第3章化学反应速率和化学平衡PPT课件

1、12复习：复习：什么叫可逆反应？可逆反应有哪些特点？什么叫可逆反应？可逆反应有哪些特点？ 在在相同条件下相同条件下，既能向正反应方向进行，既能向正反应方向进行，同时同时，又能向逆反应方向进行的化学反应，又能向逆反应方向进行的化学反应，叫做可逆反应。叫做可逆反应。思考：化学反应速率研究反应的快慢，研究思考：化学反应速率研究反应的快慢，研究一个化学反应还需要讨论哪些内容？一个化学反应还需要讨论哪些内容？可逆反应的特点：可逆反应的特点：同一条件、同时反应、方向对立同一条件、同时反应、方向对立不可能完全转化不可能完全转化还需要研究化学反应还需要研究化学反应进行的程度进行的程度化学平衡化学平衡3第三节第

2、三节 化学平衡化学平衡讨论：可逆反应为什么有讨论：可逆反应为什么有“度度”的限制？的限制？“度度”是怎样产生的？是怎样产生的？分析：在一定温度下，将一定分析：在一定温度下，将一定质量的蔗糖溶于质量的蔗糖溶于100ml水的过程水的过程如右图，蔗糖在溶解时，一方面，蔗糖分子不断如右图，蔗糖在溶解时，一方面，蔗糖分子不断离开蔗糖表面扩散到水中，另一方面，溶液中的离开蔗糖表面扩散到水中，另一方面，溶液中的蔗糖分子又不断在未溶解的蔗糖表面聚集成为晶蔗糖分子又不断在未溶解的蔗糖表面聚集成为晶体。体。蔗糖晶体蔗糖晶体 蔗糖溶液蔗糖溶液溶解溶解结晶结晶4过程分析：过程分析：开始时，开始时，v溶解溶解 ，v结晶

3、结晶然后，然后， v溶解溶解 ，v结晶结晶 最大最大0逐渐减小逐渐减小逐渐增大逐渐增大最后，最后， v溶解溶解 v结晶结晶 建立溶解平衡，建立溶解平衡，形成饱和溶液，即溶解的形成饱和溶液，即溶解的蔗糖的质量与结晶的蔗糖质量相等，固体质量蔗糖的质量与结晶的蔗糖质量相等，固体质量不再减少了。不再减少了。5讨论：在一定条件下，达到溶解平衡后，讨论：在一定条件下，达到溶解平衡后，蔗糖晶体的质量和溶液的浓度是否变化？蔗糖晶体的质量和溶液的浓度是否变化？溶解和结晶过程是否停止？溶解和结晶过程是否停止？晶体质量和溶液的浓度不会发生改变，但晶体质量和溶液的浓度不会发生改变，但溶解和结晶过程并未停止，溶解和结晶

4、过程并未停止， v溶解溶解v结晶结晶，蔗糖溶解多少则结晶多少。蔗糖溶解多少则结晶多少。“度度”（限度）的产生（限度）的产生 消耗量等于生成消耗量等于生成量，量上不再变化量，量上不再变化6一、一、化学平衡的建立过程化学平衡的建立过程在反应在反应co+h2o co2+h2中，将中，将0.01 mol co和和0.01 mol h2o (g)通入通入1l密闭容器中，反应一段密闭容器中，反应一段时间后，各物质浓度不变。时间后，各物质浓度不变。1、反应刚开始时：、反应刚开始时： 反应物浓度反应物浓度，正反应速率，正反应速率 ，生成物浓生成物浓度为度为，逆反应速率为，逆反应速率为。最大最大最大最大00逐渐

5、减小逐渐减小逐渐减小逐渐减小逐渐增大逐渐增大逐渐增大逐渐增大2、反应过程中：反应物浓度、反应过程中：反应物浓度，正反应，正反应速率速率 ，生成物浓度生成物浓度，逆反应，逆反应速率速率73、一定时间后，必然出现、一定时间后，必然出现v正反应速率正反应速率v逆反应速率逆反应速率vtv正正v逆逆v正正 v逆逆t14 4、t1时刻后，时刻后， v正正 v逆逆 ,即正反应消耗的反应物即正反应消耗的反应物的量与逆反应生成的反应物的量相等，反应物和的量与逆反应生成的反应物的量相等，反应物和生成物的浓度不再发生变化生成物的浓度不再发生变化 化学平衡化学平衡8二、化学平衡二、化学平衡1 1、概念：、概念： 在外

6、界条件不变的情况下，在外界条件不变的情况下，可逆反应可逆反应进进行到一定的程度时，行到一定的程度时，v v正反应速率正反应速率=v=v逆反应速率逆反应速率，化，化学反应进行到最大限度，反应物和生成物的学反应进行到最大限度，反应物和生成物的浓度不再发生变化浓度不再发生变化，反应混合物处于化学平，反应混合物处于化学平衡状态，简称衡状态，简称化学平衡化学平衡9反应条件：反应条件：2、化学平衡的性质：、化学平衡的性质：温度、压强、浓度等不变温度、压强、浓度等不变可逆反应，不可逆反应一般不会出现平衡状态可逆反应，不可逆反应一般不会出现平衡状态条件不变是条件不变是基础基础研究对象：研究对象：可逆反应是可逆

7、反应是前提前提本质：本质： v正正 v逆逆即即同一物质同一物质消耗速率与生成速率相等消耗速率与生成速率相等速率相等是速率相等是实质实质现象：现象：反应混合物组成成分的浓度保持不变反应混合物组成成分的浓度保持不变浓度不变是浓度不变是标志标志10注意：注意： 平衡时，反应混合物平衡时，反应混合物各组成成分各组成成分的的物质物质的量浓度、百分含量恒定，的量浓度、百分含量恒定，但不相等但不相等。同时，。同时，平衡状态下，反应平衡状态下，反应体系的压强恒定体系的压强恒定、 反应反应混合气体的混合气体的相对分子质量相对分子质量恒定恒定113 3、化学平衡的、化学平衡的特征特征：逆、动、等、逆、动、等、定、

8、变、同定、变、同逆：逆：研究的对象是可逆反应。研究的对象是可逆反应。动：动：化学平衡是动态平衡，虽然达到平衡状，但正反化学平衡是动态平衡，虽然达到平衡状，但正反应和逆反应应和逆反应并未停止，是一个并未停止，是一个动态平衡动态平衡。等：等：达到化学平衡时，达到化学平衡时，v正正 v逆逆0定：定：反应混合物各组分的浓度保持一定。反应混合物各组分的浓度保持一定。变：变：化学平衡建立在一定条件下，条件改变时，平衡就化学平衡建立在一定条件下，条件改变时，平衡就会被破坏，变为不平衡，并在新条件下建立新的平会被破坏，变为不平衡，并在新条件下建立新的平衡。衡。同：同：在一定条件下，可逆反应不论是从正反应还是逆

9、在一定条件下，可逆反应不论是从正反应还是逆反应开始，还是正逆反应同时开始，只要起始浓反应开始，还是正逆反应同时开始，只要起始浓度相当，均可以建立相同的化学平衡。即平衡的度相当，均可以建立相同的化学平衡。即平衡的建立与途径无关。建立与途径无关。124、达到化学平衡的、达到化学平衡的标志标志：v正正=v逆逆和反应混合物各组分和反应混合物各组分浓度保持不变浓度保持不变是判断平衡的是判断平衡的两大主要标志。两大主要标志。直接标志：直接标志：速率关系：速率关系： v正正 v逆逆应用：应用：判断平衡时，要注意用判断平衡时，要注意用“同同”、“等等”、“逆逆”的原则的原则同：同：同一种物质的同一种物质的v正

10、正和和v逆逆才能比较才能比较等：等：转化后的反应速率必须相等转化后的反应速率必须相等逆：逆：反应方向必须对立反应方向必须对立含量关系：含量关系：反应混合物各组分的浓度、质量分反应混合物各组分的浓度、质量分数、物质的量、摩尔分数、体积分数、分子数之数、物质的量、摩尔分数、体积分数、分子数之比保持不变比保持不变13以反应以反应ma(g)+nb (g) pc(g)为例，达到为例，达到平衡的标志为：平衡的标志为： a的消耗速率与的消耗速率与a的生成速率的生成速率a的消耗速率与的消耗速率与c的的速率之比等于速率之比等于b的生成速率与的生成速率与c的的速率之比等于速率之比等于a的生成速率与的生成速率与b的

11、的速率之比等于速率之比等于相等相等消耗消耗m ：p生成生成n ：p消耗消耗m ：n异边同向，同边异向，比例计量异边同向，同边异向，比例计量14例例1、一定条件下，反应、一定条件下，反应a2(g)+b2(g) 2ab(g)达达到平衡的标志是到平衡的标志是a、单位时间内生成、单位时间内生成n mol a2同时生成同时生成n molab b、单位时间内生成、单位时间内生成2n mol ab 同时生成同时生成n mol b2 c、单位时间内生成、单位时间内生成n mol a2 同时生成同时生成n mol b2 d、单位时间内生成、单位时间内生成n mol a2 同时消耗同时消耗n mol b2 15例

12、例2、一定条件下，反应、一定条件下，反应n2+3h2 2nh3达到平衡达到平衡的标志是的标志是 a、一个、一个nn键断裂的同时，有三个键断裂的同时，有三个hh键形成键形成 b、一个、一个nn键断裂的同时，有三个键断裂的同时，有三个hh键断裂键断裂 c、一个、一个nn键断裂的同时，有六个键断裂的同时，有六个nh键断裂键断裂 d、一个、一个nn键断裂的同时，有六个键断裂的同时，有六个nh键形成键形成 在判断化学平衡时，要注意化学键数与反应在判断化学平衡时，要注意化学键数与反应物质的物质的量之间的联系，同时要注意成物质的物质的量之间的联系，同时要注意成键、断键与反应方向之间的关系。键、断键与反应方向

13、之间的关系。16间接标志：间接标志：以反应以反应ma(g)+nb(g) pc(g)为例为例混合气体的总压强、总体积、总物质的量不随混合气体的总压强、总体积、总物质的量不随时间改变而时间改变而，（适用于，（适用于）改变改变m+np 的反应的反应、混合气体的平均相对分子质量、密度不随时、混合气体的平均相对分子质量、密度不随时间改变而间改变而，（适用于，（适用于）改变改变m+np 的反应的反应各气体体积、气体分压、各物质的物质的量不各气体体积、气体分压、各物质的物质的量不随时间改变随时间改变、特殊标志：、特殊标志：对于有色物质参加反应，如果体系颜色不变，对于有色物质参加反应，如果体系颜色不变，反应达

14、到平衡反应达到平衡对于吸热或放热反应，如果体系温度不变，对于吸热或放热反应，如果体系温度不变，反应达到平衡反应达到平衡17 气体的总压、气体的总的物质的量、混合气体气体的总压、气体的总的物质的量、混合气体的平均相对分子质量、混合气体的密度、反应混的平均相对分子质量、混合气体的密度、反应混合物平衡时物质的量之比合物平衡时物质的量之比在等系数的气体反应中不能作为平衡判据的是：在等系数的气体反应中不能作为平衡判据的是：例例3、在一定温度下，向、在一定温度下，向al密闭容器中加入密闭容器中加入1molx气体和气体和2moly气体发生如下反应：气体发生如下反应：x(g)+2y(g) 2z(g），此反应达

15、到平衡的标志是：），此反应达到平衡的标志是：a、容器内压强不随时间变化、容器内压强不随时间变化 b、容器内各物质的浓度不随时间变化、容器内各物质的浓度不随时间变化 c、容器内、容器内x、y、z的浓度之比为的浓度之比为1:2:2d、单位时间消耗、单位时间消耗0.1molx的同时生成的同时生成0.2molz18课堂练习：课堂练习： 【】【】 在一定温度下在一定温度下,可逆反应可逆反应a(g)+3b(g) 2c(g)达到平衡的标志是（达到平衡的标志是（ ）a.c的生成速率与的生成速率与c分解的速率相等分解的速率相等 b.单位时间内生成单位时间内生成n mola,同时生同时生3n molbc.a、b、

16、c的浓度不再变化的浓度不再变化 d.a、b、c的分子数比为的分子数比为1:3:2ac19【2】 下列说法中可以充分说明反应下列说法中可以充分说明反应: p(g)+q(g) r(g)+s(g) , 在恒温下已达平衡状态在恒温下已达平衡状态的是（）的是（） 反应容器内压强不随时间变化反应容器内压强不随时间变化 b.p和和s的生成速率相等的生成速率相等c.反应容器内反应容器内p、q、r、s四者共存四者共存 a.d.反应容器内总物质的量不随时间而变化反应容器内总物质的量不随时间而变化 b20 【3】在一定温度下的恒容容器中】在一定温度下的恒容容器中,当下列物理量当下列物理量不再发生变化时不再发生变化时

17、,表明表明a(s)+3b(g) 2c(g)+d(g)已已达平衡状态的是达平衡状态的是 ( )a.混合气体的压强混合气体的压强 b.混合气体的密度混合气体的密度c.b的物质的量浓度的物质的量浓度 d.气体的总物质的量气体的总物质的量bc21【4】 在一定温度下在一定温度下,下列叙述不是可逆反应下列叙述不是可逆反应a(g)+3b(g) 2c(g)+2d(s)达到平衡的标志的是达到平衡的标志的是 c的生成的生成 速率与速率与c的分解速率相等的分解速率相等 单位时间内生成单位时间内生成a mola,同时生成同时生成3a molb a、b、c的浓度不再变化的浓度不再变化a、b、c的分压强不再变化的分压强

18、不再变化混合气体的总压强不再变化混合气体的总压强不再变化混合气体的物质的量不再变化混合气体的物质的量不再变化 a、b、c、d的分子数之比为的分子数之比为1:3:2:2 a. b. c. d. ( a )22影响化学平衡的条件影响化学平衡的条件思考：反应条件改变是如何影响化学平衡？思考：反应条件改变是如何影响化学平衡？一定条件下一定条件下的化学平衡的化学平衡v正正 v逆逆，反应混合物反应混合物中各组分的中各组分的含量恒定含量恒定条件改变条件改变反应速率改变，反应速率改变，且变化量不同且变化量不同非平衡状态非平衡状态平衡被破坏平衡被破坏 v正正 v逆逆，反，反应混合物中应混合物中各组分的含各组分的

19、含量不断变化量不断变化一定时间后一定时间后新条件下的新条件下的新化学平衡新化学平衡v正正 v逆逆，反应混合物反应混合物中各组分的中各组分的含量恒定含量恒定平衡状态平衡状态平衡状态平衡状态化学平衡的移动化学平衡的移动23一、化学平衡的移动一、化学平衡的移动总结：化学平衡的研究对象是总结：化学平衡的研究对象是，化，化学平衡是有条件限制的学平衡是有条件限制的平衡，只有在平衡，只有在时才能保持平衡，当外界条件时才能保持平衡，当外界条件（浓度、温度、压强）改变时，化学平衡会（浓度、温度、压强）改变时，化学平衡会被被，反应混合物里各组分的含量不断，反应混合物里各组分的含量不断 ，由于条件变化对正逆反应速率

20、的，由于条件变化对正逆反应速率的影响不同，致使影响不同，致使v正正 v逆逆，然后在新条件下，然后在新条件下建立建立 可逆反应可逆反应动态动态条件一定条件一定破坏破坏发生变化发生变化新的平衡新的平衡241、化学平衡移动的定义：、化学平衡移动的定义：化学上把这种化学上把这种可逆反应中旧化学平衡的破可逆反应中旧化学平衡的破坏坏、新化学平衡建立的过程新化学平衡建立的过程叫做化学平衡叫做化学平衡的移动的移动2、化学平衡的移动方向的速率判断：、化学平衡的移动方向的速率判断：若外界条件变化引起若外界条件变化引起v正正 v逆逆：平衡向正反应方向移动平衡向正反应方向移动若外界条件变化引起若外界条件变化引起v正正

21、 v逆逆：平衡向逆反应方向移动平衡向逆反应方向移动若外界条件变化引起若外界条件变化引起v正正 v逆逆：旧平衡未被破坏，平衡不移动旧平衡未被破坏，平衡不移动25移动方向移动方向速率变化速率变化减小反应物减小反应物浓度浓度减小生成物减小生成物浓度浓度增大生成物增大生成物浓度浓度增大反应物增大反应物浓度浓度平衡移动平衡移动原因原因浓度变浓度变化对反化对反应速率应速率的影响的影响v正正首先增大首先增大v逆逆随后增大随后增大且且v正正 v逆逆正反应方向正反应方向v逆逆首先增大首先增大v正正随后增大随后增大且且v逆逆 v正正逆反应方向逆反应方向 v逆逆首先减小首先减小 v正正随后减小随后减小且且v正正 v

22、逆逆正反应方向正反应方向v正正首先减小首先减小v逆逆随后减小随后减小且且v逆逆 v正正逆反应方向逆反应方向1、浓度对化学平衡的影响、浓度对化学平衡的影响二、影响化学平衡的条件二、影响化学平衡的条件26结论：结论：当其他条件不变时，增大反应物浓当其他条件不变时，增大反应物浓度或减小生成物浓度，化学平衡向度或减小生成物浓度，化学平衡向反应方向移动；增大生成物浓度或减小反反应方向移动；增大生成物浓度或减小反应物浓度，化学平衡向应物浓度，化学平衡向反应方向移反应方向移动。动。正正逆逆27n2(g)+3h2(g) 2nh3(g)反应中，压强变化反应中，压强变化和和nh3含量的关系含量的关系结论：结论：压

23、强增大，压强增大， nh3增大，平衡向增大，平衡向正反应方向移动。正反应方向移动。增大压强，平衡向气体体积缩小方向移动。增大压强，平衡向气体体积缩小方向移动。减小压强，平衡向气体体积增大方向移动。减小压强，平衡向气体体积增大方向移动。2、压强对化学平衡的影响、压强对化学平衡的影响28思考：思考：对于等体积的气体反应，压强改变对于等体积的气体反应，压强改变将怎样影响化学平衡？将怎样影响化学平衡？结论：结论：由于压强变化同时、同步、等倍数由于压强变化同时、同步、等倍数影响正、逆反应速率，影响正、逆反应速率，v正正= v逆逆，化学平，化学平衡不移动，但反应速率改变。衡不移动，但反应速率改变。例、在反

24、应例、在反应i2(g)+h2 (g) 2hi (g)中增大压强中增大压强vtv正正= v逆逆v正正= v逆逆293、温度对化学平衡的影响、温度对化学平衡的影响讨论：讨论：温度的变化对化学反应速率如何影响？温度的变化对化学反应速率如何影响？v正正和和 v逆逆怎样变化？怎样变化？结论：结论：温度升高，温度升高， v正正和和 v逆逆同时同时增大；温增大；温度降低，度降低，v正正和和 v逆逆同时减小同时减小。问题：温度的变化如何改变不同反应的问题：温度的变化如何改变不同反应的v正正和和 v逆逆的倍数的倍数？2no2 n2o4 h030实验现象：温度升高，混合气体颜色加实验现象：温度升高，混合气体颜色加

25、深，深，平衡向，平衡向 方方向移动；温度降低，混合气体颜色变浅，向移动；温度降低，混合气体颜色变浅，平衡向，平衡向 方向方向移动移动no2浓度增大浓度增大逆反应逆反应no2浓度减小浓度减小正反应正反应结论：结论：升高温度化学平衡向升高温度化学平衡向移动，移动，吸热反应方向吸热反应方向降低温度化学平衡向降低温度化学平衡向移动，移动，放热反应方放热反应方向向314、化学平衡移动原理、化学平衡移动原理勒夏特列原理勒夏特列原理原理：原理：如果改变影响平衡的一个条件（浓如果改变影响平衡的一个条件（浓度、温度、压强等），化学平衡就向度、温度、压强等），化学平衡就向减弱减弱这种改变的方向移动。这种改变的方向

26、移动。此原理只适用于此原理只适用于已达平衡已达平衡的体系的体系平衡移动方向与条件改变方向相反。平衡移动方向与条件改变方向相反。ps：移动的结果移动的结果只能是减弱外界条件的该只能是减弱外界条件的该变量，但不能抵消。变量，但不能抵消。325、催化剂对化学平衡的影响、催化剂对化学平衡的影响讨论：催化剂怎样改变讨论：催化剂怎样改变v正正和和 v逆逆？小结：小结：同步、等倍数改变同步、等倍数改变v正正和和 v逆逆结论：结论：催化剂不能使化学平衡发生移动；不催化剂不能使化学平衡发生移动；不能改变反应混合物的百分含量；但可以改变能改变反应混合物的百分含量；但可以改变达到平衡的时间。达到平衡的时间。vtv正

27、正= v逆逆v正正= v逆逆 含量含量 tt1t233第二节 化学平衡化学平衡常数34平衡常数的推导平衡常数的推导48.3848.3848.6148.6148.4848.48根据表中的数据计算出平衡时根据表中的数据计算出平衡时 的值，并的值，并分析其中规律。分析其中规律。22( )( )2( )ighghi g2()chicc22（h ）（i ）2()chicc22（h ）（i ）48.7148.7135结论结论： 在在一定温度下一定温度下，可逆反应无论从正反，可逆反应无论从正反应开始，还是从逆反应开始，又不论反应应开始，还是从逆反应开始，又不论反应物起始浓度的大小，物起始浓度的大小，最后都能

28、达到化学平最后都能达到化学平衡，衡，这时这时生成物的浓度幂之积与反应物的生成物的浓度幂之积与反应物的浓度幂之积的比值是一个常数。浓度幂之积的比值是一个常数。36一、化学平衡常数一、化学平衡常数（k k）1 1、定义、定义 一定温度下一定温度下，对于已达平衡的反应体系中，生成物，对于已达平衡的反应体系中，生成物浓度幂之积与反应物浓度幂之积的浓度幂之积与反应物浓度幂之积的比值比值是一个常数是个是一个常数是个常数，这个常数常数，这个常数叫做该反应的化学平衡常数。叫做该反应的化学平衡常数。2 2、平衡常数的数学表达式及其单位、平衡常数的数学表达式及其单位mgnbgpcg +qdga对于一般的可逆反应 （ ）（ ）（ ）（ ）pqmnc c（c） c（d）（a）c（b）nmol（/l）k=k=k k的单位：的单位：npq -m n（） （ + ）371、如果反应中有固体和纯液体参加，它们的浓度不应写在平衡关系式中，因为它们的浓度是固定不变的，化学平衡关系式中只包括气态物质和溶液中各溶质的浓度。3asasgc co2（ ）c o（ ）+co （ ）二、书写平衡常数关系式的规则二、书写平衡常数关系式的规则gggl222co （ ）+h （ ）co（ ）+h o（ ）22()/() ()kc co