第二章化学反应速率和化学平衡复习ppt课件.ppt

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1、第二章 化学反应速率及化学平衡复习,定义： 化学反应速率用单位时间内反应物浓度的减少或生成物浓度的增加来表示化学反应进行快慢的物理量。,一、化学反应速率,第一部分 化学反应速率,例1:反应：3A（g）B（g）2C（g）2D（g），在不同条件下的反应速率分别为： vA=0.6mol /(L min) vB=0.45mol/(L min) vC=0.4mol /(L min) vD=0.45mol /(L min) 。则此反应在不同条件下， 进行得最快的是( ) （A） （B）和 （C）和 （D）,A,浓度对反应速率的影响,规律：其他条件不变时，增大反应物浓度，可以增大化学反应速率；减小反应物浓度

2、，可以减小化学反应速率。,二、影响化学反应速率的因素-外因,2. 压强对反应速率的影响,规律：对于有气体参加的反应，若其他条件不变，增大压强，反应速率加快，减小压强，反应速率减慢。,3. 温度对反应速率的影响,规律：若其他条件不变，升高温度，反应速率加快，降低温度，反应速率减慢。,第二部分 化学平衡一. 化学平衡特点：（1）逆 （2）等 （3）动 (4)定 (5)变,平衡态达到的标准：m A + n B = p C + q D1.直接： V正=V逆 化学键断裂=化学键生成 各组分浓度保持不变 质量分数不变 2.间接： （相关物理量恒定不变） 压强 体系颜色 混合气体的平均分子量 密度,3. 对

3、于mA+ nB= xC + yD平衡状态达到的标志： (1) v正=v逆 同一物质：该物质的生成速率等于它的消耗速率。如：VA生成=VA消耗 不同的物质：速率之比等于方程式中的系数比，但必须是不同方向的速率。 如: VA生成:VB消耗=m:n,(2) 反应混合物中各组成成分的含量保持不变:, 各组成成分的质量、物质的量、分子数、体积(气体)、物质的量浓度保持不变。 各组成成分的质量分数、物质的量分数、气体的体积分数保持不变。, 若反应前后的物质都是气体，且系数不等，总物质的量、总压强(恒温、恒容)、平均摩尔质量、混合气体的密度(恒温、恒压)保持不变。(对“等气”反应不适用) 反应物的转化率、产

4、物的产率保持不变。 体系颜色 化学键断裂情况=化学键生成情况,平衡,平衡,平衡,不一定平衡,平衡,平衡,不一定平衡,不一定平衡,平衡,不一定平衡,平衡,不一定平衡,平衡,不一定平衡,平衡,例举反应,混合物体系中各成分的含量,正、逆反应速率的关系,压强,混合气体平均相对分子质量Mr,温度,体系的密度,其他,各物质的物质的量或各物质的物质的量的分数一定,各物质的质量或各物质质量分数一定,各气体的体积或体积分数一定,总体积或总物质的量一定,在单位时间内消耗了m mol A，同时生成m mol A,在单位时间内消耗了n mol B，同时消耗了p mol C,V(A):V(B):V(C):V(D) =

5、m:n:p:q,在单位时间内生成n mol B，同时消耗了q mol D,m+n p+q 时，总压强一定（其他条件一定）,m+n=p+q 时，总压强一定（其他条件一定）,Mr 一定时，只有当 m+n p+q 时,Mr 一定时，但 m+n = p+q 时,任何反应都伴随着能量变化，当体系温度一定时（其他不变）,密度一定,如体系颜色不再变化等,mA(g) + nB (g) pC(g) + qD(g,红色),化学平衡状态的判定标志,课堂练习,1、下列方法中可以证明A(s) + 2B2(g) 2C2(g) +D2(g) 已经达到平衡状态的是_.,、一个B B键的断裂的同时有一个C C键的生成,、百分组

6、成 B2% = C2% = D2%,、单位时间内生成了2molC的同时也生成了1molA,、反应速率(B2)=(C2)=1/2(D2),、C(B2):C(C2):C(D2) = 2:2:1,、温度、体积一定时，B2、C2、D2浓度不再变化,、温度、体积一定时，容器内的压强不再变化,、条件一定时，混合气体的平均相对分子质量不再变化,、温度、压强一定时，混合气体的密度不再变化,、,B,AC,二、影响化学平衡的条件,1、浓度对化学平衡的影响其他条件不变的情况下，增大反应物的浓度或减小生成物的浓度，平衡正向移动；减小反应物的浓度或增大生成物的浓度，平衡逆向移动,增反应物,正反应方向,减反应物,逆反应方

7、向,增生成物,逆反应方向,减生成物,正反应方向,A,B,A,B,生产实际中，常常通过增大廉价原料的浓度使平衡向正反应方向移动，来提高另一种价格较高的原料的转化率。,2、压强对化学平衡的影响结论：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。,增压,气体缩小反应方向,减压,气体扩大反应方向,C,D,例3：已知N2 + 3H2 2NH3在一密闭容器中反应达平衡后，向容器中充入一定量的稀有气体使容器内的压强增大，平衡是否移动？,判断压强引起平衡移动的思路：压强变化是否引起体积变化？若体积变化则浓度发生改变浓度改变则引起速率的变化速率变化后，若导

8、致V正 V逆时平衡移动 若V正 = V逆时，则平衡不移动,3、温度对化学平衡的影响结论：其他条件不变的情况下，温度升高，平衡向吸热方向移动；温度降低，平衡向放热方向移动。,升温,吸热反应方向,降温,放热反应方向,4、催化剂对化学平衡无影响,三、平衡移动原理（勒沙特列 原理）,如果改变影响平衡的一个条件（浓度、压强、温度），平衡就向着能够减弱这种改变的方向移动。,化学平衡移动原理是一条普遍规律。勒夏特列原理适用于所有动态平衡的体系（化学平衡、溶解平衡、电离平衡等），不适用于未达到平衡的体系。,三，化学平衡图象,化学平衡图象分析的一般方法：一看面：看清图象中横坐标和纵坐标的含义。二看线：弄清图象中

9、线的斜率或线走势的意义。三看点：明确曲线的起点、终点、交点及拐点等。四看是否需要辅助线。,技巧：定一议二，先拐先平衡,2A(g) + B(g) 2C(g),C%,正反应是 热反应,压强大小关系：P1 P2,吸,（二）几种重要的图象1、U-t类 这类曲线变化最多，是难点也是重点。 以2A(气)+B(气) 2C(气)+热量为例，t1时达到平衡。,t2时增加B、V正V逆、平衡向正反应方向移动，V正在上。 t4时降低C、V正V逆、平衡向正反应方向移动，V正也在上。 即变化瞬间，浓度不变的，该反应方向的速度不变。变化后V正和V逆谁在上，平衡就向谁移动（后一点适用于该类以下变化）。 若t5时开温V正、V逆

10、都加快，t6时达平衡又降温V正、V逆都降低，体现出温度对吸热反应影响的幅度大。 若t7时加压V正、V逆都加快，t8时达平衡又减小压强V正、V逆都减小，体现出压强对气体系数之和大的方向的影响幅度大。 假如在t9时才使用催化剂，则V正=V逆体现出催化剂能同等程度地改变化学反应速度，化学平衡不移动。,6、对于反应：2A+B 2C在反应过程中C的百分含量随温度变化如右图所示，则：T0对应的V正与V逆的关系是_.正反应为_热反应.A、B两点正反应速率的大小关系 是_.温度TT0时，C%逐渐增大的原因 是_.,T,2、在容积固定的2L的密闭容器中，充入A和B各4mol，发生可逆反应 A(g) + 2B(g

11、) 2C(g)，并达到平衡，以B的浓度改变表示的反应速率V正、V逆与时间的关系，如右图。则B的平衡浓度的表示式正确的是（式中S指对应区域的面积） （ ）,B,图中阴影部分面积表示（ ）,A、A的浓度的减少 B、B物质的量的减少C、C的浓度的增加 D、A物质的量的减少,C,四、化学平衡常数,1、定义：,在一定温度下，当一个可逆反应达到平衡时，生成物浓度幂之积与反应物浓度幂之积的比值是一个常数。这个常数就是该反应的化学平衡常数（简称平衡常数）,2、表达式：,（1）K值越大，表示反应进行的程度越大，反应物转化率也越大。,3、化学平衡常数的意义：,定量的衡量化学反应进行的程度,（2）一般当K105时，

12、该反应进行得基本完全。,4、判断正在进行的可逆是否平衡及不平衡向何方向进行,5、利用可判断反应的热效应,（）若升高温度，值增大，则正反应为吸热反应,（）若升高温度，值减小，则正反应为放热反应,二、使用平衡常数应注意的几个问题：,、化学平衡常数只与温度有关，与反应物或生成物的浓度无关。,2、在平衡常数表达式中：水(L)的浓度、固体物质的浓度不写,例如：Cl2 + H2O = HCl + HClO CaO + 2HCl = CaCl2 + H2O,3、化学平衡常数表达式与化学方程式的书写有关,例如：N2+3H2 2NH3的K1值与1/2N2+3/2H2 NH3的K2值不一样,例题:高炉炼铁中发生的

13、反应有:FeO(s)+CO(g) Fe(s)+CO2(g); H ,=).,五. 化学平衡计算模式：三段式(起始、变化、平衡) 以如下反应mA(g)+nB(g) pC(g)+qD(g)为例，说明关于化学平衡的计算的一般模式如下：,计算格式(设未知数，列始转平）,例2 在一定温度下，于10L密闭容器中充入5molSO2和3molO2,反应达到平衡时，混合气体中SO3的体积分数为50%，则SO2的转化率为，平衡时O2的浓度为，平衡时容器内的压强为反应前的-倍，此温度时该反应的平衡常数为。,64%,0.14mol/L,0.8,22.6L/mol,、化学平衡计算： 1、差量法： 例1、在一个固定体积的

14、密闭容器中，放入2molX和3molY，在一定条件下反应：4X(气)+3Y(气)=2Q(气)+nR(气)达到平衡后，容器内温度不变，容器内压强比原来增加5%，X的浓度减小1/3，则反应方程中的n值为：（ ） A、5 B、3 C、6 D、2 练习1、将气体A放入密闭容器中，在一定温度时反应：2A(气)=B(气)+nC(气)达到平衡时，压强增大m%，测得A的转化率也为m%，则n的值为（ ） A、1 B、2 C、3 D、4,2、极限法： 例2、在一定温度下的密闭容器中加入CO和H2O（气）各1mol当反应CO+H2O（气）=CO2+H2达到平衡时生成0.5mol的CO2，若其它条件不变，再充入8mo

15、lH2O（气）重新达到平衡时CO2的物质的量为（ ） A、0.5mol B、0.93mol C、1mol D、1.5mol 练习2、在一密闭容器中，用等物质的量的A和B发生如下反应：A（气）+2B（气）=2C（气）反应达到平衡时，若混合气体中A和B的物质的量之和与C的物质的量相等，则这时A的转化率为：（ ） A、40% B、50% C、60% D、70%,3、守恒法： 例3、将1molA、2molB的混合物132g在密闭容器中反应：A（气）+2B（气）=2C（气）+2D（气）达到平衡后，测得A的转化率为30%，则平衡时混合气体的平均分子量为（ ） A、44 B、48 C、40 D、52 练习3

16、、在体积为20L的真空密闭容器中，充入0.1mol H2和0.2mol I2（气），T1温度下发生反应：H2(g)+I2(g)=2HI(g)+热量测得平衡时H2的转化率为50%，再升温到T2，平衡发生移动并达到新的平衡，测得HI的平衡浓度为T1时的一半，整个过程体积不变，则T2时平衡混合物的密度为（ ）g/L A、2.12 B、2.55 C、3.06 D、3.18,m A （g） +n B （g） p C （g） +q D （g）,反应达到平衡后，C A ，B的转化率可提高，但A的转化率一般降低； C B ，A的转化率可提高，但B 的转化率一般降低。,六、反应物转化率与浓度的关系,（1）对于多

17、种物质参加的反应（气、液态）,同时增加A、B的浓度，A、B的转化率都增大。,m +n p +q,m +n p +q,同时增加A、B的浓度，A、B的转化率都减小。,m +n= p +q,同时增加A、B的浓度，A、B的转化率都不变。,（2）对于分解反应，要视反应前后物质的化学计量数而定。,例：2HI （g） H2 （g） + I2（g）,例：2NH3（g） N2 （g）+ 3H2（g）,不论如何改变反应物的浓度，反应物的转化率都不变。,增加反应物的浓度时，反应物的转化率减小。,m A（g） n B（g） + p C（g）,m = n + p,m n +p,m n+ p,增加反应物的浓度时，反应物的

18、转化率增大,练一练：,当只有一种反应物时，加入反应物，平衡移动方向和转化率a怎样变化？,等效平衡,在一定条件下（恒温恒容或恒温恒压），对同一可逆反应，只是起始时加入物质的物质的量不同，而达到化学平衡时，同种物质的百分含量相同，这样的平衡称为等效平衡。,概念的理解：,(1)相同的条件：通常指：同T同V，同T同P,(2)平衡混合物各组分的百分含量（指质量、 体积、 物质的量等）相同 但各组分的物质的量、浓度可能不同。,等效平衡建成条件及特点,投料换算成相同物质表示时物质的量相同,两平衡各组分百分含量均相同（n、c相同）,投料换算成相同物质表示时物质的量成比例,两平衡各组分百分含量相同，（n、c按比

19、例变化 ）,投料换算成相同物质表示时物质的量成比例,两平衡各组分百分含量相同，（c相同，n按比例变化）,记忆口诀等压比相等，等容量相等但若体不变，可为比相等,例5、将3molA和1molB放入恒温恒容的密闭容器中,发生如下反应：3A(g)+B(g) 2C(g)+D(g)，达到平衡后C的浓度为 w mol/L，若维持温度和体积不变，按下列4种配比投料，平衡后C的浓度仍为 w mol/L的是 （ ） A. 6mol A + 2mol B B. 3mol A + 1mol B + 2mol C C. 1mol B + 2mol C + 1mol D D. 2mol C + 1mol D,恒温恒压呢？

20、,D,AD E,2,0.25 1.5,a+c=2，2b+c=2,第三部分 化学反应进行的方向,熵：1、概念：描述体系混乱度的物理量2、符号：S3、单位：Jmol-1K-14、熵判据：在与外界隔离的体系中，自发过程将导致体系的熵增大，这个原理也叫做熵增原理。在用来判断过程的方向时，就称为熵判据。5、同一物质的熵与其聚集状态有关：S（g）S（l）S（s）,7、反应进行方向的判断方法：HTS0 反应不能自发进行,6、熵变（S）：S=反应物总熵生成物总熵,8、吉布斯自由能判断反应自发进行的方向 G= H -TS,NH3(g)+HCl(g)NH4Cl(s) H 0 S 0CaCO3(s)=CaO(s)+CO2(g)H 0 S0,判断这两个反应什么条件下自发进行,G 0,自发进行,G0，可逆反应,G 0，非自发进行,低温可行,高温可行,A、相同条件下，自发变化的逆过程是非自发过程； B、自发变化或非自发变化是在给定条件下而言的，若条件改变，自发过程可非自发过程，而非自发过程可自发过程；,9、相互关系,