化學反應速率化學平衡移動原理及其

化學反應速率化學平衡移動原理及其第一頁，共五十六頁，編輯于2023年，星期日1908年，德國化學家哈伯，成功地建立了用H2與N2在1000℃、高壓有催化劑的條件下每小時能產(chǎn)生85g氨的裝置，開創(chuàng)了合成氨的歷史。1909年哈伯在波施的幫助下用500℃和更高壓強(200～600個大氣壓)，以Fe為催化劑，提高了合成氨工業(yè)的轉化率，每小時能產(chǎn)生170g氨。問題1：寫出工業(yè)合成氨的化學反應;假設裝置的體積為1L，計算兩次實驗中NH3的平均反應速率。問題2：在這兩次實驗中，合成氨的反應速率增大的主要原因？第二頁，共五十六頁，編輯于2023年，星期日該反應在不同條件下反應速率分別為：①VY=0.15mol/(L.S)②VX=0.6mol/(L.S)③VZ=4mol/(L.min)則該反應進行的最快的是____1、某溫度時，在2L容器中，x、y、z三種物質隨時間的變化曲線如圖所示。由圖中數(shù)據(jù)分析，該反應的化學方程式是：_______________，反應開始至2min，z的平均速率是__________________。123450.201.00.40.60.80.20.70.9yxz時間/min物質的量mol0.05mol/L.min3x+y2z速率定義所求得的是平均速率，而圖上的是瞬時速率比較反應速率快慢，首先轉化為同種物質表示的速率注意單位的一致性第三頁，共五十六頁，編輯于2023年，星期日2、一定溫度下，在固定體積的密閉容器中發(fā)生下列反應2HI?H2+I2若C(HI)由0.1mol/L降到0.07mol/L時，需要15秒，那么C(HI)由0.07mol/L降到0.05mol/L時，需要反應的時間為（）

A5SB10SC大于10SD小于10S化學反應速率是受到濃度條件影響C第四頁，共五十六頁，編輯于2023年，星期日增大反應物濃度增大單位體積內(nèi)活化分子數(shù)使用催化劑升高反應溫度增大氣體壓強增大活化分子百分數(shù)增大單位時間單位體積內(nèi)有效碰撞次數(shù)增大化學反應速率第五頁，共五十六頁，編輯于2023年，星期日3、許多實驗證明，在其他條件不變的情況下，增加反應物的濃度可以增大化學反應速率，只是因為（）A、增加反應物的濃度，單位體積內(nèi)活化分子數(shù)增多B、增加反應物的濃度，降低了反應體系所需的能量C、增加反應物的濃度，反應物分子間有效碰撞次數(shù)增加D、增加反應物的濃度，增加了反應物分子的能量分子具有足夠能量分子運動相互碰撞活化分子有合適的取向有效碰撞化學反應AC第六頁，共五十六頁，編輯于2023年，星期日4、將一定濃度的鹽酸倒入碳酸鈣中，若作如下改變的情況，其中能使最初的化學反應速率增大的是（）A、鹽酸的濃度不變，而使鹽酸的用量一倍B、鹽酸的濃度增大一倍，而使鹽酸的用量減少到原來的一半C、鹽酸的濃度和用量都不變，增加碳酸鈣的量D、鹽酸和碳酸鈣不變，增大壓強一倍E、加入CaCl2溶液F、加入CaCl2固體G、將CaCO3固體用CaCO3粉末代替BG第七頁，共五十六頁，編輯于2023年，星期日5、下列事實中，是什么因素影響了化學反應的速率？⑴同濃度、同體積的鹽酸中放入大小相同的鋅片與鎂條，產(chǎn)生氣體有快有慢；(2)熔化的KC1O3放出氣體很慢，撒入少量的二氧化錳后很快有氣體產(chǎn)生；反應物的性質催化劑(3)鋅粉與碘混合后，無明顯現(xiàn)象，當加入幾滴水時，立即有紫紅色蒸氣產(chǎn)生；(4)無色的KI晶體與白色的HgC12粉末混合時，無明顯現(xiàn)象，若將其加入水中，立即有紅色的HgI2生成；(5)集氣瓶中充滿C12和H2的混合氣體，在瓶外點燃鎂條時發(fā)生爆炸(6)鐵片與稀硫酸制取氫氣時，滴加少量CuSO4溶液，可加快產(chǎn)生H2的速率。催化劑溶劑光和熱構成原電池第八頁，共五十六頁，編輯于2023年，星期日6、在一定條件下，可逆反應N2+3H2?2NH3;△H<0達到平衡，當單獨改變下列條件后，有關敘述錯誤是（）A.加催化劑，v正、v逆都發(fā)生變化，且變化的倍數(shù)相等B.加壓，v正、v逆都增大，且v正增大倍數(shù)大于v逆增大倍數(shù)C.降溫，v正、v逆都減小，且v正減小倍數(shù)大于v逆減小倍數(shù)D.充入氬氣，v正、v逆都增大，且v正增大倍數(shù)大于v逆增大倍數(shù)CD第九頁，共五十六頁，編輯于2023年，星期日7、在N2+3H2?

2NH3中，當其他外界條件不變減小體系壓強，該反應的速率怎么變？在反應中保持體系容積不變，充入N2，反應的速率？在反應中保持體系容積不變，充入He，反應的速率？在反應中保持體系壓強不變，充入He，反應的速率？第十頁，共五十六頁，編輯于2023年，星期日壓強對化學反應速率的影響實質上是通過改變氣體反應物的濃度來實現(xiàn)的，也就是說壓強只對有氣體參與的反應的速率才有影響。8、如下圖所示，相同體積的a、b、c三密閉容器，其中c容器有一活塞，a、b兩容器為定容容器，起始向三容器中都加入相同量的SO2和O2使三容器壓強相等，一定條件下發(fā)生2SO2+O2?

2SO3的反應。問：③如起始在a、c兩容器中通入同量的N2，則此時三容器起始壓強為Pa___Pb___Pc；①起始a、c兩容器的反應速率大小關系為Va___Vc；②反應一段時間后a、c中速率大小關系為Va___Vc；=<>==>起始反應速率關系為Va___Vb___Vc第十一頁，共五十六頁，編輯于2023年，星期日9、在2L容器中，放入0.4molA和0.6molB，在一定溫度下，壓強為P，放入催化劑（體積忽略）發(fā)生反應：2A(g)+3B(g)?xC(g)+2D(g),在amin后，容器中CA=0.1mol·L-1，若溫度與壓強均未改變，則VB=______x=______；若溫度不變壓強變?yōu)?/10P，則Vc=______，x=_____。第十二頁，共五十六頁，編輯于2023年，星期日1、把除去氧化膜的Mg條，投入到盛有稀鹽酸的試管中，發(fā)現(xiàn)H2的產(chǎn)生速率（v）與時間（t）的變化情況如右圖所示，t1~t2速率變化的主要原因是:_______;t2~t3速率變化的主要原因是:_________。vt1t2t3t數(shù)形結合類第十三頁，共五十六頁，編輯于2023年，星期日2、根據(jù)鹽酸與大理石（足量）反應,V(CO2)-t關系圖曲線，以下判斷正確的是()

A、若溫度相同，①反應的鹽酸濃度大于③反應，但H+物質的量相等。B、②反應時H+的物質的量濃度最大C、②與①的反應速率相等D、反應速率由大到小順序為①②③④斜率意義——速率AD世紀金榜P114典題例證3P115（9、10）第十四頁，共五十六頁，編輯于2023年，星期日3、將Ag塊狀碳酸鈣跟足量鹽酸反應，反應物損失的質量隨時間的變化曲線如下圖的實線所示，在相同的條件下，將Bg(A<B)粉末狀碳酸鈣與同濃度鹽酸反應，則相應的曲線(圖中虛線所示)正確的是:第十五頁，共五十六頁，編輯于2023年，星期日化學平衡移動原理及應用第十六頁，共五十六頁，編輯于2023年，星期日在一定條件下可逆反應里，當正反應速率與逆反應速率相等時，反應混合物中各成分的百分含量保持不變的狀態(tài)。一、化學平衡狀態(tài)1、化學平衡狀態(tài)的本質標志:①同一物質的V正=V逆（單位時間內(nèi)生成與消耗某反應物（生成物）的量相等）②各成分的百分含量（物質的量濃度或體積分數(shù)）保持不變第十七頁，共五十六頁，編輯于2023年，星期日例1.下列方法中可以證明A(s)+2B2(g)2C2(g)+D2(g)已經(jīng)達到平衡狀態(tài)的是_________________⑵、一個B—B鍵的斷裂的同時有一個C—C鍵的生成⑼、百分組成B2%=C2%=D2%⑴、單位時間內(nèi)生成了2molC的同時也生成了1molA⑶、反應速率ひ(B2)=ひ(C2)=1/2ひ(D2)⑷、C(B2):C(C2):C(D2)=2:2:1⑸、溫度、體積一定時，[B2]、[C2]、[D2]濃度不再變化⑹、溫度、體積一定時，容器內(nèi)的壓強不再變化⑺、條件一定時，混合氣體的平均相對分子質量不再變化⑻、溫度、體積一定時，混合氣體的密度不再變化第十八頁，共五十六頁，編輯于2023年，星期日例2.在一定溫度下，可逆反應：A2(氣)+B2(氣)2AB(氣)達到平衡的標志是()(1)A2、B2、AB的濃度不再變化(2)容器中的壓強不再隨時間變化(3)單位時間內(nèi)生成n

mol的A2同時生成2n

mol的AB

(4)A2、B2、AB的濃度之比為1:1:2(5)混合氣體的密度不隨時間變化(6)氣體的總物質的量不再變化

第十九頁，共五十六頁，編輯于2023年，星期日小結：化學平衡的標志①正反應速率等于逆反應速率（ひ正=ひ逆）②各成分的百分含量保持不變③各物質的濃度不變④各物質的轉化率不變⑤對于氣體計量數(shù)和前后不相等的反應,壓強保持不變······⑥對于有顏色物質參加或生成的可逆反應，顏色不變。⑦對于吸熱或放熱反應，絕熱體系的溫度不變。⑧對于同物質而言，斷裂化學鍵的數(shù)目與生成化學的數(shù)目相等。本質標志特征標志第二十頁，共五十六頁，編輯于2023年，星期日2、化學平衡狀態(tài)的特征(2)動：動態(tài)平衡（正逆反應仍在進行）(3)等：正反應速率=逆反應速率(4)定：反應混合物中各組分的濃度保持不變，各組分的含量一定。(5)變：條件改變，原平衡被破壞，在新的條件下建立新的平衡。(1)逆：只有可逆反應才能建立化學平衡第二十一頁，共五十六頁，編輯于2023年，星期日二、平衡移動原理（1）勒夏特列原理——平衡移動原理如果改變影響平衡的一個條件(濃度、壓強、溫度)，平衡就向能夠減弱這種改變的方向移動。條件改變自發(fā)新平衡V”正=V”逆V正=V逆原平衡V’正≠V’逆原平衡被破壞濃度、溫度、壓強發(fā)生改變“自發(fā)”的特點。新平衡與舊平衡的改變。第二十二頁，共五十六頁，編輯于2023年，星期日1、濃度增大A的濃度（2）影響化學平衡移動的因素（溫度、濃度、壓強）A(g)+3B(g)2C(g)+2D(s)消耗A平衡向右移動原平衡C（A）

=C1原平衡被破壞新平衡C（A）

=C2C（A）

=C3減弱消除C1<C3<

C2就要減少A的濃度第二十三頁，共五十六頁，編輯于2023年，星期日當減小C的濃度時,平衡將怎樣移動?討論:當增加D的量時,平衡將會如何?平衡不發(fā)生移動A(g)+3B(g)2C(g)+2D(s)A(g)+3B(g)2C(g)+2D(s)第二十四頁，共五十六頁，編輯于2023年，星期日下列4個圖分別是描述濃度對化學平衡移動影響的圖像，請大家分析t時刻時濃度的變化及平衡如何移動？圖1圖2閱圖訓練圖3圖4第二十五頁，共五十六頁，編輯于2023年，星期日c(反應物)↑正移;c(生成物)↓正移實際生產(chǎn)：①增大廉價物質的濃度②及時將反應物從混合物中分離出去。目的：正移2、壓強：增大壓強，平衡向氣體分子數(shù)減少的方向移動；···高壓比低壓先達平衡改變壓強的幾種形式：①改變體積②充入惰性氣體（恒容不移動；恒壓向氣體增大方向移動）③充入反應物（恒壓最終和原平衡一樣；恒容正移1、濃度：（2）影響化學平衡移動的因素（溫度、濃度、壓強）第二十六頁，共五十六頁，編輯于2023年，星期日練習1、溫度一定時，在密閉容器中有平衡體系：N2O4(g)2NO2,向容器中在加入等量的N2O4,再達平衡時c(NO2)與c(N2O4)的比值與原平衡相比A、減小B、增大C、不變D、不能確定（1）容積不變（2）壓強不變AC第二十七頁，共五十六頁，編輯于2023年，星期日練習2、在一密閉容器中，反應aA(g)bB(g)達平衡后，保持溫度不變，將容器體積增加一倍，當達到新的平衡時B的濃度是原來的60%，則（）A、平衡正移B、A的轉化率減小C、B的質量分數(shù)增加D、a＞bAC第二十八頁，共五十六頁，編輯于2023年，星期日3、溫度的影響升溫向吸熱方向移動，高溫比低溫先達平衡練習3、可逆反應3X(g)3Y(?)+W(?)的正反應為吸熱反應，當升高溫度時氣體的平均相對分子質量有變小趨勢，則下列判斷正確的是（）A、Y和W一定都是氣體B、若W為固體，則Y一定是氣體C、Y和W可能都是固體D、Y和W可能都是氣體BD第二十九頁，共五十六頁，編輯于2023年，星期日4、催化劑催化劑能同等程度地改變正、逆反應速率（即反應速率改變但仍然相等），它只改變化學反應達到平衡所需要的時間，平衡不移動。第三十頁，共五十六頁，編輯于2023年，星期日速率、平衡理論在化工生產(chǎn)上的應用進行化工生產(chǎn)條件選擇時：既要考慮反應速率的問題

——反應速率要盡可能地快又要考慮化學平衡的問題

——平衡要盡可能地向右移動，即反應物的轉化率要盡可能的高，原料的利用要盡可能的充分第三十一頁，共五十六頁，編輯于2023年，星期日1、合成氨工業(yè)條件的選擇反應式：N2+3H22NH3；△H<0反應特征：反應物、生成物都是氣體正反應是體積縮小、放熱反應速率：高溫、高壓、催化劑平衡：低溫、高壓、及時分離出氨氣綜合：適當溫度、高壓、使用催化劑、及時分離出氨氣實際：500℃、20－50MPa、鐵觸媒、氨氣液化第三十二頁，共五十六頁，編輯于2023年，星期日2、SO2接觸氧化條件的選擇反應式：2SO2+O22SO3；△H<0反應特征：與合成氨相似速率：高溫、高壓、催化劑平衡：低溫、高壓、氧氣過量綜合：適當溫度、高壓、使用催化劑、氧氣過量實際：高溫、常壓、催化劑、氧氣過量第三十三頁，共五十六頁，編輯于2023年，星期日1、化學反應速率圖象分析（1）看起點和終點分清反應物和生成物，濃度減小的是反應物，濃度增大的是生成物，生成物多數(shù)是以原點為起點。(2).看變化趨勢分清正反應和逆反應;分清放熱反應和吸熱反應;分清“突變”和“漸變”第三十四頁，共五十六頁，編輯于2023年，星期日V正V逆V'正V'逆V時間V正V逆V'正V'逆時間V該反應從逆反應開始。降溫或減壓。平衡向正反應方向移動。說出反應起始時是從正反應；還是從逆反應開始？然后是改變什么條件？化學平衡向什么方向移動？該反應從正反應開始。增大反應物濃度。平衡向正反應方向移動。第三十五頁，共五十六頁，編輯于2023年，星期日說出反應起始時是從正反應；還是從逆反應開始？然后是改變什么條件？化學平衡向什么方向移動？V正V逆V'正V'逆=突變正、逆反應同時開始。加催化劑或加壓（體積不變的反應）。平衡不移動。時間V起始量不為0第三十六頁，共五十六頁，編輯于2023年，星期日aA溫度01.01107Pa1.01106Pa1.01105Pa（1）轉化率——壓強(溫度）——溫度曲線TmA(g)+nB(g)pC(g)+qD(g)等溫線?正反應

熱m+n

p+q>放200C300C100CaA壓強0P等壓線?正反應

熱m+n

p+q吸>第三十七頁，共五十六頁，編輯于2023年，星期日0下圖是在其它條件一定時，反應2NO+O22NO2，△H<0中NO的最大轉化率與溫度的關系曲線。圖中坐標有A、B、C、D、E5點，其中表示未達平衡狀態(tài)且V正>V逆的點是

。ABCEDC點TNO轉化率第三十八頁，共五十六頁，編輯于2023年，星期日200C300C100C<P等壓線壓強0A%（2）物質百分含量——壓強——溫度曲線?正反應

熱m+n

p+q放mA(g)+nB(g)pC(g)+qD(g)第三十九頁，共五十六頁，編輯于2023年，星期日aAt0（3）轉化率——時間——壓強曲線 m+n

p+q<mA(g)+nB(g)pC(g)+qD(g)t01.01107Pa1.01106PaaAm+n

p+q=第四十頁，共五十六頁，編輯于2023年，星期日C%t0t1t2（4）物質百分含量——時間——溫度曲線?正反應

熱放mA(g)+nB(g)pC(g)+qD(g)T2P1T1P2T1P1m+np+q0tC%?正反應

熱放>第四十一頁，共五十六頁，編輯于2023年，星期日0A或BC時間濃度t1t2t3此圖在t2時，如果是加熱，那么正反應是放熱還是吸熱？如果是減壓，那么m+n與p+q的關系？（5）濃度——時間曲線 mA(g)+nB(g)pC(g)+qD(g)第四十二頁，共五十六頁，編輯于2023年，星期日其它：Tvv逆v正T1T2?正反應____Tvv正v逆?正反應____TC%450℃?正反應____PA%P1?m+n__p+q對于反應mA(g)+nB(g)pC(g)+qD(g)吸熱吸熱放熱<第四十三頁，共五十六頁，編輯于2023年，星期日定義：在一定條件下(定溫、定容或定溫、定壓)對同一可逆反應，無論反應從何處開始均可達到平衡且任何同一組分的含量相同，這樣的平衡互稱為等效平衡等效平衡第四十四頁，共五十六頁，編輯于2023年，星期日2molSO21molO2開始2molSO3開始SO2a%O2b%SO3c%平衡狀態(tài)1molSO20.5molO21molSO32SO2+O2

2SO3

第四十五頁，共五十六頁，編輯于2023年，星期日1、恒溫恒容條件下的等效平衡：①對反應前后氣體分子數(shù)改變的反應，只要改變起始加入情況，只要通過可逆反應的化學計量系數(shù)換算成方程式左、右兩邊同一物質的物質的量與原來相同，則二等效平衡。各對應物質的濃度、含量都相同起始狀態(tài)物質的量SO2O2SO3210①00②1.5③abc20.50.75a+c=2b+c/2=1第四十六頁，共五十六頁，編輯于2023年，星期日2、恒溫恒容條件下的等效平衡：②對于反應前后氣體分子數(shù)不變的可逆反應，只要反應物（或生成物）的物質的比例與原平衡相同，則二平衡等效。含量相同，濃度不同。編號起始狀態(tài)（mol）平衡時HBr的物質的量(mol)H2Br2HBr已知120a①240②10.5a③mn(n≥2m)2a00.52(n-2m)(n-m)a第四十七頁，共五十六頁，編輯于2023年，星期日1、在等溫、等容條件下，有下列氣體反應：2A(g)+2B(g)C(g)+3D(g)?，F(xiàn)分別從兩條途徑建立平衡：Ⅰ、A和B的起始濃度均為2mol/L；Ⅱ、C和D的起始濃度分別為2mol/L和6mol/L。下列敘述正確的是A、Ⅰ和Ⅱ兩途徑最終達到平衡時，體系內(nèi)混合氣體的體積分數(shù)相同B、Ⅰ和Ⅱ兩途徑最終達到平衡時，體系內(nèi)混合氣體的體積分數(shù)不同C、達平衡時，Ⅰ、Ⅱ兩途徑的反應速率相等D、達平衡時，途徑Ⅰ的混合氣體密度等于途徑Ⅱ混合氣體密度的1/2

答案：（A、D）第四十八頁，共五十六頁，編輯于2023年，星期日2.有一可逆反應:2A(g)+3B(g)xC(g)+4D(g),若按下列兩種配比在同溫同體積的密閉容器中進行反應:1)0.8molA,1.2molB,1.2molC,2.4molD2)1.4molA,2.1molB,0.6molC,1.2molD達到平衡后,C的質量分數(shù)相等,則方程式中X的值()A.1B.2C.3D.4B第四十九頁，共五十六頁，編輯于2023年，星期日V2molSO21molO24molSO22molO2在一定溫度下，帶有自由滑動活塞的密閉容器中進行如下反應：催化劑2SO2(g)+O2(g)2SO3(g)

達平衡后兩個容器中各組分的_____、_______分別相等，但________不相等。模型濃度百分含量物質的量2V第五十頁，共五十六頁，編輯于2023年，星期日3、恒溫恒壓下的等效平衡：改變起始加入情況，只要按化學計量系數(shù)換算成平衡方程式兩邊同一邊物質的物質的量之比與原平衡相同，則二平衡等效。起始狀態(tài)物質的量N2H2NH3140①1.50②1.51③mg（g≥2m）n66.5(m+n/2)/(g+3n/2)=1/4第五十一頁，共五十六頁，編輯于2023年，星期日1、在一固定容器的密閉容器中，保持一定溫度，在一定條件下進行以下反應：A(g)+2B(g)3C(g)，已知加入1molA和3molB且達到平衡時，生成了amolC（1）達到平衡時，C在反應混合氣體中物質的量分數(shù)為

（