教師—化學(xué)反應(yīng)速率和化學(xué)平衡改2

1、第三講 化學(xué)反應(yīng)速率和化學(xué)平衡第一節(jié) 化學(xué)反應(yīng)速率一、 化學(xué)反應(yīng)速率1 概念：用來(lái)衡量化學(xué)反應(yīng)進(jìn)行快慢的物理量。表示方法：通常用單位時(shí)間內(nèi)反應(yīng)物濃度的減少或生成物濃度的增加來(lái)表示。表達(dá)方式：（B）c（B）/t單位：mol/（Lmin） mol/（Ls） mol/（Lh） 或 molL-1min-1等注意只取正值通常指平均速率（一般來(lái)說(shuō)，化學(xué)反應(yīng)速率隨反應(yīng)進(jìn)行而逐漸減慢。因此某一段時(shí)間內(nèi)的化學(xué)反應(yīng)速率，實(shí)際是這段時(shí)間內(nèi)的平均速率，而不是瞬時(shí)速率）。同一反應(yīng)的反應(yīng)速率可以用不同的物質(zhì)表示，意義相同，但數(shù)值可能不同。強(qiáng)調(diào)：在求某一反應(yīng)的平均速率時(shí)，必須要指明到底是哪一種物質(zhì)。由于固體物質(zhì)、純液體在化

2、學(xué)反應(yīng)中的濃度認(rèn)為不發(fā)生改變，所以一般不用固體物質(zhì)、純液體來(lái)表示化學(xué)反應(yīng)速率。（固體物質(zhì)反應(yīng)速率的大小只與其表面積的大小和生成物在表面的擴(kuò)散速率有關(guān)。）2計(jì)算（1）將化學(xué)反應(yīng)速率的概念和化學(xué)方程式的意義聯(lián)系起來(lái)，充分利用以下相等的比例關(guān)系：同一反應(yīng)中不同物質(zhì)表示的速率之比等于方程式中各物質(zhì)的化學(xué)計(jì)量數(shù)之比。如反應(yīng)：m A + n B = p C + q D （無(wú)固體和純液體）（A）：（B）：（C）：（D）= m ：n ：p ：q（2）求解化學(xué)反應(yīng)速率的計(jì)算題一般步驟：寫(xiě)出有關(guān)反應(yīng)的化學(xué)方程式。找出各物質(zhì)的起始量、轉(zhuǎn)化量、某時(shí)刻量。根據(jù)已知條件列方程計(jì)算。例如：反應(yīng)mAnBpC起始濃度(mol/

3、L)ab c轉(zhuǎn)化濃度(mol/L)x某時(shí)刻濃度(mol/L)axbc計(jì)算中注意以下量關(guān)系：a.對(duì)反應(yīng)物：c(起始)c(轉(zhuǎn)化)c(某時(shí)刻)b.對(duì)生成物：c(起始)c(轉(zhuǎn)化)c(某時(shí)刻)c轉(zhuǎn)化率×100%注意起始量、轉(zhuǎn)化量、某時(shí)刻量三者物理量及單位要統(tǒng)一，都是物質(zhì)的量或物質(zhì)的量濃度，否則無(wú)法計(jì)算。起始量、轉(zhuǎn)化量、某時(shí)刻量中，只有不同物質(zhì)的轉(zhuǎn)化量之比等于對(duì)應(yīng)物質(zhì)的化學(xué)計(jì)量數(shù)之比，不同物質(zhì)的起始量或某時(shí)刻量之間沒(méi)有必然的關(guān)系，不能列比例式計(jì)算?！纠?】合成氨反應(yīng)中，已知起始c（N2）1mol/L，c（H2）3mol/L，2秒末時(shí)c（N2）0.6mol/L，c（H2）1.8mol/L， 求（N

4、2）、（H2）、（NH3）。 解：設(shè)N2的轉(zhuǎn)化濃度為x，則H2為3x，NH3生成了2x N2 + 3 H2 2 NH3 c始（mol/L） 1 3 0c轉(zhuǎn)（mol/L） x 3x 2xc末（mol/L） 0.6 1.8 2x對(duì)于反應(yīng)物有c（B） c轉(zhuǎn) c始 c末，對(duì)于生成物有c（B） c轉(zhuǎn) c末c始 于是可求出x 0.4 (mol/L)則（N2）0.4molL-1/2s 0.2 mol/（Ls）（H2）0.43 molL-1/2s 0.6 mol/（Ls）（NH3）0.42 molL-1/2s 0.4 mol/（Ls）練習(xí)：將等物質(zhì)的量的A、B混合于2L的密閉容器中，發(fā)生如下反應(yīng)：3A（g）B

5、（g）xC（g）2D（g）經(jīng)5min后，測(cè)得D的濃度為0.5mol/L，c（A）c（B）=35，C的平均反應(yīng)速率是0.1mol/L·min求：（1）此時(shí)A的濃度及反應(yīng)開(kāi)始前容器中A、B的物質(zhì)的量；（2）B的平均反應(yīng)速率；（3）x的值是多少？（1）0.75mol/L、3mol；（2）0.05mol/(Lmin)；（3）2；【例2】在四個(gè)不同的容器中，在四種不同的條件下進(jìn)行合成氨的反應(yīng)，根據(jù)下列在相同時(shí)間內(nèi)測(cè)定的結(jié)果判斷，生成氨氣的速率最快的是( )Av（H2）=0.1 mol/（L·min） Bv（N2）=0.1 mol/（L·min） Cv（N2）=0.2 mol

6、/（L·min） Dv（NH3）=0.01 mol/（L·s） 二、影響化學(xué)反應(yīng)速率的因素1影響因素內(nèi)因（決定于反應(yīng)物的性質(zhì)） 濃度濃度越大，速率越大。 壓強(qiáng)壓強(qiáng)越大，速率越大。外因 溫度溫度越高，速率越大。（可以改變） 催化劑使用正催化劑，速率加快 其他光輻照、放射線輻照、超聲波、電弧、強(qiáng)磁場(chǎng)、高速研磨等【例3】把下列4種X溶液分別加入盛有10mL 2mol·L1鹽酸的燒杯中，均加水稀釋到50mL。假設(shè)溶液的混合稀釋是瞬間完成的，則開(kāi)始的瞬間反應(yīng)速率最大的()A10mL 4mol·L1的X溶液 B20mL 2mol·L1的X溶液C20mL 3

7、mol·L1的X溶液 D10mL 2mol·L1的X溶液練習(xí)：用鐵片與稀硫酸反應(yīng)制取氫氣時(shí)，下列措施不能使氫氣生成速率加大的是()A加熱 B不用稀硫酸，改用98%的濃硫酸C增大稀硫酸的用量 D不用鐵片，改用鐵粉【例4】反應(yīng)C(s)H2O(g) CO(g)H2(g)在一可變?nèi)莘e的密閉容器中進(jìn)行，下列條件的改變對(duì)其反應(yīng)速率幾乎無(wú)影響的的是()A增加C的量B將容器的體積縮小一半C保持體積不變，充入H2O(g)使體系壓強(qiáng)增大D保持壓強(qiáng)不變，充入N2使容器體積變大【例5】10時(shí)，0.1 mol/ LNa2S2O3溶液和0.1 mol/L H2SO4溶液等體積混合，4 min后有渾濁，

8、若溫度每升高10，化學(xué)反應(yīng)速率增大到原來(lái)的2倍，則溫度升高到40時(shí)，_s后可出現(xiàn)渾濁。練習(xí)：1.設(shè)CCO22CO吸熱反應(yīng)；反應(yīng)速率為1，N23H22NH3放熱反應(yīng)，反應(yīng)速率為2。對(duì)于上述反應(yīng)，當(dāng)溫度升高時(shí)，1和2的變化情況為()A同時(shí)增大 B同時(shí)減小 C1增大2減小 D1減小2增大2.下列各組實(shí)驗(yàn)中溶液最先渾濁的是()組號(hào)反應(yīng)溫度()Na2S2O3H2SO4H2O體積(mL)(mol/L)體積(mL)(mol/L)體積(mL)A1050.1100.15B1050.150.110C3050.150.110D3050.150.2103I、KClO3和NaHSO3發(fā)生氧化還原反應(yīng)生成Cl速率隨時(shí)間變

9、化圖象如圖所示。已知：這個(gè)反應(yīng)速率隨著溶液中c(H+)增大而增大。（1）反應(yīng)開(kāi)始時(shí)反應(yīng)速率加快的原因是（寫(xiě)方程式）：ClO3 + 3HSO3Cl+ 3H+ + 3SO42 （2）反應(yīng)后期反應(yīng)速率下降的原因是反應(yīng)物濃度下降。隨著反應(yīng)的進(jìn)行，H+和HSO3反應(yīng)使H+和HSO3濃度減小。II、一定量的Mg與HCl反應(yīng)，已知反應(yīng)速率圖象也如上圖，請(qǐng)解釋原因：t1之前，反應(yīng)放熱，溫度升高，所以反應(yīng)速率增大 ；而t1之后，反應(yīng)物濃度下降2理論解釋碰撞理論（1）有效碰撞物質(zhì)之間如果發(fā)生反應(yīng)，首先要滿(mǎn)足反應(yīng)物分子之間通過(guò)分子運(yùn)動(dòng)而發(fā)生碰撞，這時(shí)化學(xué)反應(yīng)的必要條件。并非每一次碰撞都發(fā)生預(yù)期的反應(yīng)，只有非常少的碰

10、撞是有效的。首先，分子無(wú)限接近時(shí)，要克服斥力，這就要求分子具有足夠的運(yùn)動(dòng)速度，即能量。具備足夠的能量是有效碰撞的必要條件。其次，僅具有足夠能量尚不充分，分子的立體構(gòu)型各有不同，所以碰撞方向還會(huì)有所不同，如反應(yīng)：NO2 + CO = NO + CO2 的碰撞方式有： 顯然，(a) 種碰撞有利于反應(yīng)的進(jìn)行，(b) 種以及許多其它碰撞方式都是無(wú)效的。只有滿(mǎn)足一定取向的碰撞才能構(gòu)成有效碰撞。結(jié)論：有效碰撞時(shí)發(fā)生化學(xué)反應(yīng)的充要條件。發(fā)生有效碰撞的條件a.發(fā)生碰撞的分子具有足夠高的能量（活化分子）b.分子在一定方向上發(fā)生碰撞（合適的取向）某一個(gè)化學(xué)反應(yīng)的速率大小與單位時(shí)間內(nèi)分子有效碰撞的次數(shù)有關(guān)（2）活化

11、分子和活化能活化分子：將具備足夠能量（能發(fā)生有效碰撞）的反應(yīng)物分子?；罨埽喊l(fā)生化學(xué)反應(yīng)所必需的能量；（活化分子與反應(yīng)物分子的平均能量之差），用 Ea 表示。EaEcE平（Ec：活化分子具有的最低能量；E平：反應(yīng)物分子的平均能量） 圖1 化學(xué)反應(yīng)過(guò)程中的能量變化圖 圖2 分子能量的分布圖不同類(lèi)型的反應(yīng)，活化能差別很大。如反應(yīng)：2SO2 + O2 2SO3 Ea = 251 kJ·mol1 N2 + 3H2 2NH3 Ea = 175.5 kJ·mol1而中和反應(yīng)：HCl + NaOH = NaCl + H2O Ea 20 kJ·mol1分子不斷碰撞，能量不斷轉(zhuǎn)移，

12、因此，分子的能量不斷變化，故活化分子組也不是固定不變的。但只要溫度一定，活化分子的百分?jǐn)?shù)是固定的。（3）運(yùn)用有效碰撞理論對(duì)外界條件影響反應(yīng)速率的解釋活化分子數(shù)反應(yīng)分子總數(shù)×活化分子百分?jǐn)?shù)活化能高，活化分子的百分?jǐn)?shù)低，反應(yīng)難；活化能低，活化分子的百分?jǐn)?shù)高，反應(yīng)易?；罨茉叫?，則單位體積中活化分子數(shù)越多，單位時(shí)間內(nèi)的有效碰撞越多，反應(yīng)速率越快?；罨茉叫。话惴肿映蔀榛罨肿釉饺菀?，則反應(yīng)條件越簡(jiǎn)單。歸納：濃度：其它條件不變時(shí)，增大反應(yīng)物濃度，反應(yīng)物的微粒數(shù)增加，活化分子數(shù)增加，單位時(shí)間內(nèi)的有效碰撞次數(shù)增加，反應(yīng)速率加快。但固體物質(zhì)的濃度常視為常數(shù)，反應(yīng)速率與固體物質(zhì)的用量無(wú)關(guān)，只于其表

13、面積的大小和對(duì)應(yīng)產(chǎn)物的擴(kuò)散速率有關(guān)。壓強(qiáng)：對(duì)于有氣體參加的反應(yīng)，其它條件不變，增加壓強(qiáng)時(shí)，氣體體積縮小，濃度增大，分子間的有效碰撞機(jī)會(huì)增加，反應(yīng)速率加快。若沒(méi)有氣體參加的反應(yīng)，壓強(qiáng)對(duì)反應(yīng)速率的影響可忽略。溫度：溫度升高，分子運(yùn)動(dòng)速率加快，有效碰撞機(jī)會(huì)增加，反應(yīng)速率加快。一般規(guī)律是：溫度每升高10，反應(yīng)速率將增加到原來(lái)的24倍。催化劑：某些反應(yīng)加入催化劑后，能提高反應(yīng)物的活化分子百分率，致使單位體積內(nèi)反應(yīng)物的活化分子數(shù)增加，單位時(shí)間內(nèi)的有效碰撞次數(shù)增加，反應(yīng)速率加快。如果是可逆反應(yīng)，加入催化劑將同等程度改變正、逆反應(yīng)的速率。增大反應(yīng)速率增大濃度增大壓強(qiáng)（氣相）增加單位體積內(nèi)分子總數(shù)增加單位體積內(nèi)

14、活化分子總數(shù)增加單位體積內(nèi)有效碰撞次數(shù)增加活化分子百分?jǐn)?shù)升高溫度使用催化劑說(shuō)明1.根據(jù)PV = nRT，推出 PcRT，當(dāng)T不變時(shí)，增大P相當(dāng)于增大c。2改變溫度時(shí)分子能量變化如圖3。3使用催化劑時(shí)反應(yīng)歷程發(fā)生變化，如圖4。 圖3 不同溫度時(shí)反應(yīng)物分子能量分布圖 圖4：使用催化劑時(shí)反應(yīng)歷程變化示意圖三、基元反應(yīng)和質(zhì)量作用定律1基元反應(yīng)和非基元反應(yīng)基元反應(yīng)：能代表反應(yīng)機(jī)理、由反應(yīng)物微粒（可以是分子、原子、離子或自由基）一步直接實(shí)現(xiàn)的化學(xué)反應(yīng)，稱(chēng)為基元步驟或基元反應(yīng)。非基元反應(yīng)：由反應(yīng)物微粒經(jīng)過(guò)兩步或兩步以上才能完成的化學(xué)反應(yīng)，稱(chēng)為非基元反應(yīng)。在非基元反應(yīng)中，由一個(gè)以上基元步驟構(gòu)成的反應(yīng)稱(chēng)為非基元

15、反應(yīng)或復(fù)雜反應(yīng)。如復(fù)雜反應(yīng)：H2 + Cl2 = 2HCl 由幾個(gè)基元步驟構(gòu)成，它代表了該鏈反應(yīng)的機(jī)理：Cl2 + M 2Cl· + M Cl· + H2 HCl + H·H· + Cl2 HCl + Cl·2Cl· + M Cl2 + M式中M表示只參加反應(yīng)物微粒碰撞而不參加反應(yīng)的其他分子，如器壁，它只起轉(zhuǎn)移能量的作用。2質(zhì)量作用定律（1）速率方程和速率常數(shù)大量實(shí)驗(yàn)表明，在一定溫度下，增大反應(yīng)物的濃度能夠增加反應(yīng)速率。那么反應(yīng)速率與反應(yīng)物濃度之間存在著何種定量關(guān)系呢？人們?cè)诳偨Y(jié)大量實(shí)驗(yàn)結(jié)果的基礎(chǔ)上，提出了質(zhì)量作用定律：在恒溫下，基元

16、反應(yīng)的速率與各種反應(yīng)物濃度以反應(yīng)分子數(shù)為乘冪的乘積成正比。對(duì)于基元反應(yīng)a A + b B g G + h H質(zhì)量作用定律的數(shù)學(xué)表達(dá)式：= k·c·c 上式稱(chēng)為該反應(yīng)的速率方程。式中表示瞬時(shí)速率（也可用r表示），k為速率常數(shù)，a、b為反應(yīng)級(jí)數(shù)，其意義是當(dāng)各反應(yīng)物濃度為1 mol·L1時(shí)的反應(yīng)速率。對(duì)于速率常數(shù)k，應(yīng)注意以下幾點(diǎn)：速率常數(shù)k取決反應(yīng)的本性。當(dāng)其他條件相同時(shí)快反應(yīng)通常有較大的速率常數(shù)，k小的反應(yīng)在相同的條件下反應(yīng)速率較慢。速率常數(shù)k與濃度無(wú)關(guān)。k隨溫度而變化，溫度升高，k值通常增大。前面提到，可以用任一反應(yīng)物或產(chǎn)物濃度的變化來(lái)表示同一反應(yīng)的速率。此時(shí)速率

17、常數(shù)k的值不一定相同。例如：2NO + O2 = 2NO2其速率方程可寫(xiě)成： = k1·c·c = k2·c·c = k3·c·c由于： =2：1：2 則 k1 = k2 = k3（2）反應(yīng)級(jí)數(shù)質(zhì)量作用定律僅適用于一步完成的反應(yīng)基元反應(yīng)，而不適用于幾個(gè)基元反應(yīng)組成的總反應(yīng)非基元反應(yīng)。如N2O5的分解反應(yīng)：2N2O5 = 4NO2 + O2實(shí)際上分三步進(jìn)行：N2O5 NO2 + NO3 慢（決速步驟）NO2 + NO3 NO2 + O2 + NO 快NO + NO3 2NO2 快實(shí)驗(yàn)測(cè)定其速率方程為：= kc(N2O5) 它是一級(jí)反應(yīng)，

18、不是二級(jí)反應(yīng)。對(duì)于一般的化學(xué)反應(yīng)：a A+ bB g G + h H其速率方程一般可表示為：= k·c·c式中的c、c表示反應(yīng)物A、B的濃度，a、b表示A、B在反應(yīng)方程式中的計(jì)量數(shù)。m、n分別表示速率方程中c和c的指數(shù)。速率方程中，反應(yīng)物濃度的指數(shù)m、n分別稱(chēng)為反應(yīng)物A和B的反應(yīng)級(jí)數(shù)，各組分反應(yīng)級(jí)數(shù)的代數(shù)和稱(chēng)為該反應(yīng)的總反應(yīng)級(jí)數(shù)。反應(yīng)級(jí)數(shù) = m + n由速率方程可以看出化學(xué)反應(yīng)的速率與其反應(yīng)物濃度的定量關(guān)系。反應(yīng)級(jí)數(shù)大小，表示濃度對(duì)反應(yīng)速率的影響程度，級(jí)數(shù)越大，速率受濃度的影響越大。表-1 某些化學(xué)反應(yīng)的速率方程化學(xué)反應(yīng)速率方程反應(yīng)級(jí)數(shù)1、2NH3(g) = 3H2(g)

19、 + N2(g)= k02、2H2O2 = 2H2O + O2= k·c13、S2O + 2I- = 2SO+ I2= k·c·c1 + 1 = 24、4HBr + O2 = 2H2O + 2Br2= k·c·c1 + 1 = 25、2NO + 2H2 = N2 + 2H2O= k·c·c2 + 1 = 2若為零級(jí)反應(yīng)，則表示反應(yīng)速率與反應(yīng)物濃度無(wú)關(guān)。某些表面催化反應(yīng)，例如氨在金屬鎢表面上的分解反應(yīng)，其分解速率在一定條件下與氨的濃度無(wú)關(guān)就屬于零級(jí)反應(yīng)。觀察表中五個(gè)反應(yīng)的反應(yīng)級(jí)數(shù)，并與化學(xué)方程式中反應(yīng)物的計(jì)量數(shù)比較可以明顯地看

20、出：反應(yīng)級(jí)數(shù)不一定與計(jì)量數(shù)相符合，因而對(duì)于非基元反應(yīng)，不能直接由反應(yīng)方程式導(dǎo)出反應(yīng)級(jí)數(shù)。【例6】制備光氣的反應(yīng)按下式進(jìn)行：CO + Cl2 = COCl2實(shí)驗(yàn)測(cè)得下列數(shù)據(jù)：實(shí)驗(yàn)順序初濃度/mol·L-1初速率/mol·L-1·s-1COCl210.1000.1001.2×10-220.1000.0504.26×10-330.0500.1006.0×10-340.0500.0502.13×10-3求該反應(yīng)的速率常數(shù)、反應(yīng)級(jí)數(shù)和速率方程。分析：設(shè)速率方程為= k·c m (CO)·c n (Cl2)。m、n的

21、求算可分別保持Cl2、CO的濃度不變，再根據(jù)Cl2、CO的對(duì)應(yīng)濃度和速率而求得。求得m、n后代入具體數(shù)據(jù)即可得k，速率方程的具體表達(dá)式也就確定了。解：（1）求反應(yīng)級(jí)數(shù)反應(yīng)速率方程為= k·c m (CO)·c n (Cl2)。首先用實(shí)驗(yàn)1、2的數(shù)據(jù)，即保持CO濃度不變，而使Cl2的濃度由0.100 mol·L-1變?yōu)?.050 mol·L-1，相應(yīng)的初速率由1.2×10-2 mol·L-1·s-1變?yōu)?.26×10-3 mol·L-1·s-1。根據(jù)速率方程：1 = k·c m (CO)

22、·c (Cl2)2 = k·c m (CO)·c (Cl2)=兩邊取對(duì)數(shù)并移項(xiàng)：n = 代入實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)：n = = = 1.5同理可求出：m = = = 1故該反應(yīng)對(duì)CO為一級(jí)反應(yīng)，對(duì)Cl2為3/2級(jí)反應(yīng)，總反應(yīng)級(jí)數(shù)為2.5級(jí)。（2）求速率常數(shù)k = = = 3.8(L·mol-1)3/2·s-1求速率方程該反應(yīng)速率方程式為= k·C(CO)·C3/2(Cl2)【例7】反應(yīng)2NO(g) + H2(g) N2(g) + 2H2O(g)的速率表達(dá)式為：= kcc試討論下列條件變化時(shí)對(duì)初始速率有何影響？（1）NO的濃度增加1倍；（2

23、）有催化劑參加；（3）溫度降低；（4）反應(yīng)容器的體積增大1倍。分析：本題告訴反應(yīng)的質(zhì)量作用定律，要求討論在不同條件下反應(yīng)初始速率的變化情況。對(duì)于（1）和（4）直接使用質(zhì)量作用定律就可以得出結(jié)論；對(duì)于（2）和（3）則要根據(jù)我們前面講述的一些情況來(lái)考慮。正催化劑加速反應(yīng)，負(fù)催化劑減慢反應(yīng)，一般來(lái)說(shuō)，升高溫度加快反應(yīng)速率，降低溫度減慢反應(yīng)速率。本題的難度在于對(duì)于“初始速率”的理解。我們說(shuō)化學(xué)反應(yīng)速率和反應(yīng)物的濃度有關(guān)，隨著反應(yīng)的進(jìn)行，反應(yīng)物濃度在不斷第變化，那么反應(yīng)的速率也在發(fā)生變化，所以不同瞬間，化學(xué)反應(yīng)的速率都是不同的。“初始速率”就是指反應(yīng)開(kāi)始這一瞬間反應(yīng)的速率。解：（1）當(dāng)c增加1倍時(shí)，根據(jù)

24、= kcc，反應(yīng)速率將增加4倍；（2）正催化劑加快反應(yīng)速率，負(fù)催化劑則減慢反應(yīng)速率；（3）溫度降低，反應(yīng)速率降低； （4）當(dāng)反應(yīng)容器的體積增大1倍時(shí)，c和c都減小1倍，所以據(jù)= kcc，反應(yīng)速率將減慢8倍。第二節(jié) 化學(xué)平衡一、可逆反應(yīng)1.定義：同一條件下，既能向正反應(yīng)方向進(jìn)行（生成物方向）、同時(shí)又能向逆反應(yīng)方向（反應(yīng)物方向）進(jìn)行的反應(yīng)。2表示方法：用可逆符號(hào)“”，即使有氣體或固體生成也不打狀態(tài)符號(hào)。如：敞口容器中CaCO3CaO + CO2 但若密閉容器中有CaCO3CaO + CO23特點(diǎn)：可逆反應(yīng)中，生成物生成的同時(shí)便開(kāi)始分解，所以可逆反應(yīng)不能向某一方向進(jìn)行到底即反應(yīng)物不能全部轉(zhuǎn)化為產(chǎn)物，

25、任何一種物質(zhì)的轉(zhuǎn)化率都小于1反應(yīng)物、生成物同時(shí)存在有兩種速率：正、逆最終會(huì)達(dá)到化學(xué)平衡狀態(tài)4常見(jiàn)且重要的可逆反應(yīng)N2(g)3H2(g) 2NH3(g) H<02SO2(g)O2(g) 2SO3(g) H<0H2(g)I2(g) 2HI(g) H<02NO2(g) N2O4(g) H<0CO(g)H2O(g) CO2(g)H2(g) H>0C(s)H2O(g) CO2(g)H2(g) H>0【例8】密閉容器中發(fā)生可逆反應(yīng)：X2(g)Y2(g) 2Z(g)。已知起始時(shí)X2、Y2、Z各物質(zhì)的濃度分別為0.1 mol·L1、0.3mol·L1、0

26、.2mol·L1，反應(yīng)在一定條件下達(dá)到平衡時(shí)，各物質(zhì)的物質(zhì)的量濃度可能是()Ac(Z)0.3 mol·L1 Bc(Y2)0.35 mol·L1 Cc(Y2)0.2 mol·L1 Dc(Z)0.4 mol·L1 練習(xí) 在一個(gè)密閉容器中發(fā)生反應(yīng)：2SO2(g)O2(g) 2SO3(g)反應(yīng)過(guò)程中某一時(shí)刻測(cè)得SO2、O2、SO3的濃度分別為0.2mol/L、0.2mol/L、0.2mol/L。當(dāng)反應(yīng)達(dá)到平衡時(shí)，可能出現(xiàn)的數(shù)據(jù)是()Ac(SO3)0.4mol/L Bc(O2)0.1mol/LCc(SO2)0.25mol/L Dc(SO2)c(SO3)0

27、.15mol/L二、化學(xué)平衡狀態(tài)1化學(xué)平衡狀態(tài)建立反應(yīng)剛開(kāi)始時(shí)（只有反應(yīng)物而沒(méi)有生成物），反應(yīng)物濃度最大，正最大，生成物濃度最小，逆=0；隨著反應(yīng)的進(jìn)行，反應(yīng)物不斷減少，濃度不斷降低，正越來(lái)越小，而生成物不斷增多，濃度不斷增大，逆越來(lái)越大；在某一時(shí)刻正=逆，反應(yīng)進(jìn)行到最大限度，反應(yīng)物、生成物濃度不再發(fā)生變化，反應(yīng)混合物處于一種平衡狀態(tài)，稱(chēng)為化學(xué)平衡狀態(tài)，簡(jiǎn)稱(chēng)化學(xué)平衡。其反應(yīng)速率可用t圖表示：2. 化學(xué)平衡狀態(tài)（1）定義：在一定條件下的可逆反應(yīng)里，正反應(yīng)和逆反應(yīng)的速率相等，反應(yīng)混合物中組成成分的含量保持不變的狀態(tài)。前提要點(diǎn)：一定條件：條件不變研究對(duì)象：可逆反應(yīng)核心：正=逆0。結(jié)果：各組成成分的含

28、量（物質(zhì)的量分?jǐn)?shù)、質(zhì)量分?jǐn)?shù)、體積分?jǐn)?shù)）保持不變。（2）特征：（可逆反應(yīng)達(dá)到化學(xué)平衡的標(biāo)志）【例9】在密閉容器中進(jìn)行N23H22NH3反應(yīng)，起始時(shí)N2和H2分別為10 mol 和30 mol，當(dāng)達(dá)到平衡時(shí)，N2的轉(zhuǎn)化率為30%。若以NH3作為起始反應(yīng)物，反應(yīng)條件與上述反應(yīng)相同時(shí)，要使其反應(yīng)達(dá)到平衡時(shí)各組成成分的物質(zhì)的量分?jǐn)?shù)與前者相同，則NH3的起始物質(zhì)的量和它的轉(zhuǎn)化率正確的是()A40 mol,35%B20 mol,30% C20 mol,70% D10 mol,50%練習(xí) 在200時(shí)，將a mol 氫氣和b mol碘蒸氣充入到體積為V L的密閉容器中，發(fā)生反應(yīng)：I2(g)H2(g) 2HI(g

29、)。(1) 反應(yīng)剛開(kāi)始時(shí)，由于c(H2)_，c(I2)_，而c(HI)_，所以化學(xué)反應(yīng)速率_最大，而_最小(或?yàn)榱?。(2) 隨著反應(yīng)的進(jìn)行，反應(yīng)混合物中各組分濃度的變化趨勢(shì)為c(H2)_，c(I2)_，而c(HI)_，從而化學(xué)反應(yīng)速率(正)_，而 (逆)_(以上均填“增大”，“減小”或“相等”)(3) 當(dāng)反應(yīng)進(jìn)行到(正)與(逆)_時(shí)，此可逆反應(yīng)就達(dá)到了最大限度。若保持外界條件不變時(shí)，混合物中各組分的物質(zhì)的量、物質(zhì)的量濃度、質(zhì)量分?jǐn)?shù)、體積分?jǐn)?shù)，反應(yīng)物的轉(zhuǎn)化率和生成物的產(chǎn)率都將_。（3）化學(xué)平衡狀態(tài)的判斷方法I根據(jù)反應(yīng)速率判斷：核心 正逆 0，關(guān)鍵：方向相反，速率相等。【例10】一定溫度下，反應(yīng)

30、A2（g）+ B2（g）2 AB（g）達(dá)平衡的標(biāo)志是（ ） A單位時(shí)間內(nèi)生成n mol A2同時(shí)生成n mol AB BA2、 B2 、AB的分子數(shù)之比為1：1：2 C單位時(shí)間內(nèi)生成2n mol AB同時(shí)生成n mol B2 D單位時(shí)間內(nèi)生成n mol A2同時(shí)生成n mol B2II根據(jù)各組分的量的變化判斷：體系中各組分的濃度、物質(zhì)的量、質(zhì)量、含量、轉(zhuǎn)化率等保持不變。III根據(jù)體系的屬性或物理量判斷?！纠?1】可逆反應(yīng)：2NO22NOO2在恒容的密閉容器中進(jìn)行，達(dá)到平衡狀態(tài)的標(biāo)志是()單位時(shí)間內(nèi)生成n mol O2的同時(shí)生成2n mol NO2單位時(shí)間內(nèi)生成n mol O2的同時(shí)生成2n m

31、ol NO用NO2、NO、O2表示的反應(yīng)速率的比為2:2:1的狀態(tài)混合氣體的顏色不再改變的狀態(tài)混合氣體的密度不再改變的狀態(tài)混合氣體的壓強(qiáng)不再改變的狀態(tài)混合氣體的平均相對(duì)分子質(zhì)量不再改變的狀態(tài)A B C D全部歸納：以反應(yīng)：mA(g) nB(g) pC(g) qD(g) 為例定速v正與v逆單位時(shí)間內(nèi)消耗m mol A，同時(shí)生成m mol A。即v正=v逆單位時(shí)間內(nèi)消耗n mol B，同時(shí)生成p mol C。均指v正vA:vB:vC:vDm:n:p:q。v正不一定等于v逆單位時(shí)間內(nèi)生成n mol B，同時(shí)消耗q mol D。因均指v逆定分量混合物體系中各成分的含量各物質(zhì)的物質(zhì)的量或各物質(zhì)的物質(zhì)的量

32、分?jǐn)?shù)一定各物質(zhì)的質(zhì)量或各物質(zhì)的質(zhì)量分?jǐn)?shù)一定各氣體的體積或體積分?jǐn)?shù)一定定總量體系的溫度體系溫度一定壓強(qiáng)m+np+q時(shí)，總壓強(qiáng)一定（其他條件一定）m+n=p+q時(shí)，總壓強(qiáng)一定（其他條件一定）體積混合氣體的一定時(shí)，只有當(dāng)m+np+q時(shí)，一定，但m+n=p+q時(shí)混合氣體的密度密度一定顏色練習(xí) 1對(duì)于反應(yīng)2 NO2 (紅棕色) N2O4 (無(wú)色)，不能說(shuō)明它已經(jīng)達(dá)到平衡的是（ ）A溫度和體積一定時(shí)，某一生成物濃度不再變化。B條件一定，混合氣體的平均相對(duì)分子質(zhì)量不再變化。C溫度和體積一定時(shí)，混合氣體的顏色不再變化。D溫度和體積一定時(shí)，混合氣體的密度不再變化。2在一定溫度下的定容密閉容器中，當(dāng)下列物理量不再

33、變化時(shí)，表明反應(yīng)A（s）+ 2 B（g） C（g）+ D（g）已達(dá)平衡的是（ ）A混合氣體的壓強(qiáng) B混合氣體的密度 CB的物質(zhì)的量濃度 D氣體的總的物質(zhì)的量3一定溫度下，在固定容積的密閉容器中，可逆反應(yīng)：mA(s)nB(g)pC(g)qD(g)，當(dāng)m、n、p、q為任意正整數(shù)時(shí)，下列狀態(tài)：體系的壓強(qiáng)不再發(fā)生變化， 體系的密度不再發(fā)生變化，各組分的物質(zhì)的量濃度不再改變，各組分的質(zhì)量分?jǐn)?shù)不再改變，反應(yīng)速率vB:vC:vDn:p:q，其中，能說(shuō)明反應(yīng)已達(dá)到平衡的是()A只有 B只有C只有 D4反應(yīng)2SO2 + O2 2SO3達(dá)平衡時(shí)，再向反應(yīng)容器中充入含O的O2，經(jīng)過(guò)一段時(shí)間后，O存在于 _中。第三節(jié)

34、 化學(xué)平衡常數(shù)1 定義在一定溫度下，可逆反應(yīng)達(dá)到化學(xué)平衡時(shí)，生成物的濃度冪的乘積與反應(yīng)物的濃度冪的乘積之比，成為該反應(yīng)的化學(xué)平衡常數(shù)（簡(jiǎn)稱(chēng)平衡常數(shù)，用K表示）。2 表達(dá)式 對(duì)于反應(yīng)：mA+ n Bp C + q D（均為氣態(tài)或溶液）K = K平衡常數(shù)，一般不帶單位c濃度（固體或純液體的濃度視為常數(shù)，已并入K中）m、n、p、q分別表示化學(xué)方程式中個(gè)反應(yīng)物和生成物的化學(xué)計(jì)量數(shù)。練習(xí) 寫(xiě)出下列反應(yīng)的平衡常數(shù)表達(dá)式（1）N2(g)3H2(g) 2NH3(g) （2）2NH3(g) N2(g)3H2(g)（3）2SO2(g)O2(g) 2SO3(g) （4）SO2(g)12O2(g) SO3(g)（5）2NO2(g) N2O4(g) （6）C(s)H2O(g) CO(g)H2(g)（7）Cl2(aq)H2O(l) H(aq)Cl(aq)HClO(aq)注意：K只受溫度影響，與反應(yīng)物或生成物的濃度無(wú)關(guān)，與壓強(qiáng)、催化劑無(wú)關(guān)；固體或純液體的濃度可視為常數(shù)“1”而不帶入公式；K中濃度一定為平衡時(shí)的濃度；K是指某一具體反應(yīng)的平衡常數(shù)，與方程式的書(shū)寫(xiě)有關(guān)，如方程式反向，K取倒數(shù)，方程式擴(kuò)大倍數(shù)，K為原來(lái)的倍數(shù)冪次方。3平衡常數(shù)的意義推斷反