化学反应速率与化学平衡复习课件(PPT改)

化学反应速率和化学平衡浓度压强温度催化剂其它浓度压强温度适宜条件选择合成氨工艺流程一、化学反应速率1.化学反应速率2.影响反应速率的条件二、化学平衡1.化学平衡的建立3.影响平衡的条件4.等效平衡三、合成氨简介化学反应速率和化学平衡2.化学平衡的移动四、有关化学平衡的计算内因外因复习纲要一、化学反应速率1、概念：化学反应速率是用来衡量化学反应进行快慢程度的，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来表示。2、表示方法：ひ(A)=△C(A)△t————ひ（C）=△C(C)△t————化学反应速率mA（g）+nB（g）pC（g）+qD（g）3、单位：mol/(L·S)或mol/(L·min)或mol/(L·h)ひ(A)：ひ(B)：ひ(C)：ひ(D)==m：n：p：q⑴化学反应速率是一段时间内的平均速率，且取正值。⑵在同一反应中用不同的物质来表示反应速率时其数值可能不同的。⑶同一反应中不同物质的速率之比值等于化学方程式中相应的化学计量数之比。4、特点：⑴化学反应速率是一段时间内的平均速率，且取正值。[例1]反应A+3B2C+2D在四种不同的情况下的反应速率分别为：①ひ（A）=0.15mol/(L·S)②ひ（B）=0.6mol/(L·S)③ひ（C）=0.4mol/(L·S)④ひ（D）=0.45mol/(L·S)该反应在四种情况下的快慢顺序为.④③=②①[分析]①根据反应速率之比等于物质的计量数之比来判断。②将不同物质表示的反应速率换算成同一物质表示的反应速率来判断。在同一个反应中，用不同的物质来表示反应速率时，其数值可以是不同的，但表示这个反应速率的含义是相同的。例题[例2]将化合物A的蒸气1mol充入0.5L容器中加热分解:2A(g)==B(g)+nC(g)。反应到3min时，容器内A的浓度为0.8mol/L，测得这段时间内，平均速率v(C)＝0.6mol/(L·min)，则化学方程式中的n值为，v(B)＝。[分析]因为反应方程式中各物质化学计量数之比,等于它们的反应速率之比。欲求n值，应先求v(A)的值。起始时：1mol3min末：0.4mol变化量：0.6mol所以v(A)＝＝0.4mol/(L·min)3min0.5Lmol60.v(A)∶v(C)＝0.4∶0.6＝2∶3=2∶nn＝3答案：n＝3v(B)＝0.2mol/(L·min)v(B)＝v(A)＝×0.4mol/(L·min)＝0.2mol/(L·min)212130.2mol/(L·min)2A(g)B(g)+nC(g)[例3]一定温度下，向一个容积为2L的真空密闭容器中(事先装入催化剂)，通入1molN2和3molH2，3min后，测得容器内的压强是开始时的0.9倍，在此时间v(H2)为()A.0.2mol/(L·min)B.0.6mol/(L·min)C.0.1mol/(L·min)D.0.3mol/(L·min)[解析]3min末混合气体的物质的量为(1mol+3mol)×0.9＝3.6mol设3min内消耗N2xmol。N2+3H2====2NH3起始1mol3mol0mol3min末(1-x)mol(3-3x)mol2xmol(1-x)+(3-3x)+2x＝3.6x＝0.2molv(H2)＝/3min＝0.1mol/(L·min)2L3mol2.0C想一想[例4]某温度时，在2L密闭容器中，X、Y、Z三种物质的物质的量随时间变化曲线如右图所示。由图中数据分析，该反应的化学方程式为_____________________________。反应开始至2min，Z的平均反应速率为______________________。[解析]从图分析，2min之内，X消耗了0.3mol，Y消耗了0.1mol而Z增加了0.2mol。物质发生化学变化时，反应物减少的物质的量与生成物生成的物质的量之比等于化学反应方程式中各对应物质前计量数之比。因nX∶nY∶nZ＝0.3mol∶0.1mol∶0.2mol==3∶1∶2Z的平均反应速率为＝＝＝0.05mol/（L·min）tcmin222.0Lmol0.05mol/（L·min）3X＋Y2Z所以化学方程式为：3X＋Y2Z此外还有等也影响了反应速率。浓度、压强、温度、催化剂光、超声波、激光、放射性、电磁波、反应物的颗粒的大小、扩散速率、溶剂的性质是影响化学反应速率的四大因素2、外因二、影响化学反应速率的因素反应物的性质是决定化学反应速率的主要因素。1、内因：⑴外界条件对化学反应速率影响的规律条件影响规律说明浓度C(反应物)↑压强p↑温度T↑催化剂使用正催化剂→ひ↑→ひ↑①固体或纯液体的浓度是常数，增加固体或纯液体的量，不影响反应速率。②可逆反应中ひ正↑、ひ逆↑。可逆反应中，若反应物、生成物中均有气体，P↑，ひ正↑、ひ逆↑。可逆反应中，T↑，ひ正↑、ひ逆↑。可逆反应中，可同等程度增大ひ正↑、ひ逆↑。→ひ↑→ひ↑反应条件影响原因结论①增大反应物浓度②增加气体压强③升高温度④合适催化剂⑵外界条件对化学反应速率影响的原因单位体积内分子数增加(活化分子百分数不变)，活化分子数相应增加反应物分子能量增加，活化分子百分数增加，活化分子数增加。降低反应所需的能量，使活化分子百分数增加，活化分了数增加。单位体积内活化分子数增加，有效碰撞次数增多，反应速率加快。单位体积内有效碰撞次数化学反应的速率分子总数活化分子数活化分子百分数增大反应物浓度增大压强升高温度使用正催化剂1.试将外界条件对反应速率的影响结果填入下表中：影响结果外界条件改变〖思考与练习〗2.在相同的条件下，做H2O2分解对比实验，其中(1)加入MnO2催化，(2)不加MnO2催化。下图是反应放出O2的体积随时间的变化关系示意图，其中正确的是()O2OtO2OtO2OtO2Ot(1)(2)(1)(2)(1)(2)(1)(2)[解析]催化剂的加入能改变化学反应速率，但不能改变反应进行的程度。所以同样的H2O2分解放出的氧气量不会因MnO2的加入而改变，所以B、C错；MnO2是H2O2分解的正催化剂，可以加快分解，所以D不正确，只有A正确。A3.把除去氧化膜的镁条投入到盛有少量稀盐酸的试管中，发现氢气发生的速率变化情况如图所示，其中t1～t2速率变化的主要原因是__________________________________________________；t2～t3速率变化的主要原因是_________________________________________________。反应是放热反应，温度升高使化学反应速率提高HCl物质的量浓度变小使化学反应速率降低4.对于反应I2(g)＋H2(g)2HI(g)，在其他条件相同时，采取下列措施，压强如何变化，反应速率如何变化?(1)缩小体积；(2)保持体积不变，通入惰性气体He；(3)保持压强不变，通入惰性气体He；(4)保持体积不变，通入少量H2。(1)缩小体积浓度增大，压强增大反应速率增大(2)体积不变，通入He混合气体的总压增大，但反应物及产物浓度没有变化反应速率不变(3)压强不变，通入He体积增大，体系各物质浓度减少反应速率减小(4)通入H2，因体积不变，压强增大c(H2)增大，反应速率增大5.在一定条件下2升的反应容器中充入一定量的N2和H2发生下反应N2+3H2=2NH3，5分钟后测的NH3的物质的量为0.5mol，则NH3的反应速率为__________________；H2的反应速率为________________________________________。0.05mol/(L·min)0.05mol/(L·m)×3÷2=0.075mol/(L·min)6.硫分别在空气中和氧气中燃烧的现象是_________、____________。由此可得出的结论是______________________________。淡蓝色火焰蓝紫色火焰速率快7已知在一定条件下发生下列反应X+W=Y+ZY+N=W+Z，则总反应方程式为____________。其中X为___________W为___________Y为_____________。2X+N=2Z反应物催化剂中间产物反应物浓度大，1.化学平衡的建立从反应物开始从生成物开始化学平衡一、化学平衡的建立2.化学平衡状态概念：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，称为化学平衡状态。概念的理解：前提是一定条件下的可逆反应实质是ひ正=ひ逆≠0标志是反应混合物中各组分的浓度保持不变3.化学平衡的特征(1)逆——可逆反应(5)变——当浓度、压强、温度等条件改变时，化学平衡即发生移动(2)等——ひ正=ひ逆≠0(3)动——动态平衡(平衡时,正、逆反应仍在进行)(4)定——平衡状态时，反应混合物中各组分的浓度保持不变勤思善解4.化学平衡状态的标志⑴用速率判断：同一物质的消耗速率等于生成速率即V（正）=V（逆）不同物质用正逆反应表示的速率之比等于化学方程式中的系数比（2）用各组分的含量判断:各组分的质量分数（或质量）不变各组分气体的体积分数（或体积）不变各组分的物质的量分数（或物质的量或分子数）不变各组分的物质的量浓度不变（3）特殊方法:反应前后都是气体且体积不等的可逆反应，总物质的量或平均摩尔质量或恒温恒容下的总压或恒温恒压下的密度不变。（4）用转化率或产率判断：反应物的转化率、产物的产率不变。（5）用颜色判断：对于有颜色物质参加或生成的可逆反应，颜色不变。（3）特殊方法:反应前后都是气体且体积不等的可逆反应，总物质的量或平均摩尔质量或恒温恒容下的总压或恒温恒压下的密度不变。1.下列方法中可以证明A(s)+2B2(g)2C2(g)+D2(g)已经达到平衡状态的是______________________.⑵、一个B—B键的断裂的同时有一个C—C键的生成⑼、百分组成B2%=C2%=D2%⑴、单位时间内生成了2molC的同时也生成了1molA⑶、反应速率ひ(B2)=ひ(C2)=1/2ひ(D2)⑷、C(B2):C(C2):C(D2)=2:2:1⑸、温度、体积一定时，[B2]、[C2]、[D2]浓度不再变化⑹、温度、体积一定时，容器内的压强不再变化⑺、条件一定时，混合气体的平均相对分子质量不再变化⑻、温度、体积一定时，混合气体的密度不再变化⑴、⑸、⑹、(8)〖思考与练习〗2.在一定温度下，可逆反应：A2(气)+B2(气)2AB(气)达到平衡的标志是()(A)A2、B2、AB的浓度不再变化(B)容器中的压强不再随时间变化C)单位时间内生成nmol的A2同时生成2nmol的AB(D)A2、B2、AB的浓度之比为1:1:2AC二、化学平衡移动1.概念：可逆反应中旧化学平衡的破坏，新化学平衡的建立过程叫做化学平衡移动。2.化学平衡移动的根本原因：外界条件改变，引起ひ正、ひ逆发生改变，且：ひ正≠ひ逆≠0，造成化学平衡移动。3.化学平衡移动的结果:速率、体系中各组分含量与原平衡比较均发生变化。4.化学平衡移动的方向：ひ正＞ひ逆，正反应方向移动。ひ正＜ひ逆，逆反应方向移动。ひ正＝ひ逆，平衡不移动。三、影响化学平衡移动的因素在其他条件不变时，增大反应物浓度或减小生成物浓度都可使化学平衡向正反应方向移动；反之化学平衡向逆反应方向移动。1.浓度注意：加入不溶性固体物质或不溶性液态物质时，由于其“浓度”为一常数，不随其量的增减而变化，故改变这些物质的投入量，对平衡没有影响。对于反应前后气体总体积发生变化的可逆反应，在其他条件不变时，增大压强，化学平衡向气体体积缩小的方向移动；反之，化学平衡向气体体积增大的方向移动。其他条件不变时，压强增大，ひ正、ひ逆都提高，但气体体积之和大的反应速率增大的幅度更大。N2(g)+3H2(g)2NH3(g)2.压强：压强对平衡的影响，只考虑对参加反应的气态物质的影响。H2(g)+I2(g)2HI(g)3.温度在其他条件不变的情况下，升高温度，化学平衡向吸热反应方向移动，降低温度，化学平衡向放热反应方向移