第二章《化学反应速率与化学平衡》专题复习课件

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化学反应速率与化学平衡CHEMICAL REACTION RATE AND CHEMICAL EQUILIBRIUMmol/(L·s) ;mol/(L·min)化学反应速率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化学反应进行快慢的物理量。一、化学反应速率一、化学反应速率计算化学反应速率时必须明确4一、化学反应速率(1)内因：反应物本身的性质。 (2)外因：浓度、温度、压强、催化剂。①浓度对反应速率的影响 影响化学反应速率的因素5一、化学反应速率①对于纯液体和或固体反应物，其浓度是常数，因此改变它们的量不会改变化学反应速率。②对于可逆反应，反应物或生成物浓度的改变，其正、逆反应速率的变化也符合上述规律。在温度一定时，活化分子所占百分含量一定，浓度增大使得单位体积中活化分子的数目增加，单位体积内活化分子百分数不变，单位时间有效碰撞次数增多，因而使反应速率增大一、化学反应速率一、化学反应速率一、化学反应速率规律：若其他条件不变，升高温度，反应速率加快，降低温度，反应速率减慢。注意：①一般温度每升高10℃，反应速率增加2-4倍。③温度对化学反应速率的影响：一、化学反应速率一、化学反应速率④催化剂对化学反应速率的影响浓度增大压强增大温度升高催化剂体积不变体积缩小分子能量增加降低反应所需的能量单位体积内分子总数增多，活化分子百分数不变单位体积内分子总数不变，活化分子百分数增大单位体积内活化分子数增多有效碰撞次数增多反应速率加大一、化学反应速率一、化学反应速率例1.对于可逆反应A(g)＋3B(s) 2C(g)＋2D(g)，在不同条件下表示的反应速率最大的是A.v(A)＝0.5 mol·L－1·min－1 B.v(B)＝1.2 mol·L－1·s－1C.v(D)＝0.4 mol·L－1·min－1 D.v(C)＝0.1 mol·L－1·s－1√例2.将固体NH4Br置于密闭容器中，在某温度下，发生反应：NH4Br(s) NH3(g)＋HBr(g)，2HBr(g) Br2(g)＋H2(g)2 min后，测得H2的浓度为0.5 mol·L－1，HBr的浓度为4 mol·L－1，若上述反应速率用v(NH3)表示，则下列速率正确的是（ ）A.0.5 mol·L－1· min－1 B.2.5 mol·L－1· min－1C.2 mol·L－1· min－1 D.1.25 mol·L－1· min－1一、化学反应速率一、化学反应速率二、化学平衡①在一定条件下的可逆反应里，正反应和逆反应速率相等，反应混合物中各组成成分的浓度保持不变的状态叫化学平衡状态②它的建立与反应途径无关，从正反应或逆反应开始都可以建立平衡状态概念特征化学平衡二、化学平衡二、化学平衡(3)特殊标志①体系压 强不随时间而改变的状态,但仅仅适用于平衡前后气体分子数改变的反应。②气体平均相对分子质量不随时间而改变的状态，但不适用于完全气相且平衡前后气体分子数不变的反应。③密度不随时间而改变的状态，但仅仅适用于恒容容器中进行的、有气体参加同时亦有非气体参加的反应,不适合恒容条件下的、完全的气相反应。例3.已知：在300 K时，A(g)＋B(g) 2C(g)＋D(s)的化学平衡常数K＝4，在该温度下，向1 L容器中加入1 mol A和1 mol B发生反应，下列叙述能作为该反应达到平衡状态的标志的是（ ）①C的生成速率与C的消耗速率相等　②单位时间内生成a mol A，同时消耗2a mol C　③A、B、C的浓度不再变化　④C的物质的量不再变化　⑤混合气体的总压强不再变化　⑥混合气体的密度不再变化A.①③④⑥ B.①② C.③⑤ D.②④⑥√二、化学平衡三、化学平衡移动浓度、温度、压强发生改变三、化学平衡移动浓度对化学平衡的影响②固体或纯液体量的改变不影响速率，平衡不移动。三、化学平衡移动增[反应物]正反应方向减[反应物]逆反应方向增[生成物]逆反应方向减[生成物]正反应方向ABAB生产实际中，常常通过增大廉价原料的浓度使平衡向正反应方向移动，来提高另一种价格较高的原料的转化率。规律：其他条件不变的情况下，增大压强，平衡向气体体积缩小的方向移动；减小压强，平衡向气体体积增大的方向移动。增压气体缩小反应方向减压气体扩大反应方向CD压强对化学平衡的影响①适用范围：有气体参与②反应前后气态物质的系数和相同，改变压强平衡不移动③压强对平衡的影响是通过改变浓度来实现的三、化学平衡移动三、化学平衡移动规律：其他条件不变的情况下，温度升高，平衡向吸热方向移动；温度降低，平衡向放热方向移动。升温吸热反应方向降温放热反应方向温度对化学平衡的影响催化剂同等程度的改变正、逆反应速率，Vˊ正= Vˊ逆所以化学平衡不移动。但可缩短反应达平衡所需的时间。三、化学平衡移动三、化学平衡移动改变影响条件外界条件对化学平衡的影响生成物浓度增大，但比原来小向正反应方向移动减小生成物浓度生成物浓度减小，但比原来大向逆反应方向移动增大生成物浓度反应物浓度增大，但比原来小向逆反应方向移动减小反应物浓度反应物浓度减小，但比原来大向正反应方向移动增大反应物浓度化学平衡移动的结果化学平衡的移动三、化学平衡移动改变影响条件外界条件对化学平衡的影响体系温度升高，但比原来低向放热方向移动降低温度体系温度降低，但比原来高向吸热方向移动升高温度体积压强增大，但比原来小向气体体积增大的方向移动减小体系压强体系压强减小，但比原来大向气体体积减小的方向移动增大体系压强化学平衡移动的结果化学平衡的移动例4.已知汽车尾气无害化处理反应为2NO(g)＋2CO(g) N2(g)＋2CO2(g)。下列说法不正确的是（ ）A.升高温度可使该反应的逆反应速率降低B.使用高效催化剂可有效提高正反应速率C.反应达到平衡后，NO的反应速率保持恒定D.单位时间消耗CO和CO2的物质的量相等时，反应达到平衡√三、化学平衡移动四、化学平衡图像(1)分析条件对化学反应速率及平衡的影响；(2)由反应判断图像的正误；(3)由图像判断反应特征(确定反应中各物质的化学计量数、判断热效应或气体物质化学计量数间的关系)；(4)由反应和图像判断图像或曲线的物理意义；(5)由图像判断指定意义的化学反应；(6)由反应和图像判断符合图像变化的外界条件等。四、化学平衡图像分析解答化学反应速率和化学平衡图像题目的方法技巧可概括为：看图像，想规律，作判断(9字步骤)；定一议二，先拐先平(8字技巧)。(1)看图像一看“面”(即看清横坐标和纵坐标)；二看“线”(即看线的走向、变化的趋势)；三看“点”(即起点、终点、转折点、拐点、交叉点)；四看辅助线(如等温线、等压线、平衡线等)；五看定量图像中有关量的多少。四、化学平衡图像(2)想规律即联想外界条件的改变对化学反应速率和化学平衡的影响规律。(3)作判断依题意仔细分析，作出正确判断。特别值得注意的是：①图像中有三个量时，应确定一个量不变，再讨论另两个量的关系，即“定一议二”。②曲线中先出现拐点的，该曲线在所示条件下先出现平衡，该曲线所示的温度较高或压强较大或使用了催化剂，即“先拐先平”。√四、化学平衡图像四、化学平衡图像五、平衡移动原理（勒夏特列原理）六、化学平衡的有关计算有关化学平衡的计算包括平衡常数的大小反映了化学反应可能进行的程度（即反应限度）。K值越大，说明平衡体系中生成物所占的比例越大，它的正向反应进行的程度越大，即该反应进行得越完全，反应物转化率越大；反之，就越不完全，转化率就越小。一般地说，K﹥105时，该反应进行得就基本完全了；K在10-5左右，则认为反应很难进行。平衡常数随温度的改变而改变，与浓度变化无关。对于有纯固体或溶剂参加的反应，其浓度不列入平衡常数K的表达式中。化学平衡常数的意义六、化学平衡的有关计算六、化学平衡的有关计算某个指定反应物的转化率=（指定反应物的起始浓度－指定反应物的平衡浓度）/指定反应物的起始浓度×100%=（指定反应物反应中消耗（或叫反应）的浓度/指定反应物的起始浓度）×100%转化率越大，反应越完全！ 六、化学平衡的有关计算(1)化学平衡计算的基本方法是“起始”、“变化”、“平衡”三段分析法； (2)各物质变化浓度之比＝反应式中的化学计量数之比。六、化学平衡的有关计算例6.CO用途广泛，工业应用时离不开平衡思想的指导：Ⅰ.在某一容积为5 L的体积不变的密闭容器内，加入0.3 mol 的CO和 0.3 mol的H2O，在催化剂存在和800 ℃的条件下加热，发生如下反应：CO(g)＋H2O(g)===CO2(g)＋H2(g)　ΔH>0，反应中CO2的浓度随时间变化情况如下图：(1)根据图上数据，该温度(800 ℃)下的平衡常数K＝__。1六、化学平衡的有关计算六、化学平衡的有关计算(2)在体积不变的条件下，改变下列条件能使平衡常数K 增大的有___(填字母)。A.升高温度　B.降低温度　C.增大压强　D.减小压强　E.加入催化剂　F.移出一氧化碳气体A平衡常数只随温度的变化而变化，已知CO(g)＋H2O(g) CO2(g)＋H2(g)　ΔH>0，升高温度，平衡正向移动，平衡常数K增大，所以A正确。六、化学平衡的有关计算(3)在催化剂存在和800 ℃的条件下，在某一时刻测得c(CO)＝c(H2O)＝0.09 mol·L－1；c(CO2)＝c(H2)＝0.13 mol·L－1，则此时正、逆反应速率的大小：v正 __ v逆(填“>”“<”或“＝”)。<七、化学反应进行的方向自发过程取向于最低能量状态的倾向。即△H < O 反应有自发进行的倾向，但自发反应不一定△H < O。自发过程取向于最大混乱度的倾向。即△S > 0 有利于反应自发进行，但自发反应不一定△S > O。化学反应进行的方向判据：体系总是要向着使自身能量降低（焓减）、混乱度增大（即熵增）（由有序趋向无序）的方向转变；由焓判据和熵判据组合成的复合判据将更适合于所有的过程。七、化学反应进行的方向（1）当△ H<0, △ S>0 ,即△ G<0时，反应自发进行；（2）当△ H>0, △ S<0 ,即△ G>0时，反应不自发进行；（3）当△ H>0, △ S>0 或△ H<0, △ S<0 ，与T有关，一般， 低温焓变为主，高温熵变为主。注意七、化学反应进行的方向例7.下列说法不正确的是（ ）A. 焓变是一个与反应能否自发进行有关的因素，多数的能自发进行的反应是放热反应。B. 在同一条件下不同物质有不同的熵值，其体系的混乱程度越大，熵值越大。C. 一个反应能否自发进行取决于该反应放热还是吸热D. 一个反应能否自发进行，与焓变和熵变的共同影响有关√七、化学反应进行的方向课堂小结化学反应速率与化学平衡感谢您的观看THANK