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文檔簡介
關(guān)于化學(xué)反應(yīng)速率和化學(xué)平衡全部第一頁,共一百六十九頁,編輯于2023年,星期日
舉出幾例你在生活中所遇到與化學(xué)反應(yīng)快慢有關(guān)的事例。第二頁,共一百六十九頁,編輯于2023年,星期日一、化學(xué)反應(yīng)速率化學(xué)反應(yīng)速率的含義:
化學(xué)反應(yīng)速率是用來衡量化學(xué)反應(yīng)進(jìn)行快慢的尺度。它與兩個(gè)因素有關(guān):一個(gè)是反應(yīng)的時(shí)間;另一個(gè)是反應(yīng)物或生成物的濃度。反應(yīng)物濃度隨著反應(yīng)的進(jìn)行而不斷減小,生成物濃度隨著反應(yīng)的不斷進(jìn)行而增大。第三頁,共一百六十九頁,編輯于2023年,星期日1.化學(xué)反應(yīng)速率的表示方法:
用單位時(shí)間里反應(yīng)物濃度的減少或生成物濃度的增加來表示2.數(shù)學(xué)表達(dá)式:v(B)=3.單位:mol·L-1·s-1或mol·L-1·min-1
或mol·L-1·h-1第四頁,共一百六十九頁,編輯于2023年,星期日4.關(guān)于化學(xué)反應(yīng)速率的簡單計(jì)算:例1.在某一化學(xué)反應(yīng)里,反應(yīng)物A的濃度在10s內(nèi)從4.0mol·L-1變成1.0mol·L-1,在這10s內(nèi)A的化學(xué)反應(yīng)速率是多少?第五頁,共一百六十九頁,編輯于2023年,星期日例2.向一個(gè)容積為1L的密閉容器中放入2molSO2和1molO2,在一定的條件下,2s末測(cè)得容器內(nèi)有0.8molSO2,求2s內(nèi)SO2、O2、SO3的平均反應(yīng)速率和反應(yīng)速率比化學(xué)反應(yīng)速率之比=化學(xué)計(jì)量數(shù)之比第六頁,共一百六十九頁,編輯于2023年,星期日1.反應(yīng)N2+3H22NH3,在2L的密閉容器中發(fā)生,5min內(nèi)NH3
的質(zhì)量增加了1.7克,求v(NH3)、v(H2)、v(N2)第七頁,共一百六十九頁,編輯于2023年,星期日例3.在mA+nB=pC的反應(yīng)中,經(jīng)過10s的反應(yīng)后,各物質(zhì)的濃度變化為:
A減少amol·L-1,B減少a/2mol·L-1,C增加amol·L-1,則該反應(yīng)的化學(xué)方程式是_________________第八頁,共一百六十九頁,編輯于2023年,星期日小結(jié):1.求得的反應(yīng)速率均為正數(shù),沒有負(fù)數(shù)2.求出的反應(yīng)速率是一段時(shí)間內(nèi)的平均速率而不是某一時(shí)刻的瞬時(shí)速率3.不同的物質(zhì)表示的同一反應(yīng)的反應(yīng)速率,其數(shù)值不一定相等,其數(shù)值之比等于化學(xué)方程式的計(jì)量數(shù)之比(所以,表示一個(gè)反應(yīng)的反應(yīng)速率必須指明對(duì)應(yīng)的物質(zhì))第九頁,共一百六十九頁,編輯于2023年,星期日如何比較一個(gè)化學(xué)反應(yīng)的反應(yīng)速率的大小?反應(yīng)A+3B=2C+2D在四種不同情況下的反應(yīng)速率分別為①v(A)=0.15mol/(L.s)②v(B)=0.6mol/(L.s)③v(C)=0.4mol/(L.s)④v(D)=0.45mol/(L.s)
該反應(yīng)進(jìn)行的快慢順序?yàn)開________④>②=③>①比較一個(gè)反應(yīng)的反應(yīng)速率的快慢,必須找同一參照物第十頁,共一百六十九頁,編輯于2023年,星期日根據(jù)下圖填空:(1)反應(yīng)物是_____;生成物是_____。(2)2min內(nèi)A、B、C三者的反應(yīng)速率是多少?該反應(yīng)的化學(xué)方程式是____________第十一頁,共一百六十九頁,編輯于2023年,星期日
練習(xí):在25℃時(shí),向100mL含HCl14.6g的鹽酸中,放入5.6g鐵粉,反應(yīng)進(jìn)行到2s時(shí)收集到氫氣1.12L(標(biāo)況),之后反應(yīng)又進(jìn)行了4s,鐵粉全溶解。若不考慮體積變化,則:
(1)前2s內(nèi)用FeCl2表示的平均反應(yīng)速率為
;
(2)后4s內(nèi)用HCl表示的平均反應(yīng)速率為
;
(3)前2s與后4s比較,反應(yīng)速率
較快,其原因可能
。0.25mol/L·s0.25mol/L·s前2s前2s時(shí)段鹽酸濃度比后4s時(shí)段大第十二頁,共一百六十九頁,編輯于2023年,星期日第二章化學(xué)反應(yīng)速率和化學(xué)平衡第二節(jié)影響化學(xué)反應(yīng)速率的因素第十三頁,共一百六十九頁,編輯于2023年,星期日
先回顧上節(jié)學(xué)過的化學(xué)反應(yīng)速率的含義∶(1)化學(xué)反應(yīng)速率是用來衡量化學(xué)反應(yīng)的快慢的尺度,它與時(shí)間和濃度變化有關(guān).(2)在同一反應(yīng)中用不同物質(zhì)來表示時(shí),其數(shù)值可以不同,但都表示同一個(gè)反應(yīng)的速率.因此,表示化學(xué)反應(yīng)的速率時(shí),必須說明反應(yīng)物中哪種物質(zhì)做標(biāo)準(zhǔn).不同物質(zhì)的速率的比值一定等于化學(xué)方程式中相應(yīng)的化學(xué)計(jì)量數(shù)之比.(3)一般來說,化學(xué)反應(yīng)速率隨反應(yīng)的進(jìn)行而逐漸減慢.因此,某一段時(shí)間內(nèi)的反應(yīng)速率,是平均速率,而不是指瞬時(shí)速率.(4)化學(xué)反應(yīng)速率一般不能用固體或純液體表示。第十四頁,共一百六十九頁,編輯于2023年,星期日化學(xué)反應(yīng)速率第二節(jié)學(xué)習(xí)目標(biāo):掌握內(nèi)因和外因如濃度、壓強(qiáng)、溫度、催化劑對(duì)化學(xué)反應(yīng)速率的影響重點(diǎn)、難點(diǎn):外界條件對(duì)化學(xué)反應(yīng)速率的影響第十五頁,共一百六十九頁,編輯于2023年,星期日2、影響化學(xué)反應(yīng)速率的因素化學(xué)反應(yīng)速率與分子間的有效碰撞頻率有關(guān)。想一想,我們以前學(xué)過的、用過的和日常生活中改變速率的方法有哪些?我們知道的改變反應(yīng)速率的措施有∶加熱、攪拌、增大反應(yīng)物的濃度、使用催化劑、汽車加大油門、爐膛安裝鼓風(fēng)機(jī)、把煤塊粉碎后使用、用冰箱保存食物、糕點(diǎn)盒裝小包除氧劑等等。第十六頁,共一百六十九頁,編輯于2023年,星期日
影響速率的因素∶一、內(nèi)因:
物質(zhì)本身的結(jié)構(gòu)和性質(zhì)是化學(xué)反應(yīng)速率大小的決定因素,反應(yīng)類型不同有不同的化學(xué)反應(yīng)速率,反應(yīng)類型相同但反應(yīng)物不同,化學(xué)反應(yīng)速率也不同。影響化學(xué)反應(yīng)速率的因素第十七頁,共一百六十九頁,編輯于2023年,星期日
轉(zhuǎn)入本課重點(diǎn)內(nèi)容二、外因(反應(yīng)物的濃度、溫度、體系的壓強(qiáng)、催化劑、溶劑、光輻射、放射線輻射、超聲波、電弧、強(qiáng)磁場(chǎng)、高速研磨、顆粒大小等等)第十八頁,共一百六十九頁,編輯于2023年,星期日
化學(xué)反應(yīng)的過程是反應(yīng)物分子中的原子重新組合,生成生成物分子的過程;也是反應(yīng)物分子中化學(xué)鍵的斷裂、生成物分子形成的先決條件。
如化學(xué)鍵的形成的過程∶舊鍵的斷裂、新鍵的形成都是通過反應(yīng)物分子(或離子)的相互碰撞來實(shí)現(xiàn)的,如果反應(yīng)物分子(或離子)的相互不接觸、不碰撞,就不可能發(fā)生化學(xué)反應(yīng);因此,反應(yīng)物分子(或離子)的碰撞是發(fā)生的。例如在101kPa和500OC時(shí),0.001mol/L的HI氣體,第十九頁,共一百六十九頁,編輯于2023年,星期日
每升氣體中,分子碰撞達(dá)每秒3.5x1028
次之多。又如2,在常溫下常壓下,
H2和O2混合可以長時(shí)間共存而不發(fā)生明顯反應(yīng),可見反應(yīng)物分子(或離子)的每次碰撞不一定都能發(fā)生化學(xué)反應(yīng)。
我們把能夠發(fā)生化學(xué)反應(yīng)的碰撞叫做有效碰撞,把能夠發(fā)生有效碰撞的分子叫活化分子。第二十頁,共一百六十九頁,編輯于2023年,星期日影響化學(xué)反應(yīng)速率的因素:
一.內(nèi)因二.外因
(1)回顧濃度對(duì)化學(xué)反應(yīng)速率大小的影響
(實(shí)驗(yàn)2一2)∶
2KMnO4+5H2C2O4+3H2SO4=K2SO4+2MnSO4+10CO2↑+8H2O實(shí)驗(yàn)表明,加入較濃的草酸溶液的試管溶液褪色更快些。
結(jié)論∶其他條件相同時(shí),增大反應(yīng)物濃度反應(yīng)速率加快,反之減慢。(適宜有液體和氣體參加的反應(yīng))
第二十一頁,共一百六十九頁,編輯于2023年,星期日觀察濃度、壓強(qiáng)對(duì)反應(yīng)速率影響的動(dòng)畫實(shí)驗(yàn)(2)壓強(qiáng)對(duì)化學(xué)反應(yīng)速率的影響:
對(duì)于氣體反應(yīng),當(dāng)其它條件不變時(shí),增大壓強(qiáng)相當(dāng)于增大反應(yīng)物的濃度,反應(yīng)速率加快;減小壓強(qiáng)相當(dāng)于減少反應(yīng)物的濃度,反應(yīng)速率減慢。
(只適宜有氣體參加或生成的反應(yīng),如果只有固體或液體參加的反應(yīng),壓強(qiáng)的變化對(duì)于反應(yīng)速率可以忽略不計(jì)。)第二十二頁,共一百六十九頁,編輯于2023年,星期日二影響化學(xué)反應(yīng)速率的因素:
2.外因∶
(1)濃度對(duì)化學(xué)反應(yīng)速率的影響
(2)壓強(qiáng)對(duì)化學(xué)反應(yīng)速率的影響
(3)溫度對(duì)化學(xué)反應(yīng)速率的影響
(實(shí)驗(yàn)2一3)∶實(shí)驗(yàn)表明,加熱的一組首先出現(xiàn)渾濁。第二十三頁,共一百六十九頁,編輯于2023年,星期日
實(shí)驗(yàn)2一3Na2S2O4+H2SO4==Na2SO4+SO2+S↓+H2O再觀看動(dòng)畫;從實(shí)驗(yàn)中可以得出結(jié)論∶加熱的一組首先出現(xiàn)渾濁??茖W(xué)探究∶碘化鉀加入稀硫酸,振蕩加淀粉溶液,加熱的試管先出現(xiàn)藍(lán)色。第二十四頁,共一百六十九頁,編輯于2023年,星期日二影響化學(xué)反應(yīng)速率的因素:
2.外因
(3)溫度對(duì)化學(xué)反應(yīng)速率的影響:
當(dāng)其它條件不變時(shí),升高溫度,化學(xué)反應(yīng)速率加快;降低溫度,化學(xué)反應(yīng)速率減慢。實(shí)驗(yàn)測(cè)得:溫度每升高100C,化學(xué)反應(yīng)速率通常增大到原來的2---4倍。第二十五頁,共一百六十九頁,編輯于2023年,星期日
在濃度一定時(shí),升高
溫度,反應(yīng)物分子的
能量增加,使原來一部分原來能量較低的分子變成活化分子,從而增加了反應(yīng)物分子中的活化分子數(shù),使有效碰撞次數(shù)增多,因而使反應(yīng)速率增大。當(dāng)然,由于升高溫度,會(huì)使分子的運(yùn)動(dòng)加快,單位時(shí)間里反應(yīng)物分子間的碰撞次數(shù)增加,反應(yīng)也會(huì)相應(yīng)加快,但這不是主要原因。第二十六頁,共一百六十九頁,編輯于2023年,星期日(4)催化劑對(duì)化學(xué)反應(yīng)速率的影響
催化劑能夠降低反應(yīng)所需要的活化能,這樣使更多的反應(yīng)物分子成為活化分子,大大增加單位體積內(nèi)反應(yīng)物分子中活化分子所占百分?jǐn)?shù),從而提高了有效碰撞的頻率,成千上萬倍地增大化學(xué)反應(yīng)速率。如以下反應(yīng),加入二氧化錳加速過氧化氫的分解速度。
MnO2
(實(shí)驗(yàn)2一4)2H2O====2H2O+O2↑第二十七頁,共一百六十九頁,編輯于2023年,星期日▲理論解釋影響因素如加熱、增大反應(yīng)物濃度等我們前面已經(jīng)從能量、分子碰撞等方面進(jìn)行了解釋,希望同學(xué)們?cè)僮骼斫?,掌握影響化學(xué)反應(yīng)速率的外界條件的內(nèi)容,了解其為什么產(chǎn)生這樣影響的基本原因。第二十八頁,共一百六十九頁,編輯于2023年,星期日
練習(xí)題11、對(duì)于在一個(gè)密閉容器中進(jìn)行的可逆反應(yīng):
C(s)+O2=CO2(s)下列說法中錯(cuò)誤的是()A將碳?jí)K粉碎成粉末可以加快化學(xué)反應(yīng)速率B增大氧氣的量可以加快化學(xué)反應(yīng)速率C增大壓強(qiáng)可以加快化學(xué)反應(yīng)速率D增加碳的量可以加快化學(xué)反應(yīng)速率第二十九頁,共一百六十九頁,編輯于2023年,星期日
參考答案對(duì)于在一個(gè)密閉容器中進(jìn)行的可逆反應(yīng):
C(s)+O2=CO2(s)下列說法中錯(cuò)誤的是(D)A將碳?jí)K粉碎成粉末可以加快化學(xué)反應(yīng)速率B增大氧氣的量可以加快化學(xué)反應(yīng)速率C增大壓強(qiáng)可以加快化學(xué)反應(yīng)速率D增加碳的量可以加快化學(xué)反應(yīng)速率第三十頁,共一百六十九頁,編輯于2023年,星期日
練習(xí)題2NO和CO都是汽車尾氣中的物質(zhì),它們能很緩慢地反應(yīng)生成CO2和N2,對(duì)此反應(yīng)有關(guān)的敘述中不正確的是()
A、降低溫度能加快化學(xué)反應(yīng)速率;
B、使用適當(dāng)催化劑可以加快化學(xué)反應(yīng)速率;
C、增大一氧化氮的量可以加快化學(xué)反應(yīng)速率;
D改變壓強(qiáng)對(duì)化學(xué)反應(yīng)速率沒有影響。第三十一頁,共一百六十九頁,編輯于2023年,星期日
參考答案NO和CO都是汽車尾氣中的物質(zhì),它們能很緩慢地反應(yīng)生成CO2和N2,對(duì)此反應(yīng)有關(guān)的敘述中不正確的是(A、D)
A、降低溫度能加快化學(xué)反應(yīng)速率;
B、使用適當(dāng)催化劑可以加快化學(xué)反應(yīng)速率;
C、增大一氧化氮的量可以加快化學(xué)反應(yīng)速率;
D改變壓強(qiáng)對(duì)化學(xué)反應(yīng)速率沒有影響。第三十二頁,共一百六十九頁,編輯于2023年,星期日▲催化劑的應(yīng)用從以上三個(gè)實(shí)驗(yàn)(科學(xué)探究)中可以看到,催化劑不同,化學(xué)反應(yīng)的速率有著顯著的區(qū)別,因此催化劑具有選擇性。目前,催化作用的研究一直是受到高度重視的高科技領(lǐng)域。第三十三頁,共一百六十九頁,編輯于2023年,星期日
練習(xí)與思考1、對(duì)于反應(yīng)∶N2+O22NO,在密閉容器中進(jìn)行,下列條件能加快反應(yīng)速率的是()A、縮小體積使壓強(qiáng)增大;B、體積不變充入氮?dú)馐箟簭?qiáng)增大;C、體積不變充入惰性氣體;D、使總壓強(qiáng)不變,充入惰性氣體。第三十四頁,共一百六十九頁,編輯于2023年,星期日
練習(xí)答案∶1、對(duì)于反應(yīng)∶N2+O22NO,在密閉容器中進(jìn)行,下列條件能加快反應(yīng)速率的是(A、B
)A、縮小體積使壓強(qiáng)增大;B、體積不變充入氮?dú)馐箟簭?qiáng)增大;C、體積不變充入惰性氣體;D、使總壓強(qiáng)不變,充入惰性氣體。第三十五頁,共一百六十九頁,編輯于2023年,星期日
練習(xí)與思考2、一定量的鹽酸跟過量的鐵粉反應(yīng)時(shí),為了減緩反應(yīng)速率且不影響生成氫氣的總量,可向鹽酸中加入適量的()A、氫氧化鈉固體;
B、水;C、氯化銨固體;D、醋酸鈉固體。第三十六頁,共一百六十九頁,編輯于2023年,星期日
參考答案∶2、一定量的鹽酸跟過量的鐵粉反應(yīng)時(shí),為了減緩反應(yīng)速率且不影響生成氫氣的總量,可向鹽酸中加入適量的(B.D
)A、氫氧化鈉固體;B、水;C、氯化銨固體;D、醋酸鈉固體。第三十七頁,共一百六十九頁,編輯于2023年,星期日第二章化學(xué)反應(yīng)速率和化學(xué)平衡第二節(jié)影響化學(xué)反應(yīng)速率的因素第二課時(shí)第三十八頁,共一百六十九頁,編輯于2023年,星期日化學(xué)反應(yīng)速率的表示方法是什么?通常用單位時(shí)間內(nèi)反應(yīng)物濃度的減小量或生成物濃度的增加量來表示。練習(xí):甲、乙兩容器都在進(jìn)行AB的反應(yīng),甲容器內(nèi)每分鐘減少4molA,乙容器內(nèi)每分鐘減少2molA,則甲容器內(nèi)反應(yīng)速率比乙容器內(nèi)的反應(yīng)速率快還是慢?復(fù)習(xí):第三十九頁,共一百六十九頁,編輯于2023年,星期日某些化學(xué)反應(yīng)的速率太快或太慢了怎么辦?例:夏天時(shí)食物變質(zhì)得太快了;
實(shí)驗(yàn)室使用氯酸鉀制氧氣的反應(yīng)速率太慢了。怎么辦?第四十頁,共一百六十九頁,編輯于2023年,星期日化學(xué)反應(yīng)為什么會(huì)有快有慢呢?影響化學(xué)反應(yīng)速率的因素有哪些呢?1、鈉與水的反應(yīng)速率要比鎂與水的反應(yīng)速率快得多。2、H2與F2的反應(yīng)速率要比H2
與I2
的反應(yīng)速率快得多。內(nèi)因——物質(zhì)本身的性質(zhì)(決定性因素)第四十一頁,共一百六十九頁,編輯于2023年,星期日討論影響化學(xué)反應(yīng)速率的因素內(nèi)因:外因:反應(yīng)物本質(zhì)屬性我們很難改變!有哪些?是如何影響化學(xué)反應(yīng)速率的?也很重要!第四十二頁,共一百六十九頁,編輯于2023年,星期日實(shí)驗(yàn)2-5:
在1支試管中,裝入2-3m約5%的H2O2溶液,滴入1-2滴1mol/LFeCl3溶液。待試管中有適量氣泡出現(xiàn)時(shí),將試管放入盛有冷水的燒杯中,記錄下觀察到的現(xiàn)象;再將試管放入盛有熱水的燒杯中,再對(duì)此觀察現(xiàn)象,并記錄。將結(jié)果在小組內(nèi)交流與討論。溫度對(duì)化學(xué)反應(yīng)速率的影響第四十三頁,共一百六十九頁,編輯于2023年,星期日實(shí)驗(yàn)2-5現(xiàn)象結(jié)論熱水中常溫冷水中產(chǎn)生氣泡速率增大升高溫度,反應(yīng)速率增大有氣泡冒出產(chǎn)生氣泡速率減小降低溫度,反應(yīng)速率減小2H2O2=2H2O
+O2溫度對(duì)化學(xué)反應(yīng)速率的影響第四十四頁,共一百六十九頁,編輯于2023年,星期日當(dāng)其它條件不變時(shí),升高溫度,反應(yīng)速率增大;降低溫度,反應(yīng)速率減小。溫度對(duì)化學(xué)反應(yīng)速率的影響結(jié)論:第四十五頁,共一百六十九頁,編輯于2023年,星期日想一想香蕉采摘的時(shí)候并不是完全熟的,常用乙烯作為它的催熟劑。第四十六頁,共一百六十九頁,編輯于2023年,星期日
在2支大小相同的試管中各裝入2-3mL5%的H2O2溶液,觀察現(xiàn)象。再向其中分別少量MnO2粉末、1-2滴1mol/LFeCl3溶液。對(duì)比觀察現(xiàn)象,將你看到的現(xiàn)象記錄下來,并將結(jié)果在小組內(nèi)交流與討論。實(shí)驗(yàn)2-6:催化劑對(duì)化學(xué)反應(yīng)速率的影響第四十七頁,共一百六十九頁,編輯于2023年,星期日實(shí)驗(yàn)2-6現(xiàn)象結(jié)論加入MnO2加入FeCl3不加其他試劑氣泡冒出速率增大氣泡冒出速率增大有氣泡冒出,較慢MnO2能加快反應(yīng)速率FeCl3能加快反應(yīng)速率無催化劑反應(yīng)較慢催化劑對(duì)化學(xué)反應(yīng)速率的影響第四十八頁,共一百六十九頁,編輯于2023年,星期日催化劑對(duì)化學(xué)反應(yīng)速率的影響加入催化劑,能增大化學(xué)反應(yīng)速率。結(jié)論:第四十九頁,共一百六十九頁,編輯于2023年,星期日影響反應(yīng)速率的因素:(1)溫度:升高溫度,增大反應(yīng)速率(2)催化劑:加入催化劑能改變(增大或減小)反應(yīng)速率,自身不發(fā)生改變。決定反應(yīng)速率的因素:反應(yīng)物本身的性質(zhì)第五十頁,共一百六十九頁,編輯于2023年,星期日1.人們?yōu)槭裁词褂秒姳鋬?chǔ)存食物?溫度越高,食物腐敗變質(zhì)的速率越快,電冰箱能提供較低的溫度。2.實(shí)驗(yàn)室通常要將兩種塊狀或顆粒狀的固體藥品研細(xì),并混勻后再進(jìn)行反應(yīng)。原因是什么?能增大反應(yīng)物的接觸面積,使反應(yīng)物充分接觸,使反應(yīng)速率加快。思考與交流第五十一頁,共一百六十九頁,編輯于2023年,星期日3.實(shí)驗(yàn)室進(jìn)行化學(xué)反應(yīng)時(shí),通常把一些固體物質(zhì)溶于水配成溶液再進(jìn)行反應(yīng)。原因是什么?配成溶液反應(yīng)能增大反應(yīng)速率。增大反應(yīng)物濃度能增大反應(yīng)速率。4.實(shí)驗(yàn)室常用約30%左右的硫酸溶液(約3.7mol/L)與鋅粒反應(yīng)制取氫氣,當(dāng)反應(yīng)進(jìn)行一段時(shí)間后,氣泡變得稀少了(鋅粒還有剩余),如果添加一些適當(dāng)濃度的硫酸溶液到反應(yīng)容器中,氣泡又會(huì)重新增多起來。原因是什么?第五十二頁,共一百六十九頁,編輯于2023年,星期日總結(jié)做好筆記影響反應(yīng)速率的因素:(1)溫度:升高溫度,增大反應(yīng)速率
(2)固體的表面積:增大固體的接觸面積,能增大反應(yīng)速率(3)反應(yīng)物的狀態(tài):液態(tài)或氣態(tài)比固態(tài)反應(yīng)速率快(4)溶液的濃度:增大溶液濃度,增大反應(yīng)速率(5)催化劑:加入催化劑能改變(增大或減小)
反應(yīng)速率,自身質(zhì)量和性質(zhì)都不發(fā)生改變。第五十三頁,共一百六十九頁,編輯于2023年,星期日影響化學(xué)反應(yīng)速率的因素應(yīng)用:一定條件下,在CaCO3(塊狀)+2HCl=CaCl2+H2O+CO2反應(yīng)中,為了加快反應(yīng)的速率,下列那些方法可行:A、增大HCl的濃度B、加水C、增加同濃度鹽酸的量D、加塊狀CaCO3
作業(yè):課本47頁第3題A第五十四頁,共一百六十九頁,編輯于2023年,星期日第三節(jié)化學(xué)平衡第二章化學(xué)反應(yīng)速率與化學(xué)平衡第一課時(shí)第五十五頁,共一百六十九頁,編輯于2023年,星期日
導(dǎo)入1、什么是可逆反應(yīng)?
在同一條件下,既能向正反應(yīng)方向進(jìn)行,同時(shí)又能向逆反應(yīng)方向進(jìn)行的反應(yīng),叫做可逆反應(yīng).NH3+H2ONH3·H2O
注意:可逆反應(yīng)總是不能進(jìn)行到底,得到的總是反應(yīng)物與生成物的混合物第五十六頁,共一百六十九頁,編輯于2023年,星期日2、什么是飽和溶液?
在一定溫度下,在一定量的溶劑里,不能再溶解某種溶質(zhì)的溶液,叫做這種溶質(zhì)的飽和溶液。
飽和溶液中溶質(zhì)的溶解過程完全停止了嗎?
沒有!以蔗糖溶解于水為例,蔗糖分子離開蔗糖表面擴(kuò)散到水中的速率與溶解在水中的蔗糖分子在蔗糖表面聚集成為晶體的速率相等。第五十七頁,共一百六十九頁,編輯于2023年,星期日即:溶解速率=結(jié)晶速率
達(dá)到了溶解的平衡狀態(tài),一種動(dòng)態(tài)平衡那么,可逆反應(yīng)的情況又怎樣呢?第五十八頁,共一百六十九頁,編輯于2023年,星期日開始時(shí)c(CO)、c(H2O)最大,c(CO2)、c(H2)=0
隨著反應(yīng)的進(jìn)行,正反應(yīng)速率逐漸減小,逆反應(yīng)速率逐漸增大c(CO2)、c(H2)逐漸增大
進(jìn)行到一定程度,總有那么一刻,正反應(yīng)速率和逆反應(yīng)速率的大小不再變化
在容積為1L的密閉容器里,加0.01molCO和0.01molH2O(g),CO+H2OCO2+H2c(CO)、c(H2O)逐漸減小第五十九頁,共一百六十九頁,編輯于2023年,星期日且正反應(yīng)速率=逆反應(yīng)速率正反應(yīng)速率逆反應(yīng)速率相等時(shí)間速率這時(shí),CO、H2O的消耗量等于CO2、H2反應(yīng)生成的CO、H2O的量,
反應(yīng)仍在進(jìn)行,但是四種物質(zhì)的濃度均保持不變,達(dá)到動(dòng)態(tài)平衡,這就是我們今天要重點(diǎn)研究的重要概念—化學(xué)平衡狀態(tài)第六十頁,共一百六十九頁,編輯于2023年,星期日1、定義:化學(xué)平衡狀態(tài),就是指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)。強(qiáng)調(diào)三點(diǎn)前提條件:可逆反應(yīng)實(shí)質(zhì):正反應(yīng)速率=逆反應(yīng)速率標(biāo)志:反應(yīng)混合物中各組分的濃度保持不變的狀態(tài)第六十一頁,共一百六十九頁,編輯于2023年,星期日2、化學(xué)平衡狀態(tài)的特征(1)動(dòng):動(dòng)態(tài)平衡(正逆反應(yīng)仍在進(jìn)行)(2)等:正反應(yīng)速率=逆反應(yīng)速率(3)定:反應(yīng)混合物中各組分的濃度保持不變,各組分的含量一定。(4)變:條件改變,原平衡被破壞,在新的條件下建立新的平衡。第六十二頁,共一百六十九頁,編輯于2023年,星期日①速率:v正=v逆(即任何一種物質(zhì)的生成速率等于其消耗速率)②各成分的含量保持不變直接以xA(g)+yB(g)zC(g)為例,分析化學(xué)反應(yīng)達(dá)到平衡狀態(tài)的標(biāo)志:第六十三頁,共一百六十九頁,編輯于2023年,星期日③混合氣體的總壓、總體積、總物質(zhì)的量不隨時(shí)間的延長而改變(x+y≠z)④各物質(zhì)的物質(zhì)的量,物質(zhì)的量濃度不隨時(shí)間的延長而改變間接第六十四頁,共一百六十九頁,編輯于2023年,星期日注意(1)對(duì)于反應(yīng)前后的氣體物質(zhì)的分子總數(shù)不相等的可逆反應(yīng)(如2SO2+O22SO3)來說,可利用混合氣體的總壓、總體積、總物質(zhì)的量是否隨著時(shí)間的改變而改變來判斷是否達(dá)到平衡。第六十五頁,共一百六十九頁,編輯于2023年,星期日(2)對(duì)于反應(yīng)前后氣體物質(zhì)的分子數(shù)相等的可逆反應(yīng):(如H2+I2(g)2HI),不能用此標(biāo)志判斷平衡是否到達(dá),因?yàn)樵诖朔磻?yīng)過程中,氣體的總壓、總體積、總物質(zhì)的量都不隨時(shí)間的改變而改變。第六十六頁,共一百六十九頁,編輯于2023年,星期日(3)對(duì)于不同類型的可逆反應(yīng),某一物理量不變是否可作為平衡已到達(dá)的標(biāo)志,取決于該物理量在平衡到達(dá)前(反應(yīng)過程中)是否發(fā)生變化。若是則可;否則,不行。第六十七頁,共一百六十九頁,編輯于2023年,星期日3、等效平衡問題:外界條件相同時(shí),可逆反應(yīng)不論從正反應(yīng)開始,還是從逆反應(yīng)開始,還是正反應(yīng)和逆反應(yīng)同時(shí)開始,途徑雖然不同,只要起始濃度相當(dāng),所建立的平衡是等效平衡,可以達(dá)到相同的平衡狀態(tài)。例如:在425℃時(shí),在1L密閉容器中進(jìn)行反應(yīng):H2+I22HI,達(dá)到平衡。不論從正反應(yīng)開始,還是從逆反應(yīng)開始,可以達(dá)到相同的平衡狀態(tài)。第六十八頁,共一百六十九頁,編輯于2023年,星期日濃度/mol·L-1時(shí)間/s0.001.002.001.580.21濃度/mol·L-1t2HIH2或I20.001.002.001.580.21t1時(shí)間/sHIH2或I2從正反應(yīng)開始從逆反應(yīng)開始1molH2+1molI22molHI相當(dāng)于例題等效平衡第六十九頁,共一百六十九頁,編輯于2023年,星期日小結(jié)1、化學(xué)平衡狀態(tài)的定義前提條件實(shí)質(zhì)標(biāo)志2、化學(xué)平衡狀態(tài)的特征動(dòng)、等、定、變3、等效平衡問題第七十頁,共一百六十九頁,編輯于2023年,星期日
怎樣理解v(正)=v(逆)?1.必須一個(gè)是正反應(yīng)速率,一個(gè)是逆反應(yīng)速率2.用不同物質(zhì)表示的反應(yīng)速率不能是表面上的數(shù)值相等,而應(yīng)是本質(zhì)意義相同(與計(jì)量數(shù)成正比)。第七十一頁,共一百六十九頁,編輯于2023年,星期日怎樣理解反應(yīng)混合物中各組分的濃度保持不變?“各組分的濃度保持不變”不能理解為與方程式的化學(xué)計(jì)量數(shù)成正比。濃度的變化量與化學(xué)計(jì)量數(shù)成正比,而平衡濃度不一定與化學(xué)計(jì)量數(shù)成正比。第七十二頁,共一百六十九頁,編輯于2023年,星期日
怎樣理解平衡與體系特征物理量的關(guān)系?
本身就不隨反應(yīng)進(jìn)行而變化的量不能做為平衡的標(biāo)志。隨反應(yīng)進(jìn)行而變化的量不再變化時(shí),說明體系已達(dá)平衡。第七十三頁,共一百六十九頁,編輯于2023年,星期日【例1】在一定溫度下,可逆反應(yīng)A(氣)+3B(氣)2C(氣)達(dá)到平衡的標(biāo)志是()A.
C的生成速率與C分解的速率相等B.單位時(shí)間內(nèi)生成nmolA,同時(shí)生成3nmolBC.
A、B、C的濃度不再變化D.
A、B、C的分子數(shù)比為1:3:2AC判斷可逆反應(yīng)達(dá)到平衡狀態(tài)?重要題型:第七十四頁,共一百六十九頁,編輯于2023年,星期日【例2】下列說法中可以充分說明反應(yīng):P(氣)+Q(氣)R(氣)+S(氣),在恒溫下已達(dá)平衡狀態(tài)的是()反應(yīng)容器內(nèi)壓強(qiáng)不隨時(shí)間變化B.
P和S的生成速率相等C.反應(yīng)容器內(nèi)P、Q、R、S四者共存D.反應(yīng)容器內(nèi)總物質(zhì)的量不隨時(shí)間而變化B第七十五頁,共一百六十九頁,編輯于2023年,星期日【例3】下列說法可以證明反應(yīng)N2+3H22NH3
已達(dá)平衡狀態(tài)的是()ACA.1個(gè)N≡N鍵斷裂的同時(shí),有3個(gè)H-H鍵形成B.1個(gè)N≡N鍵斷裂的同時(shí),有3個(gè)H-H鍵斷裂C.1個(gè)N≡N鍵斷裂的同時(shí),有6個(gè)N-H鍵斷裂D.1個(gè)N≡N鍵斷裂的同時(shí),有6個(gè)N-H鍵形成第七十六頁,共一百六十九頁,編輯于2023年,星期日【例4】在一定溫度下的恒容容器中,當(dāng)下列物理量不再發(fā)生變化時(shí),表明反應(yīng):A(固)+3B(氣)2C(氣)+D(氣)已達(dá)平衡狀態(tài)的是()A.混合氣體的壓強(qiáng)B.混合氣體的密度C.B的物質(zhì)的量濃度D.氣體的總物質(zhì)的量BC第七十七頁,共一百六十九頁,編輯于2023年,星期日【例5】在一定溫度下,下列敘述不是可逆反應(yīng)A(氣)+3B(氣)2C(氣)+2D(固)達(dá)到平衡的標(biāo)志的是①C的生成速率與C的分解速率相等②單位時(shí)間內(nèi)生成amolA,同時(shí)生成3amolB③A、B、C的濃度不再變化④A、B、C的分壓強(qiáng)不再變化⑤混合氣體的總壓強(qiáng)不再變化第七十八頁,共一百六十九頁,編輯于2023年,星期日⑥混合氣體的物質(zhì)的量不再變化⑦單位時(shí)間內(nèi)消耗amolA,同時(shí)生成3amolB⑧A、B、C、D的分子數(shù)之比為1:3:2:2A.②⑧B.②⑤⑧C.①③④⑦D.②⑤⑥⑧(
A
)第七十九頁,共一百六十九頁,編輯于2023年,星期日【例6】在一定溫度下,把1molCO和2molH2O通入一個(gè)密閉容器中,發(fā)生如下反應(yīng):CO(g)+H2O(g)CO2(g)+H2(g),一定時(shí)間后達(dá)到平衡,此時(shí),CO的含量為p%,若維持溫度不變,改變起始加入物質(zhì)的物質(zhì)的量,平衡時(shí)CO的含量仍為p%的是()A.1molCO2、2molH2
0.2molCO2、0.2molH2、
0.8molCO、1.8molH2OC.
1molCO2、1molH2OD.
1molCO2、1molH2、1molH2OBD第八十頁,共一百六十九頁,編輯于2023年,星期日【例7】在一定溫度下,把2摩SO2和1摩O2通入一個(gè)一定容積的密閉的容器里,發(fā)生如下反應(yīng):2SO2+O22SO3
當(dāng)此反應(yīng)進(jìn)行到一定程度時(shí),反應(yīng)混和物就處于化學(xué)平衡狀態(tài).現(xiàn)在該容器中,維持溫度不變,令a、b、c分別代表初始加入的SO2、O2和SO3的物質(zhì)的量(摩).如果a、b、c取不同的數(shù)值,它們必須滿足一定的相互關(guān)系,才能保證達(dá)到平衡時(shí),反應(yīng)混合物中三種氣體的百分含量仍跟上述平衡時(shí)的完全相同.請(qǐng)?zhí)顚懴铝锌瞻?(1)若a=0,b=0,則c=
.2第八十一頁,共一百六十九頁,編輯于2023年,星期日(2)若a=0.5,則b=
c=
(3)a、b、c取值必須滿足的一般條件是(請(qǐng)用兩個(gè)方程式表示,其中一個(gè)只含a和c,另一個(gè)只含b和c):
a+c=2,b+c/2=10.251.5第八十二頁,共一百六十九頁,編輯于2023年,星期日謝謝!第八十三頁,共一百六十九頁,編輯于2023年,星期日第三節(jié)化學(xué)平衡第二章化學(xué)反應(yīng)速率與化學(xué)平衡第二課時(shí)第八十四頁,共一百六十九頁,編輯于2023年,星期日化學(xué)平衡狀態(tài)的特征(1)動(dòng):動(dòng)態(tài)平衡(2)等:正反應(yīng)速率=逆反應(yīng)速率(3)定:反應(yīng)混合物中各組分的濃度保持不變,各組分的含量一定。(4)變:條件改變,原平衡被破壞,在新的條件下建立新的平衡??梢?,化學(xué)平衡只有在一定的條件下才能保持。當(dāng)外界條件改變,舊的化學(xué)平衡將被破壞,并建立起新的平衡狀態(tài)。第八十五頁,共一百六十九頁,編輯于2023年,星期日
可逆反應(yīng)中舊化學(xué)平衡的破壞、新化學(xué)平衡的建立過程叫做化學(xué)平衡的移動(dòng)。化學(xué)平衡移動(dòng)的概念:研究對(duì)象:已建立平衡狀態(tài)的體系平衡移動(dòng)的標(biāo)志:1、反應(yīng)混合物中各組分的濃度發(fā)生改變
2、V正≠
V逆第八十六頁,共一百六十九頁,編輯于2023年,星期日一、濃度對(duì)化學(xué)平衡的影響:Fe3++3SCN-Fe(SCN)3(硫氰化鐵)
增加Fe3+或SCN-的濃度,平衡向生成Fe(SCN)3的方向移動(dòng),故紅色加深。1.增加反應(yīng)物的濃度平衡向正反應(yīng)方向移動(dòng);小結(jié):2.減少生成物的濃度,平衡向正反應(yīng)方向移動(dòng);3.減小反應(yīng)物濃度或增加生成物的濃度,平衡向逆反應(yīng)方向移動(dòng).第八十七頁,共一百六十九頁,編輯于2023年,星期日t2V”正=V”逆V’逆V,正t3V正=V逆V正V逆t1t(s)
V(molL-1S-1)0
平衡狀態(tài)Ⅰ平衡狀態(tài)Ⅱ增大反應(yīng)物濃度速率-時(shí)間關(guān)系圖:原因分析:增加反應(yīng)物的濃度,V正>V逆,平衡向正反應(yīng)方向移動(dòng);第八十八頁,共一百六十九頁,編輯于2023年,星期日
當(dāng)減小反應(yīng)物的濃度時(shí),化學(xué)平衡將怎樣移動(dòng)?速率-時(shí)間關(guān)系圖:結(jié)論:減小反應(yīng)物的濃度,V正<V逆,平衡向逆反應(yīng)方向移動(dòng);討論:第八十九頁,共一百六十九頁,編輯于2023年,星期日第九十頁,共一百六十九頁,編輯于2023年,星期日1.結(jié)論:在其它條件不變的情況下,增加反應(yīng)物的濃度(或減少生成物的濃度),平衡向正反應(yīng)方向移動(dòng);反之,增加生成物的濃度(或減少反應(yīng)物的濃度),平衡向逆反應(yīng)方向移動(dòng)。增大成本較低的反應(yīng)物的濃度,提高成本較高的原料的轉(zhuǎn)化率。一、濃度對(duì)化學(xué)平衡的影響:2.意義:第九十一頁,共一百六十九頁,編輯于2023年,星期日思考:
1、氯氣為什么能被堿完全吸收?
2、在二氧化硫轉(zhuǎn)化為三氧化硫的過程中,應(yīng)該怎樣通過改變濃度的方法來提高該反應(yīng)的程度?3、可逆反應(yīng)H2O(g)+C(s)CO(g)+H2(g)
在一定條件下達(dá)平衡狀態(tài),改變下列條件,能否引起平衡移動(dòng)?CO濃度有何變化?①增大水蒸氣濃度②加入更多的碳③增加H2濃度第九十二頁,共一百六十九頁,編輯于2023年,星期日3、濃度對(duì)化學(xué)平衡移動(dòng)的幾個(gè)注意點(diǎn)①對(duì)平衡體系中的固態(tài)和純液態(tài)物質(zhì),其濃度可看作一個(gè)常數(shù),增加或減小固態(tài)或液態(tài)純凈物的量并不影響V正、V逆的大小,所以化學(xué)平衡不移動(dòng)。②只要是增大濃度,不論增大的是反應(yīng)物濃度,還是生成物濃度,新平衡狀態(tài)下的反應(yīng)速率一定大于原平衡狀態(tài);減小濃度,新平衡狀態(tài)下的速率一定小于原平衡狀態(tài)。③反應(yīng)物有兩種或兩種以上,增加一種物質(zhì)的濃度,該物質(zhì)的平衡轉(zhuǎn)化率降低,而其他物質(zhì)的轉(zhuǎn)化率提高。第九十三頁,共一百六十九頁,編輯于2023年,星期日二、壓強(qiáng)對(duì)化學(xué)平衡的影響:N2十3H22NH3NH3%隨著壓強(qiáng)的增大而增大,即平衡向正反應(yīng)的方向移動(dòng)。實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù):解釋:說明:增大壓強(qiáng),正逆反應(yīng)速率均增大,但增大倍數(shù)不一樣,平衡向著體積縮小的方向移動(dòng)加壓→體積縮小→濃度增大→正反應(yīng)速率增大逆反應(yīng)速率增大→V正>V逆→平衡向正反應(yīng)方向移動(dòng)。壓強(qiáng)(MPaH3%2.09.216.435.553.669.4第九十四頁,共一百六十九頁,編輯于2023年,星期日1.先決條件:2.結(jié)論:
反應(yīng)體系中有氣體參加且反應(yīng)前后總體積發(fā)生改變。
aA(g)+bB(g)cC(g)+dD(g)a+b≠c+d
對(duì)于反應(yīng)前后氣體體積發(fā)生變化的化學(xué)反應(yīng),在其它條件不變的情況下,增大壓強(qiáng),會(huì)使化學(xué)平衡向著氣體體積縮小的方向移動(dòng),減小壓強(qiáng),會(huì)使化學(xué)平衡向著氣體體積增大的方向移動(dòng)。體積縮?。杭礆怏w分子數(shù)目減少體積增大:即氣體分子數(shù)目增多說明:第九十五頁,共一百六十九頁,編輯于2023年,星期日V正=V逆V正V逆t1t(s)
V(molL-1S-1)0t2V”正=V”逆V’逆V‘正增大壓強(qiáng)3.速率-時(shí)間關(guān)系圖:aA(g)+bB(g)cC(g)+dD(g)a+b>c+d第九十六頁,共一百六十九頁,編輯于2023年,星期日二、壓強(qiáng)對(duì)化學(xué)平衡的影響:aA(g)+bB(g)cC(g)第九十七頁,共一百六十九頁,編輯于2023年,星期日思考:對(duì)于反應(yīng)
H2O+COH2+CO2如果增大壓強(qiáng),反應(yīng)速率是否改變,平衡是否移動(dòng)?高溫催化劑速率-時(shí)間關(guān)系圖:V(molL-1S-1)T(s)0V正=V逆V’正=V’逆增大壓強(qiáng),正逆反應(yīng)速率均增大,但增大倍數(shù)一樣,V’正=V’逆,平衡不移動(dòng)。t2第九十八頁,共一百六十九頁,編輯于2023年,星期日三、溫度對(duì)化學(xué)平衡的影響:2NO2N2O4+57KJ(紅棕色)(無色)
在其它條件不變的情況下,升高溫度,平衡向吸熱反應(yīng)方向移動(dòng)。降低溫度,平衡向放熱反應(yīng)方向移動(dòng)。1.結(jié)論:2.原因分析:
在其它條件不變的情況下,升高溫度,不管是吸熱反應(yīng)還是放熱反應(yīng),反應(yīng)速率都增大,但吸熱反應(yīng)增大的倍數(shù)大于放熱反應(yīng)增大的倍數(shù),故平衡向吸熱反應(yīng)的方向移動(dòng).第九十九頁,共一百六十九頁,編輯于2023年,星期日V正=V逆V正V逆t1t(s)
V(molL-1S-1)0t2V”正=V”逆V’逆V‘正升高溫度(正反應(yīng)是吸熱反應(yīng))3.速率-時(shí)間關(guān)系圖:2NO2N2O4第一百頁,共一百六十九頁,編輯于2023年,星期日三、溫度對(duì)化學(xué)平衡的影響:第一百零一頁,共一百六十九頁,編輯于2023年,星期日四、催化劑對(duì)化學(xué)平衡的影響:
同等程度改變化學(xué)反應(yīng)速率,V’正=V’逆,只改變反應(yīng)到達(dá)平衡所需要的時(shí)間,而不影響化學(xué)平衡的移動(dòng)。V(molL-1S-1)V正=V逆t1T(s)0V’正=V’逆催化劑對(duì)可逆反應(yīng)的影響:第一百零二頁,共一百六十九頁,編輯于2023年,星期日
可見,要引起化學(xué)平衡的移動(dòng),必須是由于外界條件的改變而引起V正≠
V逆。平衡移動(dòng)的本質(zhì):化學(xué)平衡為動(dòng)態(tài)平衡,條件改變?cè)斐蒝正≠
V逆平衡移動(dòng)原理(勒沙特列原理):
如果改變影響平衡的條件(如濃度、壓強(qiáng)、或溫度)等,平衡就向能減弱這種改變的方向移動(dòng)。第一百零三頁,共一百六十九頁,編輯于2023年,星期日BaCO3+Na2SO4=BaSO4↓+Na2CO3
反應(yīng)發(fā)生徹底的原因?討論用平衡移動(dòng)的原理解釋:第一百零四頁,共一百六十九頁,編輯于2023年,星期日解化學(xué)平衡圖像題的技巧
1、弄清橫坐標(biāo)和縱坐標(biāo)的意義。2、弄清圖像上點(diǎn)的意義,特別是一些特殊點(diǎn)(如與坐標(biāo)軸的交點(diǎn)、轉(zhuǎn)折點(diǎn)、幾條曲線的交叉點(diǎn))的意義。3、弄清圖像所示的增、減性。4、弄清圖像斜率的大小。
5、看是否需要輔助線。第一百零五頁,共一百六十九頁,編輯于2023年,星期日一、速率-時(shí)間圖象(V-t圖象)例1、判斷下列圖象中時(shí)間t2時(shí)可能發(fā)生了哪一種變化?分析平衡移動(dòng)情況。(A)(B)(C)第一百零六頁,共一百六十九頁,編輯于2023年,星期日(A)達(dá)到平衡后,若使用催化劑,C的質(zhì)量分?jǐn)?shù)增大(B)平衡后,若升高溫度,則平衡向逆反應(yīng)方向移動(dòng)(C)平衡后,增大A的量,有利于平衡正向移動(dòng)(D)化學(xué)方程式中一定有n>p+q例3、可逆反應(yīng)mA(s)+nB(g)pC(g)+qD(g)。反應(yīng)中,當(dāng)其它條件不變時(shí),C的質(zhì)量分?jǐn)?shù)與溫度(T)和壓強(qiáng)(P)的關(guān)系如上圖,根據(jù)圖中曲線分析,判斷下列敘述中正確的是()B二、轉(zhuǎn)化率(或產(chǎn)率、百分含量等)-時(shí)間圖象第一百零七頁,共一百六十九頁,編輯于2023年,星期日可采取的措施是()A、加入催化劑B、增大Y的濃度C、降低溫度D、增大體系壓強(qiáng)A練習(xí)1、圖中a曲線表示一定條件下的可逆反應(yīng):
X(g)+Y(g)2Z(g)+W(g);△H=QkJ/mol
的反應(yīng)過程。若使a曲線變?yōu)閎曲線,第一百零八頁,共一百六十九頁,編輯于2023年,星期日2、在密閉容器中進(jìn)行下列反應(yīng):M(g)+N(g)R(g)+2L,在不同條件下R的百分含量R%的變化情況如下圖,下列敘述正確的是()A、正反應(yīng)吸熱,L是氣體B、正反應(yīng)吸熱,L是固體C、正反應(yīng)放熱,L是氣體D、正反應(yīng)放熱,L是固體或液體C第一百零九頁,共一百六十九頁,編輯于2023年,星期日例4、在可逆反應(yīng)mA(g)+nB(g)pC(g);△H<0中m、n、p為系數(shù),且m+n>p。分析下列各圖,在平衡體系中A的質(zhì)量分?jǐn)?shù)與溫度t℃、壓強(qiáng)P關(guān)系正確的是()三、百分含量(轉(zhuǎn)化率或產(chǎn)率)--壓強(qiáng)(或溫度)圖象B第一百一十頁,共一百六十九頁,編輯于2023年,星期日1.如圖所示,反應(yīng):X(氣)+3Y(氣)2Z(氣);△H<0。在不同溫度、不同壓強(qiáng)(P1>P2)下達(dá)到平衡時(shí),混合氣體中Z的百分含量隨溫度變化的曲線應(yīng)為()C第一百一十一頁,共一百六十九頁,編輯于2023年,星期日2、mA(s)+nB(g)qC(g);ΔH<0的可逆反應(yīng),在一定溫度下的密閉容器中進(jìn)行,平衡時(shí)B的體積分?jǐn)?shù)V(B)%與壓強(qiáng)(P)關(guān)系如下圖所示,下列敘述正確的是()A、m+n<q B、n>qC、X點(diǎn)時(shí)的狀態(tài),V正>V逆D、X點(diǎn)比Y點(diǎn)混和物的正反應(yīng)速率慢B、C第一百一十二頁,共一百六十九頁,編輯于2023年,星期日例2、下圖表示某可逆反應(yīng)達(dá)到平衡過程中某一反應(yīng)物的v—t圖象,我們知道v=Δc/Δt;反之,Δc=v×Δt。請(qǐng)問下列v—t圖象中的陰影面積表示的意義是()CA、從反應(yīng)開始到平衡時(shí),該反應(yīng)物的消耗濃度B、從反應(yīng)開始到平衡時(shí),該反應(yīng)物的生成濃度C、從反應(yīng)開始到平衡時(shí),該反應(yīng)物實(shí)際減小的濃度第一百一十三頁,共一百六十九頁,編輯于2023年,星期日溫度一定,壓強(qiáng)分別為P1和P2時(shí),反應(yīng)體系X(s)+2Y(g)=nZ(g)中反應(yīng)物Y的轉(zhuǎn)化率與時(shí)間的關(guān)系如圖2-27所示,由此可知()。
A、P1>p2,n>2B、P1>P2,n<2C、P1<P2,n<2D、P1<P2,n>3P1曲線先達(dá)平衡,說明壓強(qiáng)大且反應(yīng)速率大,故P1>P2;再看兩橫線,P1壓強(qiáng)下平衡時(shí)Y的轉(zhuǎn)化率小于壓強(qiáng)為P2時(shí)的Y的轉(zhuǎn)化率,說明增大壓強(qiáng)使平衡逆移,故n>2。故本題答案是A。第一百一十四頁,共一百六十九頁,編輯于2023年,星期日例題:可逆反應(yīng):aX(s)
+bY(g)cZ(g)+dW(g)達(dá)到平衡,混合物中Y的體積分?jǐn)?shù)隨壓強(qiáng)(P)與溫度T(T2>T1)的變化關(guān)系如圖示。1、當(dāng)壓強(qiáng)不變時(shí),升高溫度,Y的體積分?jǐn)?shù)變
,平衡向
方向移動(dòng),則正反應(yīng)是
熱反應(yīng)。2、當(dāng)溫度不變時(shí),增大壓強(qiáng),Y的體積分?jǐn)?shù)變————,平衡向————方向移動(dòng),則化學(xué)方程式中左右兩邊的系數(shù)大小關(guān)系是————————。Y的體積分?jǐn)?shù)壓強(qiáng)T1T2小正反應(yīng)吸大逆反應(yīng)b<(c+d)第一百一十五頁,共一百六十九頁,編輯于2023年,星期日如可逆反應(yīng)aA(g)+bB(g)=dD(g)+eE(g)+Q在一定條件下達(dá)平衡狀態(tài)時(shí),A的轉(zhuǎn)化率與溫度、壓強(qiáng)的關(guān)系如圖2-29所示。則在下列空格處填寫“大于”、“小于”或“等于”。
(1)a+b_____c+d;(2)Q___0。
看任一曲線,可知溫度升高,A的轉(zhuǎn)化率變大,這說明升溫使平衡正移,故正反應(yīng)為吸熱反應(yīng),即Q<0。再垂直于橫坐標(biāo)畫一直線,可知:溫度相同時(shí),壓強(qiáng)越大,A的轉(zhuǎn)化率越小。這說明增大壓強(qiáng)使平衡逆移,即(a+b)<(c+d)
第一百一十六頁,共一百六十九頁,編輯于2023年,星期日?qǐng)D中的曲線是表示其他條件一定時(shí),反應(yīng)中NO的轉(zhuǎn)化率與溫度的關(guān)系曲線,圖中標(biāo)有a、b、c、d四點(diǎn),其中表示未達(dá)到平衡狀態(tài),且v(正)>v(逆)的是()
A.a點(diǎn)B.b點(diǎn)
C.c點(diǎn)D.d點(diǎn)C2NO+O22NO2+Q(Q>0)第一百一十七頁,共一百六十九頁,編輯于2023年,星期日化學(xué)反應(yīng)X2(g)+Y2(g)2XY(g)+Q(Q>0),達(dá)到平衡狀態(tài)時(shí),圖2—12中各曲線符合平衡移動(dòng)原理的是()A、C第一百一十八頁,共一百六十九頁,編輯于2023年,星期日1、時(shí)間對(duì)反應(yīng)物或生成物的某個(gè)量(如轉(zhuǎn)化率、體積分?jǐn)?shù))的曲線
我們以反應(yīng)2S02(g)+O2(g)=2S03(g)+Q為例去說明,我們用橫坐標(biāo)代表時(shí)間,縱坐標(biāo)代表SO2的轉(zhuǎn)化率,反應(yīng)剛開始的一瞬間SO2還沒有被消耗,S02的轉(zhuǎn)化率為0,隨著時(shí)間的推移,S02被消耗,其轉(zhuǎn)化率升高,最后達(dá)平衡,轉(zhuǎn)化率不變。圖2-25代表了在溫度為T1而壓強(qiáng)為P1的條件下的SO2的轉(zhuǎn)化率對(duì)時(shí)間的曲線。第一百一十九頁,共一百六十九頁,編輯于2023年,星期日
如果該反應(yīng)是在溫度為T2(T2>T1)而壓強(qiáng)為P1的條件下反應(yīng),則和上面的例子比,溫度高,反應(yīng)速率快,因而應(yīng)先平衡,又由于該反應(yīng)是放熱反應(yīng),則平衡時(shí)SO2的轉(zhuǎn)化率低,我們把這兩個(gè)曲線畫在圖2—26上,以示區(qū)別。第一百二十頁,共一百六十九頁,編輯于2023年,星期日溫度一定,壓強(qiáng)分別為P1和P2時(shí),反應(yīng)體系X(s)+2Y(g)=nZ(g)中反應(yīng)物Y的轉(zhuǎn)化率與時(shí)間的關(guān)系如圖2-27所示,由此可知()。
A、P1>p2,n>2B、P1>P2,n<2C、P1<P2,n<2D、P1<P2,n>3P1曲線先達(dá)平衡,說明壓強(qiáng)大且反應(yīng)速率大,故P1>p2;再看兩橫線,P1壓強(qiáng)下平衡時(shí)Y的轉(zhuǎn)化率小于壓強(qiáng)為P2時(shí)的Y的轉(zhuǎn)化率,說明增大壓強(qiáng)使平衡逆移,故n>2。故本題答案是A。第一百二十一頁,共一百六十九頁,編輯于2023年,星期日2、壓強(qiáng)(或溫度)對(duì)反應(yīng)物或生成物的轉(zhuǎn)化率或體積分?jǐn)?shù)的曲線
我們還是以反應(yīng)2S02(g)+02(g)=2S03(g)為例來說明。我們用縱坐標(biāo)代表S02的體積分?jǐn)?shù),用橫坐標(biāo)代表壓強(qiáng),則在溫度為T1的條件下,該反應(yīng)壓強(qiáng)增大,平衡正移,S02的體積分?jǐn)?shù)降低。如在溫度T2的條件下(T2>T1),由于升溫,平衡逆移,所以壓強(qiáng)相同時(shí)S02的體積分?jǐn)?shù)相對(duì)變高。這樣,我們就畫出了如圖2-28的曲線。第一百二十二頁,共一百六十九頁,編輯于2023年,星期日如可逆反應(yīng)aA(g)+bB(g)=dD(g)+eE(g)+Q在一定條件下達(dá)平衡狀態(tài)時(shí),A的轉(zhuǎn)化率與溫度、壓強(qiáng)的關(guān)系如圖2-29所示。則在下列空格處填寫“大于”、“小于”或“等于”。
(1)a+b_____c+d;
(2)Q___0??慈我桓€,可知溫度升高,A的轉(zhuǎn)化率變大,送說明升溫使平衡正移,故正反應(yīng)為吸熱反應(yīng),即Q<0再垂直于橫坐標(biāo)畫一直線,可知:溫度相同時(shí),壓強(qiáng)越大,A的轉(zhuǎn)化率越小。這說明增大壓強(qiáng)使平衡逆移,即(a+b)<(c+d)第一百二十三頁,共一百六十九頁,編輯于2023年,星期日3、速率對(duì)時(shí)間的曲線分析這種曲線關(guān)鍵是注意起點(diǎn)、終點(diǎn)和斜率。反應(yīng)A(g)+B(g)=C(g)+Q已達(dá)平衡,升高溫度,平衡逆移,當(dāng)反應(yīng)一段時(shí)間后反應(yīng)又達(dá)平衡,則速率對(duì)時(shí)間的曲線為()
首先要把握大方向,即升溫使正、逆反應(yīng)速率都變大,所以B不會(huì)是答案;再看起點(diǎn)和終點(diǎn),由于原反應(yīng)是平衡的(V逆=V正),因而起點(diǎn)相同,又由于再次達(dá)到平衡(V正=V逆),因而終點(diǎn)相同,故A不是答案;由于正反應(yīng)是放熱反應(yīng),所以升溫使V正和V逆都增大,但逆反應(yīng)增大得更多,故V逆更大,即V逆的曲線斜率大,故答案為C。第一百二十四頁,共一百六十九頁,編輯于2023年,星期日一定量的混合氣體,在密閉容器中發(fā)生如下反應(yīng):xA(g)+yB(g)zC(g),達(dá)到平衡后測(cè)得A氣體的濃度為0.5mol·L-1,當(dāng)恒溫下將密閉容器的容積擴(kuò)大到兩倍再達(dá)到平衡后,測(cè)得A濃度為0.3mol·L-1,則下列敘述正確的是()A.平衡向正反應(yīng)方向移動(dòng)
B.x+y>zC.C的體積分?jǐn)?shù)降低
D.B的轉(zhuǎn)化率提高
B、C第一百二十五頁,共一百六十九頁,編輯于2023年,星期日第一百二十六頁,共一百六十九頁,編輯于2023年,星期日第三節(jié)化學(xué)平衡(三)化學(xué)平衡常數(shù)及有關(guān)計(jì)算第一百二十七頁,共一百六十九頁,編輯于2023年,星期日回顧化學(xué)平衡狀態(tài)及其移動(dòng)在一定條件下,幾乎所有的反應(yīng)都具有不同程度的可逆性,但有些反應(yīng)的逆反應(yīng)進(jìn)行程度太少而忽略,把幾乎完全進(jìn)行的反應(yīng)叫不可逆反應(yīng)。達(dá)到化學(xué)平衡狀態(tài)的可逆反應(yīng),受濃度、壓強(qiáng)、溫度等影響會(huì)產(chǎn)生移動(dòng),再達(dá)到新的平衡。那么化學(xué)平衡有什么性質(zhì)?如何判別一個(gè)化學(xué)反應(yīng)是否達(dá)到化學(xué)平衡狀態(tài)?有關(guān)的計(jì)算怎樣?這就是我們這節(jié)課要研究的內(nèi)容。首先,讓我們以氫氣和碘蒸氣的反應(yīng)為例,分析課本29頁表中的數(shù)據(jù),然后得出結(jié)論。第一百二十八頁,共一百六十九頁,編輯于2023年,星期日1、化學(xué)平衡常數(shù):在一定溫度下,當(dāng)一個(gè)可逆反應(yīng)達(dá)到化學(xué)平衡時(shí)生成物濃度冪之積與反應(yīng)物濃度冪之積的比值是一個(gè)常數(shù),這個(gè)常數(shù)就是該反應(yīng)的化學(xué)平衡常數(shù),符號(hào)K。2、數(shù)學(xué)表達(dá)式:對(duì)于一般的可逆反應(yīng),
mA(g)+nB(g)pC(g)+qD(g)當(dāng)在一定溫度下達(dá)到平衡時(shí),
K=Cp(C)·Cq(D)/Cm(A)·Cn(B)如在250C時(shí),H2+Cl22HCL,K=5.3×1016;
第一百二十九頁,共一百六十九頁,編輯于2023年,星期日又如H2+Br22HBr,K=2.2×109。
▲3、平衡常數(shù)的意義∶平衡常數(shù)的大小反映了化學(xué)反應(yīng)可能進(jìn)行的程度(即反應(yīng)限度)。K值越大,說明平衡體系中生成物所占的比例越大,它的正向反應(yīng)進(jìn)行的程度越大,即該反應(yīng)進(jìn)行得越完全,反應(yīng)物轉(zhuǎn)化率越大;反之,就越不完全,轉(zhuǎn)化率就越小。一般地說,K﹥105時(shí),該反應(yīng)進(jìn)行得就基本完全了;K在10-5左右,則認(rèn)為反應(yīng)很難進(jìn)行。平衡常數(shù)只受溫度影響,與濃度變化無關(guān)。對(duì)于有純固體或溶劑參加的反應(yīng),其濃度不列入平衡常數(shù)K的表達(dá)式中。
第一百三十頁,共一百六十九頁,編輯于2023年,星期日4、轉(zhuǎn)化率∶某個(gè)指定反應(yīng)物的轉(zhuǎn)化率=(指定反應(yīng)物的起始濃度-指定反應(yīng)物的平衡濃度)/指定反應(yīng)物的起始濃度×100%或者=指定反應(yīng)物反應(yīng)中消耗(或叫反應(yīng))的濃度/指定反應(yīng)物的起始濃度×100%轉(zhuǎn)化率越大,反應(yīng)越完全!第一百三十一頁,共一百六十九頁,編輯于2023年,星期日5、典型例題剖析∶例1∶在某溫度下,將氫氣和碘蒸氣各0.1mol的氣態(tài)混合物充入10L的密閉容器中,充分反應(yīng),達(dá)到平衡后,測(cè)得C(H2)=0.008mol/L。(1)求該反應(yīng)的平衡常數(shù)。(2)在上述溫度下,該容器中若通入氫氣和碘蒸氣各0.30mol。試求達(dá)到化學(xué)平衡時(shí)各物質(zhì)的濃度。第一百三十二頁,共一百六十九頁,編輯于2023年,星期日審題思路∶要求平衡常數(shù),先要求出平衡時(shí)各物質(zhì)的濃度;求出平衡常數(shù)后,在同溫下利用公式可以求消耗濃度,再求平衡濃度。解∶(1)依題意知,
H2(g)+I2(g)2HI(g)起始濃度(mol/L)0.0100.0100轉(zhuǎn)化濃度(mol/L)0.0020.0020.004平衡濃度(mol/L)0.0080.0080.004∴K=C2(HI)/C(H2
)·C(I2)
=(0.004)2/0.008×0.008=0.25
第一百三十三頁,共一百六十九頁,編輯于2023年,星期日續(xù)上(2)設(shè)反應(yīng)中轉(zhuǎn)化(或消耗)了Xmol/L的氫氣。依據(jù)題意則H2(g)+I2(g)2HI(g)起始濃度(mol/L)0.0300.0300轉(zhuǎn)化濃度(mol/L)XX2X平衡濃度(mol/L)0.03-X0.03-X2X
第一百三十四頁,共一百六十九頁,編輯于2023年,星期日由于溫度不變,故K值不變,則有K=C2(HI)/C(H2
)·C(I2)
=(2X)2/(0.03-X)2=0.25解得X≈0.0053mol/L平衡時(shí)答∶(略)C(H2
)=C(I2)=0.0247mol/L,C(HI)=0.0106mol/L。第一百三十五頁,共一百六十九頁,編輯于2023年,星期日例2∶在密閉容器中,將2.0molCO與10molH2O混合加熱到8000C,達(dá)到下列平衡CO(g)+H2O(g)CO2(g)+H2(g),且K=1.0,求CO轉(zhuǎn)化為CO2的轉(zhuǎn)化率。解∶設(shè)CO轉(zhuǎn)化為CO2的轉(zhuǎn)化率為X。
CO(g)+H2O(g)CO2(g)+H2(g)n起始2.01000(mol)n消耗2.0x2.0x2.0x2.0xn平衡2.0(1-x)10-2.0x2.0x2.0x
第一百三十六頁,共一百六十九頁,編輯于2023年,星期日(續(xù)上)由題意知∶K=c(CO2)·c(H2)/c(CO)·cH2O=2.0x·2.0x/v÷2.0(1-x)·(10-2.0x)/v=1解得x=0.83即為83%答∶CO轉(zhuǎn)化為CO2的轉(zhuǎn)化率為83%。第一百三十七頁,共一百六十九頁,編輯于2023年,星期日練習(xí)與思考1、0.05gN2O4氣體放入200mL密閉容器中并在250C保溫,N2O42NO2,K=0.00577。求∶每一組分氣體的平衡濃度。解題思路∶現(xiàn)在要求各組分的平衡濃度,已知反應(yīng)起始的物質(zhì)的量和體積、該溫度的平衡常數(shù),則可采用列三行、填對(duì)空的方法弄清關(guān)系然后用平衡常數(shù)的表達(dá)式代入已知量進(jìn)行求解。
第一百三十八頁,共一百六十九頁,編輯于2023年,星期日參考答案∶解∶四氧化二氮的起始濃度C(N2O4)=0.05g÷92g/mol÷0.2L=2.72×10-3mol/L設(shè)其反應(yīng)中消耗的濃度為XN2O42NO2起始濃度2.72×10-30(mol/L)轉(zhuǎn)化濃度X2X(mol/L)平衡濃度2.72×10-3–X2X
(mol/L)第一百三十九頁,共一百六十九頁,編輯于2023年,星期日K=C2(NO2)/C(N2O4)=(2X)2/(2.72×10-3–X)=0.00577
,解得X=1.39×10-3
mol/L∴平衡時(shí)∶C(NO2)=(2.72×10-3–X)mol/L=(2.72-1.39)×10-3
mol/L=1.33×10-3
mol/L,C(N2O4)=2X=2×1.39×10-3
mol/L=2.78×10-3
mol/L。答∶(略)第一百四十頁,共一百六十九頁,編輯于2023年,星期日練習(xí)2
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