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文档简介

1、化学反应速率和化学平衡化学反应速率和化学平衡返回主页返回主页结束放映结束放映返回最近观看的幻灯片返回最近观看的幻灯片说明:说明:下一张幻灯片下一张幻灯片上一张幻灯片上一张幻灯片操作说明:操作说明:6化学反应速率和化学平衡化学反应速率和化学平衡(1)了解化学反应速率的概念、反应速率的定量表)了解化学反应速率的概念、反应速率的定量表示方法。示方法。(2)了解催化剂在生产、生活和科学研究领域中的)了解催化剂在生产、生活和科学研究领域中的重大作用。重大作用。(3)了解化学反应的可逆性。)了解化学反应的可逆性。(4)了解化学平衡建立的过程。理解化学平衡常数)了解化学平衡建立的过程。理解化学平衡常数的含义

2、,能够利用化学平衡常数进行简单的计算。的含义,能够利用化学平衡常数进行简单的计算。(5)理解外界条件(浓度、温度、压强、催化剂等)理解外界条件(浓度、温度、压强、催化剂等)对反应速率和化学平衡的影响,认识其一般规律。对反应速率和化学平衡的影响,认识其一般规律。2011考纲考纲一一.有效碰撞理论有效碰撞理论有效碰撞:有效碰撞:活化分子:活化分子:活化分子百分数:活化分子百分数:化学反应与分子间的有效碰撞频率有关,因此化学反应与分子间的有效碰撞频率有关,因此所有能够改变内能、运动速率以及碰撞几率的外所有能够改变内能、运动速率以及碰撞几率的外界条件,都可以用来改变、控制反应速率。如界条件,都可以用来

3、改变、控制反应速率。如:指能够发生化学反应的碰撞。指能够发生化学反应的碰撞。指能够发生有效碰撞的分子。指能够发生有效碰撞的分子。指活化分子在反应物分子中所占的百分数。指活化分子在反应物分子中所占的百分数。加热、搅拌、增大反应物的浓度、使用催化剂等。加热、搅拌、增大反应物的浓度、使用催化剂等。二、化学反应速率二、化学反应速率P321、概念:单位时间内、概念:单位时间内生成物生成物的物质的量浓度的增多或的物质的量浓度的增多或反应物反应物的物质的量浓度的减少的物质的量浓度的减少2、表达式:、表达式:v=c/t单位:单位:mol/(Ls),mol/(Lmin)3、特点:、特点:化学反应速率是化学反应速

4、率是平均平均速率,且均取速率,且均取正值正值。但在时间速。但在时间速率图像中某时刻对应的速率为瞬时速率。率图像中某时刻对应的速率为瞬时速率。同一反应选用不同物质浓度的改变量表示速率,数值可同一反应选用不同物质浓度的改变量表示速率,数值可能不同,但表示的意义相同能不同,但表示的意义相同,且各物质表示的速率比等于且各物质表示的速率比等于该反应方程式的系数比。该反应方程式的系数比。例:对于反应:例:对于反应:mA+nB=pC+qDV(A) V(B) V(C) V(D)m n p q用化学反应速率来比较不同反应进行得快慢或同一反用化学反应速率来比较不同反应进行得快慢或同一反应在不同条件下反应的快慢时,

5、应在不同条件下反应的快慢时,应选择同一物质来比较。应选择同一物质来比较。在一定温度下,在一定温度下,固态和纯液态物质,固态和纯液态物质,物质的量浓度视为物质的量浓度视为常数,它们的反应速率也视为常数,不用这些物质表示常数,它们的反应速率也视为常数,不用这些物质表示反应速率。如反应速率。如CaCO3、液态水等。、液态水等。例例1在在2L的密闭容器中,加入的密闭容器中,加入3mol和和1mol的的H2和和N2,发,发生生N2+3H22NH3,在,在2s末时,测得容器中含有末时,测得容器中含有0.4mol的的NH3,求该反应的化学反应速率。,求该反应的化学反应速率。【说明说明】计算反应速率一般运用计

6、算反应速率一般运用“三段思维法三段思维法”,即,即“起始起始”、“转化转化”、“平衡平衡”时的情况来考虑,这种方法的优点在于各物质时的情况来考虑,这种方法的优点在于各物质的量的量及变化非常清晰,一目了然。及变化非常清晰,一目了然。化学反应的速率是通过实验测定的。化学反应的速率是通过实验测定的。P34n测定方法有测定方法有 n、直接观察某些性质(如释放出气体的体积和、直接观察某些性质(如释放出气体的体积和体系压强);体系压强);n、科学仪器测定(如颜色的深浅、光的吸收和、科学仪器测定(如颜色的深浅、光的吸收和发射、导电能力等);发射、导电能力等);n、溶液中,常利用颜色深浅和显色物质浓度间、溶液

7、中,常利用颜色深浅和显色物质浓度间的正比关系来跟踪反应的过程和测量反应速率。的正比关系来跟踪反应的过程和测量反应速率。 例例22把下列金属分别投入把下列金属分别投入0.1mol/L0.1mol/L盐酸中,能盐酸中,能发生反应但反应最缓慢的是(发生反应但反应最缓慢的是( )A Fe B Al C Mg D CuA Fe B Al C Mg D CuA 例例3实验室用铁与盐酸制取氢气时,采用哪些方实验室用铁与盐酸制取氢气时,采用哪些方法,可以增大铁与盐酸反应速率?法,可以增大铁与盐酸反应速率? 1.1.增大盐酸浓度增大盐酸浓度 2.2.将铁片改为铁粉将铁片改为铁粉3.3.升温升温 4.4.加入少量

8、的加入少量的CuSOCuSO4 4粉末粉末4 4:影响化学反应速率的因素:影响化学反应速率的因素(1)内因内因(2)(2)外因:外因: 对于同一化学反应,外界条件不同反应速率不同。其中对于同一化学反应,外界条件不同反应速率不同。其中重要的外界条件为重要的外界条件为: :参加反应的物质的性质是参加反应的物质的性质是决定决定化学反应速率的化学反应速率的重要因素。重要因素。浓度、温度、压强、催化剂浓度、温度、压强、催化剂,以及固体反应物表面积的大小以及固体反应物表面积的大小、溶剂、光、电磁波、激光、超声波等都会影响化学反应、溶剂、光、电磁波、激光、超声波等都会影响化学反应的速率的速率等。等。浓度浓度

9、:在其它条件不变时,在其它条件不变时,增大反应物浓度,化学反应速率增大反应物浓度,化学反应速率加快;反之则慢。加快;反之则慢。注意注意:固体,纯液体固体,纯液体的浓度均可视作常数。因固体物质的浓度均可视作常数。因固体物质间的反应只与接触面积有关,故固体物质的量的改变对间的反应只与接触面积有关,故固体物质的量的改变对反应速率无影响。反应速率无影响。注意:注意:压强对反应速率的影响是通过改变气体物质的压强对反应速率的影响是通过改变气体物质的浓浓度度而产生的。而产生的。反应物为反应物为固体或液体固体或液体时,可以认为压强对它的反应速率时,可以认为压强对它的反应速率无影响。无影响。压强压强在其它条件不

10、变时,增大在其它条件不变时,增大气体反应气体反应体系压强,化学反应体系压强,化学反应速率加快;反之则慢。速率加快;反之则慢。改变压强,对化学反应速率产生影响的根本原因是引改变压强,对化学反应速率产生影响的根本原因是引起浓度改变。所以,在讨论压强对反应速率的影响时,起浓度改变。所以,在讨论压强对反应速率的影响时,应应区分引起压强改变的原因。区分引起压强改变的原因。对于气体反应体系,有以下几种情况:对于气体反应体系,有以下几种情况:反应速率加快。反应速率加快。反应速率加快。反应速率加快。反应速率不变。反应速率不变。反应速率减慢。反应速率减慢。温度:温度:其它条件不变时,其它条件不变时,升高温度,反

11、应速率加快。升高温度,反应速率加快。温度每升高温度每升高10,化学反应速率增大到原来的,化学反应速率增大到原来的24倍。倍。升高反应体系的温度,是提高反应速率的有效途径。升高反应体系的温度,是提高反应速率的有效途径。V倍数值倍数值(t2-t1)/10=变化后的反应速率变化后的反应速率催化剂:催化剂:使用正催化剂,能加快化学反应速率。使用正催化剂,能加快化学反应速率。使用负催化剂,能减慢化学反应速率。使用负催化剂,能减慢化学反应速率。未特殊指明时,均指正催化剂。未特殊指明时,均指正催化剂。小结:影响化学反应速率的因素小结:影响化学反应速率的因素 影响影响外因外因 单位体积内单位体积内有效碰撞频率

12、有效碰撞频率化学化学反应反应速率速率分子分子总数总数活化分子活化分子 活化活化百分数百分数 分子数分子数增大反应物增大反应物浓度浓度增大压强增大压强升高温度升高温度催化剂催化剂 增加增加增加增加增加增加加快加快增加增加增加增加增加增加加快加快不变不变增加增加增加增加加快加快不变不变增加增加增加增加加快加快不变不变不变不变增大增大增大增大例例4、取、取2g干燥铝粉和干燥铝粉和3g碘粉小心混合均匀,分为四堆。碘粉小心混合均匀,分为四堆。往各堆上分别加往各堆上分别加0.5g水,水,1g明矾,明矾,1g胆矾,胆矾,1g无水硫无水硫酸铜。加水那堆混合物首先冒火花,发生剧烈反应,其次酸铜。加水那堆混合物首

13、先冒火花,发生剧烈反应,其次发生反应的是加明矾的那一堆混合物,再次是加胆矾的发发生反应的是加明矾的那一堆混合物,再次是加胆矾的发生反应,而加无水硫酸铜的那一堆混合物最难发生反应。生反应,而加无水硫酸铜的那一堆混合物最难发生反应。(1)铝和碘反应的方程式是铝和碘反应的方程式是。(2)铝和碘反应还可以看到的是铝和碘反应还可以看到的是。(3)四堆混合物发生反应的先后顺序说明了四堆混合物发生反应的先后顺序说明了。2Al+3I2=2AlI3冒紫色烟冒紫色烟水是催化剂,明矾比胆矾更易失去结晶水水是催化剂,明矾比胆矾更易失去结晶水H2O例例5、以下述反应为例,验证浓度对化学反应速率的影响:、以下述反应为例,

14、验证浓度对化学反应速率的影响:Na2S2O3+2HCl2NaCl+S+SO2+H2O一同学在下午活动课中,配制了一同学在下午活动课中,配制了0.2mo1/L的盐酸置于大的盐酸置于大烧杯中,并取了烧杯中,并取了3mL0.1mol/LNa2S2O3溶液与溶液与3mL该盐酸该盐酸反应,产生明显浑浊约需要反应,产生明显浑浊约需要ts。由于时间另有安排,停。由于时间另有安排,停止了实验。第二天又用了止了实验。第二天又用了3mL0.2mo1/LNa2S2O3溶液与溶液与原盐酸原盐酸3mL反应,产生明显浑浊也需时间反应,产生明显浑浊也需时间ts左右。于是左右。于是他得出结论:浓度对化学反应速率的影响不大。请

15、你评价他得出结论:浓度对化学反应速率的影响不大。请你评价该同学的这次实验。该同学的这次实验。(1)结论是结论是()A、可靠、可靠B不可靠不可靠C基本正确,但有疑点基本正确,但有疑点D可能正确,也可能不正确可能正确,也可能不正确B(2)一般对比实验都要控制条件,且再现性好。一般对比实验都要控制条件,且再现性好。请评价他实验控制的条件请评价他实验控制的条件。请评价他实验现象对比方法:请评价他实验现象对比方法:;若他的对比方法不好,请你给出合理的对比方法若他的对比方法不好,请你给出合理的对比方法(若他的若他的对比方法可行;此问可不答对比方法可行;此问可不答)。a.再次实验的温度可能有差异;再次实验的

16、温度可能有差异;b.在敞口烧杯中盐酸可能因挥发而浓度改变,故没有在敞口烧杯中盐酸可能因挥发而浓度改变,故没有控制好条件。控制好条件。所谓所谓“明显浑浊明显浑浊”的标准可能不一致,不能进行严密的标准可能不一致,不能进行严密的对比的对比如:可在进行实验的两支试管背侧贴上同一大小的如:可在进行实验的两支试管背侧贴上同一大小的标志,如标志,如“+”,并分别记下,并分别记下“+”看不见时所需的时看不见时所需的时间间例例6、下列数据是在某高温下,金属镁和镍分别在氧气中、下列数据是在某高温下,金属镁和镍分别在氧气中进行氧化反应时,在金属表面生成氧化物薄膜的实验记录:进行氧化反应时,在金属表面生成氧化物薄膜的

17、实验记录:a和和b均为与温度有关的常数。均为与温度有关的常数。(1)金属高温氧化腐蚀速率可以用金属氧化膜的生长速率金属高温氧化腐蚀速率可以用金属氧化膜的生长速率来表示,其理由是来表示,其理由是。反应时间反应时间/h1491625MgO层厚层厚Y/nm0.05a0.2a0.45a0.8a1.25aNiO层厚层厚Y/nmb2b3b4b5b反应速率可用反应物的消耗速率,也可用生成物的反应速率可用反应物的消耗速率,也可用生成物的生成速率表示。生成速率表示。(2)金属氧化膜的膜厚金属氧化膜的膜厚Y跟时间跟时间t所呈现的关系是所呈现的关系是(填直填直线、抛物线、对数或双曲线等类型线、抛物线、对数或双曲线等

18、类型),MgO氧化物的膜厚氧化物的膜厚Y属属型,型,NiO氧化膜的膜厚氧化膜的膜厚Y属属型。型。(3)Mg与与Ni比较,比较,具有更良好的耐氧化腐蚀性,具有更良好的耐氧化腐蚀性,理由是:理由是:。反应时间反应时间/h1491625MgO层厚层厚Y/nm0.05a0.2a0.45a0.8a1.25aNiO层厚层厚Y/nmb2b3b4b5b直线直线抛物线抛物线NiNi的腐蚀速率随时间的增长比的腐蚀速率随时间的增长比Mg的要慢的要慢Y=0.05at(直线直线)、Y=bt1/2(抛物线抛物线)例例7、乙醛发生分解反应:、乙醛发生分解反应:CH3CHO(g)CH4(g)+CO(g)在一定温度下有:在一定

19、温度下有:v=kc(CH3CHO)m,其中,其中k为常数,测为常数,测得数据如下表得数据如下表试求:试求:(1)m和和k的值的值(2)c(CH3CHO)0.15mol/L时的反应速率时的反应速率乙醛浓度(乙醛浓度(mol/L)0.100.200.300.40反应速率反应速率mol/(Ls)0.0200.0800.1800.318(1)m=2K=2(2)v=0.045mol/(Ls)二、化学平衡v1、化学平衡状态化学平衡状态的概念、特征的概念、特征v2、化学平衡移动化学平衡移动v3、化学平衡状态的、化学平衡状态的判断依据与方法判断依据与方法v4、等效平衡原理等效平衡原理v5、平衡常数平衡常数v6

20、、化学平衡有关计算化学平衡有关计算v7、化学平衡图像题化学平衡图像题化学平衡状态,就是化学平衡状态,就是在在一定条件一定条件下下可逆反应里,当可逆反应里,当正反应正反应速率速率与与逆反应速率逆反应速率相等相等时,反应混合物中各组成成分的时,反应混合物中各组成成分的百分含量保持百分含量保持不变不变的状态。的状态。1、定义:、定义:强强调调四四点点条件:一定条件(温度、浓度与压强)条件:一定条件(温度、浓度与压强)本质:正反应速率本质:正反应速率=逆反应速率逆反应速率现象:各组分百分含量现象:各组分百分含量(或质量或质量)、浓度、浓度(或体积分数)等保持不变(或体积分数)等保持不变对象:可逆反应对

21、象:可逆反应(一)化学平衡状态的概念与特征2、化学平衡状态的特征、化学平衡状态的特征(2)动:动:动态平衡动态平衡(正逆反应仍在进行)(正逆反应仍在进行)(3)等:正反应速率等:正反应速率=逆反应速率逆反应速率0(4)定:反应混合物中各组分的浓度保持不变,定:反应混合物中各组分的浓度保持不变,各组分的百分含量一定。各组分的百分含量一定。(5)变:条件变化,化学平衡状态将被破坏变:条件变化,化学平衡状态将被破坏,直直到到在新的条件下建立新的平衡。在新的条件下建立新的平衡。化学平衡状态的特征化学平衡状态的特征(1)逆:研究对象可逆反应。逆:研究对象可逆反应。 v(1)直接标志:直接标志:v、速率标

22、志:、速率标志:v正正v逆逆0;v、反应混合物中各组分的体积分数、物质的量分数、反应混合物中各组分的体积分数、物质的量分数、质量分数质量分数不再发生变化;不再发生变化;v(2)间接标志:间接标志:v各组分的各组分的浓度浓度不随时间改变而改变不随时间改变而改变v各物质的各物质的物质的量物质的量不随时间改变而改变不随时间改变而改变v各气体的各气体的压强压强(分压分压)不随时间改变而改变不随时间改变而改变v气体的气体的颜色(有颜色变化的)颜色(有颜色变化的)不随时间改变而改变不随时间改变而改变v气体的气体的密度密度或或平均相对分子质量平均相对分子质量不随时间改变而改变不随时间改变而改变v反应物的转化

23、率、生成物的产率反应物的转化率、生成物的产率不再发生变化;不再发生变化;v反应物反应时反应物反应时破坏的化学键破坏的化学键与逆反应得到的反应物与逆反应得到的反应物形形成的化学成的化学键键种类和数量相同;种类和数量相同;3.3.化学平衡的标志化学平衡的标志对于气体体积数不同的可逆反应,达到化学平对于气体体积数不同的可逆反应,达到化学平衡时,衡时,体积和压强体积和压强也不再发生变化。也不再发生变化。 各组分的各组分的分子数分子数不变。不变。 各组分的各组分的分子数之比分子数之比不变。不变。 【例【例1】在一定温度下,反应】在一定温度下,反应A2(g) + B2(g) 2AB(g)达到平衡的标志是达

24、到平衡的标志是 ( )A. 单位时间生成单位时间生成n mol的的A2同时生成同时生成n mol的的ABB. 容器内的压强不随时间变化容器内的压强不随时间变化C. 单位时间生成单位时间生成2n mol的的AB同时生成同时生成n mol的的B2D. 单位时间生成单位时间生成n mol的的A2同时生成同时生成n mol的的B2C4 化学平衡状态的判断:化学平衡状态的判断:举例反应举例反应mA(g) nB(g) pC(g) qD(g) 混合物体混合物体系中各成系中各成分的含量分的含量各物质的物质的量或各物质的物质的量分数一定各物质的物质的量或各物质的物质的量分数一定各物质的质量或各物质的质量分数一定

25、各物质的质量或各物质的质量分数一定各气体的体积或体积分数一定各气体的体积或体积分数一定总压强、总体积、总物质的量一定总压强、总体积、总物质的量一定正、逆反正、逆反应速率应速率的关系的关系在单位时间内消耗了在单位时间内消耗了mmolA同时生成同时生成mmolA,即,即v正正=v逆逆在单位时间内消耗了在单位时间内消耗了nmolB同时生成同时生成p molC,均指均指v正正vA:vB:vC:vD=m:n:p:q,v正正不一定等于不一定等于v逆逆在单位时间内生成了在单位时间内生成了n molB,同时消耗,同时消耗qmolD,因,因均指均指v逆逆平衡平衡平衡平衡平衡平衡不一定不一定平衡平衡平衡平衡不一定

26、不一定平衡平衡不一定不一定平衡平衡不一定不一定平衡平衡举例反应举例反应mA(g) nB(g) pC(g) qD(g) 压压强强(恒容)(恒容)m+np+q时,总压强一定(其他条件一定)时,总压强一定(其他条件一定)m+n=p+q时,总压强一定(其他条件一定)时,总压强一定(其他条件一定)混合气体混合气体的平均的平均分子量分子量 一定时,只有当一定时,只有当m+np+q时,时,一定,但一定,但m+n=p+q时时温温度度任何化学反应都伴随着能量变化,在其他条任何化学反应都伴随着能量变化,在其他条件不变的条件下,体系温度一定时件不变的条件下,体系温度一定时体系的密体系的密度度 密度一定密度一定平衡平

27、衡不一定不一定平衡平衡Mr平衡平衡不一定不一定平衡平衡平衡平衡不一定不一定平衡平衡【例】能够说明【例】能够说明N2+3H22NH3反应在密闭容器中已反应在密闭容器中已达到平衡状态的是达到平衡状态的是:容器内容器内N2、H2、NH3三者共存三者共存容器内容器内N2、H2、NH3三者浓度相等三者浓度相等容器内容器内N2、H2、NH3的浓度比恰为的浓度比恰为1:3:2tmin内生成内生成1molNH3同时消耗同时消耗0.5molN2tmin内,生成内,生成1molN2同时消耗同时消耗3molH2某时间内断裂某时间内断裂3molH-H键的同时,断裂键的同时,断裂6molN-H键键容器内质量不随时间的变

28、化而变化容器内质量不随时间的变化而变化容器内压强不随时间的变化而变化容器内压强不随时间的变化而变化容器内密度不再发生变化容器内密度不再发生变化容器内的平均相对分子质量不再发生变化容器内的平均相对分子质量不再发生变化1. 在一定温度下,向在一定温度下,向aL的密闭容器中加入的密闭容器中加入1molX气气体和体和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

29、之比为1:2:2D、单位时间内消耗、单位时间内消耗0.1molX同时生成同时生成0.2molZAB【练习【练习】2、一定温度下在容积恒定的密闭容器中进行反应、一定温度下在容积恒定的密闭容器中进行反应A(s)+2B(g)C(g)+D(g),当下列物理量不发生变化当下列物理量不发生变化时,能表明该反应达到平衡的是:时,能表明该反应达到平衡的是:混合气体的密度混合气体的密度容器内气体的压强容器内气体的压强混合混合气体总物质的量气体总物质的量B的物质的量浓度的物质的量浓度A、B、C、D、只能、只能A3、在一定温度下,向、在一定温度下,向aL的密闭容器中加入的密闭容器中加入2molNO2(g)发生如下反

30、应:发生如下反应:2NO2(g)2NO(g)+O2(g),不能作为此反应达到平衡,不能作为此反应达到平衡的标志的是的标志的是A、混合气体的密度不再变化、混合气体的密度不再变化B、混合气体的颜色不再变化、混合气体的颜色不再变化C、混合气体的相对分子质量不再变化、混合气体的相对分子质量不再变化D、容器内的压强不再变化、容器内的压强不再变化A 当当改变改变已经达到化学平衡的可逆反应的已经达到化学平衡的可逆反应的条件条件时时,平平衡状态被破坏衡状态被破坏,随反应的进行重新达到新平衡的过程叫随反应的进行重新达到新平衡的过程叫做化学平衡移动。做化学平衡移动。 勒夏持列原理勒夏持列原理:如果:如果改变改变影

31、响平衡的一个条件(如浓度、压影响平衡的一个条件(如浓度、压强和温度等),平衡就向着能够强和温度等),平衡就向着能够减弱这种改变减弱这种改变的方向移动。的方向移动。其中包含:其中包含:影响平衡的因素:影响平衡的因素:浓度浓度、压强压强、温度温度三种;三种;原理的适用范围:只适用于原理的适用范围:只适用于一项条件发生变化一项条件发生变化的情况(即温度的情况(即温度或压强或一种物质的浓度),当多项条件同时发生变化时,情况或压强或一种物质的浓度),当多项条件同时发生变化时,情况比较复杂;比较复杂;平衡移动的结果:平衡移动的结果:只能减弱(不可能抵消)外界条件的变化只能减弱(不可能抵消)外界条件的变化。

32、、平衡移动:是一个、平衡移动:是一个“平衡状态平衡状态不平衡状态不平衡状态新的平衡状态新的平衡状态”的过程。一定条件下的平衡体系,条件改变后,可能发生平衡移的过程。一定条件下的平衡体系,条件改变后,可能发生平衡移动。动。 1.化学平衡移动的概念化学平衡移动的概念平衡移动原理(只改变一个条件)化学平衡状 态正=逆外界条件改变引起速率变化正逆正=逆正逆正逆向右移动不 移 动向左移动原因方向结果过过程程分分析析结果分析2从正、逆反应速度是否相等判断:从正、逆反应速度是否相等判断:3 3从浓度商和平衡常数分析:从浓度商和平衡常数分析: 对于一个一般的可逆反应:对于一个一般的可逆反应:mA + nB m

33、A + nB pC + qDpC + qD,在平衡状态时,平衡常数在平衡状态时,平衡常数 K大于大于105时,反应基本完全。时,反应基本完全。 非平衡状态时有浓度商非平衡状态时有浓度商当当Q = KQ = K时,平衡;时,平衡;当当Q KQ KQ K时,逆移。时,逆移。欲破坏化学平衡状态,必须使欲破坏化学平衡状态,必须使QK,)()()()(BcAcDcCcKnmqP )()()()(BcAcDcCcQnmqP 【例】【例】现有反应:现有反应:CO(g)H2O(g)CO2(g)H2(g);H V逆逆,平衡,平衡向正反应方向移动;向正反应方向移动;速率速率-时间关系图:时间关系图:小结:小结:正

34、在上正在上向向正移动,向向正移动,逆在上逆在上向逆向向逆向移动。移动。增大反应物增大反应物减少生成物减少生成物减少反应物减少反应物增大生成物增大生成物结论结论:在其他条件不变在其他条件不变,增大反应物浓度,平衡朝正反应,增大反应物浓度,平衡朝正反应方向移动;方向移动;减小反应物浓度,平衡朝逆反应方向移动减小反应物浓度,平衡朝逆反应方向移动。 在其他条件不变在其他条件不变,减小生成物浓度,平衡朝正反应,减小生成物浓度,平衡朝正反应方向移动;增大生成物浓度,平衡朝逆反应方向移动。方向移动;增大生成物浓度,平衡朝逆反应方向移动。影响化学平衡移动的浓度,而不是质量、物质的量或体积;影响化学平衡移动的浓

35、度,而不是质量、物质的量或体积;对于溶液中进行的离子反应,改变不参加反应的离子浓度,对于溶液中进行的离子反应,改变不参加反应的离子浓度,化学平衡一般不移动;化学平衡一般不移动;浓度的改变不一定会引起化学平衡的移动;浓度的改变不一定会引起化学平衡的移动;如:如:FeCl3+3KSCN Fe(SCN)3+3KCl,增加,增加c (K+)或或c (Cl- -) ),不会影响化学平衡。不会影响化学平衡。如如:对气体分子数不变的反应对气体分子数不变的反应,同等程度地增大或减小各物质的同等程度地增大或减小各物质的浓度浓度,化学平衡不移动。化学平衡不移动。注意注意:增加增加固体或纯液体固体或纯液体的量不能改

36、变其浓度,也不能的量不能改变其浓度,也不能改变速率改变速率,所以,所以V V(正正)仍等于仍等于V V(逆逆),平衡不移动。,平衡不移动。例:例:CO(g)CO(g)H H2 2O(g) O(g) COCO2 2(g)(g)H H2 2(g)(g)起始时各加入起始时各加入1mol1mol的的CO(g)CO(g)和和H H2 2O(g)O(g),平衡时,四种,平衡时,四种物质的物质的量相等,物质的物质的量相等,求平衡常数求平衡常数 K K 和和CO(g)CO(g)、H H2 2O(g) O(g) 的转化率的转化率若再加入若再加入2mol H2mol H2 2O(g)O(g),求平衡后,求平衡后C

37、O(g)CO(g)、H H2 2O(g) O(g) 的的转化率。转化率。 若再加入若再加入2mol CO(g)2mol CO(g)、 H H2 2O(g)O(g),求平衡后,求平衡后CO(g)CO(g)、H H2 2O(g) O(g) 的转化率。的转化率。这种情况应该说平衡发生了移动,但转化率与原平这种情况应该说平衡发生了移动,但转化率与原平衡相同。即与原平衡等效衡相同。即与原平衡等效(2)、压强)、压强其他条件不变,其他条件不变,增大增大压强,平衡向压强,平衡向气体体积减小气体体积减小的方向移动;的方向移动;减小减小压强,平衡向压强,平衡向气体体积增大气体体积增大的方向移动。的方向移动。只有

38、只有压强的变化压强的变化引起反应物质的引起反应物质的浓度变化浓度变化时,化学时,化学平衡才平衡才有可能有可能移动;移动;平衡移动过程中速率的变化情况平衡移动过程中速率的变化情况(结合平衡移动方(结合平衡移动方向分析)向分析)对于某些物质,压强的变化可能改变其对于某些物质,压强的变化可能改变其聚集状态聚集状态; 压强对化学平衡的影响aA(g)+bB(g)cC(g)速率速率-时间关系图时间关系图压强对化学平衡的影响压强对化学平衡的影响注意注意 对于反应前后气体总体积相等的反应,改变压强对对于反应前后气体总体积相等的反应,改变压强对 平衡无影响;平衡无影响;例:对如下平衡例:对如下平衡 A(气气)

39、B (气气) 2C (气气) D (固固) V正V逆0t1t2V正= V逆t3加压对化学平衡的影响加压对化学平衡的影响V正V逆0t1t2V正= V逆t3减压对化学平衡的影响减压对化学平衡的影响压强对化学平衡的影响压强对化学平衡的影响注意注意 对于反应前后气体总体积相等的反应,改变压强对对于反应前后气体总体积相等的反应,改变压强对 平衡无影响;平衡无影响; 平衡混合物都是固体或液体的,改变压强不能使平平衡混合物都是固体或液体的,改变压强不能使平 衡移动;衡移动; 压强的变化必须改变混合物浓度(即容器体积有变压强的变化必须改变混合物浓度(即容器体积有变 化)才能使平衡移动。化)才能使平衡移动。(3

40、)、温度、温度注:升高温度注:升高温度同时加快同时加快正逆反应速率,但吸热反应的正逆反应速率,但吸热反应的速率增加的更速率增加的更多多,故升温使可逆反应,故升温使可逆反应向吸热反应方向向吸热反应方向移动。即移动。即温度对吸热反应的速率影响更大温度对吸热反应的速率影响更大。2NO2(g) N2O4(g)H0升高温度,平衡向升高温度,平衡向吸热方向吸热方向移动;移动;降低温度,平衡向降低温度,平衡向放热方向放热方向移动。移动。温度对化学平衡的影响:速率速率-时间关系图时间关系图催化剂催化剂同等程度改变化学反应速率,同等程度改变化学反应速率,V正正= V逆逆,只改变反应到达平衡所需要的时间,只改变反

41、应到达平衡所需要的时间,而不影响化学平衡的移动。而不影响化学平衡的移动。例:对如下平衡例:对如下平衡 A(气气) B (气气) 2C (气气) D (固固) V正V逆0t1t2V正= V逆t3正的对化学平衡的影响正的对化学平衡的影响V正V逆0t1t2V正= V逆t3负的对化学平衡的影响负的对化学平衡的影响(4)催化剂催化剂外界条件对化学反应速率与化学平衡的影响可逆反应可逆反应mA(g)+nB(g)pC(g)+qD(g)H=+QkJmol-1-1条件变化条件变化反应特征反应特征化学反应速率化学反应速率正正与与逆逆的关的关系系平衡移动方平衡移动方向向正正逆逆增大增大c(A)可逆反应可逆反应增大增大

42、c(C)减小减小c(A)可逆反应可逆反应减小减小c(C)增大压强增大压强m+np+qm+n=p+qm+np+q加快加快加快加快加快加快加快加快正反应方向正反应方向加快加快加快加快加快加快加快加快加快加快加快加快减慢减慢减慢减慢减慢减慢减慢减慢逆反应方向逆反应方向逆反应方向逆反应方向平衡不移动平衡不移动正反应方向正反应方向正反应方向正反应方向逆反应方向逆反应方向正正 逆逆正正 逆逆正正 逆逆正正 逆逆正正 逆逆正正 = 逆逆正正 逆逆外界条件对化学反应速率与化学平衡的影响条件变化条件变化反应特征反应特征化学反应速率化学反应速率正正与与逆逆的关的关系系平衡移动方平衡移动方向向正正逆逆减小压强减小压

43、强m+np+qm+n=p+qm+np+q升高温度升高温度Q0Q0降低温度降低温度Q0Q0可逆反应可逆反应mA(g)+nB(g)pC(g)+qD(g)H=QkJmol-1-1减慢减慢减慢减慢减慢减慢减慢减慢逆反应方向逆反应方向加快加快加快加快减慢减慢减慢减慢减慢减慢减慢减慢减慢减慢加快加快减慢减慢加快加快平衡不移动平衡不移动正反应方向正反应方向正反应方向正反应方向正反应方向正反应方向逆反应方向逆反应方向逆反应方向逆反应方向正正 逆逆正正 = 逆逆正正 逆逆正正 逆逆正正 逆逆正正 逆逆正正 逆逆5、难点分析如果平衡向正反应方向移动,反应物转化率一定会如果平衡向正反应方向移动,反应物转化率一定会增

44、大吗?增大吗?不一定。这要看平衡向正反应方向移动是由什么不一定。这要看平衡向正反应方向移动是由什么条件条件引起的。如果是通过改变引起的。如果是通过改变温度温度、压强压强或或减小生成减小生成物浓度物浓度引起的平衡右移,则反应物的转化率一定引起的平衡右移,则反应物的转化率一定增大增大。如果是向体系中如果是向体系中增加某种反应物的量增加某种反应物的量,造成平衡,造成平衡向正反应方向移动,则转化率的变化要向正反应方向移动,则转化率的变化要具体分析具体分析:如果平衡向正反应方向移动,如果平衡向正反应方向移动,正正一定增大吗?一定增大吗?不一定。因为平衡向不一定。因为平衡向正反应方向移动正反应方向移动的原

45、因是:的原因是:正正 逆逆,尽管,尽管正正 减小,但只要满足减小,但只要满足正正 逆逆平衡就向正反平衡就向正反应方向移动。应方向移动。若若 m+n=p+q,m+n=p+q,则化学平衡不受压强影响则化学平衡不受压强影响, ,上述恒温恒上述恒温恒压、恒温恒容两情况都不会使化学平衡移动压、恒温恒容两情况都不会使化学平衡移动对于一个已达到平衡的可逆反应,向其反应对于一个已达到平衡的可逆反应,向其反应体系中充入惰性气体,平衡发生移动吗?体系中充入惰性气体,平衡发生移动吗?恒温恒容恒温恒容条件下,充入惰性气体,压强虽然增条件下,充入惰性气体,压强虽然增大,但各物质的浓度均不变,故平衡不移动;大,但各物质的

46、浓度均不变,故平衡不移动;恒温恒压恒温恒压条件下,充入惰性气体,压强虽然不条件下,充入惰性气体,压强虽然不变,但体积增大,各物质的浓度减小,平衡向气变,但体积增大,各物质的浓度减小,平衡向气体体积增大的方向移动。体体积增大的方向移动。转化率变化具体分析条件条件特点特点A的转化率的转化率B的转化率的转化率增加增加A的量的量可逆反应可逆反应减小减小增大增大按原比例按原比例同时增加同时增加A、B的物质的的物质的量量a+bc+d增大增大增大增大a+b=c+d不变不变不变不变a+bc+d减小减小减小减小(恒容)(恒容)反应物只有一种:反应物只有一种:a A (g) b B (g) + c C (g)反应

47、物不止一种:反应物不止一种:a A (g) +b B (g) c C (g) + d D (g)条件条件特点特点A的转化率的转化率增加增加A的量的量ab+c增大增大a=b+c不变不变ab+c减小减小例题例题1、相同容器相同容器的四个密闭容器中,进行同样的可逆反应:的四个密闭容器中,进行同样的可逆反应:2A(g)+B(g)3C(g)+2D(g)起始时四个容器所装起始时四个容器所装A、B的量分别为:的量分别为:A:2molA:1molA:2molA:1molB:1molB:1molB:2molB:2mol在相同温度下建立平衡时,在相同温度下建立平衡时,A或或B的转化率大小关系为:的转化率大小关系为

48、:A、A的转化率:甲丙丁乙的转化率:甲丙丁乙B、A的转化率:甲的转化率:甲丙丙乙丁乙丁C、B的转化率:甲乙丙丁的转化率:甲乙丙丁D、B的转化率:丁乙丙甲的转化率:丁乙丙甲甲甲乙乙丙丙丁丁例题解析:以乙、丙为基准,先比较它们两组解析:以乙、丙为基准,先比较它们两组A、B转化率的大小,再与甲、转化率的大小,再与甲、丁两组比较。丙组的丁两组比较。丙组的A、B都为乙组的两倍,两容器的体积相等,所丙容都为乙组的两倍,两容器的体积相等,所丙容器压强比乙容器的大,此反应正反应为气体体积增大的反应,压强增大器压强比乙容器的大,此反应正反应为气体体积增大的反应,压强增大平衡向逆反应方向移动,所以丙组平衡向逆反应

49、方向移动,所以丙组A、B的转化率都比乙组的小。的转化率都比乙组的小。A的转化率:的转化率:乙丙乙丙B的转化率:的转化率:乙丙乙丙甲、乙相比:甲、乙相比:B相同,甲中相同,甲中A比乙中多比乙中多1mol,A的转化率:乙甲;的转化率:乙甲;B的的转化率:甲乙;转化率:甲乙;甲、丙相比:甲、丙相比:A相同,甲中相同,甲中B比丙中少比丙中少1mol,A的转化率:丙甲;的转化率:丙甲;B的的转化率:甲丙;转化率:甲丙;乙、丁相比:乙、丁相比:A相同,丁中相同,丁中B比乙中多比乙中多1mol,A的转化率:丁乙;的转化率:丁乙;B的的转化率:乙丁;转化率:乙丁;丙、丁相比:丙、丁相比:B相同,丙中相同,丙中

50、A比丁中多比丁中多1mol,A的转化率:丁丙;的转化率:丁丙;B的的转化率:丙丁;转化率:丙丁;A的转化率:丁的转化率:丁乙丙乙丙甲;甲;B的转化率:的转化率:甲甲乙丙乙丙丁丁BC2、已建立化学平衡的某可逆反应,当改变条件使化学平衡向、已建立化学平衡的某可逆反应,当改变条件使化学平衡向正反应方向移动时,下列有关叙述正确的是正反应方向移动时,下列有关叙述正确的是生成物的百分含量一定增加生成物的百分含量一定增加生成物的产量一定增加生成物的产量一定增加反反应物的转化率一定增大应物的转化率一定增大反应物浓度一定降低反应物浓度一定降低正反应速率正反应速率一定大于逆反应速率一定大于逆反应速率使用了合适的催

51、化剂使用了合适的催化剂A(B)(C)(D)1、下列事实中不能用平衡移动原理解释的是、下列事实中不能用平衡移动原理解释的是(A)密闭、低温是存放氨水的必要条件密闭、低温是存放氨水的必要条件(B)实验室用排饱和食盐水法收集氯气实验室用排饱和食盐水法收集氯气(C)硝酸工业生产中,使用过量空气以提高硝酸工业生产中,使用过量空气以提高NH3的利用率的利用率(D)在在FeSO4溶液中,加入铁粉以防止氧化溶液中,加入铁粉以防止氧化练习练习3、对已达化学平衡的反应、对已达化学平衡的反应2X(g)+Y(g)2Z(g),减小,减小压强时,对反应产生的影响是压强时,对反应产生的影响是A、逆反应速率增大,正反应速率减

52、小,平衡向逆反应、逆反应速率增大,正反应速率减小,平衡向逆反应方向移动方向移动B、逆反应速率减小,正反应速率增大,平衡向正反应、逆反应速率减小,正反应速率增大,平衡向正反应方向移动方向移动C、正、逆反应速率都减小,平衡向逆反应方向移动、正、逆反应速率都减小,平衡向逆反应方向移动D、正、逆反应速率都增大,平衡向正反应方向移动、正、逆反应速率都增大,平衡向正反应方向移动C4、体积相同的甲、乙两个容器中,分别都充有等物质、体积相同的甲、乙两个容器中,分别都充有等物质的量的的量的SO2和和O2,在相同温度下发生反应,在相同温度下发生反应2SO2O22SO3,并达到平衡,在此过程中,甲容器,并达到平衡,

53、在此过程中,甲容器保持体积不变,乙容器保持压强不变。若甲容器中保持体积不变,乙容器保持压强不变。若甲容器中SO2的转化率为的转化率为p,则乙容器中,则乙容器中SO2的转化率的转化率()A等于等于pB.大于大于pC.小于小于pD.无法判断无法判断B5、反应反应FeCl33NH4SCNFe(SCN)3+3NH4C1达到平达到平衡后,可使其颜色变深的措施是衡后,可使其颜色变深的措施是A、滴入少量饱和、滴入少量饱和FeCl3溶液溶液B加大压强加大压强C、滴入少量较浓的、滴入少量较浓的NH4SCN溶液溶液D、加入、加入NH4Cl晶体晶体AC6、一定条件下,向一个带活塞的密闭容器中充入、一定条件下,向一个

54、带活塞的密闭容器中充入2molSO2和和lmolO2,发生下列反应:,发生下列反应:2SO2(g)+O2(g)2SO3(g)达到平衡后改变下述条件,达到平衡后改变下述条件,SO3气体平衡浓度不改变气体平衡浓度不改变的是的是()A、保持温度和容器体积不变,充入、保持温度和容器体积不变,充入1molSO2(g)B、保持温度和容器内压强不变,充入、保持温度和容器内压强不变,充入lmolSO3(g)C、保持温度和容器内压强不变,充入、保持温度和容器内压强不变,充入lmolO2(g)D、保持温度和容器内压强不变,充入、保持温度和容器内压强不变,充入1molAr(g)B7下述实验能达到预期目的的是下述实验

55、能达到预期目的的是编号编号实验内容实验内容实验目的实验目的A将将SO2通入酸性通入酸性KMnO4溶液溶液中中证明证明SO2具有氧化具有氧化性性B将将Cl2通入通入NaBr溶液中溶液中比较氯与溴的氧化比较氯与溴的氧化性强弱性强弱C将铜与浓硝酸反应生成的气将铜与浓硝酸反应生成的气体收集后用冰水混合物冷体收集后用冰水混合物冷却降温却降温研究温度对化学平研究温度对化学平衡的影响衡的影响D分别向分别向2支试管中加入相同支试管中加入相同体积不同浓度的体积不同浓度的H2O2溶液,溶液,再向其中再向其中1支加入少量支加入少量MnO2研究催化剂对研究催化剂对H2O2分解速率分解速率的影响的影响BC8“碘钟碘钟”实验中,实验中,3IS2O82I32SO42的反应的反应速率可以用速率可以用I3与加入的淀粉溶液显蓝色的时间与加入的淀粉溶液显蓝色的时间t来度量,来度量,t越小,反应速率越大。某探究性学习小组在越小,反应速

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