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文檔簡介
第二章
化學(xué)反應(yīng)速率與化學(xué)平衡
單位時間內(nèi)反應(yīng)物濃度的減少量或生成物濃度的增加量。v(B)
=Δc
(B)Δt平均速率mol/(L·min)或mol/(L·s)mol·L-1·s-1mol·L-1·min-1單位:不用固體和純液體表示:純液體或固體的濃度一般視為常數(shù)化學(xué)反應(yīng)速率單位時間內(nèi)反應(yīng)物濃度的減少量或生成物濃度的增加量。v(B)=Δc(B)ΔtΔc=c(某時刻)-c(初始)濃度的變化量:
∴一般Δc(反應(yīng)物)為負(fù)值,Δc(生成物)為正值。而
化學(xué)反應(yīng)速率v是標(biāo)量,只有正值
!化學(xué)反應(yīng)速率對于一個化學(xué)反應(yīng),其v
可用任何一種物質(zhì)的C隨時間的變化來表示。反應(yīng)速率之比=
化學(xué)計量數(shù)
之比v
(A)mmA+nB=pC+qD=v
(B)nv
(C)p=v
(D)q=v(A):
v(B):
v(C):
v(D)
=m:n:p:q=
物質(zhì)的濃度的變化量
之比化學(xué)反應(yīng)速率“①看單位”看化學(xué)反應(yīng)速率v的單位是否一致,若不一致,需轉(zhuǎn)化為同一單位?;瘜W(xué)反應(yīng)速率的計算和比較:mol/(L·min)
或
mol/(L·s)“②看物質(zhì)”將不同物質(zhì)的v轉(zhuǎn)化成同一物質(zhì)的v“③比較”比較數(shù)值大?。簲?shù)值越大,v越大。N2
orH2v
(A)m=v
(B)n化學(xué)反應(yīng)速率化學(xué)反應(yīng)速率的比較方法1.定性比較通過觀察實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象,如反應(yīng)的劇烈程度、產(chǎn)生氣泡或沉淀的快慢、固體消失或氣體充滿所需時間的長短等來定性判斷化學(xué)反應(yīng)的快慢。如K與水反應(yīng)比Na與水反應(yīng)劇烈,則反應(yīng)速率:K>Na。2.定量比較同一化學(xué)反應(yīng)速率用不同物質(zhì)表示時數(shù)值可能不同,比較化學(xué)反應(yīng)速率的快慢不能只看數(shù)值大小,還要進(jìn)行一定的轉(zhuǎn)化。(1)“化物質(zhì)”:將不同物質(zhì)的化學(xué)反應(yīng)速率轉(zhuǎn)化成同一
物質(zhì)的化學(xué)反應(yīng)速率,或分別除以相應(yīng)物質(zhì)的化學(xué)計
量數(shù),所得數(shù)值大的速率大。(2)“化單位”:若化學(xué)反應(yīng)速率的單位不一致,需轉(zhuǎn)化
為同一單位。【實(shí)驗(yàn)探究1】1.濃度對ν的影響影響因素實(shí)驗(yàn)步驟實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象比較結(jié)論濃度Na2S2O3+H2SO4=Na2SO4+SO2
↑+S↓+H2O2mL0.1mol/LNa2S2O3溶液①+2mL
0.1mol/LH2SO4溶液②+2mL
0.5mol/LH2SO4溶液[實(shí)驗(yàn)原理】較快較慢均變渾濁增大反應(yīng)物濃度,加快
ν;
2mL0.1mol/LNa2S2O3+2mL
0.5mol/LH2SO42mL0.1mol/LNa2S2O3+2mL
0.1mol/LH2SO42mL0.1mol/LNa2S2O3+2mL
0.5mol/LH2SO42mL0.1mol/LNa2S2O3+2mL
0.1mol/LH2SO4影響化學(xué)反應(yīng)速率的因素【實(shí)驗(yàn)探究1】2.溫度對ν的影響影響因素實(shí)驗(yàn)步驟實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象比較結(jié)論溫度Na2S2O3+H2SO4=Na2SO4+SO2↑+S↓+H2O[實(shí)驗(yàn)原理】冷水熱水2mL0.1mol/LNa2S2O3溶液+2mL
0.5mol/LH2SO4溶液①將試管放入冷水中②將試管放入熱水中較快較慢均變渾濁升高溫度,加快
ν;
影響化學(xué)反應(yīng)速率的因素【實(shí)驗(yàn)探究1】3.催化劑對ν的影響影響因素實(shí)驗(yàn)步驟實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象比較結(jié)論催化劑2H2O2=
2H2O+O2↑2mL5%H2O2溶液①+
1mL的1mol/LFeCl3溶液②+
0mL
的1mol/LFeCl3溶液較多氣泡產(chǎn)生幾乎無氣泡其他條件相同時,催化劑可改變化學(xué)反應(yīng)速率[實(shí)驗(yàn)原理】影響化學(xué)反應(yīng)速率的因素思考:壓強(qiáng)對化學(xué)反應(yīng)速率的影響?氣體壓強(qiáng)對反應(yīng)速率的影響:對于有氣體參加的反應(yīng),其他條件不變,增大壓強(qiáng),氣體體積縮小,濃度增大,反應(yīng)速率加快。注意:壓強(qiáng)只對于有氣體參加的反應(yīng)有影響,當(dāng)反應(yīng)物都是固體或液體時,壓強(qiáng)對速率無影響。對于一定量的氣體,增大壓強(qiáng)指壓縮容積,減小壓強(qiáng)指增大容積.影響化學(xué)反應(yīng)速率的因素恒容時,向反應(yīng)2SO2+O22SO3充入N2氣,化學(xué)反應(yīng)速率如何變化?恒壓時,向反應(yīng)2SO2+O22SO3充入N2,化學(xué)反應(yīng)速率如何變化?恒容時通入惰性氣體,體系壓強(qiáng)增大,但反應(yīng)物和生成物的濃度不變,所以化學(xué)反應(yīng)速率不變。恒壓時通入惰性氣體,系統(tǒng)體積增大,反應(yīng)物和生成物的濃度減小,所以化學(xué)反應(yīng)速率減小。思考與交流影響化學(xué)反應(yīng)速率的因素他條件相同時,增大反應(yīng)物濃度反應(yīng)速率增大;減小減小。1.此規(guī)律只適用于有氣體參加或在溶液中進(jìn)行的反應(yīng),對于固體或純液體反應(yīng)物,一般情況下其濃度視為常數(shù),因此改變它們的量不會改變化學(xué)反應(yīng)速率。2.氣體或溶液濃度的改變與反應(yīng)速率的關(guān)系并不是一概如此,若隨著濃度的改變,物質(zhì)的本質(zhì)發(fā)生了變化,那么反應(yīng)速率的含義也不同了。結(jié)論他條件相同時,增大反應(yīng)物濃度反應(yīng)速率增大;減小減小。對于有氣體參加的反應(yīng)來說,增大壓強(qiáng),化學(xué)反應(yīng)速率加快。
減小壓強(qiáng),化學(xué)反應(yīng)速率減慢。對于氣體有下列幾種情況:⑴恒溫時:增大壓強(qiáng)→體積減小→C增大→反應(yīng)速率增大⑵恒溫時,恒容密閉容器中:⑶恒壓時:充入“無關(guān)氣體”(如He)→引起體積增大,→各反應(yīng)物濃度減小→反應(yīng)速率減慢。①充入氣體反應(yīng)物→反應(yīng)物濃度增大→總壓增大→反應(yīng)速率增大;②充入“無關(guān)氣體”(如He)→引起總壓增大,但各反應(yīng)物的分壓不變,各物質(zhì)的濃度不變→反應(yīng)速率不變N2
+
3H2
2NH3結(jié)論其他條件相同時,增大反應(yīng)物濃度反應(yīng)速率增大;減小減小。其他條件相同時,對于有氣體參加的反應(yīng)來說,增大壓強(qiáng),化學(xué)反應(yīng)速率加快。
減小壓強(qiáng),化學(xué)反應(yīng)速率減慢。其他條件相同時,升高溫度反應(yīng)速率增大,降低溫度反應(yīng)速率減小。2.溫度對反應(yīng)速率的影響,無論固體、液體、氣體都適用。一般,溫度每升高10℃,化學(xué)反應(yīng)速率通常增大到原來的2~4倍。1.溫度對化學(xué)反應(yīng)速率的影響對放熱反應(yīng)和吸熱反應(yīng)都適用。注意:v2v1=(2~4)
t2-t110結(jié)論其他條件相同時,增大反應(yīng)物濃度反應(yīng)速率增大;減小減小。其他條件相同時,對于有氣體參加的反應(yīng)來說,增大壓強(qiáng),化學(xué)反應(yīng)速率加快。
減小壓強(qiáng),化學(xué)反應(yīng)速率減慢。其他條件相同時,升高溫度反應(yīng)速率增大,降低溫度反應(yīng)速率減小。
其他條件相同時,催化劑通??梢约涌旎瘜W(xué)反應(yīng)速率。結(jié)論1.定義:活化分子具有的平均能量與反應(yīng)物分子具有的平均能量之差。活化能越小,普通分子就越容易變成活化分子。能量反應(yīng)過程E1E2反應(yīng)物生成物活化分子活化能活化分子變成生成物分子放出的能量該反應(yīng)是吸熱反應(yīng)還是放熱反應(yīng)?反應(yīng)熱活化能與反應(yīng)熱有關(guān)嗎?活化能化學(xué)反應(yīng)的過程普通分子吸收能量活化分子有效碰撞發(fā)生反應(yīng)活化分子的平均能量與反應(yīng)物分子的平均能量之差反應(yīng)的活化能:取向合適活化能活化分子活化分子變成生成物分子放出的能量活化能1.如何用碰撞理論解釋濃度對反應(yīng)速率的影響?【交流與討論】
影響外因
單位體積內(nèi)有效碰撞次數(shù)化學(xué)反應(yīng)速率分子總數(shù)活化分子數(shù)活化分子百分?jǐn)?shù)增大濃度增加增加增加加快不變活化分子、有效碰撞與反應(yīng)速率的關(guān)系2.用碰撞理論解釋壓強(qiáng)對反應(yīng)速率的影響?【交流與討論】
影響外因單位體積內(nèi)有效碰撞次數(shù)化學(xué)反應(yīng)速率分子總數(shù)活化分子數(shù)活化分子百分?jǐn)?shù)增大壓強(qiáng)增加增加增加加快不變原因:對氣體來說,若其他條件不變,增大壓強(qiáng),就是增加單位體積的反應(yīng)物的物質(zhì)的量,即增加反應(yīng)物的濃度,因而可以增大化學(xué)反應(yīng)的速率。4.用碰撞理論解釋催化劑對反應(yīng)速率的影響?【交流與討論】
影響外因分子總數(shù)活化分子數(shù)活化分子百分?jǐn)?shù)有效碰撞次數(shù)化學(xué)反應(yīng)速率升高溫度不變增加增加加快增加能量反應(yīng)過程E1E2ΔH無催化反應(yīng)催化反應(yīng)(1)使用適當(dāng)?shù)拇呋瘎┠軠p少過程中的能耗。(2)使用催化劑能改變反應(yīng)速率,但反應(yīng)熱沒變。影響化學(xué)反應(yīng)速率的外因
影響外因
單位體積內(nèi)有效碰撞次數(shù)化學(xué)反應(yīng)速率分子總數(shù)活化分子數(shù)活化分子百分?jǐn)?shù)增大反應(yīng)物濃度增大壓強(qiáng)升高溫度加催化劑增加增加不變增加加快增加增加不變增加加快不變增加增加增加加快不變增加增加增加加快在同一條件下,能向正反應(yīng)方向進(jìn)行,又能向逆反應(yīng)方向進(jìn)行的反應(yīng).N2+3H22NH3催化劑高溫高壓1、特征:2、表示:方程式而用“”連接,而不用“=”三同一小1)相同條件下;2)正、逆反應(yīng)同時進(jìn)行3)反應(yīng)物、生成物同時
存在
任一組分的轉(zhuǎn)化率都小于100%??赡娣磻?yīng)1、NH3溶于水得到的氨水溶液中含有哪些微粒?2、14CO2+CCO,達(dá)到化學(xué)平衡后,平衡混合物中含14C的粒子_____________________。14CO2、14C、14CO【課堂練習(xí)】正逆相等,變量不變相等消耗生成n:p消耗m:n例:反應(yīng)mA(g)+nB(g)=pC(g),達(dá)到平衡的標(biāo)志為:①、A的消耗速率與A的生成速率
②、A的消耗速率與C的速率之比等于③、B的生成速率與C的速率之比等于④、A的生成速率與B的速率之比等于m:p(1)正逆相等化學(xué)平衡狀態(tài)的判定第一類:mB、nB、CB、質(zhì)量分?jǐn)?shù)WB、轉(zhuǎn)化率αB、顏色、絕熱容器內(nèi)的溫度等不再變化時,可以證明反應(yīng)達(dá)到了平衡狀態(tài)。第二類:某種氣體的體積分?jǐn)?shù)(即物質(zhì)的量分?jǐn)?shù))不再變化時,要具體分析:(2)變量不變其中的B指的是反應(yīng)體系中的某一種物質(zhì),不是整體量絕大多數(shù)情況下,體積分?jǐn)?shù)不變,可以作為判斷平衡的依據(jù),個別情況例外化學(xué)平衡狀態(tài)的判定這些都不是某一種物質(zhì)的數(shù)據(jù),而是所有氣體的整體量。對于這三個量,若反應(yīng)前后氣體系數(shù)不相等,則可以作為判斷依據(jù)第三類:氣體的總物質(zhì)的量n、體積V、壓強(qiáng)P,要具體分析:A(g)+B(g)2C(g)A(g)+B(g)C(g)氣體的總物質(zhì)的量恒溫恒容時的壓強(qiáng)P減少不變不變減少不變減少恒溫恒壓時的體積V恒容時,凡是有固體參與的反應(yīng),其氣體密度都會變第四類:恒溫恒容時,氣體的密度ρ不再變化時,要具體分析ρ=m總v找固體不會變氣體質(zhì)量增加對于反應(yīng):A(s)+B(g)
C(g)mA+mB=mC
(質(zhì)量守恒)找固體,若方程式中有固體,則氣體總質(zhì)量會變化化學(xué)平衡狀態(tài)的判定找固體看氣體系數(shù)第五類:混合氣體的平均摩爾質(zhì)量M,不再變化時,要具體分析M=m總n總A(g)+B(g)2C(g)A(g)+B(g)C(g)A(S)+B(g)C(g)m總n總M不變不變不變不變變變變變不變化學(xué)平衡狀態(tài)的判定寫出下列反應(yīng)的平衡常數(shù)的表達(dá)式1.①2NO(g)+O2(g)
?2NO2
K1②2NO2(g)
?N2O4
K2③2NO(g)+O2(g)?N2O4(g)K3K3=K1K2ΔH1、ΔH2、ΔH3三者關(guān)系為:K1、K2、K3三者關(guān)系為:ΔH3=ΔH1+ΔH2結(jié)論1:方程式相加(減),則K相乘(除)3.平衡常數(shù)與方程式的關(guān)系K2=1/K1
ΔH1、ΔH2二者關(guān)系為:K1、K2二者關(guān)系為:ΔH2=-ΔH1結(jié)論2:正、逆反應(yīng),K互為倒數(shù)2.①2NO(g)+O2(g)?2NO2(g)K1②2NO2(g)?2NO(g)+O2(g)K23.①1/2N2(g)+3/2H2(g)?NH3(g)
K1②N2(g)+3H2(g)?2NH3(g)
K2K2=K12
ΔH1、ΔH2二者關(guān)系為:K1、K2二者關(guān)系為:ΔH2=2ΔH1結(jié)論3:化學(xué)計量數(shù)變?yōu)樵瓉韓倍,K變?yōu)镵n內(nèi)因:反應(yīng)中物質(zhì)的性質(zhì)外因:對于同一可逆反應(yīng),化學(xué)平衡常數(shù)只與溫度有關(guān)1.影響化學(xué)平衡常數(shù)的因素結(jié)合平衡常數(shù)的表達(dá)式思考,K的大小表示什么含義?K
=cp(C)?
cq(D)
cm(A)?
cn(B)mA(g)+nB(g)pC(g)+qD(g)對于同類型的反應(yīng),K越大,反應(yīng)進(jìn)行的程度越大化學(xué)平衡常數(shù)的應(yīng)用表2:25℃時,生成鹵化氫反應(yīng)的平衡常數(shù)化學(xué)方程式平衡常數(shù)
(K)F2(g)+H2(g)2HF(g)6.5×1095Cl2(g)+H2(g)2HCl(g)2.57×1033Br2(g)+H2(g)2HBr(g)1.91×1019I2(g)
+H2(g)2HI(g)8.67×1022.根據(jù)平衡常數(shù)的大小,判斷反應(yīng)進(jìn)行的程度對于同類型的化學(xué)反應(yīng),K越大,反應(yīng)進(jìn)行的程度越大,一般:K≥105,正反應(yīng)進(jìn)行得基本完全化學(xué)平衡常數(shù)的應(yīng)用
將0.1molCO與0.1molH2O氣體混合充入10L密閉容器中,加熱到800℃,充分反應(yīng)達(dá)到平衡后,測得CO的濃度為0.005mol·L-1。(3)在上述溫度下,CO的量不變,將氣態(tài)H2O的投料改為0.375mol,反應(yīng)一段時間后測得體系中CO的濃度為0.0025
mol·L-1,此時反應(yīng)是否達(dá)到平衡狀態(tài)?化學(xué)平衡常數(shù)的應(yīng)用三、基本計算關(guān)系2.反應(yīng)物的轉(zhuǎn)化率
=×100%變化量起始量1.化學(xué)反應(yīng)速率之比=Δn之比=Δc之比=化學(xué)計量數(shù)之比注意:(1)轉(zhuǎn)化率是對反應(yīng)物而言的;(2)一定溫度下,K值越大,轉(zhuǎn)化率就越高;3.生成物的產(chǎn)率=實(shí)際產(chǎn)量理論產(chǎn)量×100%化學(xué)平衡1Q=K不平衡Q≠K一段時間化學(xué)平衡2如何改變化學(xué)平衡狀態(tài)呢?由原有的平衡狀態(tài)達(dá)到新的平衡狀態(tài)的過程,叫做化學(xué)平衡的移動。改變反應(yīng)條件探討影響化學(xué)平衡的因素改變哪些反應(yīng)條件可使Q≠K,從而改變化學(xué)平衡狀態(tài)?改變濃度,使Q發(fā)生改變改變溫度,使K發(fā)生改變濃度商只與濃度有關(guān),平衡常數(shù)只與溫度有關(guān)。利用濃度商與平衡常數(shù)比較判斷化學(xué)平衡移動的方向Q=K任意時刻的濃度商Q=cp(C)?cq(D)
cm(A)?cn(B)
平衡狀態(tài)Q<K向正反應(yīng)方向移動向逆反應(yīng)方向移動Q>K探討影響化學(xué)平衡的因素反應(yīng)物濃度增大,Q減小,使得Q<K,反應(yīng)不再平衡,向正反應(yīng)方向移動。若其他條件不變,僅增加反應(yīng)物的濃度,化學(xué)平衡如何移動?任意時刻的濃度商Q=cp(C)?cq(D)
cm(A)?cn(B)
m
A(g)+n
B(g)p
C(g)+q
D(g)若其他條件不變,僅減小反應(yīng)物的濃度,化學(xué)平衡如何移動?反應(yīng)物濃度減小,Q變大,使得Q>K,反應(yīng)不再平衡,向逆反應(yīng)方向移動。探討影響化學(xué)平衡的因素b加入少量鐵粉實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象:a對照組紅色加深紅色變淺將5mL0.015mol·L-1KSCN溶液和5mL0.005mol·L-1FeCl3溶液混合,平衡后均分在a、b、c三支試管中c滴入4滴1mol·L-1KSCN溶液C(Fe3+)↓?紅色變淺?平衡向逆向移動C(SCN-)↑?紅色變深?平衡向正向移動濃度的變化對化學(xué)平衡的影響在一定溫度下,其它條件不變時改變條件K變化Q變化Q與K比較平衡移動方向增加反應(yīng)物濃度不變變小Q<K正向移動減小反應(yīng)物濃度不變變大Q>K逆向移動增大生成物濃度不變變大Q>K逆向移動減小生成物濃度不變變小Q<K正向移動濃度的改變導(dǎo)致濃度商的改變,但K不變,使Q≠K,從而導(dǎo)致平衡移動。注意:濃度的改變不一定會使化學(xué)平衡發(fā)生移動。
增大反應(yīng)物濃度
v(正)
v(逆)v'正=v'逆v正=v逆C反↑?瞬v正↑、v逆未變?v正>v逆?正移圖像分析:增大生成物濃度
v
(逆)
v
(正)v'正=v'逆C生↑?v逆瞬↑、v正未變?v正<v逆?逆移圖像分析:減小反應(yīng)物濃度
v
(逆)
v
(正)v'正=v'逆C反↓?v正瞬↓、v逆未變?v正<v逆?逆移圖像分析:減小生成物濃度
v
(逆)
v
(正)v'正=v'逆C生↓?v逆瞬↓、v正未變?v正>v逆?正移圖像分析:2.濃度對平衡影響的規(guī)律適用范圍:(1)適用于其他條件不變,只改變平衡體系的某一物質(zhì)的濃度。(2)適用于氣體或溶液中的可逆反應(yīng)平衡體系(因固體或純液體的濃度是常數(shù),改變固體或純液體的量不能改變其濃度,所以反應(yīng)速率不變,平衡不移動)(3)在溶液中進(jìn)行的反應(yīng),如果稀釋溶液,反應(yīng)物、生成物的濃度都減小,所以V(正)、V(逆)也都減小,但減小的程度不同,總結(jié)果是平衡向方程式中計量系數(shù)之和較大的方向移動。反之,若濃度增大平衡向方程式中計量系數(shù)之和較小的方向移動。(1)概念理解:在一定條件下,當(dāng)可逆反應(yīng)達(dá)到平衡狀態(tài)后,如果改變反應(yīng)條件,平衡狀態(tài)被破壞,平衡體系的物質(zhì)組成也會隨著改變,直至達(dá)到新的平衡狀態(tài)。這種由原有的平衡狀態(tài)達(dá)到新的平衡狀態(tài)的過程叫作化學(xué)平衡的移動。化學(xué)平衡的移動2NO2(g)N2O4(g)紅棕色無色
【實(shí)驗(yàn)原理】【實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象】(1)壓強(qiáng)增大:氣體顏色先變深,后變淺,最終比原來深(2)壓強(qiáng)減少:氣體顏色先變淺,后變深,最終比原來淺49壓強(qiáng)對化學(xué)平衡的影響容積減小顏色變深②顏色又變淺③原平衡氣①向正反應(yīng)方向移動物質(zhì)濃度瞬間增大加壓前實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象與分析2NO2(g)N2O4(g)紅棕色無色加壓NO2濃度比②中的減小,但比①中的增大壓強(qiáng)對化學(xué)平衡的影響容積增大顏色變淺②顏色又變深③原平衡氣①向逆反應(yīng)方向移動物質(zhì)濃度瞬間減小減壓前實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象與分析2NO2(g)N2O4(g)紅棕色無色減壓NO2濃度比②中的增大,但比①中的減小壓強(qiáng)對化學(xué)平衡的影響
v(逆)
v(正)v'正=v'逆增大壓強(qiáng)
v(逆)
v(正)v'正=v'逆減小壓強(qiáng)2NH3(g)N2(g)+3H2(g)m+n<p+q52
v(正)
v(逆)v'正=v'逆v正=v逆增大壓強(qiáng)
v(正)
v(逆)v'正=v'逆v正=v逆減小壓強(qiáng)2NO2(g)N2O4(g)m+n>p+q53v'正=v'逆增大壓強(qiáng)v'正=v'逆減小壓強(qiáng)H2(g)+I2(g)2HI(g)m+n=p+q54對于放熱反應(yīng)來說,升高溫度使K減小,Q>K,平衡向吸熱方向
(逆反應(yīng)方向)移動。對于吸熱反應(yīng)來說,升高溫度使K增大,Q<K,平衡向吸熱方向(正反應(yīng)方向)移動。Q不變T移動方向K變化△H溫度323K398K463K濃度平衡常數(shù)56.944.635.7在不同溫度下的平衡常數(shù)如下:理論分析:已知2NO2(g)?N2O4(g)△H=-56.9KJ/mol紅棕色無色溫度對化學(xué)平衡的影響正反應(yīng)是吸熱反應(yīng)
v(正)
v(逆)v'正=v'逆v正=v逆
v
(逆)
v
(正)v'正=v'逆正反應(yīng)是放熱反應(yīng)升高溫度圖像分析
正反應(yīng)是吸熱反應(yīng)
v(正)
v(逆)v'正=v'逆v正=v逆
v
(逆)
v
(正)v'正=v'逆正反應(yīng)是放熱反應(yīng)降低溫度圖像分析
催化劑降低了反應(yīng)的活化能,正反應(yīng)的活化能降低,逆反應(yīng)的活化能也降低,正逆反應(yīng)的活化分子百分?jǐn)?shù)增加倍數(shù)相同,正逆反應(yīng)速率增加的倍數(shù)也相等。不能改變達(dá)到平衡狀態(tài)的反應(yīng)混合物的組成,只改變到達(dá)平衡的時間。
催化劑能同等程度地改變正反應(yīng)速率和逆反應(yīng)速率,因此,對化學(xué)平衡的移動沒有影響v'正=v'逆催化劑對化學(xué)平衡的影響圖像分析催化劑對化學(xué)平衡的影響(1)使用正催化劑,正、逆反應(yīng)速率同時增大,且增大的倍數(shù)相同,化學(xué)平衡不移動。(2)當(dāng)其他條件不變時:催化劑不能改變達(dá)到化學(xué)平衡狀態(tài)時反應(yīng)混合物的組成,但是使用催化劑能改變反應(yīng)達(dá)到化學(xué)平衡所需的時間。
v(正)=v(逆)
含量tt1t259外界條件的改變化學(xué)平衡的移動濃度增大反應(yīng)物濃度/減小生成物濃度向正反應(yīng)方向移動減小反應(yīng)物濃度/增大生成物濃度向逆反應(yīng)方向移動溫度升高溫度向吸熱反應(yīng)方向移動降低溫度向放熱反應(yīng)方向移動壓強(qiáng)反應(yīng)前后氣體分子總數(shù)改變增大壓強(qiáng)向氣體分子總數(shù)減小的方向移動減小壓強(qiáng)向氣體分子總數(shù)增大的方向移動反應(yīng)前后氣體分子總數(shù)不變改變壓強(qiáng)平衡不移動催化劑使用催化劑平衡不移動小結(jié):影響化學(xué)平衡的因素如果改變影響平衡的一個因素(如溫度、壓強(qiáng)及參加反應(yīng)的物質(zhì)的濃度),平衡就向能夠減弱這種改變的方向移動。這就是勒夏特列原理,也稱化學(xué)平衡移動原理。怎樣理解勒夏特列原理中的“減弱這種改變”?反應(yīng)的移動方向總是想對抗外界條件的改變減弱減弱不是消除這種改變:外界條件的改變增加某物質(zhì)濃度,升溫,加壓減小某物質(zhì)濃度,降溫,減壓老子:天之道,損有余而補(bǔ)不足這種改變新平衡c.b.舊平衡a.這種改變新平衡c.b.舊平衡a.勒夏特列原理化學(xué)平衡狀態(tài)化學(xué)平衡移動勒夏特列原理溫度壓強(qiáng)Q與K比較(定量分析)(定性分析)化學(xué)平衡的建立定量研究:化學(xué)平衡常數(shù)濃度改變
v(正)
v(逆)v'正=v'逆
v
(逆)
v
(正)v'正=v'逆v'正=v'逆增大壓強(qiáng)v'正=v'逆
v(正)
v(逆)v'正=v'逆
v
(逆)
v
(正)v'正=v'逆減小壓強(qiáng)2NO2(g)
N2O4(g)2NH3(g)N2(g)+3H2(g)H2(g)+I2(g)2HI(g)壓強(qiáng)對化學(xué)平衡的影響----v-t圖像分析
v(正)
v(逆)v'正=v'逆v正=v逆升高溫度①
若正反應(yīng)是吸熱反應(yīng)降低溫度
v(正)
v(逆)v'正=v'逆v正=v逆②
若正反應(yīng)是放熱反應(yīng)
v
(逆)
v
(正)v'正=v'逆
v
(逆)
v
(正)v'正=v'逆溫度對化學(xué)平衡的影響----v-t圖像分析mA(g)+nB(g)pC(g)+qD(g)研究下列圖像,分析對應(yīng)可逆反應(yīng)焓變特點(diǎn)、計量數(shù)m+n和p+q的大小關(guān)系t1.01107Pa1.01106Pam+n=p+q0轉(zhuǎn)化率t2t1轉(zhuǎn)化率0m+n<p+qtt1t2P1P2“先拐先平數(shù)值大”轉(zhuǎn)化率—時間圖像mA(g)+nB(g)pC(g)+qD(g)研究下列圖像,分析對應(yīng)可逆反應(yīng)焓變特點(diǎn)、計量數(shù)m+n和p+q的大小關(guān)系tm+n>p+q0A%t2t10m+n<p+qtt1t2P1P2“先拐先平數(shù)值大”C%P1P2轉(zhuǎn)化率—時間圖像PA%500℃200℃對于反應(yīng)mA(g)+nB(g)pC(g)+qD(g)TA的轉(zhuǎn)化率1.01×107Pa1.01×106Pa1.01×105Pam+n__p+q△H_______0<>m+n__p+q△H_______0<<恒壓線恒溫線正反應(yīng)放熱正反應(yīng)放熱【課堂練習(xí)】TC%1.01×106Pa1.01×105Pa1.01×104Pa對于反應(yīng)mA(g)+nB(g)pC(g)+qD(g)PA%300℃200℃m+n__p+q△H_______0>>m+n__p+q△H_______0>=正反應(yīng)吸熱正反應(yīng)吸熱【課堂練習(xí)】Tvv正v逆?正反應(yīng)吸熱溫度升高,v正>v逆,平衡右移,正反應(yīng)吸熱平衡點(diǎn)對于反應(yīng)mA(g)+nB(g)pC(g)+qD(g)特殊圖像TC%450℃?正反應(yīng)放熱平衡點(diǎn)溫度升高,C%減小,平衡左移,逆反應(yīng)吸熱對于反應(yīng)mA(g)+nB(g)pC(g)+qD(g)特殊圖像PA%P1?m+n<p+q平衡點(diǎn)壓強(qiáng)增加,A%增加,平衡左移,逆反應(yīng)縮體對于反應(yīng)mA(g)+nB(g)pC(g)+qD(g)特殊圖像在給定的條件下,一個反應(yīng)可以自發(fā)地進(jìn)行到顯著程度,就稱為自發(fā)反應(yīng)。如:鋼鐵生銹。如何判斷一個過程,一個反應(yīng)能否自發(fā)進(jìn)行?【思考】自發(fā)反應(yīng)不需要任何條件就能自發(fā)進(jìn)行嗎?注意定義里的“給定條件”。如氫氣和氧氣反應(yīng)需要點(diǎn)燃,但也是自發(fā)反應(yīng)。自發(fā)反應(yīng):Cu和AgNO3反應(yīng)NaOH和HCl反應(yīng)Na投入H2O中Cu(s)+2AgNO3(aq)=Cu(NO3)2(aq)+2Ag(s)△H=-181.75kJ·mol-1NaOH(aq)+HCl(aq)=NaCl(aq)+H2O(l)△H=-57.3kJ·mol-12Na(s)+2H2O(l)=2NaOH(aq)+H2(g)△H=-636.1kJ·mol-1共同點(diǎn)——放熱反應(yīng)△H<0能量判據(jù)(焓判據(jù))∶
自發(fā)過程的體系趨向于從高能狀態(tài)轉(zhuǎn)變?yōu)榈湍軤顟B(tài)(△H<0)。
即△H<0的反應(yīng)有自發(fā)進(jìn)行的傾向。多數(shù)能自發(fā)進(jìn)行的化學(xué)反應(yīng)是放熱反應(yīng)反應(yīng)物的總能量高生成物的總能量低放熱反應(yīng)△H<0焓判據(jù)是判斷化學(xué)反應(yīng)進(jìn)行方向的判據(jù)之一。化學(xué)反應(yīng)進(jìn)行方向的焓判據(jù)(1)焓判據(jù)只能用于判斷過程的方向,能否實(shí)現(xiàn)要看具體條件;(2)焓判據(jù)只判斷一定條件化學(xué)反應(yīng)能否自發(fā)進(jìn)行,與化學(xué)反應(yīng)速率無關(guān);
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