化学反应速率与化学平衡复习ppt课件

化学反应速率和化学平衡 化学反应速率与化学平衡复习课件 知识提纲 浓度 压强 温度 催化剂 其它 浓度 压强 温度 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 定义及判定 2 影响平衡的条件 3 等效平衡 化学反应速率和化学平衡 三 化学反应进行的方向 化学反应速率 一 通常 当体系为气态或溶液时 在容积不变的容器中 用单位时间内 表示 即v 注意 一般不用固体或纯液体表示速率值 反应物浓度的减小或生成 物浓度的增加 1 在1L的密闭容器中 加入8molN2和20molH2 发生N2 3H22NH3 在5min末时 测得容器中含有6mol的N2 求用不同物质表示的该反应的化学反应速率 v N2 0 4mol L min v H2 1 2mol L min v NH3 0 8mol L min 速率关系和反应快慢比较 一 同一反应的同一方向上 各物质的速率比等于方程式的化学计量数之比 即对于反应aA g bB g cC g dD g v A v B v C v D a b c d或二 速率大小比较 换算成同一物质的速率进行比较 2 已知4NH3 5O24NO 6H2O 若反应速率分别用v NH3 v O2 v NO v H2O 表示 正确的关系是A v NH3 v O2 B v O2 v H2O C v NH3 v H2O D v O2 v NO 3 反应2A B3C 4D在四中不同的情况下进行 表示该反应速率最快的是A v A 0 5mol 1 1B v B 0 3mol 1 1C v C 0 8mol 1 1D v D 1mol 1 1 23 D B 影响速率的因素 对反应aA g bB g cC g dD g 增多 增多 增多 不变 增大 增多 不变 增多 不变 增大 不变 增多 增多 增大 增大 不变 增多 增多 增大 增大 4 一定条件下的可逆反应 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 降低温度C 增大压强D 增大反应物浓度5 下列说法中 正确的是 A 具有较高能量的分子是活化分子B 活化分子间的碰撞一定是有效碰撞C 不同化学反应需要的活化能有可能差别很大D 反应的活化能大小不会影响化学反应速率 6 某温度时 在2L的容器中 X Y Z三种物质的量随时间的变化曲线如下图所示 由图中数据分析 该反应的化学方程式和反应开始至2min时Z的平均速率分别为A3X Y2Z0 05mol Lmin B2X Y2Z0 1mol Lmin CX 2YZ0 1mol Lmin DX 3Y2Z0 05mol Lmin 1 0 0 9 0 7 X Y Z 0 2 t min 7 对于反应2L g 3M g xQ g 3R g 在容积为1L的密闭容器中 将1mol气体L和1 5mol气体M混合 当反应经2min后达平衡时生成1 2mol气体R 并测得Q的浓度为0 4mol L 则x的值为 L的转化率为 v M 平衡常数K 1 80 0 6mol l min 640 化学平衡状态 一定条件下 可逆反应中 正反应速率和逆反应速率相等 反应混合物中各组分的含量保持不变的状态 注 此时的反应速率是指瞬时速率 特征 逆 动 等 定 变 平衡标志的判断 V正 V逆 各组分的m n V C不变 单一量 各组分的百分含量不变 各物质的转化率不变 反应达平衡的本质判断是能够变化的量不再变化表示到达平衡状态 能变 不变 通过摩尔质量和密度 需具体分析两项的变化 其它 如颜色等 实际上是浓度 1 能够说明N2 3H22NH3反应在密闭容器中已达到平衡状态的是 容器内N2 H2 NH3三者共存 容器内N2 H2 NH3三者浓度相等 容器内N2 H2 NH3的浓度比恰为1 3 2 tmin内 生成1molNH3同时消耗0 5molN2 tmin内 生成1molN2同时消耗3molH2 某时间内断裂3molH H键的同时 断裂6molN H键 容器内质量不随时间的变化而变化 容器内压强不随时间的变化而变化 容器内密度不再发生变化 容器内的平均摩尔质量不再发生变化 二 影响化学平衡的条件 影响化学平衡的条件 其他条件不变的情况下 增大反应物的浓度或减小生成物的浓度 平衡正向移动 减小反应物的浓度或增大生成物的浓度 平衡逆向移动 1 浓度对化学平衡的影响 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 A B A B A B 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 C D 2 压强对化学平衡的影响 结论 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 3 温度对化学平衡的影响 4 催化剂对化学平衡无影响 化学平衡常数 对于反应mA g nB g pC g qD g 当在一定温度下达平衡时 总有 这个常数就是该反应在该温度下的化学平衡常数 简称平衡常数 用 K 表示 平衡常数具有的特点 K只受温度影响 与反应物或生成物的浓度无关 2 K值越大 平衡体系中生成物所占比例越大 反应物转化率越大 一般来说 K 105 该反应基本进行完全 通常认为该反应不可逆 一个反应的正向平衡常数为K 其逆向平衡常数为1 K 平衡常数没有固定的单位 故一般不写单位 正反应为吸热反应 升高温度 K会变大 降温 K变小正反应为放热反应 升高温度 K会变小 降温 K变大 7 若反应物或生成物中有固体或纯液体存在 它们的浓度不应写在平衡常数表达式中 2 在温度为850K时 将0 050molSO2和0 030molO2充入容积为1升的密闭容器中 反应达平衡时混合物中SO3的浓度为0 040mol L 计算 该条件下反应的平衡常数为 SO2的转化率为 若升温 该反应平衡常数将 填 增大 减小 或 不变 下同 SO2的转化率将 1600 80 减小 减小 3 一定温度下 将4molPCl3和2molCl2充入容积不变的密闭容器中 发生PCl3 Cl2PCl5 物质均为气态 达平衡后 测得PCl5为0 8mol 若此时把2molPCl3和1molCl2移走 在相同温度下再次达平衡时 PCl5的物质的量为多少 0 8mol 0 8mol 0 8mol 0 8mol 1 2mol 3 2mol 0 8 x xmol xmol xmol 0 2 x 1 2 x X 0 53 最终PCl5的物质的量为0 27mol 平衡移动原理 勒夏特列原理 如果改变影响平衡的一个条件 浓度 温度 压强等 平衡就向能够使这种改变减弱的方向移动 具体分述如下 催化剂对化学平衡移动没有影响 但能缩短达到平衡所需的时间 正反应方向 逆反应方向 吸热反应方向 放热反应方向 气体体积缩小的方向 气体体积增大的方向 2 已知 CO g NO2 g CO2 g NO g 在一定条件下达到化学平衡后 降低温度 混合物的颜色变浅下列关于该反应的说法正确的是 A 该反应为放热反应B 降温后CO的浓度增大C 降温后NO2的转化率增加D 降温后NO的体积分数增大E 增大压强混合气体的颜色不变F 恒容时 通入He气体 混合气体颜色不变G 恒压时 通入He气体 混合气体颜色不变 A C D F 正逆反应速率图像 对于反应aA g bB g cC g dD g H 0 达平衡时 画出增大B的浓度之后的图像 画出减少C浓度之后的图像 画出增大压强之后的图像 画出升高温度之后的图像 画出降低温度之后的图像 画出加入催化剂之后的图像 平衡图像题 1 下图为可逆反应A g 2B g nC g 正反应放热 生成物C的浓度随压强变化并建立平衡的关系图 则n值与压强p1 p2的关系正确的是A p2 p1 n 3B p2 p1 n 3C p1 p2 n 3D p1 p2 n 3 看图技巧 看拐点 定时间 判速率 定大小 观变量 定数值 p2 p1 压强增 C浓度小 平衡逆向移 根据右图判断反应mA g nB g pC g qD g 的正向是 热 500 C 300 C C 时间 放 看图技巧 看温度 定数值 判方向 根据右图判断反应mA g nB g pC g qD g 中m n p q 填 或 1 107pa 1 106pa C 时间 看图技巧 看压强 定方向 判大小 1 01 107Pa 1 01 106Pa C 2 对反应mA g B g nC g 有如图所示关系 问 1 P1 P2 m 1 n 2 T1 T2 H 0 T2P1 T1P1 T1P2 C t 3 如图所示 图中a曲线表示X g Y g 2Z g W s 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 Z t a b 4 对反应mA g nB g pC g qD g 有如图所示关系 问 1 m n p q 2 H 0 P1 等压线 等效平衡 一 对任何可逆反应来说 不管是从反应物方向加物质 还是从生成物方向加物质 只要按照方程式的化学计量数关系加入 则建立的平衡是相等的 即等效 如2SO2 g O2 g 2SO3 g 2SO2 g O2 g 2SO3 g 始2mol1mol0002mol转1 2mol0 6mol1 2mol0 8mol0 4mol0 8mol平0 8mol0 4mol1 2mol0 8mol0 4mol1 2mol 二 对于反应前后分子数不等的反应 1 在恒温 固定容积的情况下 只有每次加入的物质换算后对应相等 则建立的平衡中各物质的浓度 百分含量相等 即等效 1 在一个固定体积的密闭容器中 2molA和1molB发生反应2A g B g 3C g D g 达到平衡时 C的浓度为Wmol L 维持容器体积和温度不变 按下列四种配比作为起始物质 达到平衡后 C的浓度仍为Wmol L 该配比是A 3molC 1molBB 1molA 0 5molB 1 5molC 0 5molDC 4molA 2molBD 3molC 1molD 2molA 1molB 2 在密闭容器中 对于反应N2 g 3H2 g 2NH3 g N2和H2起始的量分别为20mol和60mol 达到平衡时H2的转化率30 若从氨气开始进行反应 在相同条件下欲使平衡时各成分的含量与前者相同 则起始时NH3物质的量和NH3的转化率分别是A 30mol和70 B 20mol和80 C 20mol和70 D 40mol和70 2 在恒温等压情况下 只要每次加入的物质对应成比例 则建立的平衡中各物质的浓度 百分含量相等 即等效 1molN23molH2 2molN26molH2 平衡时 NH320 平衡时 NH320 有一个体积可变的密闭容器中 加入2molA和1molB发生反应 2A g B g 3C g D g 达到平衡时 C的浓度为Wmol L 若保持温度不变 按下列五种方法改变起始物质 达平衡时C的浓度仍为Wmol L的是A 4molA 2molBB 2molA 1molB 3molCC 3molC 1molD 1molBD 3molC 1molDE 1molA 0 5molB 1 5molC 0 5molD 2molI26molH2 三 对于反应前后分子数相等的反应 不管是恒容 还是恒压 只要每次加入的物质对应成比例 则建立的平衡中各组分的百分含量是相等的 但浓度不一定相等 即等效 1molI23molH2 2molI26molH2 平衡时 HI40 1 在固定体积的密闭容器内 加入2molA 1molB 发生反应 A g B g 2C g 达到平衡时 C的质量分数为W 在相同 T V 条件下 按下列情况充入物质达到平衡时C的质量分数仍为W 的是A 2molCB 4molA 2molBC 3molCD 1molA 2molC 化学反应的方向判定 一 自发过程和自发反应自发过程 在一定条件下不需要外界作用就能自发进行的过程 自发反应 在给定条件下 能自发进行到显著的程度的反应 自发过程的特点 能量趋于最低 或体系混乱度增大 一 自发过程趋向于最低能量状态 1 放热反应使体系能量降低 因此大多数放热反应具有自发进行的倾向 即 H 0的反应 人们据此判断反应是否自发 称其为焓判据 2 有些吸热反应也是自发的 有些在室温下不能自发进行的反应在高温下能自发进行 因此焓判据单独使用有局限性 二 自发过程趋向于更加混乱的倾向 即熵值增加 即 S 0 许多熵增加的反应在常温常压下可以自发进行 如产生气体的反应 气体量增多的反应等 这就是人们所说的熵增原理 即熵判据 2 有些熵增的反应在常温下不能自发进行 而在高温下能自发