第六章 揭示化学反应速率和平衡之迷 复习课件

第六章揭示化学反应速率和平衡之谜复习课件6.1化学反应为什么有快有慢决定化学反应速率的因素，既有反应物本身的性质，又有外界条件。决定化学反应快慢的因素内因外因反应物本身的性质外界条件（如温度、压强、浓度、催化剂）一、化学反应有快有慢二、化学反应速率1.化学反应速率的含义

化学反应速率是用来衡量化学反应进行快慢的尺度。它与两个因素有关：一个是反应的时间；另一个是反应物或生成物的浓度。反应物浓度随着反应的进行而不断减小，生成物浓度随着反应的不断进行而增大。2.化学反应速率的表示

化学反应速率用单位时间（如每秒，每分，每小时）内反应物浓度的减小或生成物浓度的增大来表示。

某一物质的化学反应速率的计算式为：v=——⊿c⊿t试根据以上计算式推出v的单位是什么？mol/（L·s）；mol/（L·min）；mol/（L·h）对同一反应，各物质的反应速率之比等于化学方程式中各物质前面的系数比。mA（g）+nB（g）pC（g）+qD（g）V（A）mV（B）nV（C）pV（D）q===需指出：用不同物质表示同一反应时，尽管其化学反应速率的数值不一定相同，但这个化学反应的快慢是一定的。注意：1.在同一反应体系中用不同的物质来表示反应速率时，其数值是可以不同的，但是这些数值都表示同一个反应速率。因此化学反应速率的表示必须说明用哪种物质来做标准。2.用同一反应体系中不同物质表示同一速率时，其数值比一定等于化学方程式中相应的化学计量数之比。3.一般来说，化学反应的速率随着反应的进行可不断变化。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。三、影响化学反应速率的因素反应物浓度温度催化剂气体压强其他因素固体颗粒大小固体颗粒越细,反应速率越快浓度越大,反应速率越快气体的压强越大,反应速率越快加入催化剂能加快反应速率温度升高,反应速率加快光、超声波、激光、放射线、电磁波、溶剂、扩散速度等在分别盛有块状大理石和粉状大理石的试管中，同时加入相同浓度的稀盐酸，粉状大理石产生气泡的速率快得多。1.浓度对化学反应速率的影响原因：在其他条件不变时，对某一反应来说，活化分子百分数是一定的，即单位体积内的活化分子数与反应物的浓度成正比。所以当反应物的浓度增大时，单位体积内的分子数增多，活化分子数也相应的增多，反应速率也必然增大。规律：其他条件不变时，增大反应物的浓度，可以增大反应速率；减小反应物的浓度，可以减小化学反应的速率。2.压强对反应速率的影响原因：对气体来说，若其他条件不变，增大压强，就是增加单位体积的反应物的物质的量，即增加反应物的浓度，因而可以增大化学反应的速率。规律：对于有气体参加的反应，若其他条件不变，增大压强，反应速率加快；减小压强，反应速率减慢。3.温度对化学反应速率的影响原因：（1）浓度一定时，升高温度，分子的能量增加，从而增加了活化分子的数量，反应速率增大。（2）温度升高，使分子运动的速度加快，单位时间内反应物分子间的碰撞次数增加，反应速率也会相应的加快。前者是主要原因。规律：其他条件不变时，升高温度，可以增大反应速率，降低温度，可以减慢反应速率。4.催化剂对化学反应速率的影响原因：在其他条件不变时，使用催化剂可以大大降低反应所需要的能量，会使更多的反应物分子成为活化分子，大大增加活化分子百分数，因而使反应速率加快。规律：催化剂可以改变化学反应的速率。正催化剂：能够加快反应速率的催化剂。负催化剂：能够减慢反应速率的催化剂。如不特意说明，则指正催化剂。5.其他如光照、反应物固体的颗粒大小、电磁波、超声波、溶剂的性质等，也会对化学反应的速率产生影响。1.反应A+3B=2C+2D在四种不同条件下的反应速率为：（1）v（A）=0.3mol/（L·s）（2）v（B）=0.6mol/（L·s）（3）v（C）=0.4mol/（L·s）（4）v（D）=0.45mol/（L·s）则该反应速率的快慢顺序为_______________________。（1）>（4）>（2）=（3）练习2.在25℃时，向100mL含HCl14.6g的盐酸中，放入5.6g铁粉，反应进行到2s时收集到氢气1.12L（标况），之后反应又进行了4s，铁粉全溶解。若不考虑体积变化，则：（1）前2s内用FeCl2表示的平均反应速率为_____________；（2）后4s内用HCl表示的平均反应速率为______________；（3）前2s与后4s比较，反应速率

较快，其原因可能

。0.25mol/（L·s）0.25mol/（L·s）前2s前2s时段盐酸浓度比后4s时段大3.对于在溶液间进行的反应，对反应速率影响最小的因素是（）A.温度B.浓度C.压强D.催化剂4.下列条件的变化，是因为降低反应所需的能量而增加单位体积内的反应物活化分子百分数致使反应速率加快的是（）A.增大浓度B.增大压强C.升高温度D.使用催化剂CD6.2反应物如何尽可能转变成生成物1.什么是可逆反应？

在同一条件下,既能向正反应方向进行,同时又能向逆反应方向进行的反应,叫做可逆反应。注意：可逆反应总是不能进行到底，得到的总是反应物与生成物的混合物。NH3＋H2ONH3·H2ONH4＋＋OH－一、可逆反应中的化学平衡正反应速率=逆反应速率正反应速率逆反应速率相等时间速率这时，同一瞬间正反应生成CO2和H2

的分子数等于逆反应消耗的CO2和H2的分子数。

反应仍在进行，但是四种物质的浓度均保持不变，达到动态平衡，这就是我们要重点掌握的重要概念——化学平衡状态。定义：化学平衡状态，就是指在一定条件下的可逆反应里，正反应速率和逆反应速率相等，反应混合物中各组分的浓度保持不变的状态。强调三点前提条件：可逆反应实质：正反应速率=逆反应速率标志：反应混合物中各组分的浓度保持不变的状态化学平衡状态的理解：用C—t图象描述化学平衡：C-t图象：如图：求该反应的化学方程式是：C（mol/L）t（s）0.50.40.30.20.10t1XYZt1时刻达到平衡状态2Z+X2YV-t图象：如图已知X和Y反应生成Z，反应式如下：用Y物质的V正、V逆和时间t画出反应开始至平衡的大致图象？化学平衡状态的理解：用v—t图象描述化学平衡：VYmol/（L.S）t（s）0V正V逆V正=V逆达平衡状态X（g）+2Y（g）2Z（g）2.化学平衡状态的特征（1）动：动态平衡（正逆反应仍在进行）（2）等：正反应速率=逆反应速率（3）定：反应混合物中各组分的浓度保持不变，各组分的含量一定。（4）变：条件改变，原平衡被破坏，在新的条件下建立新的平衡。二、影响化学平衡的条件1.浓度对化学平衡的影响结论：增大反应物浓度平衡向正反应方向移动图示：（达平衡后增大某反应物的浓度）vtV正V逆V正V逆′′原因：当增大反应物浓度，正反应速率增大（此时逆反应速率不变），使得v正＞v逆，所以平衡向正反应方向移动（新平衡速率大于原平衡速率）。结论：其它条件不变的情况下①增大反应物浓度，V（正）＞V（逆），平衡正方向移动。②减小生成物浓度，V（正）＞V（逆），平衡正方向移动。③增大生成物浓度，V（正）＜V（逆），平衡逆方向移动。④减小反应物浓度，V（正）＜V（逆），平衡逆方向移动。原因：反应物或生成物浓度的变化导致正、逆反应速率变化不一致，从而使平衡发生移动。平衡向浓度变化相反的方向移动2.压强对化学平衡的影响结论：增大压强平衡向气体体积缩小的方向移动推论：其它条件不变时，减小压强平衡向气体体积增大的方向移动；若反应前后气体体积不变，则改变压强时平衡不移动。vtV正V逆V逆V正′′450℃时，N2与H2反应生成NH3的实验数据压强（MPaH3（%）2.09.216.435.553.669.4图示：（反应达平衡后增大压强）原因：增大压强，体积缩小，反应物和生成物的浓度均增大，故正逆反应速率均增大；但逆反应参加反应的气体分子数多，其速率增加得更多。先决条件：反应物或生成物中有气体。①增大压强，V（正）＞V（逆），平衡正方向移动。②减小压强，V（正）＜V（逆），平衡逆方向移动。③增大压强，V（正）＜V（逆），平衡逆方向移动。④减小压强，V（正）＞V（逆），平衡正方向移动。⑴当m+n＞p+q时：⑵当m+n＜p+q时：结论：对于反应mA（g）+nB（g）pC（g）+qD（g）平衡向压强变化相反的方向移动。3.温度对化学平衡的影响结论：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。vt图示：（反应，正反应为吸热反应，达平衡后升高温度）V正V逆V正V逆′′N2O42NO2原因：升向温度，正逆反应速率均增大；但吸热反应比放热反应的速率增加得更多。温度对化学平衡的影响1.先决条件：可逆反应有反应热，若正反应为放热反应，则逆反应为吸热反应。2.结论：在其他条件不变时，温度升高，会使化学平衡向吸热反应的方向移动，温度降低会使化学平衡向放热的方向移动。（1）当Q＞0时：①升高温度，V（正）＜V（逆），平衡逆方向移动。②降低温度，V（正）＞V（逆），平衡正方向移动。（2）当Q＜0时：③升高温度，V（正）＞V（逆），平衡正方向移动。④降低温度，V（正）＜V（逆），平衡逆方向移动。对于反应：mA+nBpC+qD+Q勒夏特列原理——化学平衡移动原理

如果改变影响化学平衡的一个条件（如浓度、压强、温度），平衡就向能减弱这种改变的方向移动。练习1.将2molSO2和1molO2充入体积为1L的密闭容器中，保持一定温度，一段时间后，反应达平衡，测得平衡时[SO3]=1mol/L。画出整个过程的v-t图和c-t图vtctV正V逆2.01.00.52.下列各图表示某可逆反应在t1时刻达平衡后，于t2时刻改变某种物质的浓度，再于t3时刻达到新平衡。试判断t2时刻是如何改变物质的浓度的及平衡移动的方向？vtV正V逆V逆V正′′t1t2t3图一tV正V逆V逆V正′′t1t2t3图二v增大生成物浓度平衡向逆反应方向移动减小反应物浓度平衡向逆反应方向移动3.现有反应已知1molCO和2molH2O在一定条件下反应，达平衡时，生成0.7molCO2。若其它条件不变，将2molH2O改为4molH2O，达到新平衡时，生成的CO2的量可能是（

）A.0.65mol B.0.83molC.1.0mol D.1.4molBCO（g）+H2O（g）CO2（g）+H2（g）6.3化工生产能否做到又快又多第一步：生成SO2第二步：生成SO3第三步：吸收SO34FeS2+11O22Fe2O3+8SO22SO2（g）+O2（g）2SO3（g）+QSO3+H2OH2SO4催化剂是提高产量的关键，目前采用五氧化二钒作催化剂；温度控制在500℃左右，这是催化剂的活性温度；常压下已经有了较高的产量和产率。将矿石粉碎成很细的粉末，可以加快反应速率。一、工业制硫酸二、合成氨的适宜条件的选择选择适宜条件的依据、思路和方法：合成氨的反应原理（方程式）：N2+3H22NH3（放热反应）

这是一个气体总体积缩小的、放热的可逆反应。请思考这个反应的特点？工业上合成氨，主要要考虑哪些因素？根据化学反应速率的有关知识，思考：———————，——————，————————，都可以使合成氨的化学反应速率增大。增大压强升高温度使用催化剂经济效益和社会效益：速度要快，原料的利用率要高，单位时间的产量要高。另外还要考虑生产中的消耗能源，原料，设备条件等因素。N2+3H22NH31.压强怎么选？分析：①合成氨反应是体积缩小的气体反应，增大压强既可以增大反应速率，又能提高平衡混合物中氨的含量，所以理论上压强越大越好。②但是压强越大，对设备的要求高、压缩H2和N2所需要的动力大，因此压强也不宜过高。综合以上两点，实际生产中压强一般选择在20MPa---50MPa之间。2.温度怎么选择？①因为正反应方向是放热的反应，所以降低温度有利于提高平衡混合物中氨的含量。②可是温度越低，反应速率越小，达到平衡所需要的时间越长，因此温度也不宜太低。N2+3H22NH3（放热反应）3.用不用催化剂？使用催化剂能否提高合成氨的转化率？使用催化剂对反应速率有何影响？

实际生产中选用铁为主体的多成分催化剂（铁触媒），它在500℃时活性较高。

催化剂要在一定温度下效果最好。4.浓度怎么定？H2和N2的比例怎么定？

增大反应物的浓度可以增大反应速率，减小生成物的浓度可以使平衡正向移动。因此可