化学反应速率和化学平衡第一部分

第1页，共38页，2023年，2月20日，星期一化学反应速率和化学平衡重要知识点1.化学反应速率的相关知识及计算2.化学平衡的标志问题3.等效平衡问题4.化学平衡移动问题5.化学平衡的图像问题6.化学平衡的计算问题第2页，共38页，2023年，2月20日，星期一一、化学反应速率υ(B)=Δc(B)Δtmol·L-1·s-1，mol/(L·s)1、表示方法:单位时间内反应物浓度的减小（或生成物浓度的增加）来表示。2、计算公式:3、单位:4、意义：表示化学反应快慢的物理量。(一)、化学反应速率第3页，共38页，2023年，2月20日，星期一5.影响化学反应速率的因素：内因：参加反应的物质的性质，是决定化学反应速率的主要因素。外因：浓度、温度、压强、催化剂等外界条件也会影响化学反应速率。6.原理：有效碰撞理论（活化分子有效碰撞）第4页，共38页，2023年，2月20日，星期一分子运动相互碰撞分子具有足够能量活化分子有合适的取向有效碰撞发生化学反应有效碰撞理论是从化学键的角度分析化学反应发生的前提条件：第5页，共38页，2023年，2月20日，星期一能量反应过程E1E2反应物生成物活化分子活化能活化分子变成生成物分子放出的能量反应热第6页，共38页，2023年，2月20日，星期一有效碰撞理论中的几个概念①有效碰撞：能发生化学反应的碰撞。②活化分子：指能够发生有效碰撞的分子。③活化分子百分数：指活化分子在反应物分子中所占的百分数。④化学反应与分子间的有效碰撞频率有关，所有能够改变分子能量、运动速率以及碰撞频率的外界条件，都可以用来改变、控制反应速率。第7页，共38页，2023年，2月20日，星期一温度：在浓度一定时，升高温度，反应物分子的能量增加，使一部分原来能量较低的分子变成活化分子，从而增加了反应物分子中活化分子百分数，使有效碰撞次数增多，因而使化学反应速率增大。浓度（压强）：增大反应物的浓度（或增大气体压强），则增加了单位体积内的活化分子数，那么单位时间内的有效碰撞次数也相应增多，化学反应速率就增大。固体或纯液体浓度被视为常数，但固体表面积的改变也会改变碰撞几率引起反应速率的变化。第8页，共38页，2023年，2月20日，星期一催化剂：在其它条件一定时，使用催化剂，能够降低反应所需的能量即活化能，这样就会使更多的分子成为活化分子，使一部分原来能量较低的分子变成活化分子，从而增加了反应物分子中活化分子百分数，使有效碰撞次数增多，因而使化学反应速率增大。第9页，共38页，2023年，2月20日，星期一理论分析影响化学反应速率的因素影响外因

单位体积内有效碰撞频率化学反应速率分子总数活化分子活化百分数分子数增大反应物浓度增大压强（压缩）升高温度催化剂

增加增加增加加快增加增加增加加快不变增加增加加快不变增加增加加快不变不变增大增大第10页，共38页，2023年，2月20日，星期一1.下列措施中肯定能使化学反应加快的是()

A.增加反应物的量B.增大压強

C.升高温度D.使用正催化剂2.下列措施中能增大活化分子百分数的是()

A.增大反应物浓度B.增大压強

C.升高温度D.使用正催化剂CDCD课堂练习第11页，共38页，2023年，2月20日，星期一3.许多实验证明，在其他条件不变的情况下，增加反应物的浓度可以增大化学反应速率，只是因为（）A、增加反应物的浓度，单位体积内活化分子数增多B、增加反应物的浓度，降低了反应体系所需的能量C、增加反应物的浓度，反应物分子间有效碰撞次数增加D、增加反应物的浓度，增加了反应物分子的能量AC第12页，共38页，2023年，2月20日，星期一4.在一定条件下，可逆反应N2+3H2⇌2NH3；△H<0达到平衡，当单独改变下列条件后，有关叙述错误是（）A.加催化剂，v正、v逆都发生变化，且变化的倍数相等B.加压，v正、v逆都增大，且v正增大倍数大于v逆增大倍数C.降温，v正、v逆都减小，且v正减小倍数大于v逆减小倍数D.充入氩气，v正、v逆都增大，且v正增大倍数大于v逆增大倍数CD问题：以上反应减小体系压强，该反应的速率怎么变？在反应中保持体系容积不变，充入N2

，反应的速率？在反应中保持体系容积不变，充入He，反应的速率？在反应中保持体系压强不变，充入He，反应的速率？第13页，共38页，2023年，2月20日，星期一5.将Ag块状碳酸钙跟足量盐酸反应，反应物损失的质量随时间的变化曲线如下图的实线所示，在相同的条件下，将Bg(B<A)粉末状碳酸钙与同浓度盐酸反应，则相应的曲线(图中虚线所示)正确的是:第14页，共38页，2023年，2月20日，星期一6.在敞开容器中，高锰酸钾溶液跟草酸反应时，当把两稀溶液混合后，一小段时间内溶液颜色变化不大，但不久褪色。反应的方程式为：2KMnO4+3H2SO4+5H2C2O4→K2SO4+2MnSO4+10CO2↑+8H2O请分析，高锰酸钾溶液紫色突然褪色的原因是什么？Mn2+的催化作用第15页，共38页，2023年，2月20日，星期一二、化学平衡1、化学平衡的概念：在一定条件下的可逆反应里，正反应和逆反应的速率相等，反应混合物中各组成成分的含量保持不变的状态叫做化学平衡。2、化学平衡的特点：

逆等动定变同（等效平衡）第16页，共38页，2023年，2月20日，星期一以mA(g)+nB(g)pC(g)+qD(g)为例①速率关系：V正＝V逆③各物质的百分含量保持不变：④混合气体的总压强、总物质的量不随时间的改变而改变②各物质的浓度不随时间的改变而改变⑤混合气平均相对分子质量不随时间的改变而改变⑥混合气体的密度不随时间的改变而改变⑦反应体系内有色物质的颜色不随时间的改变而改变（1）直接因素：（2）间接因素：3、化学平衡的标志(特征)第17页，共38页，2023年，2月20日，星期一（3）判断化学平衡状态的方法项目mA(g)+nB(g)pC(g)+qD(g)是否平衡混合体系中各组分的含量各物质的物质的量或物质的量的分数一定各物质的质量或质量分数一定各气体的体积或体积分数一定总压强、总体积、总物质的量一定平衡平衡平衡不一定平衡第18页，共38页，2023年，2月20日，星期一项目mA(g)+nB(g)

pC(g)+qD(g)是否平衡正逆反应速率关系在单位时间内消耗了mmolA的同时生成了mmolA

在单位时间内消耗了nmolB的同时消耗了pmolC在单位时间内生成了nmolB的同时消耗了qmolD(均指ひ逆)ひ(A)׃ひ(B)׃ひ(C)׃ひ(D)==m׃n׃p׃qひ正不一定等于ひ逆平衡平衡不一定平衡不一定平衡第19页，共38页，2023年，2月20日，星期一项目mA(g)+nB(g)

pC(g)+qD(g)是否平衡压强当m+n≠p+q时，总压力一定(其它条件一定)当m+n=p+q时，总压力一定(其它条件一定)混合气体的平均相对分子质量(M)当m+n≠p+q时，M一定当m+n=p+q时，M一定平衡不一定平衡平衡不一定平衡第20页，共38页，2023年，2月20日，星期一项目注意化学反应的特点是否平衡密度(ρ)C(s)+CO2(g)2CO(g)(ρ一定)N2(g)+3H2(g)2NH3(g)(ρ一定)H2(g)+I2(g)2HI(g)(ρ一定)不一定平衡不一定平衡一定平衡第21页，共38页，2023年，2月20日，星期一练习7、可逆反应2NO22NO＋O2在恒定容积密闭容器中反应，达到平衡状态的标志是：A单位时间内生成nmolO2的同时生成2nmolNO2。B反应容器内，物质的分子总数不随时间的变化而变化C用NO2、NO、O2的物质的量浓度变化表示的反应速率的比为2：2：1。D混合气体的颜色不再改变的状态。E混合气体的密度不再改变的状态。F混合气体的平均相对分子质量不再改变的状态。第22页，共38页，2023年，2月20日，星期一练习8.C(S)+H2O(g)CO(g)+H2(g)；正反应为吸热反应，达到平衡后，平衡态应该是（）A、各反应物和生成物的浓度相等。B、正反应速率和逆反应速率相等C、平衡时K=[CO][H2]/[C][H2O]D、升高温度，V正增大而V逆减小，平衡移动。E、各反应物的浓度等于常数。B第23页，共38页，2023年，2月20日，星期一练习9、在500℃，密闭容器中的可逆反应H2+I2（g）2HI，正反应为放热反应，达到平衡后，现将温度升到600℃，并重新达到新的平衡，此时平衡体系中颜色变化及容器内压强的变化时下列哪一种？（）颜色变化：①变深②不变③变浅压强变化：a.增大b.不变c.减小A、①和aB、①和bC、②和aD、③和cE、①和c第24页，共38页，2023年，2月20日，星期一4、等效平衡

（1）什么是等效平衡：对于同一可逆反应，当外界条件一定时，该反应无论从正反应开始，还是从逆反应开始，或是正逆反应同时进行，只要反应物或生成物满足一定的配比，达平衡时，任何相同组分的百分含量(体积、物质的量)均对应相同，这样的化学平衡互称为等效平衡。温度、容积、压强等效平衡的基本标志研究等效平衡的方法是：等效转换第25页，共38页，2023年，2月20日，星期一在定温定容的条件下，对于反应前后气体分子数改变的可逆反应，改变起始加入原料的物质的量，如通过等效转换后，各物质的物质的的量与原平衡相同，则两平衡等效。在定温定容的条件下，对于反应前后气体分子数不变的可逆反应，改变起始加入原料的物质的量，如通过等效转换后，各物质的物质的量比值与原平衡相同，则两平衡等效。（1）定温、定容下的等效平衡问题第26页，共38页，2023年，2月20日，星期一等效转换：使用极限转化的方法将各种情况变换成同一反应物或生成物，然后观察有关物质的物质的量或比值是否相等。——“一边倒”第27页，共38页，2023年，2月20日，星期一例1、在恒温恒容下，按不同的投料方式进行反应，平衡后体系内各组分浓度是否相同？三条途径最终达同一平衡N2(g)+3H2

(g)2NH3(g)

(1)1mol4mol0mol(2)0mol1mol2mol(3)0.5mol2.5mol1mol第28页，共38页，2023年，2月20日，星期一例2、在恒温恒容下，按不同的投料方式进行反应，平衡后体系内各组分浓度是否相同？N2(g)+3H2

(g)2NH3(g)

(1)1mol3mol0mol(2)2mol6mol0mol第29页，共38页，2023年，2月20日，星期一例3、对于H2+I2（g）2HI，在恒温、恒容下，按下列不同量反应等效的有

。H2I2HI起始物质的量140起始物质的量01.51起始物质的量112起始物质的量0.10.11.8起始物质的量00a第30页，共38页，2023年，2月20日，星期一（2）恒温、恒压下的等效平衡问题判断方法:与可逆反应气态物质的化学计量数无关,使用极限转化的方法将各种情况变换成同一反应物或生成物，然后观察有关物质的物质的量的比值是否相等。第31页，共38页，2023年，2月20日，星期一例4、在恒温恒压下，按不同的投料方式进行如下反应N2

(g)+3H2(g)2NH3(g)

(1)1mol3mol0mol(2)2mol6mol0mol(3)2mol6mol2mol以上哪些投料方式在反应达到平衡后，NH3在平衡混合物中的体积百分含量相同？由此得出什么规律？第32页，共38页，2023年，2月20日，星期一第33页，共38页，2023年，2月20日，星期一等效平衡小结条件等效条件结果恒温恒容(△n(g)≠0)投料换算成相同物质表示时量相同

两次平衡时各组分百分量、n、c均相同恒温恒容(△n(g)=0)投料换算成相同物质表示时等比例

两次平衡时各组分百分量相同，n、c同比例变化恒温恒压投料换算成相同物质表示时等比例

两次平衡时各组分百分量、c相同，n同比例变化第34页，共38页，2023年，2月20日，星期一练习10、在一定温度下，把2molSO2和1molO2通入一个一定容积的密闭容器里，发生如反应：2SO2+O22SO3（g），当此反应进行到一定程度时，反应混合物处于化学平衡状态。维持该容器中温度不变，令a、b、c分别代表初始加入的SO2、O2和SO3的物质的量（mol）。如果a、b、c取不同的数值，它们必须满足一定的相互关系，才能保证达到平衡时，反应混合物中三种气体的体积分数仍跟上述平衡时完全相同，请填写下列空白：①若a=0，b=0，则c=

。②若a=0.5，则b=

和c=

。③a、b、c必须满足的一般条件是（请用两个方程式表示，其中一个只含a和c，另一个只含b和c）20.251.5a+c=22b+c=2第35页，共38页，2023年，2月20日，星期一练习11、2.0molPCl3和1.0molCl2充入体积不变的密闭容器中，在一定条件下发生下述反应：PCl3（g）+Cl2（g）PCl5（g）；反应达到平衡时，PCl5为0.4mol；如果此时移走1.0molPCl3和0.5molCl2，在相同的温度下再达到平衡时，PCl5的物质的量为（）A.0.4molB.0.2molC.小于0.2molD.大于0.2mol，小于0.4mol第36页，共38页，2023年，2月20日，星期一练习12、537℃．1．01×105Pa时，往容积可变的密闭容器中充入2molSO2．1molO2，此时容器的体积为300L。向容器中加入催化剂（固体）并保持恒温恒压，发生反应：2SO2(g)+O2(g)2SO3(g)，达到平衡时，气