化学反应速率和限度化学

1、关于化学反应速率与限度化学第1页，共47页，2022年，5月20日，13点5分，星期四第一部分：知识梳理第2页，共47页，2022年，5月20日，13点5分，星期四概念:用单位时间里反应物浓度的减少或生成物浓度的增加来表示.数学表达式: v = c/t.单位：mol/(L.s)或mol/(L.min)一.化学反应速率： 注意：1、化学反应速率的表示必须用化学式来指明具体的物质2、 一般来说，化学反应的速率随着反应的进行在不断变化。因此某一时间段内的反应速率实际是指这一时间段内的平均速率，而不是指瞬时速率。3、一定条件下，对于反应:aA+bB cC+dD ; 用不同的物质来表示某反应的速率，其数

2、值往往不同，但速率之比等于反应方程式中的化学计量数之比。即: v(A):v(B):v(C):v(D)=a:b:c:d第3页，共47页，2022年，5月20日，13点5分，星期四主要因素:参加反应物质的本身性质外界因素：浓度压强温度催化剂其它因素：光、超声波、激光、射线、电磁波、反应物颗粒大小、扩散速度、溶剂等 C反 v 对气体 p v 一般 T v 使用正催化剂 v 决定化学反应速率因素：第4页，共47页，2022年，5月20日，13点5分，星期四在相同条件下同时向正、反两个方向进行的反应称为可逆反应。二.化学反应的限度：可逆反应：化学平衡： 1.概念：在一定条件下可逆反应进行到一定程度时，正

3、反应速率和逆反应速率相等，反应物和生成物的浓度不再发生变化，这种状态称为化学平衡状态，简称化学平衡。2.特征： 逆 可逆反应 动动态平衡 等 v正=v逆 0 定 各组分含量保持一定 变 条件改变，平衡被破坏 同 条件相同，无论反应途径如何均达同一平衡第5页，共47页，2022年，5月20日，13点5分，星期四3.影响因素：浓度、温度、压强 在其它条件不变的情况下： 升高温度,平衡向吸热反应方向移动。 降低温度,平衡向放热反应方向移动。 在其它条件不变的情况下：增大反应物浓度或减小生成物浓度时,平衡正向移动。 减小反应物浓度或增大生成物浓度时,平衡逆向移动。 在其它条件不变的情况下：增大压强，平

4、衡向气态物质系数减小的方向移动减小压强，平衡向气态物质系数增大的方向移动 在其它条件不变的情况下：vg=0,改变压强,平衡不移动vg0,增大压强，平衡向气态物质系数减小（向左）方向移动vgv逆 正向移动v正 v逆 逆向移动平衡移动的结果：新条件下建立新的平衡5.化学平衡移动原理：即勒夏特列原理 如果改变影响平衡的条件（如浓度、压强、或温度）等，平衡就向能减弱这种改变的方向移动。升高温度，有利于平衡向吸热方向移动改变浓度，若QcKc ,平衡逆向移动改变压强，若QpKp，平衡逆向移动第7页，共47页，2022年，5月20日，13点5分，星期四 判断反应的程度 计算平衡的组成 预测反应的方向化学平衡

5、常数平衡转化率(a)表达式： K =Cc DdAa Bb决定因素：温度、方程式书写应用a(A) = 100c0(A)-Ac0(A)决定因素：初始浓度和平衡浓度表达式：6.化学平衡的定量描述： 判断反应的热效应第8页，共47页，2022年，5月20日，13点5分，星期四第二部分：规律、方法指导第9页，共47页，2022年，5月20日，13点5分，星期四一、化学反应速率的计算及大小比较例题:在2A+B 3C+4D反应中,表示该反应速率最快的是( )v(A)=0.5molL-1 s-1 v(B) )=0.3molL-1 s-1 v(C) )=0.8molL-1 s-1 v(D) )=20molL-1

6、 min-1 B注意:1.比较速率大小要做到两个统一: 物质统一和单位统一 2.运算时要注意体积、时间、物质的量的变化第10页，共47页，2022年，5月20日，13点5分，星期四例题1: 可逆反应N23H2 2NH3的正、逆反应速率可用各反应物或生成物浓度的变化来表示。下列各关系中能说明反应已达到平衡状态的是（ ）A 3正N2 正H2 B 正N2逆NH3 C 2 正H23逆NH3 D 正N23逆H2 二、化学平衡状态的判断：C第11页，共47页，2022年，5月20日，13点5分，星期四 例题2： 一定温度下，某容积不变的密闭容器中发生如下可逆反应： 2HI(g) H2 (g)+ I2(g,

7、紫色)下列叙述中，能表示已达到化学平衡状态的是：_（填写序号）。（1）HI的生成速率与HI的分解速率相等（2）单位时间内生成a mol I2，同时生成a mol H2 （3） HI 、 H2 、I2的浓度都不再变化（4）混合气体的总压强不再变化（5）混合气体的颜色不再变化（1）、（3）、（5）注意:先看反应特点第12页，共47页，2022年，5月20日，13点5分，星期四例题3 ： 可逆反应2NO2 2NO+O2在密闭容器中反应达到平衡状态的标志是（ ）单位时间内生成nmolO2的同时生成2nmolNO2单位时间内生成nmolO2的同时生成2nmolNO用NO2、NO、O2的物质的量浓度变化表

8、示反应速率的比为2：2：1的状态混合气体的颜色不再改变的状态混合气体的密度不再改变的状态混合气体的平均相对分子量不再改变的状态A B C D A第13页，共47页，2022年，5月20日，13点5分，星期四例题4 ： 下列说法可以证明反应:N2+3H2 2NH3 已达平衡状态的是( )A.1个NN键断裂的同时,有3个HH键形成B.1个NN键断裂的同时,有3个HH键断裂C.1个NN键断裂的同时,有6个NH键断裂D.1个NN键断裂的同时,有6个NH键形成AC第14页，共47页，2022年，5月20日，13点5分，星期四例题5 ： 在一定温度下的恒容容器中,当下列物理量不再发生变化时,表明反应: A

9、(固)+3B(气) 2C(气)+D(气)已达平衡状态的是 ( )A.混合气体的压强 B.混合气体的密度C.B的物质的量浓度 D.气体的总物质的量BC第15页，共47页，2022年，5月20日，13点5分，星期四化学平衡状态判断：等:v正=v逆 (同一种物质）定:各组分含量不变（浓度、百分含量）其他如压强、密度、平均相对分子量等应具体分析判据第16页，共47页，2022年，5月20日，13点5分，星期四三、化学平衡计算： mA + nB pC + qD 起始: a b 0 0 转化: 平衡:基本模式三步曲：说明：1. a 、 b可表示物质的量、浓度等 2.转化量与方程式中各物质的系数成比例 3.

10、对反应物：c平 = c始c转 对生成物：c平 = c始 +c 转 4.根据表中列出的数据，可计算v、K、含量等第17页，共47页，2022年，5月20日，13点5分，星期四例题：反应SO2(g)+NO2(g) SO3(g)+NO(g)在700K时的KC为9.0，若开始时各物质的浓度都是3.010-3molL-1，则 （1）判断反应进行的方向； （2）计算平衡时各物质的浓度； （3）求SO2的平衡转化率。答案：（1）正向进行 （2） 1.510-3molL-1、 1.510-3molL-1、 4.510-3molL-1、 4.510-3molL-1 （3）50第18页，共47页，2022年，5月

11、20日，13点5分，星期四四、两类重要的等效平衡：对于反应：aA(g)+bB(g)cC(g)+dD(g)1如果abcd：不管是恒温、恒容还是恒温、恒压，“一边倒”时各物质的物质的量对应成比例。2如果abcd：恒温、恒容条件下，“一边倒”时各物质的物质的量对应相等。恒温、恒压条件下， “一边倒”时各物质的物质的量对应成比例。第19页，共47页，2022年，5月20日，13点5分，星期四例题：某温度下，向某密闭容器中加入1molN2和3molH2,使之反应合成NH3，平衡后测得NH3的体积分数为m。若T不变，只改变起始加入量，使之反应平衡后NH3的体积分数仍为m，若N2、H2、NH3的加入量用X、

12、Y、Z表示应满足：（1）恒定T、V： 1若X=0，Y=0，则Z =_ 2若X=0.75，Y=_ Z=_ 3X、Y、Z应满足的一般条件是_（2）恒定T、P： 1若X=0、Y=0，则Z_ 2若X=0.75,则Y_ Z_ 3X、Y、Z应满足的一般条件是_2mol2.25mol0.5mol0的任意值2.25mol0的任意值Y=3X，Z0的任意值X+Z/2=1 , Y+3Z/2=3第20页，共47页，2022年，5月20日，13点5分，星期四1.认清横坐标、纵坐标的含义以及图像上点(如与坐标轴的交点、转折点、起点、几条曲线的交叉点)的意义2.定点分析 (固定某一条件,观察另一条件的改变对反应的影响)3.

13、条件高 速率快 先达平衡4.根据平衡移动原理，判断化学反应的特点或条件的变化情况五、图象题的解题规律：第21页，共47页，2022年，5月20日，13点5分，星期四反应时间A的转化率P1P2例题: m A （g）+ n B （g） x C（g）拐点的含义？此时达到平衡P1与P2的大小如何？判断的依据？“先拐先平衡”达到平衡所需时间短（速度快）“条件高”压强大或温度高或浓度大或使用催化剂所以，P1P2第22页，共47页，2022年，5月20日，13点5分，星期四反应时间A的转化率P1P2例题: m A （g）+ n B （g） x C（g）比较反应前后气体体积是增大？缩小？还是不变？已知：P1P

14、2PA的转化率 平衡向 方向移动勒夏特列原理气体体积缩小的方向移动增大正反应结论：正反应方向气体体积缩小即：mnx第23页，共47页，2022年，5月20日，13点5分，星期四练习： 对于 m A (g) + n B (g) p C (g) ，有如图所示的变化，则： p1与 p2 的关系是 ； m + n 与p的关系是 ； T1 与 T2的关系是 ； 正反应是 （填：放热、吸热）反应。C%T(时间)0T2 P2T1 P2T1 P1P2 P 1T2 p放热第24页，共47页，2022年，5月20日，13点5分，星期四五、化学平衡解题常用假设：极端假设：化学平衡研究对象是不能完全进行的反应即可逆反

15、应，极端假设就是将研究对象或过程假设为能够完全进行的理想的极限情况，使因果关系变的简单明显，从而得出结论。第25页，共47页，2022年，5月20日，13点5分，星期四例题：在密闭容器中充入1molCO和1molH2O气体，在一定条件下达到平衡状态，生成2/3molCO2，当其它条件不变时，充入的水蒸气改变为2mol，再次达到平衡时，生成CO2的物质的量可能是（ ）A、0.5mol B、0.95mol C、1mol D、2/3mol CO(g) + H2O(g) CO2(g) + H2(g)1mol 1mol ( 2/3) 1mol 2mol (2/3xn B、mn平:PCl5=m%平:PCl

16、5=m%平:PCl5=m%始:1molPCl5平: PCl5=n%压缩等效A 第30页，共47页，2022年，5月20日，13点5分，星期四第三部分：巩固练习第31页，共47页，2022年，5月20日，13点5分，星期四1. 在一定条件下将A2和B2两种气体通入1L密闭容器中，反应按下式进行xA2(g)+yB2(g) = 2C2(g) 后反应速率如下：v(A)=0.5mol/(Ls)， v(B)=1.5mol/(Ls)， v(C)=1.0mol/(Ls)，则 的x，y值分别为（ ）A2和3 B3和2 C3和1 D1和3 2. 如图，两个保持恒温的密闭容器a和b，容器a体积恒定，容器b因活塞可上

17、下移动 体积可变在温度、压强、体积均相同的条件下往a和b中分别充入等物质的量的NO2，发生反应2NO2 N2O4，回答：反应开始时，两容器内的反应速率 （填、=或、=或 ） D = 第32页，共47页，2022年，5月20日，13点5分，星期四3. 可以证明2HI(g) H2(g)+I2(g) 达平衡状态的是_。单位时间内生成nmolH2的同时，生成nmolHI；一个H-H键键断裂的同时有两个H-I键断裂；百分组成H2%=I2%；反应速率 v(H2)正= v(I2)正=1/2v(HI)正时；c(HI):c(H2) : c(I2)=2 : 1 : 1时；温度和体积一定时，某一生成物浓度不再变化；

18、温度和体积一定时容器内压强不再变化；条件一定，混合气体的平均相对分子质量不再变化；温度和体积一定时，混合气体的颜色不再变化；温度和压强一定时，混合气体的密度不再变化。（2）（6）（9）第33页，共47页，2022年，5月20日，13点5分，星期四4. 在上题 的说法中能说明 2NO2(g) N2O4(g) 达平衡状态的是_。温度和体积一定时，某一生成物浓度不再变化；温度和体积一定时容器内压强不再变化；条件一定，混合气体的平均相对分子质量不再变化；温度和体积一定时，混合气体的颜色不再变化；温度和压强一定时，混合气体的密度不再变化。（6）（7）（8）（9）（10）5. 已知HF气体中存在下列平衡：

19、2(HF)3 3(HF)2，(HF)2 2HF。若平衡时，混合气体的平均摩尔质量为42g/mol，则(HF)3的体积分数为（ ）A 10 B 10 C 10 D 10 C第34页，共47页，2022年，5月20日，13点5分，星期四6. 往一体积不变的密闭容器中充入H2和I2，发生反应 H2(g)+I2(g) 2HI(g)；H0（表示正反应放热），当达到平衡后，t0时改变反应的某一条件（混合气体物质的量不变），且造成容器内压强增大，下列说法正确的是( )A容器内气体颜色变深，平均分子量不变B平衡不移动，混合气体密度增大CH2转化率增大，HI平衡浓度变小D改变条件前后，速度图象为(如下图) v逆

20、 v正 v正=v逆 0 t0 t v AD第35页，共47页，2022年，5月20日，13点5分，星期四7. 在容积固定的4L密闭容器中，进行可逆反应：X(g) + 2Y(g) 2Z(g)，并达到平衡，在此过程中，以Y的浓度改变表示的反应速率v正、 v逆与时间t的关系如图。则图中阴影部分面积表示 （ ） A. X的浓度的减少 B. Y的物质的量的减少C. Z的浓度的增加D. X的物质的量的减少ab0d区域的面积相当于v正t，这一面积表示Y浓度的减少。同理b0d区域的面积表示Y浓度的增加。所以阴影部分面积表示了“Y浓度的净减少量”。但并无“Y浓度的减少”这一选项，还需要作进一步转化。从化学方程式

21、可看出，反应物Y与生成物Z的化学计量数相同，因此，Y的浓度减少等于Z的浓度增加。 C 第36页，共47页，2022年，5月20日，13点5分，星期四8. 在一个固定容积的密闭容器中发生如下反应: 2A(g)+B(g) 3C(g)+D(g) 当加入4molA和2molB，达化学平衡时，C的物质的量浓度为a mol/L。若维持温度不变，按下列四种配比为起始物质，达到化学平衡后，C仍为a mol/L的是( ) A. 2molA+1molB B. 6molC+2molD C. 3molC+1molD D. 4molA+2molB+3molC B若将反应容器改为恒压密闭容器，情况怎样？ABC第37页，共

22、47页，2022年，5月20日，13点5分，星期四2X(g)+2Y(g) Z(g)+2W(g)；H0 （表示正反应放热） ，达到平衡(I)时，V(B)=0.8aL。请回答：B中X的转化率(X)B为_；A中W和B中Z的物质的量比较：n(W)A_ n(Z)B(填大于、小于、等于)；打开K，过一段时间重新达平衡()时，B的体积为_ （用a的代数式表示，连通管中气体体积不计。） 9. 如图所示，当关闭K时，向A中充入1molX、1molY，向B中充入2molX、2molY，起始时，V(A)=V(B)=aL。在相同温度和有催化剂存在的条件下，两容器中各自发生下列反应：80% 0A(g)2B(g) 2C(g)6.5+y x+2y 2-2y(6.5+y)+(x+2y)+(2-2y) =12 得：0y1 2.5x2 mol (乙) =2 mol (丙) 、=或2mol，作出此判断的理由是 ： 。1a 3a 2 33a 丁 若3a1，B的物质的量小于2mol；若3a=1 ，B的物质的量等于2mol；若3a1，B的物质的量大于2mol 第44页，共47页，2022年，5月20日，13点5分，星期四13. I恒温、恒压下，在一个可变容积的容器中发生如下发应：A(g)B(g) C(g)若在的平衡混合物中再加入3m