第二章 速率与平衡(详细复习) (3).ppt

第二章化学反应速率与化学平衡 本章知识复习 1 第二章知识结构 化学反应速率 影响化学反应速率的因素 化学反应进行的方向 化学平衡 测量的方法 反应的可逆不可逆 化学平衡状态特点 化学平衡常数 影响因素及平衡移动原理 熵判据 浓度 压强 温度 催化剂 本课程重心 定量表示方法 一 化学反应速率的表示方法化学反应速率用单位时间内反应物或生成物的物质的量浓度的变化表示 在体积不变的反应器中 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 单位 mol l min mol l s 数学表达式 v c t 三步骤法计算 注意问题 不同物质的速率的比值一定等于化学方程式中相应的化学计量数之比 化学反应速率一般不能用固体或纯液体表示 1 合成氨的反应n2 3h2 2nh3在某温度下各物质的浓度平衡是 n2 3mol l 1 h2 9mol l 1 nh3 4mol l 1求该反应的平衡常数和n2 h2的初始浓度 2 已知co h2o h2 co2 此反应在773k时平衡常数k 9 如反应开始时c h2o c co 0 020mol l 1求co的转化率 原因 反应物浓度增大 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 1 浓度对反应速率的影响 其它条件不变 增加反应物浓度加快化学反应速率 内容 二 影响化学反应速率的重要因素 2 压强对反应速率的影响 对于气体反应来说 增大压强相当于增大反应物的浓度 反应速率加快 内容 原因 反应物浓度增大 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 增大压强 原因 温度升高 分子获得更高的能量 活化分子百分数提高 有效碰撞次数提高 反应速率加快 3 温度 在其它条件不变的情况下 升温反应速率增大 降温反应速率减小 加入催化剂 反应活化能降低 活化分子百分数提高 有效碰撞次数提高 反应速率加快 原因 4 催化剂加快反应速率 总结论 向反应体系输入能量 都可以改变化学反应速率 原因 反应体系内活化分子数或活化分子百分数提高 有效碰撞次数增加 从而加快化学反应速率 课堂练习 如下图所示 相同体积的a b c三密闭容器 其中c容器有一活塞 a b两容器为定容容器 起始向三容器中都加入相同量的so2和o2使三容器压强相等 一定条件下发生2so2 o2 2so3的反应 问 如起始在a c两容器中通入同量的n2 则此时三容器起始压强为pa pbpc 起始a c两容器的反应速率大小关系为va vc 反应一段时间后a c中速率大小关系为va vc 起始反应速率关系为va vb vc 1 反应4nh3 5o2 4no 6h2o 在5l的密闭容器中进行半分钟后 no的物质的量增加了0 3mol 则此反应的平均速率 x 表示反应物的消耗速率或生成物的生成速率 为 a o2 0 01mol l 1 s 1 b no 0 008mol l 1 s 1 c h2o 0 003mol l 1 s 1 d nh3 0 002mol l 1 s 1 答案 cd 2 在c 固 co2 气 2co 气 的反应中 现采取下列措施 1 增大压强 2 增加碳的量 3 通入co2 4 恒容下充入n2 5 恒压下充入n2哪些措施能够使反应速率增大 为什么 答案 1 3 3 在2a b 3c 4d的反应中 下列表示该反应速率最大的是 a va 0 5mol l min b vb 0 3mol l min c vc 0 8mol l min d vd 0 6mol l s 答案 d 三 化学平衡状态的特征 1 逆 可逆反应 2 动 动态平衡 3 等 正反应速率 逆反应速率 4 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 变并定 看其在反应过程中变不变 如果是变化的 则当其一定就是达到平衡状态的标志 练习 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 ab 练习 在一定温度下的恒容容器中 当下列物理量不再发生变化时 表明反应 a 固 3b 气 2c 气 d 气 已达平衡状态的是 a 混合气体的压强b 混合气体的密度c b的物质的量浓度d 气体的总物质的量 bc 5 变 条件改变 原平衡被破坏 在新的条件下建立新的平衡 可见 化学平衡只有在一定的条件下才能保持 当外界条件改变 旧的化学平衡将被破坏 并建立起新的平衡状态 四 勒夏特列原理及具体分述 勒夏特列原理 如果改变影响平衡的条件之一 如温度 压强 以及参加反应的化学物质的浓度 平衡将向着能够减弱这种改变的方向移动 浓度 在其它条件不变时 增大反应物的浓度或减小生成物的浓度 都可以使平衡向正反应方向移动 增大生成物的浓度或减小反应物的浓度 都可以使平衡向逆反应方向移动 温度 在其它条件不变的情况下 升高温度 会使化学平衡向着吸热反应的方向移动 降低温度 会使化学平衡向着放热反应的方向移动 压强 在其它条件不变的情况下 对于反应前后气体体积改变的反应 增大压强 会使化学平衡向着气体体积缩小的方向移动 减小压强 会使化学平衡向着气体体积增大的方向移动 催化剂 催化剂只能使正逆反应速率等倍增大 改变反应到达平衡所需的时间 不能使化学平衡移动 02年高考 如图所示 当关闭k时 向a中充入2molx 7moly 向b中充入4molx 14moly 起始时v a v b a升 在相同温度和有催化剂存在的条件下 两容器各自发生下列反应 2x g 2y g z g 2w g h 0达到平衡 时v b 0 9a升 试回答 1 b中x的转化率 x b为 2 a中w和b中z的物质的量的比较 n w an z b 填 或 3 打开k 过一段时间重新达平衡 时 b的体积为升 用含a的代数式表示 连通管中气体体积不计 4 要使b容器恢复原来反应前的体积 可采取的措施是 90 0 35a 升高温度 五 几种平衡图像 转化率 时间 对于反应 q 0 m n p q m n p q m n p q 含量 时间图 q 0 q 0 m n p q m n p q 转化率 温度 压强图 m n p q q 0 m n p q q 0 m n p q q 0 m n p q q 0 含量 温度 压强图 m n p q q 0 m n p q q 0 m n p q q 0 m n p q q 0 六 等效平衡 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 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 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 03高考 已知 t pkpa时 容积为v的密闭容器中充有1mola和2molb 保持恒温恒压使反应达平衡 a g b