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第二章

化學(xué)反應(yīng)速率和化學(xué)平衡第二章

化學(xué)反應(yīng)速率和化學(xué)平衡一、化學(xué)反應(yīng)速率1、概念:化學(xué)反應(yīng)速率是用來(lái)衡量化學(xué)反應(yīng)進(jìn)行快慢程度的,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。2、表示方法:ひ(A)=△

C(A)△t————ひ(C)=△

C(C)△t————化學(xué)反應(yīng)速率mA(g)+nB(g)pC(g)+qD(g)3、單位:mol/(L·S)或mol/(L·min)或mol/(L·h)一、化學(xué)反應(yīng)速率1、概念:化學(xué)反應(yīng)速率是用來(lái)衡量化學(xué)反應(yīng)進(jìn)行ひ(A):ひ(B):ひ(C):ひ(D)==m:n:p:q⑴化學(xué)反應(yīng)速率是一段時(shí)間內(nèi)的平均速率,且取正值。⑵在同一反應(yīng)中用不同的物質(zhì)來(lái)表示反應(yīng)速率時(shí)其數(shù)值可能不同的。⑶同一反應(yīng)中不同物質(zhì)的速率之比值等于化學(xué)方程式中相應(yīng)的化學(xué)計(jì)量數(shù)之比。4、特點(diǎn):⑴化學(xué)反應(yīng)速率是一段時(shí)間內(nèi)的平均速率,且取正值。ひ(A):ひ(B):ひ(C):ひ(D)==m:n:[例]

反應(yīng)A+3B2C+2D在四種不同的情況下的反應(yīng)速率分別為:①ひ(A)=0.15mol/(L·S)

②ひ(B)=0.6mol/(L·S)③ひ(C)=0.4mol/(L·S)

④ひ(D)=0.45mol/(L·S)該反應(yīng)在四種情況下的快慢順序?yàn)?/p>

.④>③=②>①[分析]

①根據(jù)反應(yīng)速率之比等于物質(zhì)的計(jì)量數(shù)之比來(lái)判斷。②將不同物質(zhì)表示的反應(yīng)速率換算成同一物質(zhì)表示的反應(yīng)速率來(lái)判斷。

在同一個(gè)反應(yīng)中,用不同的物質(zhì)來(lái)表示反應(yīng)速率時(shí),其數(shù)值可以是不同的,但表示這個(gè)反應(yīng)速率的含義是相同的。例題[例]反應(yīng)A+3B2C+2D在四種④>③=②>[例]

將化合物A的蒸氣1mol充入0.5L容器中加熱分解:2A(g)B(g)+nC(g)。反應(yīng)到3min時(shí),容器內(nèi)A的濃度為0.8mol/L,測(cè)得這段時(shí)間內(nèi),平均速率v(C)=0.6mol/(L·min),則化學(xué)方程式中的n值為

,v(B)=

。[分析]

因?yàn)榉磻?yīng)方程式中各物質(zhì)化學(xué)計(jì)量數(shù)之比,等于它們的反應(yīng)速率之比。欲求n值,應(yīng)先求v(A)的值。

起始時(shí):1mol3min末:0.4mol變化量:0.6mol

所以 v(A)==0.4mol/(L·min)v(A)∶v(C)=0.4∶0.6=2∶3=2∶n

n=3答案:n=3v(B)=0.2mol/(L·min)v(B)=v(A)=×0.4mol/(L·min)=0.2mol/(L·min)30.2mol/(L·min)

2A(g)

B(g)+nC(g)[例]將化合物A的蒸氣1mol充入0.5L容器中加熱分解[例]

一定溫度下,向一個(gè)容積為2L的真空密閉容器中(事先裝入催化劑),通入1molN2和3molH2,3min后,測(cè)得容器內(nèi)的壓強(qiáng)是開(kāi)始時(shí)的0.9倍,在此時(shí)間v(H2)為()A.0.2mol/(L·min) B.0.6mol/(L·min) C.0.1mol/(L·min) D.0.3mol/(L·min)[解析]

3min末混合氣體的物質(zhì)的量為(1mol+3mol)×0.9=3.6mol設(shè)3min內(nèi)消耗N2

xmol。

N2+3H2====

2NH3起始

1mol 3mol 0mol3min末

(1-x)mol(3-3x)mol 2xmol(1-x)+(3-3x)+2x=3.6

x=0.2molv(H2)=/3min=0.1mol/(L·min)C想一想[例]一定溫度下,向一個(gè)容積為2L的真空密閉容器中(事先裝

[例]

某溫度時(shí),在2L密閉容器中,X、Y、Z三種物質(zhì)的物質(zhì)的量隨時(shí)間變化曲線如右圖所示。由圖中數(shù)據(jù)分析,該反應(yīng)的化學(xué)方程式為_(kāi)____________________________。反應(yīng)開(kāi)始至2min,Z的平均反應(yīng)速率為_(kāi)_____________________。

[解析]從圖分析,2min之內(nèi),X消耗了0.3mol,Y消耗了0.1mol而Z增加了0.2mol。

物質(zhì)發(fā)生化學(xué)變化時(shí),反應(yīng)物減少的物質(zhì)的量與生成物生成的物質(zhì)的量之比等于化學(xué)反應(yīng)方程式中各對(duì)應(yīng)物質(zhì)前計(jì)量數(shù)之比。

因nX∶nY∶nZ=0.3mol∶0.1mol∶0.2mol==3∶1

∶2Z的平均反應(yīng)速率為==

=0.05mol/(L·min

)0.05mol/(L·min

)3X+Y

2Z所以化學(xué)方程式為:3X+Y

2Z

[例]某溫度時(shí),在2L密閉容器中,X、Y、Z三種物質(zhì)的

此外還有

等也影響了反應(yīng)速率。濃度、壓強(qiáng)、溫度、催化劑光、超聲波、激光、放射性、電磁波、反應(yīng)物的顆粒的大小、擴(kuò)散速率、溶劑的性質(zhì)

是影響化學(xué)反應(yīng)速率的四大因素2、外因二、影響化學(xué)反應(yīng)速率的因素

反應(yīng)物的性質(zhì)是決定化學(xué)反應(yīng)速率的主要因素。1、內(nèi)因:此外還有濃度、壓強(qiáng)⑴外界條件對(duì)化學(xué)反應(yīng)速率影響的規(guī)律→ひ↑→ひ↑①固體或純液體的濃度是常數(shù),增加固體或純液體的量,不影響反應(yīng)速率。②

可逆反應(yīng)中ひ正↑、ひ逆↑??赡娣磻?yīng)中,若反應(yīng)物、生成物中均有氣體,P↑,ひ正↑、ひ逆↑??赡娣磻?yīng)中,T↑,ひ正↑、ひ逆↑??赡娣磻?yīng)中,可同等程度增大

ひ正↑、ひ逆↑。→ひ↑→ひ↑⑴外界條件對(duì)化學(xué)反應(yīng)速率影響的規(guī)律→ひ↑→ひ↑①固體或純液體⑵外界條件對(duì)化學(xué)反應(yīng)速率影響的原因

單位體積內(nèi)分子數(shù)增加(活化分子百分?jǐn)?shù)不變),活化分子數(shù)相應(yīng)增加

反應(yīng)物分子能量增加,活化分子百分?jǐn)?shù)增加,活化分子數(shù)增加。

降低反應(yīng)所需的能量,使活化分子百分?jǐn)?shù)增加,活化分子數(shù)增加。

單位體積內(nèi)活化分子數(shù)增加,有效碰撞次數(shù)增多,反應(yīng)速率加快。⑵外界條件對(duì)化學(xué)反應(yīng)速率影響的原因單位體積內(nèi)分子數(shù)

1.試將外界條件對(duì)反應(yīng)速率的影響結(jié)果填入下表中:影響結(jié)果

外界條件改變〖思考與練習(xí)〗1.試將外界條件對(duì)反應(yīng)速率的影響結(jié)果填入下表

2.

在相同的條件下,做H2O2分解對(duì)比實(shí)驗(yàn),其中(1)加入MnO2催化,(2)不加MnO2催化。下圖是反應(yīng)放出O2的體積隨時(shí)間的變化關(guān)系示意圖,其中正確的是()O2OtO2OtO2OtO2Ot(1)(2)(1)(2)(1)(2)(1)(2)[解析]

催化劑的加入能改變化學(xué)反應(yīng)速率,但不能改變反應(yīng)進(jìn)行的程度。所以同樣的H2O2分解放出的氧氣量不會(huì)因MnO2的加入而改變,所以B、C錯(cuò);MnO2是H2O2分解的正催化劑,可以加快分解,所以D不正確,只有A正確。

A2.在相同的條件下,做H2O2分解對(duì)比實(shí)驗(yàn),其中

3.

把除去氧化膜的鎂條投入到盛有少量稀鹽酸的試管中,發(fā)現(xiàn)氫氣發(fā)生的速率變化情況如圖所示,其中t1~t2速率變化的主要原因是__________________________________________________;

t2~t3速率變化的主要原因是_________________________________________________。

反應(yīng)是放熱反應(yīng),溫度升高使化學(xué)反應(yīng)速率提高

HCl物質(zhì)的量濃度變小使化學(xué)反應(yīng)速率降低

3.把除去氧化膜的鎂條投入到盛有少量稀鹽酸

4.

對(duì)于反應(yīng)I2(g)+H2(g)2HI(g),在其他條件相同時(shí),采取下列措施,壓強(qiáng)如何變化,反應(yīng)速率如何變化?(1)縮小體積;

(2)保持體積不變,通入惰性氣體He;

(3)保持壓強(qiáng)不變,通入惰性氣體He;

(4)保持體積不變,通入少量H2。(1)縮小體積濃度增大,壓強(qiáng)增大反應(yīng)速率增大(2)體積不變,通入He

混合氣體的總壓增大,但反應(yīng)物及產(chǎn)物濃度沒(méi)有變化反應(yīng)速率不變(3)壓強(qiáng)不變,通入He

體積增大,體系各物質(zhì)濃度減少反應(yīng)速率減小(4)通入H2,因體積不變,壓強(qiáng)增大

c(H2)增大,反應(yīng)速率增大

4.對(duì)于反應(yīng)I2(g)+H2(g)

5.

在一定條件下2升的反應(yīng)容器中充入一定量的N2和H2發(fā)生下反應(yīng)N2+3H2=2NH3,5分鐘后測(cè)的NH3的物質(zhì)的量為0.5mol,則NH3的反應(yīng)速率為_(kāi)_________________;H2的反應(yīng)速率為_(kāi)_______________________________________。0.05mol/(L·min)0.05mol/(L·m)×3÷2=0.075mol/(L·min)

6.

硫分別在空氣中和氧氣中燃燒的現(xiàn)象是_________、____________。由此可得出的結(jié)論是______________________________。淡藍(lán)色火焰藍(lán)紫色火焰速率快7已知在一定條件下發(fā)生下列反應(yīng)X+W=Y+ZY+N=W+Z,則總反應(yīng)方程式為_(kāi)___________。其中X為_(kāi)__________W為_(kāi)__________Y為_(kāi)____________。X+N=2Z反應(yīng)物催化劑中間產(chǎn)物反應(yīng)物濃度大,5.在一定條件下2升的反應(yīng)容器中充入一定量的N2和1.化學(xué)平衡的建立從反應(yīng)物開(kāi)始從生成物開(kāi)始化學(xué)平衡一、化學(xué)平衡的建立1.化學(xué)平衡的建立從反應(yīng)物開(kāi)始從生成物開(kāi)始化學(xué)平2.化學(xué)平衡狀態(tài)

概念:在一定條件下的可逆反應(yīng)里,正反應(yīng)速率和逆反應(yīng)速率相等,反應(yīng)混合物中各組分的濃度保持不變的狀態(tài),稱為化學(xué)平衡狀態(tài)。概念的理解:前提

是一定條件下的可逆反應(yīng)實(shí)質(zhì)是ひ正=ひ逆≠0標(biāo)志是反應(yīng)混合物中各組分的濃度保持不變2.化學(xué)平衡狀態(tài)概念:在一定條件下的可逆反應(yīng)里3.化學(xué)平衡的特征(1)逆——可逆反應(yīng)

變——當(dāng)濃度、壓強(qiáng)、溫度等條件改變時(shí),化學(xué)平衡即發(fā)生移動(dòng)(2)等——ひ正=ひ逆≠0(3)動(dòng)——?jiǎng)討B(tài)平衡(平衡時(shí),正、逆反應(yīng)仍在進(jìn)行)

定——平衡狀態(tài)時(shí),反應(yīng)混合物中各組分的濃度保持不變3.化學(xué)平衡的特征(1)逆——可逆反應(yīng)變——當(dāng)濃4.化學(xué)平衡狀態(tài)的標(biāo)志⑴用速率判斷:同一物質(zhì)的消耗速率等于生成速率即V(正)=V(逆)

不同物質(zhì)用正逆反應(yīng)表示的速率之比等于化學(xué)方程式中的系數(shù)比(2)用各組分的含量判斷:各組分的質(zhì)量分?jǐn)?shù)(或質(zhì)量)不變各組分氣體的體積分?jǐn)?shù)(或體積)不變各組分的物質(zhì)的量分?jǐn)?shù)(或物質(zhì)的量或分子數(shù))不變各組分的物質(zhì)的量濃度不變(3)特殊方法:

反應(yīng)前后都是氣體且體積不等的可逆反應(yīng),總物質(zhì)的量或平均摩爾質(zhì)量或恒溫恒容下的總壓或恒溫恒壓下的密度不變。4.化學(xué)平衡狀態(tài)的標(biāo)志⑴用速率判斷:同一物質(zhì)的消耗速率等于生(4)用轉(zhuǎn)化率或產(chǎn)率判斷:反應(yīng)物的轉(zhuǎn)化率、產(chǎn)物的產(chǎn)率不變。(5)用顏色判斷:

對(duì)于有顏色物質(zhì)參加或生成的可逆反應(yīng),顏色不變。(3)特殊方法:

反應(yīng)前后都是氣體且體積不等的可逆反應(yīng),總物質(zhì)的量或平均摩爾質(zhì)量或恒溫恒容下的總壓或恒溫恒壓下的密度不變。(4)用轉(zhuǎn)化率或產(chǎn)率判斷:反應(yīng)物的轉(zhuǎn)化率、產(chǎn)物的產(chǎn)率不變。(1.下列方法中可以證明A(s)+2B2(g)

2C2(g)+D2(g)已經(jīng)達(dá)到平衡狀態(tài)的是______________________.⑵、一個(gè)B—B鍵的斷裂的同時(shí)有一個(gè)C—C鍵的生成(8)、百分組成B2%=C2%=D2%⑴、單位時(shí)間內(nèi)生成了2molC2的同時(shí)也生成了1molA⑶、反應(yīng)速率ひ(B2)=ひ(C2)=1/2ひ(D2)⑷、C(B2):C(C2):C(D2)=2:2:1⑸、溫度、體積一定時(shí),[B2]、[C2]、[D2]濃度不再變化⑹、溫度、體積一定時(shí),容器內(nèi)的壓強(qiáng)不再變化(7)、溫度、體積一定時(shí),混合氣體的密度不再變化⑴、⑸、⑹、(7)〖思考與練習(xí)〗1.下列方法中可以證明A(s)+2B2(g)2.在一定溫度下,可逆反應(yīng):A2(氣)+B2(氣)2AB(氣)達(dá)到平衡的標(biāo)志是()(A)A2、B2、AB的濃度不再變化(B)容器中的壓強(qiáng)不再隨時(shí)間變化(C)單位時(shí)間內(nèi)生成n

mol的A2同時(shí)生成2n

mol的AB

(D)A2、B2、AB的濃度之比為1:1:2AC2.在一定溫度下,可逆反應(yīng):AC二、化學(xué)平衡移動(dòng)

1.概念:可逆反應(yīng)中舊化學(xué)平衡的破壞,新化學(xué)平衡的建立過(guò)程叫做化學(xué)平衡移動(dòng)。

2.化學(xué)平衡移動(dòng)的根本原因:外界條件改變,引起ひ正、ひ逆發(fā)生改變,且:ひ正≠ひ逆≠0,造成化學(xué)平衡移動(dòng)。

3.化學(xué)平衡移動(dòng)的結(jié)果:

速率、體系中各組分含量與原平衡比較均發(fā)生變化。4.化學(xué)平衡移動(dòng)的方向:ひ正>ひ逆,正反應(yīng)方向移動(dòng)。

ひ正<ひ逆,逆反應(yīng)方向移動(dòng)。

ひ正=ひ逆,平衡不移動(dòng)。二、化學(xué)平衡移動(dòng)1.概念:可逆反應(yīng)中舊化學(xué)平衡的

三、影響化學(xué)平衡移動(dòng)的因素

在其他條件不變時(shí),增大反應(yīng)物濃度或減小生成物濃度都可使化學(xué)平衡向正反應(yīng)方向移動(dòng);反之化學(xué)平衡向逆反應(yīng)方向移動(dòng)。1.濃度三、影響化學(xué)平衡移動(dòng)的因素在其他條件不

注意:加入不溶性固體物質(zhì)或不溶性液態(tài)物質(zhì)時(shí),由于其“濃度”為一常數(shù),不隨其量的增減而變化,故改變這些物質(zhì)的投入量,對(duì)平衡沒(méi)有影響。注意:加入不溶性固體物質(zhì)或不溶性液態(tài)物質(zhì)時(shí),由于其“

對(duì)于反應(yīng)前后氣體總體積發(fā)生變化的可逆反應(yīng),在其他條件不變時(shí),增大壓強(qiáng),化學(xué)平衡向氣體體積縮小的方向移動(dòng);反之,化學(xué)平衡向氣體體積增大的方向移動(dòng)。

其他條件不變時(shí),壓強(qiáng)增大,ひ正、ひ逆都提高,但氣體體積之和大的反應(yīng)速率增大的幅度更大。N2(g)+3H2(g)2NH3(g)2.壓強(qiáng):對(duì)于反應(yīng)前后氣體總體積發(fā)生變化的可逆反應(yīng),在

壓強(qiáng)對(duì)平衡的影響,只考慮對(duì)參加反應(yīng)的氣態(tài)物質(zhì)的影響。H2(g)+I2(g)2HI(g)壓強(qiáng)對(duì)平衡的影響,只考慮對(duì)參加反應(yīng)的氣態(tài)物質(zhì)的3.溫度

在其他條件不變的情況下,升高溫度,化學(xué)平衡向吸熱反應(yīng)方向移動(dòng),降低溫度,化學(xué)平衡向放熱反應(yīng)方向移動(dòng)。升高溫度,吸熱反應(yīng)方向的速率增大的幅度更大。降低溫度,吸熱反應(yīng)方向的速率降低的幅度更大。N2(g)+3H2(g)2NH3(g);△H<03.溫度升高溫度,吸熱反應(yīng)方向的速率增大的幅度更大。降

它的使用能同等程度地改變正、逆反應(yīng)速率(即反應(yīng)速率改變但仍然相等),可以改變化學(xué)反應(yīng)達(dá)到平衡所需要的時(shí)間。正催化劑可以加快反應(yīng)速率,縮短反應(yīng)達(dá)到平衡所需要的時(shí)間。t1t2t產(chǎn)物含量使用催化劑4.催化劑對(duì)化學(xué)平衡移動(dòng)無(wú)影響它的使用能同等程度地改變正、逆反應(yīng)速率(即勒夏特列原理:

——化學(xué)平衡移動(dòng)原理

若改變影響平衡的一個(gè)條件(濃度、壓強(qiáng)、溫度),平衡就向能夠減弱這種改變的方向移動(dòng)。勒夏特列原理:若改變影響平衡的一個(gè)條件(濃度、四、幾種平衡圖像mA(g)+nB(g)pC(g)+qD(g);△H=-Q

⑴轉(zhuǎn)化率-時(shí)間對(duì)于反應(yīng)Q>0m+n>p+q四、幾種平衡圖像mA(g)+nB(g)pC(g)+qD(gm+n=p+qm+n<p+qmA(g)+nB(g)pC(g)+qD(g);△H=-Q

m+n=p+qm+n<p+qmA(g)+nB(g)pC(g)⑵含量-時(shí)間圖mA(g)+nB(g)pC(g)+qD(g);△H=-Q

Q<0Q<0⑵含量-時(shí)間圖mA(g)+nB(g)pC(g)+qD(g)mA(g)+nB(g)pC(g)+qD(g);△H=-Q

m+n>p+qm+n>p+qmA(g)+nB(g)pC(g)+qD(g);△H=-Q⑶轉(zhuǎn)化率-溫度-壓強(qiáng)圖mA(g)+nB(g)pC(g)+qD(g);△H=-Q

m+n>p+qQ>0m+n<p+qQ<0⑶轉(zhuǎn)化率-溫度-壓強(qiáng)圖mA(g)+nB(g)pC(g)+qm+n>p+qQ<0m+n<p+qQ>0mA(g)+nB(g)pC(g)+qD(g);△H=-Q

m+n>p+qQ<0m+n<p+qQ>0mA(g)+nB(g⑷含量-溫度-壓強(qiáng)圖mA(g)+nB(g)pC(g)+qD(g);△H=-Q

m+n>p+qQ<0m+n<p+qQ<0⑷含量-溫度-壓強(qiáng)圖mA(g)+nB(g)pC(g)+qDmA(g)+nB(g)pC(g)+qD(g);△H=-Q

m+n>p+qQ>0m+n>p+qQ<0mA(g)+nB(g)pC(g)+qD(g);△H=-QB

[例1]

下圖表示可逆反應(yīng):A(g)+B(g)C(g),當(dāng)增大壓強(qiáng)時(shí),平衡由a點(diǎn)移動(dòng)到b點(diǎn),正確的曲線是()。B[例1]下圖表示可逆反應(yīng):B

500Cot0700CoC%(A)0vPV正逆V(B)0TvV正逆V(C)0P10Co100CoA轉(zhuǎn)化率(D)可表示為可逆反應(yīng)2A(g)+B(g)2C(g)△H<0的圖像是()【例2】B500Cot0700CoC%(A)0vPV正逆V(

[例3]如圖曲線是在其他條件一定時(shí),反應(yīng):2NO2N2O4;△H

<O中,NO2最大轉(zhuǎn)化率與溫度的關(guān)系曲線。圖上標(biāo)有A、B、C、D、E5點(diǎn),其中表示未達(dá)到平衡狀態(tài)且ひ(正)>ひ(逆)的點(diǎn)是()(A)A或E(B)C(C)B(D)DB[例3]如圖曲線是在其他條件一定時(shí),反應(yīng):(A)CD

[例4]可逆反應(yīng):mA(s)+nB(g)

pC(g);△H<0在一定溫度的密閉容器中進(jìn)行,B的體積分?jǐn)?shù)(VB%)與壓強(qiáng)關(guān)系如圖所示。下列敘述正確的是()(A)m+n<p(B)n>p(C)n<p(D)x點(diǎn)時(shí):ひ(正)>ひ(逆)CD[例4]可逆反應(yīng):mA(s)+nB(g)

[例5]

下列事實(shí)中不能用平衡移動(dòng)原理解釋的是()(A)密閉、低溫是存放氨水的必要條件(B)實(shí)驗(yàn)室用排飽和食鹽水法收集氯氣(C)硝酸工業(yè)生產(chǎn)中,使用過(guò)量空氣以提高NH3的利用率

(D)在FeSO4溶液中,加入鐵粉以防止氧化D

[例6]

對(duì)于反應(yīng)mA(g)+nB(g)qC(g)有如右圖所示關(guān)系,則:p1與p2的關(guān)系___________;m+n與q的關(guān)系____________;T1與T2的關(guān)系__________;(選填“>”“<”或“=”)正反應(yīng)是吸熱還是放熱?正反應(yīng)為放熱反應(yīng)。

[例5]下列事實(shí)中不能用平衡移動(dòng)原理解釋的是(五、等效平衡1、等效平衡的含義

同一可逆反應(yīng),

在相同條件(定溫、定容或定溫、定壓)下,初始加入物質(zhì)的物質(zhì)的量不同,而達(dá)平衡時(shí)兩個(gè)平衡中同種物質(zhì)的百分含量相同,這樣的兩個(gè)平衡稱為等效平衡。2、等效平衡的規(guī)律I類:非等體反應(yīng)在恒溫恒容下?lián)Q算成方程式同一邊的物質(zhì)后,物質(zhì)的量相等即為平衡等效。

Ⅲ類:等體反應(yīng)不論在恒溫恒容或恒溫恒壓下?lián)Q算為方程式同一邊的物質(zhì)后,物質(zhì)的量之比相等即為等效衡。Ⅱ類:非等體反應(yīng)在恒溫恒壓下?lián)Q算為方程式同一邊的物質(zhì)后,物質(zhì)的量之比相等即為等效平衡。

五、等效平衡1、等效平衡的含義同一可逆反應(yīng),

選項(xiàng)A是錯(cuò)誤的。因?yàn)?molA和2molB比題目所給出的已知量多出了1倍,達(dá)到平衡時(shí)C的濃度必然大于wmol/L,二者不相等。

選項(xiàng)B是錯(cuò)誤的。當(dāng)將3molC和1molD完全轉(zhuǎn)化為A和B時(shí),可得2molA和1molB,比題干多給了1molB,故平衡時(shí)C的濃度必然大于wmol/L。

選項(xiàng)C也是錯(cuò)誤的。因?yàn)槿舭?molC和1molD放入容器中,當(dāng)完全轉(zhuǎn)化為A和B,可得2molA和1molB,加入已知2molA和1molB,則可得該混合氣體與4molA和2molB是等價(jià)的。因此,達(dá)到平衡狀態(tài)時(shí),C的濃度必然大于wmol/L。

[例1]

在一個(gè)固定體積的密閉容器中,加入2molA和1molB,發(fā)生反應(yīng)2A(g)+B(g)3C(g)+D(g),達(dá)平衡時(shí),C的濃度為wmol/L,若維持容器的體積和溫度不變,按下列四種配比作為起始物質(zhì),達(dá)到平衡后,C的濃度仍為wmol/L的是()A.4molA+2molBB.3molC+1molD+1molBC.2molA+1molB+3molC+1molDD.3molC+1molDD

選項(xiàng)D是正確的。因?yàn)槿舭?molC和1molD放入容器中,當(dāng)完全轉(zhuǎn)化為A和B可得2molA和1molB,與直接加入2molA和1molB是等價(jià)的。因此,達(dá)到平衡狀態(tài)時(shí),C的濃度必然等于wmol/L。選項(xiàng)A是錯(cuò)誤的。因?yàn)?molA和2molB比題目[例5]

在一固定容積的密閉容器中,充入3molA和1molB,發(fā)生反應(yīng):3A(g)+B(g)xC,達(dá)平衡后,C的物質(zhì)的量分?jǐn)?shù)為w。若體積、溫度都不變,以0.9molA、0.3molB和1.4molC為起始物質(zhì),達(dá)到平衡后,C的物質(zhì)的量分?jǐn)?shù)也為w,則x的值是()A.4B.3C.2 D.1分析題意:

在恒溫、恒容下達(dá)同一平衡,若為非等體反應(yīng),換算為方程式體一邊的物質(zhì)后,物質(zhì)的量相等。即3molA1molB平衡狀態(tài)0.9molA0.3molB1.4molC起始起始3molA1molB平衡狀態(tài)0.9molA0.3molB1.4molC起始起始

3A+B xC起始(1) 3mol 1mol 0起始(2) 0.9mol 0.3mol 1.4mol相當(dāng)于 2.1mol 0.7mol1.4mol即計(jì)量數(shù)比為3∶1∶2,所以x=2

另一種情況是:等體反應(yīng)換算為方程式同一邊的物質(zhì)后,只要起始投料比相等就可建立等效平衡。正好題中所給(1)3molA與1molB(2)0.9molA,0.3molB,1.4molC,兩情況投料比均為當(dāng)C=0mol時(shí),A與B物質(zhì)的量之比為3∶1,所以x也可以為4。

AC[例5]在一固定容積的密閉容器中,充入3molA和1mol

合成氨適宜條件的選擇

在實(shí)際生產(chǎn)中,需要綜合考慮反應(yīng)速率、化學(xué)平衡、原料選擇、產(chǎn)品和設(shè)備等各方面的情況,還要兼顧實(shí)際條件和生產(chǎn)成本,以確定最佳生產(chǎn)條件。⑴催化劑:催化劑雖不能改變化學(xué)平衡,但可加快反應(yīng)速率,提高單位時(shí)間內(nèi)的產(chǎn)量。⑵溫度:升高溫度可加快反應(yīng)速率,但從平衡移動(dòng)考慮,此反應(yīng)溫度不宜太高。選擇溫度的另一個(gè)重要因素是要使催化劑的活性最大。(即催化劑的活性溫度)1、理論分析:

合成氨的反應(yīng)原理為:N2(g)+3H2(g)2NH3(g);△H<0,這是一個(gè)氣體體積縮小的、放熱的可逆反應(yīng)。合成氨適宜條件的選擇在實(shí)際生產(chǎn)中,需要綜合⑶壓強(qiáng):無(wú)論是反應(yīng)速率,還是化學(xué)平衡,都要求壓強(qiáng)要大,但生產(chǎn)設(shè)備又不能承受太大的壓強(qiáng),而且壓力越大,消耗的動(dòng)力越大、能源越多。⑷濃度:在實(shí)際生產(chǎn)過(guò)程中,不斷補(bǔ)充N2和H2,及時(shí)分離出NH3,不但可以加快反應(yīng)速率,還能使平衡右移,提高NH3的產(chǎn)量。2、合成氨的適宜條件N2(g)+3H2(g)2NH3(g)20MPa~50MPa5000C;鐵觸媒⑴濃度:n(N2)

:n(H2)略大于1:3,以提高H2的利用率。⑵壓強(qiáng):20MPa~50MPa⑶溫度:5000C左右(此時(shí)催化劑的活性最大)⑷催化劑:鐵觸媒反應(yīng)原理為:⑶壓強(qiáng):無(wú)論是反應(yīng)速率,還是化學(xué)平衡,都要求壓強(qiáng)要大3、合成氨工業(yè)的簡(jiǎn)要流程原料氣的制取凈化液氨分離合成壓縮N2、H2(1)原料氣的制備、凈化和壓縮N2來(lái)源于空氣:方法Ⅰ:液化空氣(N2先逸出)

方法Ⅱ:消耗空氣中的O2(例:

C+O2=CO2,除去CO2可得N2)

H2來(lái)源于水和燃料:水煤氣法C+H2O(氣)CO+H2CO+H2O(氣)CO2+H2ΔΔ催化劑3、合成氨工業(yè)的簡(jiǎn)要流程原料氣凈化液氨分離合成壓縮N2、H2(2)氨的合成:N2(g)+3H2(g)2NH3(g)20MPa~50MPa5000C;鐵觸媒(3)氨的分離:

通過(guò)冷凝器將氨液化,然后將氨分離,分離出的混合氣體經(jīng)循環(huán)操作繼續(xù)合成。(2)氨的合成:N2(g)+3H2(g)

有關(guān)化學(xué)平衡的計(jì)算包括:求平衡常數(shù)、平衡時(shí)各組分含量,平衡濃度、起始濃度、反應(yīng)物轉(zhuǎn)化率、混合氣體的密度或平均相對(duì)分子質(zhì)量,某物質(zhì)的化學(xué)計(jì)量數(shù)等。解這類試題時(shí)要用到下列方法或規(guī)律:1、化學(xué)平衡計(jì)算的基本方法是“始”、“變”、“平”三段式法

化學(xué)平衡的相關(guān)計(jì)算有關(guān)化學(xué)平衡的計(jì)算包括:求平衡常數(shù)、平衡時(shí)各組

基本模式——“三段式”轉(zhuǎn)化:mxnxpxqx平衡:a-mxb-nxpxqx2、基本關(guān)系生成物:平衡濃度=起始濃度+轉(zhuǎn)化濃度

反應(yīng)物:平衡濃度=起始濃度-轉(zhuǎn)化濃度例:mA+nBpC+qD起始:ab00基本模式——“三段式”轉(zhuǎn)化:mx

各物質(zhì)的化學(xué)反應(yīng)速率之比等于變化的濃度之比、等于變化的物質(zhì)的量之比、等于它們?cè)诨瘜W(xué)方程式中的化學(xué)計(jì)量數(shù)之比

化學(xué)平衡前后,同種元素原子的物質(zhì)的量相等

3.反應(yīng)的轉(zhuǎn)化率C反應(yīng)物起始濃度C反應(yīng)物平衡濃度C反應(yīng)物起始濃度×100%n反應(yīng)物起始時(shí)物質(zhì)的量n反應(yīng)物平衡時(shí)物質(zhì)的量n反應(yīng)物起始時(shí)物質(zhì)的量×100%各物質(zhì)的化學(xué)反應(yīng)速率之比等于變化的濃度之比、等于變化

只增加一種反應(yīng)物的量即增加一種反應(yīng)物的濃度可以提高另一種反應(yīng)物的轉(zhuǎn)化率,而本身的轉(zhuǎn)化率卻降低。5.在恒容密閉容器中,反應(yīng)物用量的改變對(duì)平衡轉(zhuǎn)化率的影響⑴對(duì)于多種物質(zhì)參加的反應(yīng):mA(g)+nB(g)pC(g)+qD(g)②同時(shí)按比例增加A、B的濃度,相當(dāng)于增大壓強(qiáng):

若m+n>

p+q,A、B的轉(zhuǎn)化率都增大。m+n<p+q,A、B的轉(zhuǎn)化率都減小。m+n=p+q,A、B的轉(zhuǎn)化率都不變。4.產(chǎn)率產(chǎn)率==×100%

實(shí)際生成產(chǎn)物的物質(zhì)的量(或體積、質(zhì)量)理論上可得到產(chǎn)物的物質(zhì)的量(或體積、質(zhì)量)

①只增加一種反應(yīng)物的量即增加一種反應(yīng)物的濃度可以提⑵分解反應(yīng):增加反應(yīng)物的用量即增大反應(yīng)物的濃度相當(dāng)于增大壓強(qiáng)若m=n

+

p,反應(yīng)物A的轉(zhuǎn)化率都不變。若m<n

+p,A的轉(zhuǎn)化率減小。若m>n+

p,A的轉(zhuǎn)化率增大。mA(g)nB(g)+pC(g)例:2HI

(g)H2(g)+I2(g)例:2NH3(g)N2(g)+3H2(g)⑵分解反應(yīng):增加反應(yīng)物的用量即增大反應(yīng)物的濃度相當(dāng)于增大壓

恒溫下,將amolN2與bmolH2的混合氣體通入一個(gè)固定容積的密閉容器中,發(fā)生如下反應(yīng)N2(g)+3H2(g)==2NH3(g)

(1)若反應(yīng)進(jìn)行到某時(shí)刻t時(shí),nt(N2)=13mol,nt(NH3)=6mol,計(jì)算a的值。(2)反應(yīng)達(dá)平衡時(shí),混合氣體的體積為716.8L(標(biāo)準(zhǔn)狀況下),其中NH3的含量(體積分?jǐn)?shù))為25%。計(jì)算平衡時(shí)NH3的物質(zhì)的量。練習(xí)恒溫下,將amolN2與bmolH2的(3)原混合氣體與平衡混合氣體的總物質(zhì)的量之比(寫出最簡(jiǎn)整數(shù)比,下同),n(始)∶n(平)=。(4)原混合氣體中,a∶b=。(5)達(dá)到平衡時(shí),N2和H2的轉(zhuǎn)化率之比,α(N2)∶α(H2)=。(6)平衡混合氣體中,n(N2)∶n(H2)∶n(NH3)=。(3)原混合氣體與平衡混合氣體的總物質(zhì)的量之比(寫出最簡(jiǎn)整數(shù)在一定條件下發(fā)生反應(yīng):3A(g)+2B(g)xC(g)+2D(g),在2L的密閉容器中,把4molA和2molB混合,2min后達(dá)到平衡時(shí)生成1.6molC,又測(cè)得反應(yīng)速率v(D)=0.2mol·(L·min)-1,下列說(shuō)法正確的是()A.B的轉(zhuǎn)化率是20%B.x=4C.A的平衡濃度是1.4mol·L-1

D.平衡時(shí)氣體壓強(qiáng)是原來(lái)的0.94倍BC在一定條件下發(fā)生反應(yīng):BC化學(xué)反應(yīng)進(jìn)行方向的判斷1、自發(fā)過(guò)程與自發(fā)反應(yīng)2、能量判據(jù)(焓判據(jù))日常生活中長(zhǎng)期積累的經(jīng)驗(yàn)而總結(jié)得到一條經(jīng)驗(yàn)規(guī)律→能量判據(jù)(焓判據(jù))∶體系趨向于從高能狀態(tài)轉(zhuǎn)變?yōu)榈湍軤顟B(tài)(這時(shí)體系會(huì)對(duì)外做功或者釋放熱量即△H﹤0)?;瘜W(xué)反應(yīng)進(jìn)行方向的判斷1、自發(fā)過(guò)程與自發(fā)反應(yīng)2、能量判據(jù)(焓3、熵判據(jù)熵判據(jù):體系趨向于由有序狀態(tài)轉(zhuǎn)變?yōu)闊o(wú)序狀態(tài),即混亂度增加(△S>0)。且△S越大,越有利于反應(yīng)自發(fā)進(jìn)行4、復(fù)合判據(jù)(自由能變化△G)

?G=?H-T?S<0(即?H<0,?S>0)的反應(yīng)能自發(fā)進(jìn)行。

?G=?H-T?S=0

反應(yīng)達(dá)到平衡狀態(tài)

?G=?H-T?S>0(即?H>0,?S<0)反應(yīng)不能自發(fā)進(jìn)行。3、熵判據(jù)熵判據(jù):體系趨向于由有序狀態(tài)轉(zhuǎn)變?yōu)闊o(wú)序狀態(tài),即混亂△S△H△S△H-+低溫-高溫+低溫+高溫-任何溫度均是自發(fā)進(jìn)行任何溫度均是不自發(fā)反應(yīng)低溫是非自發(fā)反應(yīng);高溫自發(fā)低溫是自發(fā)反應(yīng);高溫非自發(fā)-+低溫-低溫+任何溫度均是自發(fā)進(jìn)行任何溫度均是不自發(fā)反應(yīng)低第二章

化學(xué)反應(yīng)速率和化學(xué)平衡第二章

化學(xué)反應(yīng)速率和化學(xué)平衡一、化學(xué)反應(yīng)速率1、概念:化學(xué)反應(yīng)速率是用來(lái)衡量化學(xué)反應(yīng)進(jìn)行快慢程度的,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。2、表示方法:ひ(A)=△

C(A)△t————ひ(C)=△

C(C)△t————化學(xué)反應(yīng)速率mA(g)+nB(g)pC(g)+qD(g)3、單位:mol/(L·S)或mol/(L·min)或mol/(L·h)一、化學(xué)反應(yīng)速率1、概念:化學(xué)反應(yīng)速率是用來(lái)衡量化學(xué)反應(yīng)進(jìn)行ひ(A):ひ(B):ひ(C):ひ(D)==m:n:p:q⑴化學(xué)反應(yīng)速率是一段時(shí)間內(nèi)的平均速率,且取正值。⑵在同一反應(yīng)中用不同的物質(zhì)來(lái)表示反應(yīng)速率時(shí)其數(shù)值可能不同的。⑶同一反應(yīng)中不同物質(zhì)的速率之比值等于化學(xué)方程式中相應(yīng)的化學(xué)計(jì)量數(shù)之比。4、特點(diǎn):⑴化學(xué)反應(yīng)速率是一段時(shí)間內(nèi)的平均速率,且取正值。ひ(A):ひ(B):ひ(C):ひ(D)==m:n:[例]

反應(yīng)A+3B2C+2D在四種不同的情況下的反應(yīng)速率分別為:①ひ(A)=0.15mol/(L·S)

②ひ(B)=0.6mol/(L·S)③ひ(C)=0.4mol/(L·S)

④ひ(D)=0.45mol/(L·S)該反應(yīng)在四種情況下的快慢順序?yàn)?/p>

.④>③=②>①[分析]

①根據(jù)反應(yīng)速率之比等于物質(zhì)的計(jì)量數(shù)之比來(lái)判斷。②將不同物質(zhì)表示的反應(yīng)速率換算成同一物質(zhì)表示的反應(yīng)速率來(lái)判斷。

在同一個(gè)反應(yīng)中,用不同的物質(zhì)來(lái)表示反應(yīng)速率時(shí),其數(shù)值可以是不同的,但表示這個(gè)反應(yīng)速率的含義是相同的。例題[例]反應(yīng)A+3B2C+2D在四種④>③=②>[例]

將化合物A的蒸氣1mol充入0.5L容器中加熱分解:2A(g)B(g)+nC(g)。反應(yīng)到3min時(shí),容器內(nèi)A的濃度為0.8mol/L,測(cè)得這段時(shí)間內(nèi),平均速率v(C)=0.6mol/(L·min),則化學(xué)方程式中的n值為

,v(B)=

。[分析]

因?yàn)榉磻?yīng)方程式中各物質(zhì)化學(xué)計(jì)量數(shù)之比,等于它們的反應(yīng)速率之比。欲求n值,應(yīng)先求v(A)的值。

起始時(shí):1mol3min末:0.4mol變化量:0.6mol

所以 v(A)==0.4mol/(L·min)v(A)∶v(C)=0.4∶0.6=2∶3=2∶n

n=3答案:n=3v(B)=0.2mol/(L·min)v(B)=v(A)=×0.4mol/(L·min)=0.2mol/(L·min)30.2mol/(L·min)

2A(g)

B(g)+nC(g)[例]將化合物A的蒸氣1mol充入0.5L容器中加熱分解[例]

一定溫度下,向一個(gè)容積為2L的真空密閉容器中(事先裝入催化劑),通入1molN2和3molH2,3min后,測(cè)得容器內(nèi)的壓強(qiáng)是開(kāi)始時(shí)的0.9倍,在此時(shí)間v(H2)為()A.0.2mol/(L·min) B.0.6mol/(L·min) C.0.1mol/(L·min) D.0.3mol/(L·min)[解析]

3min末混合氣體的物質(zhì)的量為(1mol+3mol)×0.9=3.6mol設(shè)3min內(nèi)消耗N2

xmol。

N2+3H2====

2NH3起始

1mol 3mol 0mol3min末

(1-x)mol(3-3x)mol 2xmol(1-x)+(3-3x)+2x=3.6

x=0.2molv(H2)=/3min=0.1mol/(L·min)C想一想[例]一定溫度下,向一個(gè)容積為2L的真空密閉容器中(事先裝

[例]

某溫度時(shí),在2L密閉容器中,X、Y、Z三種物質(zhì)的物質(zhì)的量隨時(shí)間變化曲線如右圖所示。由圖中數(shù)據(jù)分析,該反應(yīng)的化學(xué)方程式為_(kāi)____________________________。反應(yīng)開(kāi)始至2min,Z的平均反應(yīng)速率為_(kāi)_____________________。

[解析]從圖分析,2min之內(nèi),X消耗了0.3mol,Y消耗了0.1mol而Z增加了0.2mol。

物質(zhì)發(fā)生化學(xué)變化時(shí),反應(yīng)物減少的物質(zhì)的量與生成物生成的物質(zhì)的量之比等于化學(xué)反應(yīng)方程式中各對(duì)應(yīng)物質(zhì)前計(jì)量數(shù)之比。

因nX∶nY∶nZ=0.3mol∶0.1mol∶0.2mol==3∶1

∶2Z的平均反應(yīng)速率為==

=0.05mol/(L·min

)0.05mol/(L·min

)3X+Y

2Z所以化學(xué)方程式為:3X+Y

2Z

[例]某溫度時(shí),在2L密閉容器中,X、Y、Z三種物質(zhì)的

此外還有

等也影響了反應(yīng)速率。濃度、壓強(qiáng)、溫度、催化劑光、超聲波、激光、放射性、電磁波、反應(yīng)物的顆粒的大小、擴(kuò)散速率、溶劑的性質(zhì)

是影響化學(xué)反應(yīng)速率的四大因素2、外因二、影響化學(xué)反應(yīng)速率的因素

反應(yīng)物的性質(zhì)是決定化學(xué)反應(yīng)速率的主要因素。1、內(nèi)因:此外還有濃度、壓強(qiáng)⑴外界條件對(duì)化學(xué)反應(yīng)速率影響的規(guī)律→ひ↑→ひ↑①固體或純液體的濃度是常數(shù),增加固體或純液體的量,不影響反應(yīng)速率。②

可逆反應(yīng)中ひ正↑、ひ逆↑。可逆反應(yīng)中,若反應(yīng)物、生成物中均有氣體,P↑,ひ正↑、ひ逆↑??赡娣磻?yīng)中,T↑,ひ正↑、ひ逆↑??赡娣磻?yīng)中,可同等程度增大

ひ正↑、ひ逆↑?!摇摇磐饨鐥l件對(duì)化學(xué)反應(yīng)速率影響的規(guī)律→ひ↑→ひ↑①固體或純液體⑵外界條件對(duì)化學(xué)反應(yīng)速率影響的原因

單位體積內(nèi)分子數(shù)增加(活化分子百分?jǐn)?shù)不變),活化分子數(shù)相應(yīng)增加

反應(yīng)物分子能量增加,活化分子百分?jǐn)?shù)增加,活化分子數(shù)增加。

降低反應(yīng)所需的能量,使活化分子百分?jǐn)?shù)增加,活化分子數(shù)增加。

單位體積內(nèi)活化分子數(shù)增加,有效碰撞次數(shù)增多,反應(yīng)速率加快。⑵外界條件對(duì)化學(xué)反應(yīng)速率影響的原因單位體積內(nèi)分子數(shù)

1.試將外界條件對(duì)反應(yīng)速率的影響結(jié)果填入下表中:影響結(jié)果

外界條件改變〖思考與練習(xí)〗1.試將外界條件對(duì)反應(yīng)速率的影響結(jié)果填入下表

2.

在相同的條件下,做H2O2分解對(duì)比實(shí)驗(yàn),其中(1)加入MnO2催化,(2)不加MnO2催化。下圖是反應(yīng)放出O2的體積隨時(shí)間的變化關(guān)系示意圖,其中正確的是()O2OtO2OtO2OtO2Ot(1)(2)(1)(2)(1)(2)(1)(2)[解析]

催化劑的加入能改變化學(xué)反應(yīng)速率,但不能改變反應(yīng)進(jìn)行的程度。所以同樣的H2O2分解放出的氧氣量不會(huì)因MnO2的加入而改變,所以B、C錯(cuò);MnO2是H2O2分解的正催化劑,可以加快分解,所以D不正確,只有A正確。

A2.在相同的條件下,做H2O2分解對(duì)比實(shí)驗(yàn),其中

3.

把除去氧化膜的鎂條投入到盛有少量稀鹽酸的試管中,發(fā)現(xiàn)氫氣發(fā)生的速率變化情況如圖所示,其中t1~t2速率變化的主要原因是__________________________________________________;

t2~t3速率變化的主要原因是_________________________________________________。

反應(yīng)是放熱反應(yīng),溫度升高使化學(xué)反應(yīng)速率提高

HCl物質(zhì)的量濃度變小使化學(xué)反應(yīng)速率降低

3.把除去氧化膜的鎂條投入到盛有少量稀鹽酸

4.

對(duì)于反應(yīng)I2(g)+H2(g)2HI(g),在其他條件相同時(shí),采取下列措施,壓強(qiáng)如何變化,反應(yīng)速率如何變化?(1)縮小體積;

(2)保持體積不變,通入惰性氣體He;

(3)保持壓強(qiáng)不變,通入惰性氣體He;

(4)保持體積不變,通入少量H2。(1)縮小體積濃度增大,壓強(qiáng)增大反應(yīng)速率增大(2)體積不變,通入He

混合氣體的總壓增大,但反應(yīng)物及產(chǎn)物濃度沒(méi)有變化反應(yīng)速率不變(3)壓強(qiáng)不變,通入He

體積增大,體系各物質(zhì)濃度減少反應(yīng)速率減小(4)通入H2,因體積不變,壓強(qiáng)增大

c(H2)增大,反應(yīng)速率增大

4.對(duì)于反應(yīng)I2(g)+H2(g)

5.

在一定條件下2升的反應(yīng)容器中充入一定量的N2和H2發(fā)生下反應(yīng)N2+3H2=2NH3,5分鐘后測(cè)的NH3的物質(zhì)的量為0.5mol,則NH3的反應(yīng)速率為_(kāi)_________________;H2的反應(yīng)速率為_(kāi)_______________________________________。0.05mol/(L·min)0.05mol/(L·m)×3÷2=0.075mol/(L·min)

6.

硫分別在空氣中和氧氣中燃燒的現(xiàn)象是_________、____________。由此可得出的結(jié)論是______________________________。淡藍(lán)色火焰藍(lán)紫色火焰速率快7已知在一定條件下發(fā)生下列反應(yīng)X+W=Y+ZY+N=W+Z,則總反應(yīng)方程式為_(kāi)___________。其中X為_(kāi)__________W為_(kāi)__________Y為_(kāi)____________。X+N=2Z反應(yīng)物催化劑中間產(chǎn)物反應(yīng)物濃度大,5.在一定條件下2升的反應(yīng)容器中充入一定量的N2和1.化學(xué)平衡的建立從反應(yīng)物開(kāi)始從生成物開(kāi)始化學(xué)平衡一、化學(xué)平衡的建立1.化學(xué)平衡的建立從反應(yīng)物開(kāi)始從生成物開(kāi)始化學(xué)平2.化學(xué)平衡狀態(tài)

概念:在一定條件下的可逆反應(yīng)里,正反應(yīng)速率和逆反應(yīng)速率相等,反應(yīng)混合物中各組分的濃度保持不變的狀態(tài),稱為化學(xué)平衡狀態(tài)。概念的理解:前提

是一定條件下的可逆反應(yīng)實(shí)質(zhì)是ひ正=ひ逆≠0標(biāo)志是反應(yīng)混合物中各組分的濃度保持不變2.化學(xué)平衡狀態(tài)概念:在一定條件下的可逆反應(yīng)里3.化學(xué)平衡的特征(1)逆——可逆反應(yīng)

變——當(dāng)濃度、壓強(qiáng)、溫度等條件改變時(shí),化學(xué)平衡即發(fā)生移動(dòng)(2)等——ひ正=ひ逆≠0(3)動(dòng)——?jiǎng)討B(tài)平衡(平衡時(shí),正、逆反應(yīng)仍在進(jìn)行)

定——平衡狀態(tài)時(shí),反應(yīng)混合物中各組分的濃度保持不變3.化學(xué)平衡的特征(1)逆——可逆反應(yīng)變——當(dāng)濃4.化學(xué)平衡狀態(tài)的標(biāo)志⑴用速率判斷:同一物質(zhì)的消耗速率等于生成速率即V(正)=V(逆)

不同物質(zhì)用正逆反應(yīng)表示的速率之比等于化學(xué)方程式中的系數(shù)比(2)用各組分的含量判斷:各組分的質(zhì)量分?jǐn)?shù)(或質(zhì)量)不變各組分氣體的體積分?jǐn)?shù)(或體積)不變各組分的物質(zhì)的量分?jǐn)?shù)(或物質(zhì)的量或分子數(shù))不變各組分的物質(zhì)的量濃度不變(3)特殊方法:

反應(yīng)前后都是氣體且體積不等的可逆反應(yīng),總物質(zhì)的量或平均摩爾質(zhì)量或恒溫恒容下的總壓或恒溫恒壓下的密度不變。4.化學(xué)平衡狀態(tài)的標(biāo)志⑴用速率判斷:同一物質(zhì)的消耗速率等于生(4)用轉(zhuǎn)化率或產(chǎn)率判斷:反應(yīng)物的轉(zhuǎn)化率、產(chǎn)物的產(chǎn)率不變。(5)用顏色判斷:

對(duì)于有顏色物質(zhì)參加或生成的可逆反應(yīng),顏色不變。(3)特殊方法:

反應(yīng)前后都是氣體且體積不等的可逆反應(yīng),總物質(zhì)的量或平均摩爾質(zhì)量或恒溫恒容下的總壓或恒溫恒壓下的密度不變。(4)用轉(zhuǎn)化率或產(chǎn)率判斷:反應(yīng)物的轉(zhuǎn)化率、產(chǎn)物的產(chǎn)率不變。(1.下列方法中可以證明A(s)+2B2(g)

2C2(g)+D2(g)已經(jīng)達(dá)到平衡狀態(tài)的是______________________.⑵、一個(gè)B—B鍵的斷裂的同時(shí)有一個(gè)C—C鍵的生成(8)、百分組成B2%=C2%=D2%⑴、單位時(shí)間內(nèi)生成了2molC2的同時(shí)也生成了1molA⑶、反應(yīng)速率ひ(B2)=ひ(C2)=1/2ひ(D2)⑷、C(B2):C(C2):C(D2)=2:2:1⑸、溫度、體積一定時(shí),[B2]、[C2]、[D2]濃度不再變化⑹、溫度、體積一定時(shí),容器內(nèi)的壓強(qiáng)不再變化(7)、溫度、體積一定時(shí),混合氣體的密度不再變化⑴、⑸、⑹、(7)〖思考與練習(xí)〗1.下列方法中可以證明A(s)+2B2(g)2.在一定溫度下,可逆反應(yīng):A2(氣)+B2(氣)2AB(氣)達(dá)到平衡的標(biāo)志是()(A)A2、B2、AB的濃度不再變化(B)容器中的壓強(qiáng)不再隨時(shí)間變化(C)單位時(shí)間內(nèi)生成n

mol的A2同時(shí)生成2n

mol的AB

(D)A2、B2、AB的濃度之比為1:1:2AC2.在一定溫度下,可逆反應(yīng):AC二、化學(xué)平衡移動(dòng)

1.概念:可逆反應(yīng)中舊化學(xué)平衡的破壞,新化學(xué)平衡的建立過(guò)程叫做化學(xué)平衡移動(dòng)。

2.化學(xué)平衡移動(dòng)的根本原因:外界條件改變,引起ひ正、ひ逆發(fā)生改變,且:ひ正≠ひ逆≠0,造成化學(xué)平衡移動(dòng)。

3.化學(xué)平衡移動(dòng)的結(jié)果:

速率、體系中各組分含量與原平衡比較均發(fā)生變化。4.化學(xué)平衡移動(dòng)的方向:ひ正>ひ逆,正反應(yīng)方向移動(dòng)。

ひ正<ひ逆,逆反應(yīng)方向移動(dòng)。

ひ正=ひ逆,平衡不移動(dòng)。二、化學(xué)平衡移動(dòng)1.概念:可逆反應(yīng)中舊化學(xué)平衡的

三、影響化學(xué)平衡移動(dòng)的因素

在其他條件不變時(shí),增大反應(yīng)物濃度或減小生成物濃度都可使化學(xué)平衡向正反應(yīng)方向移動(dòng);反之化學(xué)平衡向逆反應(yīng)方向移動(dòng)。1.濃度三、影響化學(xué)平衡移動(dòng)的因素在其他條件不

注意:加入不溶性固體物質(zhì)或不溶性液態(tài)物質(zhì)時(shí),由于其“濃度”為一常數(shù),不隨其量的增減而變化,故改變這些物質(zhì)的投入量,對(duì)平衡沒(méi)有影響。注意:加入不溶性固體物質(zhì)或不溶性液態(tài)物質(zhì)時(shí),由于其“

對(duì)于反應(yīng)前后氣體總體積發(fā)生變化的可逆反應(yīng),在其他條件不變時(shí),增大壓強(qiáng),化學(xué)平衡向氣體體積縮小的方向移動(dòng);反之,化學(xué)平衡向氣體體積增大的方向移動(dòng)。

其他條件不變時(shí),壓強(qiáng)增大,ひ正、ひ逆都提高,但氣體體積之和大的反應(yīng)速率增大的幅度更大。N2(g)+3H2(g)2NH3(g)2.壓強(qiáng):對(duì)于反應(yīng)前后氣體總體積發(fā)生變化的可逆反應(yīng),在

壓強(qiáng)對(duì)平衡的影響,只考慮對(duì)參加反應(yīng)的氣態(tài)物質(zhì)的影響。H2(g)+I2(g)2HI(g)壓強(qiáng)對(duì)平衡的影響,只考慮對(duì)參加反應(yīng)的氣態(tài)物質(zhì)的3.溫度

在其他條件不變的情況下,升高溫度,化學(xué)平衡向吸熱反應(yīng)方向移動(dòng),降低溫度,化學(xué)平衡向放熱反應(yīng)方向移動(dòng)。升高溫度,吸熱反應(yīng)方向的速率增大的幅度更大。降低溫度,吸熱反應(yīng)方向的速率降低的幅度更大。N2(g)+3H2(g)2NH3(g);△H<03.溫度升高溫度,吸熱反應(yīng)方向的速率增大的幅度更大。降

它的使用能同等程度地改變正、逆反應(yīng)速率(即反應(yīng)速率改變但仍然相等),可以改變化學(xué)反應(yīng)達(dá)到平衡所需要的時(shí)間。正催化劑可以加快反應(yīng)速率,縮短反應(yīng)達(dá)到平衡所需要的時(shí)間。t1t2t產(chǎn)物含量使用催化劑4.催化劑對(duì)化學(xué)平衡移動(dòng)無(wú)影響它的使用能同等程度地改變正、逆反應(yīng)速率(即勒夏特列原理:

——化學(xué)平衡移動(dòng)原理

若改變影響平衡的一個(gè)條件(濃度、壓強(qiáng)、溫度),平衡就向能夠減弱這種改變的方向移動(dòng)。勒夏特列原理:若改變影響平衡的一個(gè)條件(濃度、四、幾種平衡圖像mA(g)+nB(g)pC(g)+qD(g);△H=-Q

⑴轉(zhuǎn)化率-時(shí)間對(duì)于反應(yīng)Q>0m+n>p+q四、幾種平衡圖像mA(g)+nB(g)pC(g)+qD(gm+n=p+qm+n<p+qmA(g)+nB(g)pC(g)+qD(g);△H=-Q

m+n=p+qm+n<p+qmA(g)+nB(g)pC(g)⑵含量-時(shí)間圖mA(g)+nB(g)pC(g)+qD(g);△H=-Q

Q<0Q<0⑵含量-時(shí)間圖mA(g)+nB(g)pC(g)+qD(g)mA(g)+nB(g)pC(g)+qD(g);△H=-Q

m+n>p+qm+n>p+qmA(g)+nB(g)pC(g)+qD(g);△H=-Q⑶轉(zhuǎn)化率-溫度-壓強(qiáng)圖mA(g)+nB(g)pC(g)+qD(g);△H=-Q

m+n>p+qQ>0m+n<p+qQ<0⑶轉(zhuǎn)化率-溫度-壓強(qiáng)圖mA(g)+nB(g)pC(g)+qm+n>p+qQ<0m+n<p+qQ>0mA(g)+nB(g)pC(g)+qD(g);△H=-Q

m+n>p+qQ<0m+n<p+qQ>0mA(g)+nB(g⑷含量-溫度-壓強(qiáng)圖mA(g)+nB(g)pC(g)+qD(g);△H=-Q

m+n>p+qQ<0m+n<p+qQ<0⑷含量-溫度-壓強(qiáng)圖mA(g)+nB(g)pC(g)+qDmA(g)+nB(g)pC(g)+qD(g);△H=-Q

m+n>p+qQ>0m+n>p+qQ<0mA(g)+nB(g)pC(g)+qD(g);△H=-QB

[例1]

下圖表示可逆反應(yīng):A(g)+B(g)C(g),當(dāng)增大壓強(qiáng)時(shí),平衡由a點(diǎn)移動(dòng)到b點(diǎn),正確的曲線是()。B[例1]下圖表示可逆反應(yīng):B

500Cot0700CoC%(A)0vPV正逆V(B)0TvV正逆V(C)0P10Co100CoA轉(zhuǎn)化率(D)可表示為可逆反應(yīng)2A(g)+B(g)2C(g)△H<0的圖像是()【例2】B500Cot0700CoC%(A)0vPV正逆V(

[例3]如圖曲線是在其他條件一定時(shí),反應(yīng):2NO2N2O4;△H

<O中,NO2最大轉(zhuǎn)化率與溫度的關(guān)系曲線。圖上標(biāo)有A、B、C、D、E5點(diǎn),其中表示未達(dá)到平衡狀態(tài)且ひ(正)>ひ(逆)的點(diǎn)是()(A)A或E(B)C(C)B(D)DB[例3]如圖曲線是在其他條件一定時(shí),反應(yīng):(A)CD

[例4]可逆反應(yīng):mA(s)+nB(g)

pC(g);△H<0在一定溫度的密閉容器中進(jìn)行,B的體積分?jǐn)?shù)(VB%)與壓強(qiáng)關(guān)系如圖所示。下列敘述正確的是()(A)m+n<p(B)n>p(C)n<p(D)x點(diǎn)時(shí):ひ(正)>ひ(逆)CD[例4]可逆反應(yīng):mA(s)+nB(g)

[例5]

下列事實(shí)中不能用平衡移動(dòng)原理解釋的是()(A)密閉、低溫是存放氨水的必要條件(B)實(shí)驗(yàn)室用排飽和食鹽水法收集氯氣(C)硝酸工業(yè)生產(chǎn)中,使用過(guò)量空氣以提高NH3的利用率

(D)在FeSO4溶液中,加入鐵粉以防止氧化D

[例6]

對(duì)于反應(yīng)mA(g)+nB(g)qC(g)有如右圖所示關(guān)系,則:p1與p2的關(guān)系___________;m+n與q的關(guān)系____________;T1與T2的關(guān)系__________;(選填“>”“<”或“=”)正反應(yīng)是吸熱還是放熱?正反應(yīng)為放熱反應(yīng)。

[例5]下列事實(shí)中不能用平衡移動(dòng)原理解釋的是(五、等效平衡1、等效平衡的含義

同一可逆反應(yīng),

在相同條件(定溫、定容或定溫、定壓)下,初始加入物質(zhì)的物質(zhì)的量不同,而達(dá)平衡時(shí)兩個(gè)平衡中同種物質(zhì)的百分含量相同,這樣的兩個(gè)平衡稱為等效平衡。2、等效平衡的規(guī)律I類:非等體反應(yīng)在恒溫恒容下?lián)Q算成方程式同一邊的物質(zhì)后,物質(zhì)的量相等即為平衡等效。

Ⅲ類:等體反應(yīng)不論在恒溫恒容或恒溫恒壓下?lián)Q算為方程式同一邊的物質(zhì)后,物質(zhì)的量之比相等即為等效衡。Ⅱ類:非等體反應(yīng)在恒溫恒壓下?lián)Q算為方程式同一邊的物質(zhì)后,物質(zhì)的量之比相等即為等效平衡。

五、等效平衡1、等效平衡的含義同一可逆反應(yīng),

選項(xiàng)A是錯(cuò)誤的。因?yàn)?molA和2molB比題目所給出的已知量多出了1倍,達(dá)到平衡時(shí)C的濃度必然大于wmol/L,二者不相等。

選項(xiàng)B是錯(cuò)誤的。當(dāng)將3molC和1molD完全轉(zhuǎn)化為A和B時(shí),可得2molA和1molB,比題干多給了1molB,故平衡時(shí)C的濃度必然大于wmol/L。

選項(xiàng)C也是錯(cuò)誤的。因?yàn)槿舭?molC和1molD放入容器中,當(dāng)完全轉(zhuǎn)化為A和B,可得2molA和1molB,加入已知2molA和1molB,則可得該混合氣體與4molA和2molB是等價(jià)的。因此,達(dá)到平衡狀態(tài)時(shí),C的濃度必然大于wmol/L。

[例1]

在一個(gè)固定體積的密閉容器中,加入2molA和1molB,發(fā)生反應(yīng)2A

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