基本理论化学反应速率化学平衡_第1页
基本理论化学反应速率化学平衡_第2页
基本理论化学反应速率化学平衡_第3页
基本理论化学反应速率化学平衡_第4页
基本理论化学反应速率化学平衡_第5页
已阅读5页,还剩118页未读 继续免费阅读

下载本文档

版权说明:本文档由用户提供并上传,收益归属内容提供方,若内容存在侵权,请进行举报或认领

文档简介

基本理论化学反应速率化学平衡第一页,共一百二十五页,编辑于2023年,星期日1.1化学反应速率意义:表示方法: 定性——

定量——

是表示化学反应进行快慢的物理量。

根据反应物消失或生成物产生(如沉淀、气体、颜色变化等)的快慢来粗略比较。 通常用单位

时间内反应物浓度的减少

或生成物浓度的增加(总

称反应物或生成物的浓度变化△c)来表示:第二页,共一百二十五页,编辑于2023年,星期日1.2化学反应速率的影响因素内因:参加反应的物质的结构和性质。内因是影响化学反应速率的主要因素外因:浓度、压强、温度、催化剂其它因素——光、颗粒大小、构成原电池、溶剂、超声波、激光、放射线、电磁波、扩散速度等。第三页,共一百二十五页,编辑于2023年,星期日1.3浓度对化学反应速率的影响 其它条件不变时,对气体参加或溶液中发生的反应,增大反应物的浓度,反应速率加快 请注意:

1)纯液体的浓度视为常数,反应速率与其用量无关。

2)固体物质的浓度也可视为常数,故其反应速率的大小只与其表面积的大小有关,而与其用量的多少无关。第四页,共一百二十五页,编辑于2023年,星期日1.4压强对化学反应速率的影响 对于有气体参加的化学反应而言,在其它条件不变时,增大压强,参加反应的气体的体积缩小,气体浓度增大,反应速率增大;反之,反应速率减小。 请注意:

1)压强对速率的影响是通过改变气体的浓度来改变反应速率的;

2)若压强变化之后,气体的浓度未变,其化学反应速率不变。→→→第五页,共一百二十五页,编辑于2023年,星期日课堂练习——惰性气体对反应速率的影响 在恒温、恒容条件下,可逆反应:N2+3H22NH3

达到平衡,向该平衡体系中充入氩气,则下列叙述正确的是()

A、v正增大、v逆减小

B、v正、v逆均不变

C、平衡不发生移动

D、平衡向右移动

答案:(B、C)第六页,共一百二十五页,编辑于2023年,星期日1.5惰性气体对反应速率的影响 稀有气体或其它非反应气体,充入反应容器中,分以下两种情况讨论:

1)恒温、恒容时:

2)恒温、恒压时:

充入的气体虽然改变了容器内气体压强,但却没有改变反应气体的分压,反应物的浓度未变,因此化学反应速率不变;

充入的气体会使容器容积扩大,虽未减小容器内气体压强,但却减小了反应气体产生的分压,降低了反应物的浓度,故使反应速率降低。第七页,共一百二十五页,编辑于2023年,星期日1.6温度对化学反应速率的影响 温度对任何形式的化学反应速率都有影响。 在其它条件不变时,温度升高,反应速率加快。 请注意: 温度每升高10℃,化学反应速率通常增大到原来的2~4倍。 升高同样的温度时,吸热反应速率增大的倍数多,放热反应增大的倍数少。(对可逆反应)降低减少减少第八页,共一百二十五页,编辑于2023年,星期日升温后,V现=n△tV原(其中△t为现温度与原温度的差与10之比值,n为速率提高的倍数)。课堂练习.反应A(气)+B(气)C(气)的反应速率,当温度每升高10℃时,速率增加为原来的3倍。当温度升高50℃时,速率应为原速率的()倍。A.15B.27C.81D.243答案D类题在10℃时某化学反应速率为0.1mol·L-1·s-1,若温度每升高10℃反应速率增加到原来的2倍。为了把该反应速率提高到1.6mol·L-1·s-1,则该反应需要在什么温度下进行()A.30℃B.40℃C.50℃D.60℃第九页,共一百二十五页,编辑于2023年,星期日1.7催化剂对化学反应速率的影响 催化剂具有选择性:即催化剂只对某一反应或某种反应起催化作用。 在其它条件不变的情况下,催化剂能改变化学反应速率,正催化剂能加快反应速率,负催化剂能减慢反应速率。 如果未说明,一般均指正催化剂。第十页,共一百二十五页,编辑于2023年,星期日

某反应在催化剂的作用下按以下两步进行,第一步X+Y====Z;第二步为Y+Z====M+N+X。此反应的总的化学方程式是________,反应的催化剂是________,中间产物是_________。2Y====M+NXZ第十一页,共一百二十五页,编辑于2023年,星期日课堂练习——化学反应速率的影响因素 用铁片与稀硫酸反应制取氢气时,下列措施不能使氢气生成速率减小的是()

A、对该反应体系加热

B、不用稀硫酸,改用98%浓硫酸

C、滴加少量CuSO4

D、不用铁片,改用铁粉

答案:(ACD)第十二页,共一百二十五页,编辑于2023年,星期日课堂练习——改变外界条件对v正、v逆的影响 在一定条件下,可逆反应:N2+3H22NH3;△H<0,达到平衡时,当单独改变下列条件后,有关叙述错误的是()

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、加入氩气,v正、v逆都增大,且v正增大倍数大于v逆增大倍数

答案:(C、D)第十三页,共一百二十五页,编辑于2023年,星期日1.8改变外界条件对v正、v逆的影响1)升温:

2)加压:

3)增加反应物的浓度:

4)加入催化剂:

v正、v逆均加快,吸热反应的速率增加得更快些对气体反应,v正、v逆均增大,气体体积减小的反应增加得更快些

v正突然增大,然后逐渐减小,v逆逐渐增大

v正、v逆同等倍数改变。第十四页,共一百二十五页,编辑于2023年,星期日1.9化学反应速率的定量表示(1)化学反应:mA(g)+nB(g)

pC(g)+qD(g)表达式:v:

c:△

t:△

n:V:△t时间内的平均速率,且均为正值,单位:mol/(L·s)、mol/(L·min)、mol/(L·h)。

浓度变化,单位:mol/L。

时间,单位:s(秒)、min(分钟)、h(小时)。

当容器体积一定时物质的量的变化,单位:mol容器的体积,单位:L。第十五页,共一百二十五页,编辑于2023年,星期日课堂练习——化学反应速率的计算

4NH3(g)+5O2(g)=4NO(g)+6H2O(g)在10L密闭容器中进行,半分钟后,水蒸气的物质的量增加0.45mol,则此反应的平均速率v(X)[反应物的消耗速率或产物的生成速率]可表示为()

A、v(NH3)=0.010mol/(L·s) B、v(O2)=0.0010mol/(L·s) C、v(NO)=0.0010mol/(L·s) D、v(H2O)=0.045mol/(L·s)

答案:(C)第十六页,共一百二十五页,编辑于2023年,星期日1.9化学反应速率的定量表示(2)化学反应:mA(g)+nB(g)

pC(g)+qD(g)v(A)∶v(B)∶

v(C)∶

v(D)=m∶n∶p∶q在同一反应中用不同的物质来表示反应速率时,其数值可以是不同的;但这些速率的数值只要符合上述计量系数比,那么它们表示的都是同一反应速率;比较反应速率时,必须注明用反应物或生成物中的哪一种物质做标准。

第十七页,共一百二十五页,编辑于2023年,星期日课堂练习——化学反应速率的计算 在一定温度下,容器

内某一反应中M、N的物质

的量随反应时间变化的曲线

如图所示,该反应的化学反

应方程式:_____;

t2时正反应速率__逆反应速率(填>、=或<);t3时正反应速率__逆反应速率(填>、=或<);t1时N的浓度是M的浓度的___倍。

答案:2NM;>;=;2第十八页,共一百二十五页,编辑于2023年,星期日如图是表示:2X+YZ+R;△H<0的气体反应速率(υ)与时间(t)的关系,t1时开始改变条件,则所改变的条件符合曲线的是vA.减少Z物质B.加大压强C.升高温度D.使用催化剂t0t1tt0t1t答案D高考真题第十九页,共一百二十五页,编辑于2023年,星期日

有效碰撞和活化分子化学反应的过程是反应物分子中的原子重新组合成生成物分子的过程,其本质是反应物分子中旧化学键的断裂,生成物分子新化学键的形成。但是反应物分子中旧键的断裂与生成物分子中新键的形成必须要靠反应物分子(或离子)的相互接触、相互碰撞才可以完成。所以反应物分子(或离子)的相互碰撞是发生化学反应的先决条件。事实证明,反应物分子(或离子)之间单纯的接触或碰撞并不一定就发生化学反应,也就是碰撞存在着有效性,我们把能发生反应的碰撞叫有效碰撞。能发生有效碰撞的分子叫活化分子,而在所有的碰撞中有效碰撞是很少的。第二十页,共一百二十五页,编辑于2023年,星期日

应该注意,发生有效碰撞的必须是活化分子,但活化分子之间的碰撞却不一定就是有效碰撞,因为发生有效碰撞不仅需要足够的能量还得需要正确的取向,这就和篮球运动员投篮是一个道理;如果投球无力,球挨不着篮框,投不中;如果投球力足、但方向不对,同样也投不中;只有力足、方向正才能投中。对于一定条件下进行的化学反应,2SO2(g)+O2(g)2SO3(g)改变下列条件,可以提高反应物中的活化分子百分数的是()A.升高温度B.增大压强C.使用催化剂D.增大反应物浓度

答案AC第二十一页,共一百二十五页,编辑于2023年,星期日2.1化学平衡状态研究对象:平衡状态的标志:

可逆反应程度的描述:

mA(g)+nB(g)pC(g)+qD(g)可逆反应。①v正=v逆;②各组成成分的物质的量、质量、含量保持不变。

化学平衡常数K,只与温度有关,不随浓度、

压强、催化剂的变化而变化。第二十二页,共一百二十五页,编辑于2023年,星期日2.2速率与平衡的关系v正>v逆:v正=v逆:v正<v逆:

平衡向正反应方向移动;

平衡状态(不移动);平衡向逆反应方向移动。第二十三页,共一百二十五页,编辑于2023年,星期日2.3化学平衡状态的特征逆:等:

动:定:变:同:研究对象是可逆反应;

v正=v逆

动态平衡v正=v逆≠0;达到平衡后,各组分的含量保持不变条件改变,平衡发生移动在外界条件一定时,满足一定的量的关系的反应物和生成物间,不论从正反应开始,还是从逆反应开始,还是从正反应和逆反应同时开始,达到的平衡状态是相同的或等效的。第二十四页,共一百二十五页,编辑于2023年,星期日2.4平衡状态的判断方法平衡状态的标志:

判断方法:

①v正=v逆;②各组成成分的物质的量、质量、含量保持不变。

原来变化的量不再变化表示到达平衡状态;

变→不变第二十五页,共一百二十五页,编辑于2023年,星期日化学平衡到达的标志:以xA+yBzC为例,化学平衡到达的标志有:V正=V逆;VA·耗=VA·生VA·耗:VC·耗=x:zVB·生:VC·生=y:zVA·耗:VB·生=x:y;各物质的百分含量保持不变。混合气体的总压、总体积、总物质的量不随时间的改变而改变;(x+y≠z)

各物质的浓度不随时间的改变而改变;各物质的物质的量不随时间的改变而改变;各气体的分压、各气体的体积不随时间的改变而改变。速率:直接的间接的※VA·耗是指A物质的消耗速率,VB·生是指B物质的生成速率。第二十六页,共一百二十五页,编辑于2023年,星期日2.4平衡状态的判断混合物体系中各成分的含量1)各物质的物质的量或物质的量分数一定2)各物质的质量或各物质的质量分数一定3)各气体的体积或体积分数一定4)总体积、总压强、总物质的量一定mA(g)+nB(g)pC(g)+qD(g)平衡不一定平衡平衡第二十七页,共一百二十五页,编辑于2023年,星期日2.4平衡状态的判断正、逆反应速率的关系1)在单位时间内消耗了mmolA,同时生成了mmolA;2)在单位时间内消耗了nmolB,同时消耗了pmolC;3)v(A)∶v(B)∶

v(C)∶

v(D)=

m∶n∶p∶q;4)在单位时间内生成了nmolB,同时消耗了qmolD。mA(g)+nB(g)pC(g)+qD(g)v正=v逆,平衡v正=v逆,平衡未达到平衡时也符合此关系均指v逆,不一定平衡第二十八页,共一百二十五页,编辑于2023年,星期日2.4平衡状态的判断恒温、恒容时,压强:1)m+n≠p+q时,压强保持不变2)m+n=p+q时,压强保持不变混合气体的平均相对分子质量(Mr)1)m+n≠p+q时,Mr一定2)m+n=p+q时,Mr一定mA(g)+nB(g)pC(g)+qD(g)平衡不一定平衡不一定第二十九页,共一百二十五页,编辑于2023年,星期日2.4平衡状态的判断1)其它条件不变时,如体系的温度一定2)体系的颜色不再变化3)体系的密度一定mA(g)+nB(g)pC(g)+qD(g)平衡不一定平衡第三十页,共一百二十五页,编辑于2023年,星期日课堂练习——平衡标志的判断在一定温度下,向aL密闭容器中加入

1molX气体和2molY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()A、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C、容器内X、Y、Z的浓度之比为1∶2∶2D、单位时间消耗0.1molX同时生成0.2molZ

答案:(A、B)第三十一页,共一百二十五页,编辑于2023年,星期日2.5关于化学平衡的基本计算1)一般步骤:

写出有关平衡的可逆反应方程式;

找出各物质的起始量、转化量、平衡量;

根据已知条件列方程计算2)转化率(产率)的计算:3)阿伏加德罗定律及其推论的应用:第三十二页,共一百二十五页,编辑于2023年,星期日课堂练习——基本计算方法

X、Y、Z为三种气体,把amolX和bmolY

充入密闭容器发生反应X+2Y2Z,达到平衡时,若它们的物质的量满足:n(X)+n(Y)=n(Z),则Y的转化率为

A、 B、

C、 D、

答案:(B)第三十三页,共一百二十五页,编辑于2023年,星期日课堂练习——阿伏加德罗定律的应用 如图所示,打开两个容器间的活塞K,使两种气体混合,充分反应,当反应达到平衡状态时(温度不变),密封A管中汞液面比B管中汞液面高7.1cm(反应刚开始时高10cm)。设此温度时产物为气态,汞蒸气压强忽略不计,体系容积为定值。求NO2转化为N2O4的转化率。答案16%第三十四页,共一百二十五页,编辑于2023年,星期日3.1化学平衡的移动平衡

v正=v逆改变

条件速率不变:平衡不移动速率改变程度相同(v正=v逆):

平衡不移动程度不同v正>v逆,平衡正移v正<v逆,平衡逆移第三十五页,共一百二十五页,编辑于2023年,星期日3.2浓度对化学平衡的影响增加反应物的浓度改变条件时:

v正

v逆的关系:

平衡移动方向:

mA(g)+nB(g)pC(g)+qD(g);△H>0

v正增大;v逆不变

v正>v逆

正向移动第三十六页,共一百二十五页,编辑于2023年,星期日

v正减少;v逆不变

v正<v逆

逆向移动3.2浓度对化学平衡的影响减少反应物的浓度改变条件时:

v正

v逆的关系:

平衡移动方向:

mA(g)+nB(g)pC(g)+qD(g);△H>0第三十七页,共一百二十五页,编辑于2023年,星期日增大压强(缩小体积)m+n=p+q改变条件时:

v正

v逆的关系:

平衡移动方向:

v正增大;v逆增大

v正=v逆

不移动3.3压强对化学平衡的影响mA(g)+nB(g)pC(g)+qD(g);△H>0第三十八页,共一百二十五页,编辑于2023年,星期日增大压强(缩小体积)m+n>p+q改变条件时:

v正

v逆的关系:

平衡移动方向:

v正增大;v逆增大

v正>v逆

正向移动

(向气体体积减小的方向移动)3.3压强对化学平衡的影响mA(g)+nB(g)pC(g)+qD(g);△H>0第三十九页,共一百二十五页,编辑于2023年,星期日

v正减小;v逆减小

v正=v逆

不移动减小压强(增大体积)m+n=p+q改变条件时:

v正

v逆的关系:

平衡移动方向:

3.3压强对化学平衡的影响mA(g)+nB(g)pC(g)+qD(g);△H>0第四十页,共一百二十五页,编辑于2023年,星期日减小压强(增大体积)m+n>p+q改变条件时:

v正

v逆的关系:

平衡移动方向:

v正减小;v逆减小

v正<v逆

逆向移动

(向气体体积增大的方向移动)3.3压强对化学平衡的影响mA(g)+nB(g)pC(g)+qD(g);△H>0第四十一页,共一百二十五页,编辑于2023年,星期日

v正增大;v逆增大

v正>v逆

正向移动

(向吸热反应的方向移动)升高温度(正反应吸热)改变条件时:

v正

v逆的关系:

平衡移动方向:

3.4温度对化学平衡的影响mA(g)+nB(g)pC(g)+qD(g);△H>0第四十二页,共一百二十五页,编辑于2023年,星期日

v正减小;v逆减小

v正<v逆

逆向移动

(向放热反应的方向移动)降低温度(正反应吸热)改变条件时:

v正

v逆的关系:

平衡移动方向:

3.4温度对化学平衡的影响mA(g)+nB(g)pC(g)+qD(g);△H>0第四十三页,共一百二十五页,编辑于2023年,星期日

v正增大;v逆增大

v正=v逆

不移动使用正催化剂改变条件时:

v正

v逆的关系:

平衡移动方向:

3.5催化剂为什么不影响化学平衡?mA(g)+nB(g)pC(g)+qD(g);△H>0第四十四页,共一百二十五页,编辑于2023年,星期日3.6注意1)改变固体或纯液体的用量不影响化学平衡2)压强只影响有气体参加且反应前后气体总量发生变化的反应的化学平衡3)恒容时,通入惰性气体,压强增大,但浓度不变,平衡不移动

恒压时,通入惰性气体,压强不变,但容积增大,浓度减小,平衡可能移动(相当于减压)4)同等倍数改变反应混合物各物质的浓度时,就视为压强的影响第四十五页,共一百二十五页,编辑于2023年,星期日3.7影响平衡移动的原理及影响因素平衡移动原理(勒夏特列原理):改变影响平衡的一个条件(如浓度、压强或温度),平衡就向能够减弱这种改变的方向移动。第四十六页,共一百二十五页,编辑于2023年,星期日课堂练习——化学平衡的移动

1.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 ①生成物的百分含量一定增加;②生成物的产量一定增加;③反应物的转化率一定增大;④反应物浓度一定降低;⑤正反应速率一定大于逆反应速率;⑥使用了合适的催化剂

(A)①②(B)②⑤

(C)③⑤(D)④⑥

答案:(B)第四十七页,共一百二十五页,编辑于2023年,星期日课堂练习——化学平衡的移动

2.在密闭容器中进行反应N2+3H22NH3;△H<0,一定温度下达到平衡,若将平衡体系中各物质浓度都增加到原来的2倍,则产生结果是①平衡不移动;②平衡向正反应方向移动;③NH3的百分含量增加;④H2的转化率增大;⑤达到新平衡后容器的压强等于原平衡的压强的2倍⑥[N2]减小⑦[NH3]新>2[NH3]原

(A)①②③④(B)②③④⑦ (C)③④⑤⑥(D)④⑤⑥⑦

答案:(B)第四十八页,共一百二十五页,编辑于2023年,星期日3.在一体积固定的密闭容器中存在着A(g)+B(g)2C(g)(该反应正向放热)的平衡体系,若改变该体系的温度(不引起物质形态的改变),下列有关的量不发生变化的是 ()①混合气体的密度②气体的平均摩尔质量③分子的动能④体系的压强A.①②④B.②③C.①②D.①②③4.下列叙述,能肯定判断某化学平衡发生移动的是A反应混合物的浓度改变B反应混合物颜色的改变C正、逆反应速率改变D反应物的转化率改变

答案C答案D课堂练习——化学平衡的移动第四十九页,共一百二十五页,编辑于2023年,星期日3.8分析平衡移动的注意事项1)主要与次要改变条件为主要影响,平衡移动为次要因素2)前因与后果如:改变压强可能使平衡移动;

平衡移动也可以导致压强变化。3)转化率与浓度转化率:反映发生反应的物质的多少;

浓度:反映平衡状态时物质的多少。第五十页,共一百二十五页,编辑于2023年,星期日同:化学平衡状态只与条件有关,而与反应途径无关。3.9等效平衡(mol/L)起始浓度N2+3H22NH3

130----①002----②平衡浓度0.51.51起始浓度1/314/3----③起始浓度第五十一页,共一百二十五页,编辑于2023年,星期日Ⅰ、等效平衡的概念

化学平衡状态是建立在一定条件下的一个状态量,与建立平衡的途径无关对于同一可逆反应,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,或是从正、逆反应同时开始,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。如果相同组分的物质的量也相同,这样的平衡还称为等同平衡或同一平衡。第五十二页,共一百二十五页,编辑于2023年,星期日对于同一可逆反应,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,任何相同的组分的百分含量(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。相同温度、相同容积相同温度、相同压强研究等效平衡的方法是:等效转换等效平衡的基本标志第五十三页,共一百二十五页,编辑于2023年,星期日在恒温恒容下,按不同的投料方式进行反应,平衡后各体系内相同组分浓度是否对应相同?三条途径最终达同一平衡N2+3H22NH3(1)1mol4mol0mol(2)0mol1mol2mol

(3)0.5mol2.5mol1mol

1mol(3+1)mol0mol(0.5+0.5)mol(2.5+1.5)mol0mol第五十四页,共一百二十五页,编辑于2023年,星期日在恒温恒容下,按不同的投料方式进行如下反应CO(g)+H2O(g)CO2(g)+H2(g)(1)1mol1mol0mol0mol(2)0mol0mol2mol2mol(3)0mol1mol1mol1mol以上哪些投料方式在反应达到平衡后,CO2在平衡混合物中的含量相同?由此得出什么规律?

第五十五页,共一百二十五页,编辑于2023年,星期日CO(g)+H2O(g)CO2(g)+H2(g)(1)1mol1mol0mol0mol(2)0mol0mol2mol2mol“一边倒”2mol

2mol

0mol

0mol

(3)0mol1mol1mol1mol“一边倒”1mol

2mol

0mol

0mol

第五十六页,共一百二十五页,编辑于2023年,星期日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,只改变起始加入物质的物质的量,如通过可逆反应的化学计量数比换算成同一边物质的物质的量与原平衡相同,则两平衡等效.ⅰ、定温(T)定容(V)条件下的等效平衡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,只改变起始加入物质的物质的量,如通过可逆反应的化学计量数比换算成同一边物质的物质的量比例与原平衡相同,则两平衡等效.Ⅱ、规律第五十七页,共一百二十五页,编辑于2023年,星期日在一个固定体积的密闭容器中,加入2molA和2molB,发生如下反应:2A(气)+2B(气)3C(气)+D(气),达到平衡时,C的浓度为Wmol/L,若维持容器体积和温度不变,按下列配比作为起始物质达到平衡后,C的浓度仍为Wmol/L的是()A2molA+1molB+3molC+1molD B3molC+1molD+1molBC3molC+1molD D1molA+0.5molB+1.5molC+0.5molDC第五十八页,共一百二十五页,编辑于2023年,星期日2A(g)+2B(g)3C(g)+D(g)2mol2mol0mol0molA2mol1mol3mol1mol

4mol3mol0mol0mol

B0mol1mol3mol1mol

2mol3mol0mol0molC0mol0mol3mol1molD1mol0.5mol1.5mol0.5mol

2mol1.5mol0mol0mol第五十九页,共一百二十五页,编辑于2023年,星期日在一个固定容积的密闭容器中,加入mmolA,nmolB发生下列反应:mA(气)+nB(气)pC(气)平衡时C的浓度为Wmol/L,若容器体积和温度不变,起始时放入amolA,bmolB,cmolC,若要平衡后C的浓度仍为Wmol/L,则a、b、c可以满足的关系是()。a:b:c=m:n:pa:b=m:n,ap/m+c=pC.mc/p+a=m,nc/p+b=nD.a=m/3,b=n/3,c=2p/3BC第六十页,共一百二十五页,编辑于2023年,星期日将2molSO2和2molSO3

气体混合于固定体积的密闭容器中,在一定条件下发生反应:2SO2(气)+O2(气)2SO3(气),平衡时SO3为nmol。相同温度下,分别按下列配比在相同体积的密闭容器中加入起始物质,平衡时SO3的物质的量大于nmol的是()2molSO2+1molO2

4molSO2+1molO22molSO2+1molO2+2molSO3

3molSO2+1molO2+1molSO3CD第六十一页,共一百二十五页,编辑于2023年,星期日在一固定容积的密闭容器中充入2molA和1molB,发生反应:2A(气)+B(气)xC(气),达到平衡后,C的体积分数为W%。若维持容器体积和温度不变,按0.6molA、0.3molB和1.4molC为起始物质,达到平衡后,C的体积分数仍为W%,则x值为()A、1B、2C、3D、4

BC第六十二页,共一百二十五页,编辑于2023年,星期日在一定温度下,把2molSO2和1molO2通入一个一定容积的密闭容器中,发生以下反应:2SO2+O22SO3,当此反应进行到一定程度时,反应混合物就处于化学平衡状态。现维持该温度不变,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含量仍跟上述平衡时的完全相同。请填写下列空白:(1)若a=0,b=0,则c=

。(2)若a=0.5,则b=

,c=

。(3)a、b、c取值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):

。2

0.251.5

a+c=2b+c/2=1第六十三页,共一百二十五页,编辑于2023年,星期日在恒温恒压下,按不同的投料方式进行如下反应N2+3H22NH31mol3mol0mol2mol6mol0mol(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?第六十四页,共一百二十五页,编辑于2023年,星期日1molN23molH2NH3%=a%2molN26molH21molN21molN23molH23molH2隔板抽隔板恒温恒压途径1途径2平衡1平衡2构造中间态同平衡1平衡不移动NH3%=a%NH3%NH3%=a%=a%NH3%=a%第六十五页,共一百二十五页,编辑于2023年,星期日定温(T)定压(p)条件下的等效平衡改变起始加入情况,只要按化学计量数换算成同一边物质的物质的量之比与原平衡相同,则达到平衡后与原平衡等效第六十六页,共一百二十五页,编辑于2023年,星期日将1molN2和3molH2充入一密闭容器中,在适当温度和催化剂作用下,发生反应N2+3H22NH3,反应达平衡后,测得NH3的体积分数为m,若T、P恒定,起始时充入:xmolN2、ymolH2和zmolNH3,这样为保持平衡时NH3的体积分数仍为m,则x、y、z之间必须满足的一般关系是___________。第六十七页,共一百二十五页,编辑于2023年,星期日外界条件:1、相同温度相同容积2、相同温度、相同压强化学反应:1、反应前后体积不变2、反应前后体积改变等同:1、达到平衡时,浓度相同2、达到平衡时,各组分的百分含量相同第六十八页,共一百二十五页,编辑于2023年,星期日应用等效平衡原理分析有关化学平衡问题的一般思路:

根据已知条件,先合理变换条件,使之成为等效平衡;然后将体系恢复为原条件。已知条件(未平衡)等效平衡(与原平衡)新平衡(即已知条件下的平衡)根据平衡移动原理,对结果进行分析。第六十九页,共一百二十五页,编辑于2023年,星期日某温度下,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、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=----------。[3]X、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---------。[3]X、Y、Z应满足的一般条件是----------------。2mol2.25mol0.5molY=3X,X+Y+2Z=4>0=2.25mol≥0Y=3X,Z≥0X+Z/2=1,Y+3Z/2=3第七十页,共一百二十五页,编辑于2023年,星期日密闭容器中,充入2molNH3,在500℃时达到平衡,N2+3H22NH3,问:(1)将NH3的浓度增大1倍,平衡移动方向为

;(2)将N2、H2、NH3的浓度同时增大1倍,平衡移动方向为

;(3)将H2、NH3的浓度同时增大1倍,平衡移动方向为

;(4)将N2、NH3的浓度同时增大1倍,平衡移动方向为

。第七十一页,共一百二十五页,编辑于2023年,星期日影响化学平衡的浓度和压强这两个因素具有等效关系,即改变压强,会同等程度的改变反应混合物中各气体物质的浓度;反之,如同等程度的改变反应混合物的浓度,就相当于改变体系的压强。将H2、NH3的浓度同时增大1倍N2(l)+3H2(g)2NH3(g)将N2、NH3的浓度同时增大1倍N2(g)+3H2(l)2NH3(g)第七十二页,共一百二十五页,编辑于2023年,星期日一定温度下将amolPCl5通入一个容积不变的反应器中,达到如下平衡:PCl5(g)PCl3(g)+Cl2(g)。测得平衡混合气体的压强为P1,此时反应器中再通入amolPCl5,在温度不变情况下再度达到平衡,测得压强为P2。测得P1和P2的关系是()(A)2P1>P2(B)2P1=P2

(C)2P1<P2(D)P1<P2

AD课堂练习1——等效平衡第七十三页,共一百二十五页,编辑于2023年,星期日课堂练习2——等效平衡 在一个固定容积的密闭容器中,保持一定温度进行以下反应:H2(g)+Br2(g)

2HBr(g)已知加入1molH2和2molBr2时,达到平衡后生成amolHBr(如下表)。在相同条件下,且保持平衡时各组分的体积分数不变,试填写下表空白。已知编号起始状态物质的量n/mol平衡时HBr的

物质的量n/molH2Br2HBr120a①240②0.5a③mg(g≥2m)第七十四页,共一百二十五页,编辑于2023年,星期日课堂练习3——等效平衡在等温、等容条件下,有下列气体反应:2A(g)+2B(g)

C(g)+3D(g)。现分别从两条途径建立平衡:Ⅰ、A和B的起始浓度均为2mol/L;Ⅱ、C和D的起始浓度分别为2mol/L和6mol/L。下列叙述正确的是A、Ⅰ和Ⅱ两途径最终达到平衡时,体系内混合气体的体积分数相同B、Ⅰ和Ⅱ两途径最终达到平衡时,体系内混合气体的体积分数不同C、达平衡时,Ⅰ、Ⅱ两途径的反应速率相等D、达平衡时,途径Ⅰ的混合气体密度等于途径Ⅱ混合气体密度的1/2

答案:(A、D)第七十五页,共一百二十五页,编辑于2023年,星期日

在恒温、恒压的条件下,向可变容积的密闭容器中充入3LA和2LB,发生如下反应:

3A(气)+2B(气)xC(气)+yD(气)达到平衡时,C的体积分数为m%。若维持温度、压强不变,将0.6LA、0.4LB、4LC、0.8LD作为起始物质充入密闭容器中,达到平衡时C的体积分数仍为m%,则x、y的值分别为()A、x=3y=1B、x=4y=1C、x=5y=1D、x=10y=2

CD课堂练习4——等效平衡第七十六页,共一百二十五页,编辑于2023年,星期日3.10归0思想及其应用归0思想:

用途:

按方程式的计量系数将某一种或几种物质的物质的量折算为零。

1)与给定条件相比较,判断达到的平衡是否等效; 2)计算某物质起始量的取值范围。第七十七页,共一百二十五页,编辑于2023年,星期日课堂练习——归0思想及其应用 在一定条件下,可逆反应A2+B2

2C达到了化学平衡状态,经测定得平衡时c(A2)=0.5mol/L,c(B2)=0.1mol/L,c(C)=1.6mol/L,若A2

、B2

、C的起始浓度分别以

amol/L,bmol/L,cmol/L表示,请回答:

1)a、b满足的关系是_______;

2)a的取值范围是________。

答案:a–b=0.4mol/L;0.4≤a≤1.3第七十八页,共一百二十五页,编辑于2023年,星期日

温度越高速率越快;温度越低越有利于氨的生成;以500℃左右为宜,而且在此温度下催化剂活性最大。N2+3H22NH3;△H=-92.4kJ/mol。正反应为气体体积缩小的放热反应。1、温度:

从速率角度分析:

从平衡角度分析:

综合考虑:4.1合成氨条件的选择第七十九页,共一百二十五页,编辑于2023年,星期日4.1合成氨条件的选择2、压强:

从速率角度分析:

从平衡角度分析:

综合考虑:压强越大速率越快;压强越大越有利于氨的生成。以2×107~5×107Pa为宜,因为压强越大,对设备的制造和材料的强度要求越高。3、催化剂:目前工业上以铁触媒为催化剂,可以提高反应速率但不影响平衡。

实际生产中,还需将生成的NH3及时分离出来,并不断向体系中补充N2、H2以增加反应物浓度,使平衡向合成氨的方向进行。第八十页,共一百二十五页,编辑于2023年,星期日4.2适宜生产条件选择的一般原则1、增大某种反应物浓度,能提高反应速率和另一种反应物的转化率。故生产中常使廉价易得的原料适当过量,以提高另一原料的利用率,如氮气与氢气的配比为1.07∶3。2、对气体分子数减少的反应,增大压强使平衡向增大生成物的方向移动。但压强太大,动力消耗,设备要求成本增高,故必须综合考虑。第八十一页,共一百二十五页,编辑于2023年,星期日4.2适宜生产条件选择的一般原则3、对放热反应,升温提高反应速率,但转化率降低;若温度太低,反应速率又太慢,故需使用适当的催化剂。对吸热反应,升温加快反应速率,又能提高转化率,但要避免反应物或生成物的过热分解。4、使用催化剂可大大提高反应速率且不影响化学平衡,但使用时必须注意其活性温度范围,且防止催化剂“中毒”,延长使用寿命。第八十二页,共一百二十五页,编辑于2023年,星期日4.3合成氨的生产流程原料:焦炭、空气、水、铁触媒(催化剂)1)原料气的制备2)原料气净化和压缩 净化:防止催化剂中毒

压缩:反应条件需要高压3)氨的合成4)氨的分离 未反应的N2和H2返回合成塔循环使用第八十三页,共一百二十五页,编辑于2023年,星期日4.4氨合成塔图解第八十四页,共一百二十五页,编辑于2023年,星期日4.5合成氨流程图解第八十五页,共一百二十五页,编辑于2023年,星期日

思考:(1)工业生产硫酸时,反应2SO2+O22SO3(g)+Q的生产条件是常压、400~500℃,V2O5作催化剂,试解释之。(2)有平衡体系CO(g)+2H2(g)

CH3OH(g)+Q,为了增加甲醇的产量,工厂应采取的正确措施是()A、高温高压B、适宜温度高压催化剂C、低温低压D、低温高压催化剂第八十六页,共一百二十五页,编辑于2023年,星期日2、化学实验中的应用(1)溶液的配制配制FeCl3、FeCl2溶液时,向溶液中加少量HCl以抑制盐类的水解(2)实验现象的解释①压缩NO2、N2O4混合气体时气体颜色变化的原因②向平衡体系:Cr2O72-+H2O2CrO42-+2H+中加入少量HCl溶液颜色怎样变化?③将CH3COONa和酚酞混合液加热,溶液颜色由浅红变为红色,为什么?第八十七页,共一百二十五页,编辑于2023年,星期日(3)实验条件的选择:已知2CH3COOH(CH3COOH)2+Q(Q>0),为了测定CH3COOH的相对分子质量,应选择什么样的实验条件?答案:高温、低压第八十八页,共一百二十五页,编辑于2023年,星期日3、日常生活中的应用①用热、浓的Na2CO3溶液除油污②用ZnCl2溶液作焊药第八十九页,共一百二十五页,编辑于2023年,星期日[典型例题分析]例1、氯化铜溶液为淡蓝色,当加入浓盐酸后,溶液就会变成黄绿色,这种颜色变化是由下列可逆反应引起的:[Cu(H2O)4]2++4Cl-[CuCl4]2-+4H2O下列方法能使溶液变成淡蓝色的是()A、加蒸馏水B、加AgNO3溶液C、加NaCl溶液D、加盐酸第九十页,共一百二十五页,编辑于2023年,星期日解析:溶液变成淡蓝色,是由于平衡向左移动,移向生成水合铜离子[Cu(H2O)4]2+一方。当加水时,既可看做增加了生成物之一水的量,又可看做对[Cu(H2O)4]2+和Cl-浓度起降低影响大的一方;加入AgNO3溶液,Ag++Cl-AgCl↓,使反应物一方的Cl-浓度在平衡体系中减小,平衡移向浓度减小的一方。因此,A、B是正确的。答案:A、B第九十一页,共一百二十五页,编辑于2023年,星期日例2、(1998上海)二氧化氮存在下列平衡:2NO2(气)N2O4(气)+Q。在测定NO2的相对分子质量时,下列条件中较为适宜的是()A.温度130℃,压强3.03×105PaB.温度25℃,压强1.01×105PaC.温度130℃,压强5.05×104PaD.温度0℃,压强5.05×104Pa第九十二页,共一百二十五页,编辑于2023年,星期日解析:2NO2N2O4+Q的正反应是一个体积缩小的放热反应,而逆反应则是一个体积扩大的吸热反应。要测定NO2的相对分子质量,当然希望该平衡越向左移(即尽可能使N2O4分解成NO2分子)越准确。因此,应当尽量选择升高温度、减小压强,促使平衡左移。答案:C第九十三页,共一百二十五页,编辑于2023年,星期日例3、在氯化铁溶液中加入难溶于水的碳酸钙粉末,观察到碳酸钙逐渐溶解,产生无色气体和红褐色沉淀,试解释观察到的现象。解析:FeCl3在溶液中能发生水解。Fe3++3H2OFe(OH)3+3H+(建立平衡),加入CaCO3时,它能与H+反应,放出CO2气体,并使H+浓度减少(条件改变),使平衡向正反应方向移动(平衡移动),生成的Fe(OH)3不断增加,从而产生红褐色沉淀(产生结果)。第九十四页,共一百二十五页,编辑于2023年,星期日例4、合成氨工业中,原料气(N2、H2及少量CO、NH3的混合气)在进入合成塔前常用醋酸二氨合铜(I)溶液来吸收原料气中的CO,其反应是:[Cu(NH3)2Ac]+CO+NH3[Cu(NH3)3]Ac·CO+Q第九十五页,共一百二十五页,编辑于2023年,星期日(1)必须除去原料气中CO的原因是_______。(2)醋酸二氨合铜(I)吸收CO的生产适宜条件应是_______。(3)吸收CO后的醋酸铜氨溶液经过适当处理又可再生,恢复其吸收CO的能力以供循环使用。醋酸铜氨溶液再生的生产适宜条件应是______。第九十六页,共一百二十五页,编辑于2023年,星期日解析:分析吸收CO反应的特点:正反应是气体体积缩小的放热反应,对于这样一个可逆反应,用化学平衡原理及有关知识可做如下解答:(1)除CO的原因是防止合成塔中的催化剂中毒;(2)吸收CO的适宜条件应选择:低温、高压;(3)醋酸铜氨再生生产的适宜条件是:高温低压。第九十七页,共一百二十五页,编辑于2023年,星期日例5、已知:N2(g)+3H2(g)2NH3(g)+Q,2SO2(g)+O2(g)2SO3(g)+Q回答下列问题:(1)从影响速率和平衡的因素分析,要有利于NH3和SO3的生成,理论上应采取的措施是_____。实际生产中采取的措施分别是_____。(2)在实际生产的合成氨过程中,要分离出氨气,目的是______;而合成SO3过程中,不需要分离出SO3,原因是_____。第九十八页,共一百二十五页,编辑于2023年,星期日解析:(1)高温、高压、催化剂;合成氨:高温、高压、催化剂;合成SO3:高温、常压、催化剂。(2)减少生成物浓度,使平衡向生成NH3方向移动;该反应向生成SO3的方向进行程度大,达到平衡后SO2余量较少,故不需要分离SO3。第九十九页,共一百二十五页,编辑于2023年,星期日例6、BiCl3水解生成BiOCl(BiOCl难溶于水)。(1)BiCl3水解的反应方程式为:_____。(2)医药上把BiOCl叫做次氯酸铋,分析这种名称是否合理:______。(3)把适量BiCl3溶于浓NaCl溶液中或溶于含有少量盐酸的水中能得到澄清溶液,试用平衡移动原理分析可能的原因:_____。第一百页,共一百二十五页,编辑于2023年,星期日解析:依题意,BiCl3溶于水存在水解平衡:Bi3++Cl-+H2OBiOCl+2H+,故盐酸抑制了Bi3+的水解。BiCl3溶于水时存在溶解平衡:BiCl3(s)Bi3+(aq)+3Cl-(aq),故加入浓NaCl溶液,Cl-抑制BiCl3的溶解。标答:(1)BiCl3+H2OBiOCl+2HCl。(2)不合理;因为BiOCl中,Cl的化合价为-1价。(3)浓NaCl溶液中,Cl-抑制BiCl3的溶解,使Bi3+的浓度减少;盐酸抑制Bi3+的水解。第一百零一页,共一百二十五页,编辑于2023年,星期日例7、近年来,某些自来水厂在用液氯进行消毒处理时还加入少量液氨,其反应的化学方程式为NH3+HClOH2O+NH2Cl(一氯氨),NH2Cl较HClO稳定,试分析加液氨能延长液氯杀菌时间的原因_______。解析:液氨与次氯酸反应生成较HClO稳定的NH2Cl后,不影响HClO的杀菌效率,且由于反应可逆,随HClO消耗,平衡逆向移动,从而延长HClO杀菌时间。第一百零二页,共一百二十五页,编辑于2023年,星期日例8、牙齿表面由一层坚硬的、组成为Ca5(PO4)3OH的物质保护着,它在唾液中存在下列平衡:Ca5(PO4)3OH(固)5Ca2++3PO43-+OH-,进食后,细菌和酶作用于食物,产生有机酸,这时牙齿就会受到腐蚀,其原因是____,已知Ca5(PO4)3F(固)的溶解度比上面矿化产物更小,质地更坚固。请用离子方程式表示当牙膏中配有氟化物添加剂后能防止龋齿的原因___________。脱矿矿化第一百零三页,共一百二十五页,编辑于2023年,星期日答案(1)有机酸与OH-中和,使平衡向脱矿方向移动。(2)F-+Ca5(PO4)3OHCa5(PO4)3F+OH-第一百零四页,共一百二十五页,编辑于2023年,星期日例9、已知在饱和石灰水中存在着Ca(OH)2(s)Ca2++2OH-,向此溶液中加入CaO后,是否有浑浊现象产生,及溶液中c(Ca2+)及n(Ca2+)有何变化?解析:加入CaO后,CaO+H2OCa(OH)2原溶剂量减少,必然会因析出Ca(OH)2(s)而浑浊,但仍为饱和溶液,故若温度恢复原温度c(Ca2+)不变,但因溶剂量减少,能溶解的Ca(OH)2量亦减少,故n(Ca2+)减少。第一百零五页,共一百二十五页,编辑于2023年,星期日(1)牢固掌握有关的概念与原理,尤其要注意外界条件的改变对一个可逆反应来讲,正、逆反应速率如何变化,化学平衡如何移动,在速度-时间图、转化率-时间图、反应物的含量-浓度图等上如何体现。要能够画出有关的变化图像。5.1速率与平衡图像问题的分析(2)看懂图象:一看面(横坐标与纵坐示),二看线(线的走向,变化的趋势),三看点(线的起点、交点、拐点及终点),四看是要不要作辅助线(如等温线、等压线)。解题指导第一百零六页,共一百二十五页,编辑于2023年,星期日5.2速率与平衡图像问题的分析(3)联想规律即联想外界条件对化学反应速率和化学平衡的影响规律,且要求熟练准确。(4)先拐先平衡

例如,在转化率-时间图上,先出现拐点的曲线先达到平衡,此时逆向推理可得该变化的温度高、浓度大、压强高。(5)定一议二

当图像中有三个量时,先确定一个量不变,再讨论另外两个量的关系。第一百零七页,共一百二十五页,编辑于2023年,星期日例题1——先拐先平衡可逆反应mA(s)+nB(g)eC(g)+fD(g),反应过程中,当其它条件不变时,C的百分含量(C%)与温度(T)和压强(P)的关系如图:下列叙述正确的是A、达平衡后,加入催化剂则C%增大B、达平衡后,若升温,平衡左移C、化学方程式中n>e+fD、达平衡后,增加A的量有利于平衡向右移动P2P1C%时间0T2T1C%时间0

答案:(B)第一百零八页,共一百二十五页,编辑于2023年,星期日专项练习——速率、平衡图像在密闭容器中进行下列反应:M(g)+N(g)R(g)+2L,此反应符合下面图像,下列叙述是正确的是(A)正反应吸热,L是气体(B)正反应吸热,L是固体(C)正反应放热,L是气体(D)正反应放热,L是固体或液体T1、P1R%时间0T2、P1T1、P2

答案:(C)第一百零九页,共一百二十五页,编辑于2023年,星期日专项练习——速率、平衡图像如图所示,图中a曲线表示X(g)+Y(g)Z(g)+W(g)(△H<0)的反应过程,若使a曲线变为b曲线,可采取的措施是()A、加入催化剂B、增大Y的浓度C、降低温度D、增大体系压强0Z%tab

答案:(A、D)第一百一十页,共一百二十五页,编辑于2023年,星期日例题2——定一议二由可逆反应测绘出图像,纵坐标为生成物在平衡混合物中的百分含量,下列判断不正确的是A、反应物中一定有气体B、生成物中一定有气体C、正反应一定是放热反应D、正反应一定是吸热反应

答案:(A、C)第一百一十一页,共一百二十五页,编辑于2023年,星期日专项练习——速率、平衡图像如图所示,反应:X(气)+3Y(气)2Z(气);△H<0,在不同温度、不同压强(p1>p2)下,达到平衡时,混合气体中Z的百分含量随温度变化的曲线应为ABCD

答案:(C)第一百一十二页,共一百二十五页,编辑于2023年,星期日同时符合两个图象的反应是(v:反应速率;

温馨提示

  • 1. 本站所有资源如无特殊说明,都需要本地电脑安装OFFICE2007和PDF阅读器。图纸软件为CAD,CAXA,PROE,UG,SolidWorks等.压缩文件请下载最新的WinRAR软件解压。
  • 2. 本站的文档不包含任何第三方提供的附件图纸等,如果需要附件,请联系上传者。文件的所有权益归上传用户所有。
  • 3. 本站RAR压缩包中若带图纸,网页内容里面会有图纸预览,若没有图纸预览就没有图纸。
  • 4. 未经权益所有人同意不得将文件中的内容挪作商业或盈利用途。
  • 5. 人人文库网仅提供信息存储空间,仅对用户上传内容的表现方式做保护处理,对用户上传分享的文档内容本身不做任何修改或编辑,并不能对任何下载内容负责。
  • 6. 下载文件中如有侵权或不适当内容,请与我们联系,我们立即纠正。
  • 7. 本站不保证下载资源的准确性、安全性和完整性, 同时也不承担用户因使用这些下载资源对自己和他人造成任何形式的伤害或损失。

评论

0/150

提交评论