方向移动。,4.催化剂对化学平衡的影响催化剂不影响化学平衡的移动,但可以缩短达平衡所需的时间,练习对于可逆反应:在一定条件下达到平衡,试完成下表。,向正反应方向移动,向正反应方向移动,向逆反应方向移动,CNO2(新平)2CNO2,压强比原来的两倍小,体系温度比100度低.,平衡总是向减弱这种变化的方向移动.,反馈练习:,1.在500时,2SO2+O2 2SO3(正反应为放热反应)的平衡体系里,若只改变下列条件,请把影响结果填入表中:,增大,增大,增大,不变,不变,正向移
14、动,正向移动,正向移动,逆向移动,不移动,增大,增大,增大,减小,不变,2.钾是种活泼的金属,工业上通常用:Na(l)KCl(l)NaCl(l)K(g)H0来制取钾。各物质的沸点与压强的关系见表,(1)在常压下金属钾转变为气态从反应混合物中分离的最低温度 约为,而反应的最高温度应低于。,(2)在制取钾的过程中,为了提高原料的转化率可以采取的措施 是,770,890,降低压强或移去钾蒸气 适当升高温度,小结:反应条件对化学平衡的影响,V正增大 V逆开始不变,但随之增大V正 V逆,向正方向移动,溶液或气体,V增和V缩都增大但V增 V缩,向气体体积缩小的方向移动,气体,V放和V吸 都增大但V放 V吸
15、,向吸热反应方向移动,如果改变影响平衡的一个条件(如浓度、压强、温度等)平衡就向能减弱这种改变的方向移动。,把物质A、B按一定比例充入一个表面积为300cm2,容积为2 L的球形容器,使压强为P,然后将整个容器用加热器加热到t时,发生如下反应:2A(g)B(g)2C(g);H-180 kJ/mol(1)若平均每分钟生成0.5 mol的C,则此反应速率可表示为v(C)_;若容器表面向外散热速率平均为400 J.min-1.cm-2,为了维持恒温t,平均每分钟需用加热器提供_kJ 的热量;(2)反应过程中A(g)、B(g)、C(g)物质的量变化如图所示,根据图中所示判断下列说法正确的是A1015
16、min可能是加入催化剂B1015 min可能是降低了温度C20 min时可能是缩小了体积D20 min时可能是增加了B的量,练1,0.25mol/l.min,75,AD,在一容积为2.0 L且容积不变的密闭容器中加入适量碳粉和 0.20 mol H2O。在800条件下,经20 s后达到如下化学平衡(第一平衡):C(s)+H2O(g)CO(g)+H2(g);H0.已知平衡时,CO为0.12 mol。试填空:(1)若在上述平衡混合物中加入少量Na2O固体,并在此温度下再次达到新的平衡(第二平衡),则平衡时H2的物质的量(填“增大”“减小”或“不变”)。理由是。(2)若向上述第一平衡的混合物中再充入
17、a molH2(a0.12)在相同条件下达到新的平衡(第三平衡),此时CO的物质的量 n 的范围是。,练2,减小,Na2O与水反应,使水蒸汽浓度降低,平衡逆移,0n0.12,速率、平衡图象专题分析,思路:一看面二看线三看点四看量五看辅助线,:看纵、横坐标代表的含义,:看线的走向、变化的趋势,:看线的起点、交点、拐点、终点,:看图象中有关量变多少,:是否借助辅助线原则:先拐先平,定一议二.,1.速率时间图,例1 对达到平衡状态的可逆反应x+Y Z+W,在其他条件不变的情况下,增大压强,反应速率变化图象如图1所示,则图象中关于X、Y、Z、W四种物质的聚集状态为 AZ、W均为气体,X、Y中有一种是气
18、体BZ、W中有一种是气体,X、Y皆非气体CX、Y、Z、W皆非气体DX、Y均为气体,Z、W中有一种为气体,A,2.浓度时间图,A,40%,例2 图2表示800时A、B、C三种气体物质的浓度随时间的变化情况,t1是到达平衡状态的时间试回答:(1)该反应的反应物是_;(2)反应物的转化率是_;(3)该反应的化学方程式为_,2A B+3C,3.含量时间温度(压强)图,例3 同压、不同温度下的反应:A(g)B(g)C(g)QA的含量和温度的关系如图3所示,下列结论正确的是 AT1T2,Q0BT1T2,Q0CT1T2,Q0DT1T2,Q0,C,先拐先平,定一议二,例4 对于反应2A(g)B(g)2C(g)
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