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1、化学反应速率和化学平衡,化学反应速率与化学平衡复习课件,知识提纲：,浓度,压强,温度,催化剂,其它,浓度,压强,温度,一、化学反应速率,1、化学反应速率,2、影响反应速率的条件,二、化学平衡,1、定义及判定,2、影响平衡的条件,3、等效平衡,化学反应速率和化学平衡,三、化学反应进行的方向,化学反应速率,一、通常，当体系为气态或溶液时，在容积不变的容器中，用单位时间内，_表示，即v=注意：一般不用固体或纯液体表示速率值。,反应物浓度的减小或生成,物浓度的增加,1、在1L的密闭容器中，加入8mol N2和20mol H2，发生 N2+3H2 2NH3，在5min末时，测得容器中含有6mol的N2，
2、求用不同物质表示的该反应的化学反应速率。,v(N2)=0.4 mol/(Lmin),v(H2)=1.2 mol/(Lmin),v(NH3)=0.8 mol/(Lmin),速率关系和反应快慢比较,一、同一反应的同一方向上，各物质的速率比等于方程式的化学计量数之比，即对于反应 aA(g)+bB(g)cC(g)+dD(g)v(A):v(B):v(C):v(D)=a:b:c:d 或二、速率大小比较：换算成同一物质的速率进行比较,2、已知4NH3+5O2 4NO+6H2O，若反应速率分别用v(NH3)、v(O2)、v(NO)、v(H2O)表示，正确的关系是 A v(NH3)=v(O2)B v(O2)=v
3、(H2O)C v(NH3)=v(H2O)D v(O2)=v(NO)3反应2A B 3C 4D在四中不同的情况下进行，表示该反应速率最快的是 A.v(A)0.5 mol11 Bv(B)0.3 mol11 Cv(C)0.8 mol11 Dv(D)1 mol11,23,D,B,影响速率的因素,对反应aA(g)+bB(g)cC(g)+dD(g),增多,增多,增多,不变,增大,增多,不变,增多,不变,增大,不变,增多,增多,增大,增大,不变,增多,增多,增大,增大,4一定条件下的可逆反应：2SO2(g)+O2(g)2SO3(g)，改变下列条件，可以提高反应物中的活化分子百分数的是 A升高温度 B降低温度
4、 C增大压强 D增大反应物浓度5下列说法中，正确的是（）A具有较高能量的分子是活化分子 B活化分子间的碰撞一定是有效碰撞 C不同化学反应需要的活化能有可能差别很大 D反应的活化能大小不会影响化学反应速率,6、某温度时，在2L的容器中，X、Y、Z三种物质的量随时间的变化曲线如下图所示，由图中数据分析，该反应的化学方程式和反应开始至2min时Z的平均速率分别为A 3X+Y 2Z 0.05mol/（Lmin）B 2X+Y 2Z 0.1mol/（Lmin）C X+2Y Z 0.1mol/（Lmin）D X+3Y 2Z 0.05mol/（Lmin）,1.0,0.9,0.7,X,Y,Z,0.2,t/min
5、,7、对于反应2L(g)+3 M(g)xQ(g)+3R(g)，在容积为1L的密闭容器中，将1mol气体L和1.5mol气体M混合，当反应经2min后达平衡时生成1.2mol气体R，并测得Q的浓度为0.4mol/L，则x的值为，L的转化率为，v(M)=平衡常数K=_,1,80%,0.6mol/(l.min),640,化学平衡状态,一定条件下，可逆反应中，正反应速率和逆反应速率相等，反应混合物中各组分的含量保持不变的状态。,注：此时的反应速率是指瞬时速率。,特征：逆、动、等、定、变,平衡标志的判断,V正=V逆,各组分的m、n、V、C不变（单一量）,各组分的百分含量不变,各物质的转化率不变,反应达平
6、衡的本质判断是能够变化的量不再变化表示到达平衡状态；能变 不变,通过摩尔质量和密度，需具体分析两项的 变化,其它：如颜色等（实际上是浓度）,1、能够说明N2+3H2 2NH3反应在密闭容器中已达到平衡状态的是：,容器内N2、H2、NH3三者共存 容器内N2、H2、NH3三者浓度相等 容器内N2、H2、NH3的浓度比恰为1:3:2t min内，生成1molNH3同时消耗0.5molN2t min内，生成1molN2同时消耗3mol H2 某时间内断裂3molH-H键的同时，断裂6molN-H键容器内质量不随时间的变化而变化容器内压强不随时间的变化而变化容器内密度不再发生变化容器内的平均摩尔质量不
7、再发生变化,二、影响化学平衡的条件,影响化学平衡的条件,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,1、浓度对化学平衡的影响,增反应物,正反应方向,减反应物,逆反应方向,增生成物,逆反应方向,减生成物,正反应方向,A,B,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。,规律：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,2、压强对化学平衡
8、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,3、温度对化学平衡的影响,4、催化剂对化学平衡无影响,化学平衡常数,对于反应mA(g)+nB(g)pC(g)+qD(g)当在一定温度下达平衡时，总有：,这个常数就是该反应在该温度下的化学平衡常数（简称平衡常数，用“K”表示）,平衡常数具有的特点,K只受温度影响，与反应物或生成物的浓度无关；2.K值越大，平衡体系中生成物所占比例越大，反应物转化率越大；一般来说，K105，该反应基本进行完全，通常认为该反应不可逆；一个反应的正向平衡常数为K，其逆向平衡常数为1/
9、K；平衡常数没有固定的单位，故一般不写单位。,正反应为吸热反应，升高温度，K会变大，降温，K变小正反应为放热反应，升高温度，K会变小，降温，K变大,7.若反应物或生成物中有固体或 纯液体 存在，它们的浓度不应写在平衡常数表达式中。,2、在温度为850K时，将0.050molSO2和0.030mol O2充入容积为1升的密闭容器中，反应达平衡时混合物中SO3的浓度为0.040mol/L，计算：该条件下反应的平衡常数为_；SO2的转化率为_；若升温，该反应平衡常数将_（填“增大”、“减小”或“不变”下同）SO2的转化率将_。,1600,80%,减小,减小,3、一定温度下，将4mol PCl3和2m
10、ol Cl2充入容积不变的密闭容器中，发生PCl3+Cl2 PCl5(物质均为气态)。达平衡后，测得PCl5为0.8mol。若此时把2mol PCl3和1mol Cl2移走，在相同温度下再次达平衡时，PCl5的物质的量为多少？,0.8mol,0.8mol,0.8mol,0.8mol,1.2mol,3.2mol,0.8-x,xmol,xmol,xmol,0.2+x,1.2+x,=,X=0.53,最终PCl5的物质的量为0.27mol。,平衡移动原理（勒夏特列原理）,如果改变影响平衡的一个条件（浓度、温度、压强等），平衡就向能够使这种改变减弱的方向移动。,具体分述如下：,催化剂对化学平衡移动没有影
11、响，但能缩短达到平衡所需的时间。,正反应方向,逆反应方向,吸热反应方向,放热反应方向,气体体积缩小的方向,气体体积增大的方向,2.已知：CO(g)+NO2(g)CO2(g)+NO(g)在一定条件下达到化学平衡后，降低温度，混合物的颜色变浅下列关于该反应的说法正确的是_ A.该反应为放热反应 B.降温后 CO 的浓度增大 C.降温后 NO2的转化率增加 D.降温后 NO 的体积分数增大 E.增大压强混合气体的颜色不变 F.恒容时，通入 He 气体，混合气体颜色不变 G.恒压时，通入 He 气体，混合气体颜色不变,A,C,D,F,正逆反应速率图像,对于反应aA(g)+bB(g)cC(g)+dD(g
12、)H0，达平衡时：画出增大B的浓度之后的图像画出减少C浓度之后的图像画出增大压强之后的图像画出升高温度之后的图像画出降低温度之后的图像画出加入催化剂之后的图像,平衡图像题,1.下图为可逆反应A(g)2B(g)nC(g)(正反应放热)生成物C的浓度随压强变化并建立平衡的关系图，则n 值与压强p1、p2的关系正确的是 A.p2p1，n3 B.p2p1，n3 C.p1p2，n3 D.p1p2，n3,看图技巧：看拐点，定时间；判速率，定大小；观变量，定数值。,p2 p1,压强增，C浓度小，平衡逆向移。,根据右图判断反应 mA(g)+nB(g)pC(g)+qD(g)的正向是_热。,500C,300C,C
13、%,时间,放,看图技巧：看温度，定数值，判方向。,根据右图判断反应 mA(g)+nB(g)pC(g)+qD(g)中m+n_p+q(填“”、“”或“=”)。,1107pa,1106pa,C%,时间,看图技巧：看压强，定方向，判大小。,1.01107Pa,1.01106Pa,C%,=,2.对反应mA(g)+B(g)nC(g)有如图所示关系，问：（1）P1_P2,m+1_n;（2）T1_T2,H_0,T2 P1,T1 P1,T1 P2,C%,t,3.如图所示，图中a曲线表示 X(g)+Y(g)2Z(g)+W(s)H0 的反应过程。若使a曲线变为b曲线，可采取的措施是 A.加入催化剂 B.增大Y的浓度
14、 C.降低温度 D.增大体系压强,Z%,t,a,b,4.对反应mA(g)+nB(g)pC(g)+qD(g)有如图所示关系。问：（1）m+n_p+q;（2）H_0,P1,等压线,等效平衡,一、对任何可逆反应来说，不管是从反应物方向加物质，还是从生成物方向加物质，只要按照方程式的化学计量数关系加入，则建立的平衡是相等的，即等效。如 2SO2(g)+O2(g)2SO3(g)2SO2(g)+O2(g)2SO3(g)始 2mol 1mol 0 0 0 2mol 转1.2mol 0.6mol 1.2mol 0.8mol 0.4mol 0.8mol 平0.8mol 0.4mol 1.2mol 0.8mol
15、0.4mol 1.2mol,二、对于反应前后分子数不等的反应：1.在恒温，固定容积的情况下，只有每次加入的物质换算后对应相等，则建立的平衡中各物质的浓度、百分含量相等，即等效。,1、在一个固定体积的密闭容器中，2molA和1mol B发生反应2A(g)+B(g)3C(g)+D(g)，达到平衡时，C的浓度为W mol/L。维持容器体积和温度不变，按下列四种配比作为起始物质，达到平衡后，C的浓度仍为W mol/L，该配比是 A3molC+1molB B1molA+0.5molB+1.5molC+0.5molD C4molA+2molB D3molC+1molD+2molA+1molB,2、在密闭容
16、器中，对于反应N2(g)+3H2(g)2NH3(g)，N2和H2起始的量分别为20mol和60mol，达到平衡时H2的转化率30%。若从氨气开始进行反应，在相同条件下欲使平衡时各成分的含量与前者相同，则起始时NH3物质的量和NH3的转化率分别是 A.30mol和70%B.20mol和80%C.20mol和70%D.40mol和70%,2.在恒温等压情况下，只要每次加入的物质对应成比例，则建立的平衡中各物质的浓度、百分含量相等，即等效。,1mol N23mol H2,2mol N26mol H2,平衡时，NH320%,平衡时，NH320%,有一个体积可变的密闭容器中，加入2molA和1mol B
17、发生反应，2A(g)+B(g)3C(g)+D(g)达到平衡时，C的浓度为Wmol/L，若保持温度不变，按下列五种方法改变起始物质，达平衡时C的浓度仍为Wmol/L的是 A4mol A+2mol B B2mol A+1mol B+3mol C C3mol C+1mol D+1mol B D3mol C+1mol D E.1molA+0.5molB+1.5molC+0.5molD,2mol I26mol H2,三、对于反应前后分子数相等的反应：不管是恒容，还是恒压，只要每次加入的物质对应成比例，则建立的平衡中各组分的百分含量是相等的（但浓度不一定相等），即等效。,1mol I23mol H2,2m
18、ol I26mol H2,平衡时，HI 40%,1、在固定体积的密闭容器内，加入2mol A、1mol B，发生反应：A(g)+B(g)2C(g)达到平衡时，C的质量分数为W%。在相同(T、V)条件下，按下列情况充入物质达到平衡时C的质量分数仍为W%的是 A.2mol C B.4mol A、2mol B C.3mol C D.1mol A、2mol C,化学反应的方向判定,一、自发过程和自发反应 自发过程：在一定条件下不需要外界作用就能自发进行的过程。自发反应：在给定条件下，能自发进行到显著的程度的反应。自发过程的特点：能量趋于最低，或体系混乱度增大。,一、自发过程趋向于最低能量状态。1.放热
19、反应使体系能量降低，因此大多数放热反应具有自发进行的倾向，即H0的反应。（人们据此判断反应是否自发，称其为焓判据）2.有些吸热反应也是自发的，有些在室温下不能自发进行的反应在高温下能自发进行。（因此焓判据单独使用有局限性）,二、自发过程趋向于更加混乱的倾向，即熵值增加，即S 0。许多熵增加的反应在常温常压下可以自发进行，如产生气体的反应、气体量增多的反应等。（这就是人们所说的熵增原理，即熵判据）2.有些熵增的反应在常温下不能自发进行，而在高温下能自发进行。3.有些熵减的反应在一定条件下也能自发进行。（因此熵判据单独使用有局限性）,三、体系自由能的变化综合考虑了焓变和熵变对体系的影响，即G=H-
20、TS。1.当H0，即G0，S0的反应是非自发的；3.H0，S0的反应是否自发进行与温度有关。G=0的反应是处于平衡状态的反应。（这就是复合判据）,1、下列说法正确的是 A焓减小的反应通常是自发的，能够自发进行的反应都是焓减小的反应 B熵增加的反应通常是自发的，能够自发进行的反应都是熵增加的反应 C由焓判据和熵判据组合而成的复合判据，更适合于过程自发性的判断 D焓减小的反应通常是自发的，因此不需要任何条件即可发生,2、某反应其H=-122 kJ/mol，S=231 J/(molK)，则此反应在下列哪种情况下可自发进行 A在任何温度下都能自发进行 B在任何温度下都不能自发进行 C仅在高温下自发进行 D仅在低温下自发进行,3、在250和1.01105Pa时，反应 2N2O5(g)=4NO2(g)+O2(g)H=+56.76kJ/mol，自发进行的原因是 A是吸热反应 B是放热反应 C是熵减少的反应 D熵增大效应大于焓增大的效应,4、对于一定不能自发进行的反应来说，反应后体系的 A混乱度减少，能量增加 B混乱度增大，能量降低 C混乱度减少，能量降低 D混乱度增大，能量增加,
