最新2012届整合 化学反应速率和化学平衡

1、化学反应速率化学反应速率 和化学平衡和化学平衡 化学反应速率和化学平衡及其影化学反应速率和化学平衡及其影 响因素。响因素。 学习要求学习要求 掌握影响化学反应速率和化学平掌握影响化学反应速率和化学平 衡的因素，灵活运用相关知识解决实衡的因素，灵活运用相关知识解决实 际问题。际问题。 学习内容学习内容 专题一：化学反应速率及影响因素专题一：化学反应速率及影响因素 一、化学反应速率知识概述一、化学反应速率知识概述 化学反应方程式中各物质的化学反应方程式中各物质的化学计量数之比化学计量数之比= =各物质的化学各物质的化学 反应速率之比反应速率之比 定义定义：化学反应速率是研究在单位时间内反应物或生成

2、物浓：化学反应速率是研究在单位时间内反应物或生成物浓 度的变化。通常用单位时间内度的变化。通常用单位时间内反应物浓度的减小或生成物浓反应物浓度的减小或生成物浓 度的增加来表示。度的增加来表示。 单位：单位：mol/（Ls ）、）、mol/（Lmin ）、）、 mol/（Lh） 关系：关系： 数学表达式：数学表达式： 1、化学反应速率化学反应速率： 注意事项注意事项: :同一化学反应的速同一化学反应的速 率用不同的物质表示时，该反率用不同的物质表示时，该反 应的化学反应速率可能不同。应的化学反应速率可能不同。 如如 N2+3H2=2NH3 1 3 2 2:3:1: 322 NHHN 友情提示友情

3、提示 o(1)用不同的物质来表示的速率，数值可能不同，但用不同的物质来表示的速率，数值可能不同，但 意义相同。意义相同。 o(2)以不同物质表示的化学反应速率数值之比等于方以不同物质表示的化学反应速率数值之比等于方 程式中各物质的系数之比。程式中各物质的系数之比。 o(3)在化学计算中用到的速率，一般是指一段时间的在化学计算中用到的速率，一般是指一段时间的 平均速率；而在有关图象中，可用到瞬时速率。平均速率；而在有关图象中，可用到瞬时速率。 o(4)对于纯固体或纯液体参加的化学反应，因其浓度对于纯固体或纯液体参加的化学反应，因其浓度 也不改变，故不用它们表示反应速率。也不改变，故不用它们表示反

4、应速率。 o(5)化学反应速率的研究对象可以是可逆反应，也可化学反应速率的研究对象可以是可逆反应，也可 以是进行完全的反应。以是进行完全的反应。 (6)化学反应的速率是通过实验测定的。化学反应的速率是通过实验测定的。 测定方法有测定方法有 a、直接观察某些性质（如释放出气体的体积和、直接观察某些性质（如释放出气体的体积和 体系压强）；体系压强）； b、科学仪器测定（如颜色的深浅、光的吸收和、科学仪器测定（如颜色的深浅、光的吸收和 发射、导电能力等）；发射、导电能力等）； c、溶液中，常利用颜色深浅和显色物质浓度间、溶液中，常利用颜色深浅和显色物质浓度间 的正比关系来跟踪反应的过程和测量反应速的

5、正比关系来跟踪反应的过程和测量反应速 率。率。 该反应在不同条件下反应速率分别为：该反应在不同条件下反应速率分别为： V VY Y=0.15mol /(L.S) =0.15mol /(L.S) V VX X=0.6mol /(L.S) =0.6mol /(L.S) V VZ Z=4mol /(L.min) =4mol /(L.min) 则该反应进行的最快的是则该反应进行的最快的是_ _ 例例1 1、某温度时，在某温度时，在2L2L容器中，容器中， x x、y y、z z三种物质随时间的变三种物质随时间的变 化曲线如图所示。由图中数化曲线如图所示。由图中数 据分析，该反应的化学方程据分析，该反应

6、的化学方程 式是：式是：_，反，反 应开始至应开始至2min2min，z z的平均速的平均速 率是率是_。 1 2 3 4 5 0.2 0 1.0 0.4 0.6 0.8 0.2 0.7 0.9 y x z 时间时间/min 物质的量物质的量 mol 0.05mol/L.min 3x+y 2z 速率定义所求得的是速率定义所求得的是平均速率平均速率，而图上的是，而图上的是瞬时速率瞬时速率 比较反应速率快慢，比较反应速率快慢， 首先转化为同种物首先转化为同种物 质表示的速率质表示的速率 注意单位的一致性注意单位的一致性 2、影响化学反应速率的因素、影响化学反应速率的因素 o内因：反应物的性质内因：

7、反应物的性质 o外因：浓度、温度、压强、催化剂、颗粒大外因：浓度、温度、压强、催化剂、颗粒大 小、光、等等小、光、等等 （1）浓度的影响）浓度的影响 o其他条件不变时，增大反应物浓度，可增大化学反其他条件不变时，增大反应物浓度，可增大化学反 应速率；减小反应物浓度，可减小化学反应速率。应速率；减小反应物浓度，可减小化学反应速率。 o此规律只适用于气体反应或溶液中的反应，对纯液此规律只适用于气体反应或溶液中的反应，对纯液 体或固体反应物一般不适用（它们的浓度是常数）。体或固体反应物一般不适用（它们的浓度是常数）。 例例2 2、一定温度下，在固定体积的密闭容、一定温度下，在固定体积的密闭容 器中发

8、生下列反应器中发生下列反应 2HI2HI H H2 2+I+I2 2若若C(HI) C(HI) 由由0.1mol/L0.1mol/L降到降到0.07mol/L0.07mol/L时，需要时，需要1515 秒，那么秒，那么C(HI) C(HI) 由由0.07mol/L0.07mol/L降到降到 0.05mol/L0.05mol/L时，需要反应的时间为（时，需要反应的时间为（ ） A 5S B 10S C A 5S B 10S C 大于大于10S D10S D小于小于10S10S 化学反应速率是受到浓度条件影响化学反应速率是受到浓度条件影响 C C （2）压强的影响）压强的影响 o对于有气体的化学反

9、应，其他条件不变，增大对于有气体的化学反应，其他条件不变，增大 压强，可增大反应速率；减小压强，可减小反压强，可增大反应速率；减小压强，可减小反 应速率。应速率。 o此规律只适用于有气体的反应体系，不适用于此规律只适用于有气体的反应体系，不适用于 固体和溶液。对于既有气体参加，又有气体生固体和溶液。对于既有气体参加，又有气体生 成的可逆反应，增大压强，正反应速率、逆反成的可逆反应，增大压强，正反应速率、逆反 应速率都增大；减小压强，两者都减小，只是应速率都增大；减小压强，两者都减小，只是 变化的幅度可能有差别。变化的幅度可能有差别。 （3）温度的影响）温度的影响 o当其他条件不变时，升高温度，

10、可以增大反当其他条件不变时，升高温度，可以增大反 应速率；降低温度，可以减慢反应速率。应速率；降低温度，可以减慢反应速率。 o无论是吸热反应还是放热反应，温度升高，无论是吸热反应还是放热反应，温度升高， 反应速率都增大，只不过吸热反应增大的幅反应速率都增大，只不过吸热反应增大的幅 度更大。度更大。 o实验测知，温度每升高实验测知，温度每升高10，反应速率通常，反应速率通常 增大到原来的增大到原来的24倍。倍。 o反应反应A(g)+B(g) C(g)的反应速率，当温度的反应速率，当温度 每升高每升高10时，速率增加为原来的时，速率增加为原来的3倍。当倍。当 温度升高温度升高50时，速率应为原速率

11、的（时，速率应为原速率的（ ） 倍。倍。 o A. 15 B. 27 C. 81 D. 243 例题例题3、 D （4）催化剂的影响）催化剂的影响 o正催化剂可以同等程度增大正、逆反应的速正催化剂可以同等程度增大正、逆反应的速 率；负催化剂可以同等程度减小正、逆反应率；负催化剂可以同等程度减小正、逆反应 的速率。的速率。 o必须明确：催化剂是参加反应的；使用催化必须明确：催化剂是参加反应的；使用催化 剂时，要选择催化剂所需要的适宜温度，要剂时，要选择催化剂所需要的适宜温度，要 防止催化剂中毒失效。防止催化剂中毒失效。 （5）其它因素的影响）其它因素的影响 o使反应物颗粒变小；加大光照强度；采用

12、不同使反应物颗粒变小；加大光照强度；采用不同 的溶剂、电化学原理、超声波射线、激光、电的溶剂、电化学原理、超声波射线、激光、电 磁波等对反应速率均有影响。磁波等对反应速率均有影响。 o如煤球燃烧，只增加几个等同的煤球，速率和如煤球燃烧，只增加几个等同的煤球，速率和 碳的转化率均不改变。若是将煤球粉碎，燃烧碳的转化率均不改变。若是将煤球粉碎，燃烧 的速率大大加快，然而碳的转化率却不变。的速率大大加快，然而碳的转化率却不变。 例例4、进行如图实验的、进行如图实验的X、Y，其中各图象中能正，其中各图象中能正 确表示实验结果的是（确表示实验结果的是（ ） C （6）非反应气体对反应速率的影响）非反应气

13、体对反应速率的影响 o稀有气体或其他非反应气体充入反应容器中，稀有气体或其他非反应气体充入反应容器中， 有以下两种情况：有以下两种情况： o若恒温、恒容，则充入的非反应气体没有若恒温、恒容，则充入的非反应气体没有 改变反应气体的分压，即不会改变反应物的改变反应气体的分压，即不会改变反应物的 浓度，因此不影响化学反应速率。浓度，因此不影响化学反应速率。 o若恒温、恒压，则充入的非反应气体就会若恒温、恒压，则充入的非反应气体就会 使容器容积扩大，降低了反应物的浓度，故使容器容积扩大，降低了反应物的浓度，故 能使反应速率降低。能使反应速率降低。 二、化学反应速率二、化学反应速率 内容精讲内容精讲 o

14、1、有效碰撞、有效碰撞 o能够发生化学反应的碰撞叫做有效碰撞。能够发生化学反应的碰撞叫做有效碰撞。 o具有足够能量的分子，在一定的取向上碰撞，具有足够能量的分子，在一定的取向上碰撞， 化学键断裂，原子（或离子）形成了新的化学化学键断裂，原子（或离子）形成了新的化学 键，才发生了化学反应。键，才发生了化学反应。 2、活化分子与活化能、活化分子与活化能 o把发生有效碰撞的分子叫做活化分子。把发生有效碰撞的分子叫做活化分子。 但活化分子发生的碰撞不一定都是有效碰撞但活化分子发生的碰撞不一定都是有效碰撞 要发生有效碰撞，必须同时满足两个条件：要发生有效碰撞，必须同时满足两个条件： 一是反应物分子的能量

15、必须达到某一临界数值，一是反应物分子的能量必须达到某一临界数值， 是活化分子是活化分子 二是活化分子必须按一定的方向互相碰撞。二是活化分子必须按一定的方向互相碰撞。 前者是能量因素，后者是空间因素。前者是能量因素，后者是空间因素。 o活化能：活化分子具有的最低能量与分活化能：活化分子具有的最低能量与分 子平均能量之差，叫做活化能。子平均能量之差，叫做活化能。 分子分子 运动运动 相互相互 碰撞碰撞 分子具有足分子具有足 够的能量够的能量 活化活化 分子分子 有有 合合 适适 的的 取取 向向 有效碰撞有效碰撞发生化学反应发生化学反应 3、用碰撞理论解释化学反应速率的影响。、用碰撞理论解释化学反

16、应速率的影响。 化学反应发生的条件化学反应发生的条件 原因：原因： 反应物浓度增大反应物浓度增大单位体积内单位体积内活活 化分子数化分子数增加增加 有效碰撞有效碰撞 次数增多次数增多 反应速率加快反应速率加快 浓度对反应速率的影响浓度对反应速率的影响 其它条件不变，增加反应物浓度加其它条件不变，增加反应物浓度加 快化学反应速率。快化学反应速率。 内容：内容： 压强对反应速率的影响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，反应速率加快增大反应物的浓度，反应速率加快 内容：内容： 原因：原因： 反应物浓度增大反应物浓度增大 单位体积内

17、单位体积内活活 化分子数化分子数增加增加 有效碰撞有效碰撞 次数增多次数增多 反应速率加快反应速率加快 增大压强增大压强 温度对反应速率的影响温度对反应速率的影响原因：原因： 温度升高温度升高 分子获得更分子获得更 高的能量高的能量 活化分子活化分子 百分数百分数提高提高 有效碰撞有效碰撞 次数提高次数提高 反应速率加快反应速率加快 加入加入 催化剂催化剂 反应活化能反应活化能 降低降低 活化分子百活化分子百 分数提高分数提高 有效碰撞有效碰撞 次数提高次数提高 反应速率加快反应速率加快 催化剂对反应速率的影响催化剂对反应速率的影响原因：原因： 例例5 5 、许多实验证明，在其他条件不变的情况

18、下，、许多实验证明，在其他条件不变的情况下， 增加反应物的浓度可以增大化学反应速率，只是增加反应物的浓度可以增大化学反应速率，只是 因为（因为（ ） A A、增加反应物的浓度，单位体积内活化分子数、增加反应物的浓度，单位体积内活化分子数 增多增多 B B、增加反应物的浓度，降低了反应体系所需的、增加反应物的浓度，降低了反应体系所需的 能量能量 C C、增加反应物的浓度，反应物分子间有效碰撞、增加反应物的浓度，反应物分子间有效碰撞 次数增加次数增加 DD、增加反应物的浓度，增加了反应物分子的能、增加反应物的浓度，增加了反应物分子的能 量量 A C 注意注意：压强对化学反应速率的影响实质上是通过改

19、变：压强对化学反应速率的影响实质上是通过改变 气体反应物的气体反应物的来实现的，也就是说压强只对有气来实现的，也就是说压强只对有气 体参与的反应的速率才有影响。体参与的反应的速率才有影响。 例例6 6、 如下图所示，相同体积的如下图所示，相同体积的a a、b b、c c三密闭容器，三密闭容器， 其中其中c c容器有一活塞，容器有一活塞，a a、b b两容器为定容容器，起始两容器为定容容器，起始 向三容器中都加入相同量的向三容器中都加入相同量的SOSO2 2和和OO2 2使三容器压强相使三容器压强相 等，一定条件下发生等，一定条件下发生2SO2SO2 2+O+O2 2 2SO2SO3 3的反应。

20、问：的反应。问： 如起始在如起始在a a、c c两容器中通入同量的两容器中通入同量的N N2 2，则则此时此时 三容器起始压强为三容器起始压强为P Pa a _P _Pb b _P _Pc c； 起始起始a a、c c两容器的反应速率大小关系为两容器的反应速率大小关系为V Va a _V _Vc c； 反应一段时间后反应一段时间后a a、c c中速率大小关系为中速率大小关系为V Va a _V _Vc c ； ； = = = = = = 起始反应速率关系为起始反应速率关系为V Va a _V _Vb b _V _Vc c 练练1 1、将一定浓度的盐酸倒入碳酸钙中，若作如下改变、将一定浓度的盐酸

21、倒入碳酸钙中，若作如下改变 的情况，其中能使最初的化学反应速率增大的是的情况，其中能使最初的化学反应速率增大的是 （ ） A A、盐酸的浓度不变，而使盐酸的用量增加一倍、盐酸的浓度不变，而使盐酸的用量增加一倍 B B、盐酸的浓度增大一倍，而使盐酸的用量减少到原来、盐酸的浓度增大一倍，而使盐酸的用量减少到原来 的一半的一半 C C、盐酸的浓度和用量都不变，增加碳酸钙的量、盐酸的浓度和用量都不变，增加碳酸钙的量 DD、盐酸和碳酸钙不变，增大压强一倍、盐酸和碳酸钙不变，增大压强一倍 E E、加入、加入CaClCaCl2 2溶液溶液 F F、加入、加入CaClCaCl2 2固体固体 GG、将、将CaC

22、OCaCO3 3固体用固体用CaCOCaCO3 3粉末代替粉末代替 BG 练练2、下列事实中，是什么因素影响了化学反应的速率？、下列事实中，是什么因素影响了化学反应的速率？ 同浓度、同体积的盐酸中放入大小相同的锌片与镁同浓度、同体积的盐酸中放入大小相同的锌片与镁 条，产生气体有快有慢；条，产生气体有快有慢； (2)(2)熔化的熔化的KC1OKC1O3 3放出气体很慢，撒入少量的二氧化锰放出气体很慢，撒入少量的二氧化锰 后很快有气体产生；后很快有气体产生； 反应物的性质反应物的性质 催化剂催化剂 (3)(3)锌粉与碘混合后，无明显现象，当加入几滴水时，立锌粉与碘混合后，无明显现象，当加入几滴水时

23、，立 即有紫红色蒸气产生即有紫红色蒸气产生 ； (4)(4)无色的无色的KIKI晶体与白色的晶体与白色的HgC1HgC12 2粉末混合时，无明显现粉末混合时，无明显现 象，若将其加入水中，立即有红色的象，若将其加入水中，立即有红色的HgIHgI2 2生成；生成； (5)(5)集气瓶中充满集气瓶中充满C1C12 2和和HH2 2的混合气体，在瓶外点燃镁条的混合气体，在瓶外点燃镁条 时发生爆炸时发生爆炸 (6)(6)铁片与稀硫酸制取氢气时，滴加少量铁片与稀硫酸制取氢气时，滴加少量CuSOCuSO4 4溶液，溶液， 可加快产生可加快产生HH2 2的速率。的速率。 催化剂催化剂 溶剂溶剂 光和热光和热

24、 构成原电池构成原电池 练练3、 根据根据盐酸与大理石盐酸与大理石（足量）反（足量）反 应应, , V(COV(CO2 2)-t)-t关系图曲线，以下判断关系图曲线，以下判断 正确的是正确的是 ( )( ) A A、若温度相同，、若温度相同，反应的盐酸浓度大反应的盐酸浓度大 于于反应，但反应，但HH+ +物质的量相等。物质的量相等。 B B、反应时反应时HH+ +的物质的量浓度最大的物质的量浓度最大 C C、与与的反应速率相等的反应速率相等 DD、反应速率由大到小顺序为、反应速率由大到小顺序为 斜率意义斜率意义速率速率 AD 练练4、将、将A g块状碳酸钙跟足量盐酸反应，反块状碳酸钙跟足量盐酸

25、反应，反 应物损失的质量随时间的变化曲线如下图的应物损失的质量随时间的变化曲线如下图的 实线所示，在相同的条件下，将实线所示，在相同的条件下，将B g (AB)粉粉 末状碳酸钙与同浓度盐酸反应，则相应的曲末状碳酸钙与同浓度盐酸反应，则相应的曲 线线(图中虚线所示图中虚线所示)正确的是正确的是: C 专题二：化学平衡及影响化学平衡的条件专题二：化学平衡及影响化学平衡的条件 2012届整合 化学反应速率和化学平衡 一、可逆反应一、可逆反应 在一定的条件下，一个化学反应可按方程式从左到右进 行，又可从右到左进行叫可逆反应。化学反应可逆性是 普遍存在的，只是反应的程度不同而已。例如反应： （1）CO(

26、g)+H2O(g) CO2(g)+H2(g) （2）Ag+(aq) +Cl-(aq) AgCl(s) （3）3H2(g)+ N2(g) 2NH3(g) 二、化学平衡知识概述二、化学平衡知识概述 o1、化学平衡的概念：、化学平衡的概念： o在一定条件下的可逆反应里，正在一定条件下的可逆反应里，正 反应和逆反应的速率相等，反应反应和逆反应的速率相等，反应 混合物中各组成成分的含量保持混合物中各组成成分的含量保持 不变的状态叫做化学平衡。不变的状态叫做化学平衡。 2012届整合 化学反应速率和化学平衡 2 2、化学平衡的、化学平衡的特点特点 (1)动：动：动态平衡（正逆反应仍在进行）动态平衡（正逆反

27、应仍在进行） (2)等：等：正反应速率正反应速率=逆反应速率逆反应速率 (3)定：定：反应混合物中各组分的浓度保持不变，反应混合物中各组分的浓度保持不变， 各组分的含量一定。各组分的含量一定。 (5)变：变：条件改变，原平衡被破坏，在新的条条件改变，原平衡被破坏，在新的条 件下建立新的平衡。（件下建立新的平衡。（6）逆逆 ( (对同一物质而言对同一物质而言) ) （各种物质）（各种物质） (4)同：同：一定条件下平衡的建立与途径无关，在一定一定条件下平衡的建立与途径无关，在一定 条件下可建立相同的平衡（条件下可建立相同的平衡（等效平衡等效平衡） 以以xA+yB zC为例，化学平衡到达的标志有：

28、为例，化学平衡到达的标志有： VA耗 耗=VA生生 速率速率( V正 正=V逆逆) VA耗耗:VC耗耗=x:z VA耗 耗:VB生生=x:y； 各物质的百分含量保持不变。各物质的百分含量保持不变。 直接的直接的 3、化学平衡状态的标志：、化学平衡状态的标志： 混合气体的总压、总体积、总物质的量混合气体的总压、总体积、总物质的量 不随时间的改变而改变；不随时间的改变而改变； 各物质的浓度不随时间的改变而改变；各物质的浓度不随时间的改变而改变； 各物质的物质的量不随时间改变而改变；各物质的物质的量不随时间改变而改变； 各气体的分压、分体积不随时间改变各气体的分压、分体积不随时间改变 而改变。而改变

29、。 间接的间接的 3、化学平衡状态的标志：、化学平衡状态的标志： 2012届整合 化学反应速率和化学平衡 2012届整合 化学反应速率和化学平衡 2012届整合 化学反应速率和化学平衡 2012届整合 化学反应速率和化学平衡 2012届整合 化学反应速率和化学平衡 例例1 o在恒温下，密闭容器中的可逆反应：在恒温下，密闭容器中的可逆反应：2SO3(g) 2SO2(g)+O2(g)，可用来确定该反应已经达到平，可用来确定该反应已经达到平 衡状态的是（衡状态的是（ ） oA反应容器内，压强不随时间改变反应容器内，压强不随时间改变 oB单位时间消耗单位时间消耗1molSO3同时生成同时生成1molS

30、O2 oC单位时间消耗单位时间消耗1molSO3同时消耗同时消耗1mol SO2 oD容器内混合气体的总质量不发生变化容器内混合气体的总质量不发生变化 AC 例例2能够说明能够说明 N2 (g) + 3H2 (g) 2NH3 (g)反反 应在密闭容器中已达到平衡状态的是应在密闭容器中已达到平衡状态的是 ： 容器内容器内N2、H2、NH3三者共存三者共存 容器内容器内N2、H2、NH3三者浓度相等三者浓度相等 容器内容器内N2、H2、NH3的浓度比恰为的浓度比恰为1:3:2 t min内生成内生成1molNH3同时消耗同时消耗0.5molN2 t min内，生成内，生成1molN2同时消耗同时消

31、耗3mol H2 某时间内断裂某时间内断裂3molH-H键的同时，断裂键的同时，断裂6molN-H键键 容器内质量不随时间的变化而变化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密度不再发生变化 容器内的平均摩尔质量不再发生变化容器内的平均摩尔质量不再发生变化 平衡状态的判断平衡状态的判断 （ ） 练练1. .下列方法中可以证明下列方法中可以证明A(s) + 2BA(s) + 2B2 2(g) (g) 2C2C2 2(g) (g) +D+D2 2(g) (g) 已经达到平衡状态的是已经达到平衡状态的是_ 、一个、一个

32、B BB B键的断裂的同时有一个键的断裂的同时有一个C CC C键的生成键的生成 、百分组成、百分组成 B B2 2% = C% = C2 2% = D% = D2 2% 、单位时间内生成了、单位时间内生成了2molC2molC的同时也生成了的同时也生成了1molA1molA 、反应速率、反应速率(B(B2 2)=)=(C(C2 2)=1/2)=1/2(D(D2 2) ) 、C(BC(B2 2):C(C):C(C2 2):C(D):C(D2 2) = 2:2:1) = 2:2:1 、温度、体积一定时，、温度、体积一定时，BB2 2 、CC2 2 、DD2 2 浓度不再变化浓度不再变化 、温度、

33、体积一定时，容器内的压强不再变化、温度、体积一定时，容器内的压强不再变化 、条件一定时，混合气体的平均相对分子质量不再变化、条件一定时，混合气体的平均相对分子质量不再变化 、温度、体积一定时，混合气体的密度不再变化、温度、体积一定时，混合气体的密度不再变化 3 3、化学平衡移动原理、化学平衡移动原理勒夏特列原理勒夏特列原理 勒夏特列原理勒夏特列原理: : 如果改变影响平衡的一个条件如果改变影响平衡的一个条件( (浓度、压强、浓度、压强、 温度温度) )，平衡就向能够，平衡就向能够减弱这种改变减弱这种改变的方向移动。的方向移动。 条件改变条件改变 自发自发 新平衡新平衡 V”V”正 正 = V”

34、 = V”逆 逆 V V正 正 = V = V逆 逆 原平衡原平衡 VV正 正 VV逆 逆 原平衡被破坏原平衡被破坏 浓度浓度、温度、压强发生改变温度、压强发生改变 “自发自发”的特点。的特点。新平衡与旧平衡的改变。新平衡与旧平衡的改变。 4、影响化学平衡的条件、影响化学平衡的条件 影响速率的因素影响速率的因素 C 反应物或生成物浓度反应物或生成物浓度 P 压强压强 T 温度温度 催化剂催化剂 影响化学平衡影响化学平衡 浓度对化学平衡的影响浓度对化学平衡的影响 o在其它条件不变的情况下，增大反应物的浓在其它条件不变的情况下，增大反应物的浓 度，或减小生成物的浓度，都可以使平衡向度，或减小生成物

35、的浓度，都可以使平衡向 着着正反应正反应方向移动；方向移动； o增大生成物的浓度，或减小反应物的浓度，增大生成物的浓度，或减小反应物的浓度， 都可以使平衡向着都可以使平衡向着逆反应逆反应方向移动。方向移动。 理解理解 增大增大A A的浓度的浓度 A(g)+3B(g) 2C(g)+2D(s) 消耗消耗 A A 平衡向右移动平衡向右移动 原平衡原平衡 C（A） = C 1 原平衡被破坏原平衡被破坏新平衡新平衡 C C（A A） = C = C 2 2 C（A） = C 3 减弱减弱消除消除C C 1 1 C C 3 3 c+d 思考：思考：对于反应对于反应 H2O+CO H2+CO2 如果增大压强

36、如果增大压强,反应速率是否改变反应速率是否改变,平衡是否移动？平衡是否移动？ 高温高温 催化剂催化剂 速率速率-时间关系图：时间关系图： V(molL-1S-1) T(s)0 V正 正= V逆逆 V正 正= V逆逆 增大压强增大压强, ,正逆反应速正逆反应速 率均增大，但增大倍数率均增大，但增大倍数 一样，一样， V V 正 正= V = V 逆 逆，平 ，平 衡不移动。衡不移动。 t2 对反应前后气体对反应前后气体总体积不变总体积不变的可逆反应，改变压强的可逆反应，改变压强 都都不能不能使化学平衡移动。使化学平衡移动。 (2) 平衡混合物都是平衡混合物都是固体或液体固体或液体时，改变压强时，

37、改变压强不能不能使化使化 学平衡移动。学平衡移动。 (3)能使平衡移动的压强变化能使平衡移动的压强变化必须能改变气体的浓度必须能改变气体的浓度， 而不是表面上的变或不变。而不是表面上的变或不变。 要善于辩认压强改变的要善于辩认压强改变的“真真”与与“假假” ，即不，即不 能引起气态物质浓度改变的压强变化是能引起气态物质浓度改变的压强变化是“假假”的；的； 友情提示：友情提示： 体积不变，压强增大，但此处的体积不变，压强增大，但此处的“压强压强 增大增大”并未引起浓度的改变，是并未引起浓度的改变，是“假假”的，的， 平衡不移动；平衡不移动； 体积增大，压强减小，反应体系中各物体积增大，压强减小，

38、反应体系中各物 质的浓度发生了改变，所以平衡向分子数增质的浓度发生了改变，所以平衡向分子数增 大的方向移动。大的方向移动。 当当“充入无关的气体充入无关的气体”时，时， 保持温度、压强（体积）不变，合成保持温度、压强（体积）不变，合成 氨反应达平衡状态时，如下操作平衡不发氨反应达平衡状态时，如下操作平衡不发 生移动的是（生移动的是（ ） A. 恒恒T、P时，充入时，充入NH3 B. 恒恒T、V时，充入时，充入N2 C. 恒恒T、P时，充入时，充入He D. 恒恒T、V时，充入时，充入He 例例5 D 练练2 2、在一密闭容器中，反应、在一密闭容器中，反应aA(g) aA(g) bB bB (g

39、)达平衡后，保持温度不变，将容器达平衡后，保持温度不变，将容器 体积增加一倍，当达到新的平衡时体积增加一倍，当达到新的平衡时B B的浓的浓 度是原来的度是原来的60%60%，则（，则（ ） A A、平衡正移、平衡正移 B B、A A的转化率减小的转化率减小 C C、B B的质量分数增加的质量分数增加 DD、a ab b A C 温度对于化学平衡的影响温度对于化学平衡的影响 o在其它条件不变，在其它条件不变，温度升高温度升高，会使化学，会使化学 平衡向着平衡向着吸热反应吸热反应的方向移动；的方向移动； o温度降低温度降低，会使化学平衡向着，会使化学平衡向着放热反应放热反应 的方向移动。的方向移动

40、。 o升温正逆反应速率都加快，但温度对吸升温正逆反应速率都加快，但温度对吸 热方向影响的幅度更大热方向影响的幅度更大 V正 正= V逆逆 V正 正 V逆 逆 t1 t（s） V（molL-1S-1） 0t2 V”正 正 = V”逆逆 V逆 逆 V正 正 升高温度升高温度 （正反应是放热反应）（正反应是放热反应） 速率速率-时间关系图：时间关系图： 2NO2 N2O4 o例例6、可逆反应、可逆反应3X(g) 3Y(?)+W(?)的正反应为吸热反应，当升的正反应为吸热反应，当升 高温度时气体的平均相对分子质量有变小趋高温度时气体的平均相对分子质量有变小趋 势，则下列判断正确的是（势，则下列判断正确

41、的是（ ） oA、Y和和W一定都是气体一定都是气体 o B、若、若W为固体，则为固体，则Y一定是气体一定是气体 oC、Y和和W可能都是固体可能都是固体 D、Y和和W可可 能都是气体能都是气体 B D 催化剂对化学平衡的影响催化剂对化学平衡的影响 催化剂催化剂能同等程度地能同等程度地改变改变正、逆反应速率（即反正、逆反应速率（即反 应速率改变但仍然相等），它只改变化学反应达应速率改变但仍然相等），它只改变化学反应达 到平衡所需要的时间，平衡不移动。到平衡所需要的时间，平衡不移动。 V（molL-1S-1） V正 正= V逆逆 t1T(s)0 V正 正= V逆逆 5 5 、速率、平衡理论在化工生产

42、上的应用速率、平衡理论在化工生产上的应用 进行化工生产条件选择时：进行化工生产条件选择时： 既要考虑反应既要考虑反应速率速率的问题的问题 反应速率要尽可能地快反应速率要尽可能地快 又要考虑化学又要考虑化学平衡平衡的问题的问题 平衡要尽可能地向右移动，平衡要尽可能地向右移动， 即反应物的转化率要尽可能的高，原料即反应物的转化率要尽可能的高，原料 的利用要尽可能的充分的利用要尽可能的充分 合成氨合成氨工业条件的选择工业条件的选择 反应式反应式：N N2 2 (g) +3H +3H2 2 (g) 2NH 2NH3 3 (g) H0H0 反应特征反应特征：反应物、生成物都是：反应物、生成物都是气体气体

43、 正正反应是体积缩小、反应是体积缩小、放放热反应热反应 速率速率：高温、高压、催化剂：高温、高压、催化剂 平衡平衡：低温、高压、及时分离出氨气：低温、高压、及时分离出氨气 综合综合：适当温度、高压、使用催化剂、及时分离：适当温度、高压、使用催化剂、及时分离 出氨气出氨气 实际实际：500500、202050MPa50MPa、铁触媒、氨气液化、铁触媒、氨气液化 SOSO2 2接触氧化接触氧化条件的选择条件的选择 反应式反应式：2SO2SO2 2+O+O2 2 (g) 2SO 2SO3 3 (g) H0H0 反应特征反应特征：与：与合成氨合成氨相似相似 速率速率：高温、高压、催化剂：高温、高压、催

44、化剂 平衡平衡：低温、高压、氧气过量：低温、高压、氧气过量 综合综合：适当温度、高压、使用催化剂、氧气过量：适当温度、高压、使用催化剂、氧气过量 实际实际：高高温、温、常常压、催化剂、氧气过量压、催化剂、氧气过量 a 、化学平衡常数定义化学平衡常数定义:在一定温度下，在一定温度下， 可逆反应达到平衡时，生成物的浓度幂可逆反应达到平衡时，生成物的浓度幂 之积与反应物浓度幂之积的比是一个常之积与反应物浓度幂之积的比是一个常 数，这个常数叫做该反应的化学平衡常数，这个常数叫做该反应的化学平衡常 数，简称平衡常数，用符号数，简称平衡常数，用符号K K表示。表示。 6 、化学平衡常数及计算化学平衡常数及

45、计算 浓度的单位为浓度的单位为molL-1 K的单位为的单位为(molL-1) n； b、平衡常数的平衡常数的数学表达式及单位数学表达式及单位： 对于一般的可逆反应对于一般的可逆反应mA+nB pC+qD c(C)pc(D)q c(A) mc(B) n K = 1、如果反应中有、如果反应中有固体和纯液体固体和纯液体参加，它们参加，它们 的浓度不应写在平衡关系式中，因为它们的浓度不应写在平衡关系式中，因为它们 的浓度是固定不变的，化学平衡关系式中的浓度是固定不变的，化学平衡关系式中 只包括只包括气态气态物质和物质和溶液溶液中各溶质的浓度。中各溶质的浓度。 如：如： CaCO3(s)CaO(s)+

46、CO2(g) K=CO2 CO2(g)+H2(g)CO(g)+H2O(l) K=CO/(CO2H2) c、书写平衡常数关系式的规则、书写平衡常数关系式的规则 例例 N2 (g) + 3 H2 (g) 2NH3 (g) K1 = 1.60 10 5 1/2N2 (g) + 3/2 H2 (g) NH3 (g) K2 = 3.87 10 2 K1 K2 ， K1 = K22 2、同一化学反应，可以用不同的化学、同一化学反应，可以用不同的化学 反应式来表示，每个化学方程式都有自反应式来表示，每个化学方程式都有自 己的平衡常数关系式及相应的平衡常数。己的平衡常数关系式及相应的平衡常数。 1、平衡常数是

47、反应的特性常数。每一个反应（除、平衡常数是反应的特性常数。每一个反应（除 固相反应），在一个温度下，有一个固相反应），在一个温度下，有一个K值。值。 2、K值大，表示正反应进行的倾向大，反应完全；值大，表示正反应进行的倾向大，反应完全； K值小，表示正反应进行的倾向小，反应不完全。值小，表示正反应进行的倾向小，反应不完全。 3、K值只说明反应能达到的最大限度度，不能说值只说明反应能达到的最大限度度，不能说 明反应的速度明反应的速度 4、用、用K可判断反应是否平衡，以及未平衡反应进可判断反应是否平衡，以及未平衡反应进 行的方向。行的方向。 d、平衡常数的意义、平衡常数的意义 如：如： 2SO2(

48、g)+O2 2SO3(g) 298K时时K很大，但由于速度太慢，常温时，很大，但由于速度太慢，常温时， 几乎不发生反应。几乎不发生反应。 又如：又如： N2(g)+O2(g)2NO(g) Kc=110-30(298K) 这意味着这意味着298K时，时，N2和和O2基本上没有进行反应，基本上没有进行反应， 反之反之NO分解的逆反应在该温度下将几乎完全进行，分解的逆反应在该温度下将几乎完全进行， 平衡时平衡时NO实际上全部分解为实际上全部分解为N2和和O2。 o练练3.在某温度下，可逆反应：在某温度下，可逆反应： omA(g)+nB(g) pC(g) +qD(g) 的平衡常数为，下列说法正确的是（

49、）的平衡常数为，下列说法正确的是（） o.越大，达到平衡时，反应进行的程度越大，达到平衡时，反应进行的程度 越大越大 o.越小，达到平衡时，反应物的转化率越小，达到平衡时，反应物的转化率 越大越大 o.随反应物浓度改变而改变随反应物浓度改变而改变 o.随温度改变而改变随温度改变而改变 o练练4.在一定体积密闭容器中，进行如下反应：在一定体积密闭容器中，进行如下反应： CO2(g)+H2(g) CO(g)+H2O(g), o其平衡常数和温度其平衡常数和温度t的关系如下：的关系如下： o(1)k的表达式为：的表达式为： o(2)该反应为该反应为反应反应（“吸热吸热”或或“放放 热热”） t/C70

50、08008301000 1200 k0.60.91.01.72.6 吸热吸热 专题三：专题三：化学反应速率和化学反应速率和 平衡平衡 的有关计算的有关计算 1 1、主要类型、主要类型 （1 1）求反应速率）求反应速率、浓度或物质的量浓度或物质的量 （2 2）求转）求转 化率、分解率化率、分解率 （3 3）求压强变化或体积变化）求压强变化或体积变化 （4 4）求混合气体的相对平均分子质量或气体的密度）求混合气体的相对平均分子质量或气体的密度 （5 5）求化学计量系数）求化学计量系数 （6 6）等效平衡的有关计算）等效平衡的有关计算 2 2、模式、模式 mA(g)+nB(g) pC(g) + qD

51、(g)mA(g)+nB(g) pC(g) + qD(g) 起始量起始量 a b 0 0a b 0 0 变化量变化量 x nx/m px/m qx/mx nx/m px/m qx/m 平衡量平衡量 a-x b-nx/m px/m qx/ma-x b-nx/m px/m qx/m 3、常用公式小结：、常用公式小结： （1）反应物）反应物：起始浓度变化浓度终了浓度：起始浓度变化浓度终了浓度 （或起始物质的量变化物质的量终了物质的量）（或起始物质的量变化物质的量终了物质的量） 生成物生成物：起始浓度变化浓度终了浓度：起始浓度变化浓度终了浓度 （起始物质的量变化物质的量终了物质的量）（起始物质的量变化物

52、质的量终了物质的量） 各物质各物质:变化浓度之比变化物质的量之比计量数之比变化浓度之比变化物质的量之比计量数之比 （2）气体公式）气体公式 同温同压下，气体体积之比等于物质的量之比同温同压下，气体体积之比等于物质的量之比 同温同体积下，气体压强之比等于物质的量之比同温同体积下，气体压强之比等于物质的量之比 同温同压下，气体密度之比等于相对分子质量之比同温同压下，气体密度之比等于相对分子质量之比 （3）转化率：）转化率： A的转化率已转化量的转化率已转化量/反应前总量反应前总量 100% 平衡常数的计算平衡常数的计算 例例4:合成氨的反应合成氨的反应N2+3H22NH3在某温在某温 度下各物质的

53、浓度平衡度下各物质的浓度平衡 是是:N2=3molL-1, H2=9molL-1,NH3 =4molL-1求该求该 反应的平衡常数和反应的平衡常数和N2、H2的初始浓度。的初始浓度。 解：解：求平衡常数求平衡常数K Kc=NH32/(N2H23)=16/(393)=7.32 10-3 求求N2、H2的初始浓度。的初始浓度。 据据N2+3H22NH3，知，知反应反应1摩尔摩尔N2同时需同时需 3molH2生成生成2molNH3 N2 + 3H2 2NH3 初始浓度（初始浓度（molL-1 ）(3+2)(9+6)0 变化浓度（变化浓度（molL-1 ） 2 6 4 平衡浓度平衡浓度 （molL-1

54、 ） 3 9 4 答答:K=7.3210-3,初始初始N2、H2为为5、 15molL-1。 平衡转化率平衡转化率是是指平衡时已转化了的某反应物的量指平衡时已转化了的某反应物的量 与转化前该反应物的量之比。与转化前该反应物的量之比。 例例5： CO+H2OH2+CO2 此反应在此反应在773K时平衡常数时平衡常数K=9，如反应开，如反应开 始时始时C(H2O)=C(CO)=0.020molL-1求求CO的的 转化率。转化率。 CO +H2OH2+CO2 初始（初始（molL-1 ）0.02 0.02 00 变化（变化（molL-1 ）x x x x 平衡（平衡（molL-1 ）0.02-x 0

55、.02-x x x K=x/(0.02-x)2=9 x/(0.02-x)=3 x=0.015molL-1 转化率转化率=(0.015/0.020)100=75 专题四：专题四： 等效平衡问题等效平衡问题 解题思路及应用解题思路及应用 1、等效平衡、等效平衡 对于同一可逆反应，当对于同一可逆反应，当外界条件外界条件一定时，一定时， 该反应无论从正反应开始，还是从逆反应开始，该反应无论从正反应开始，还是从逆反应开始， 或是正逆反应同时进行，只要或是正逆反应同时进行，只要反应物或生成物反应物或生成物 满足一定的配比满足一定的配比，达平衡时，任何，达平衡时，任何相同组分的相同组分的 百分含量百分含量(

56、体积、物质的量体积、物质的量)均对应相同均对应相同，这样，这样 的化学平衡互称为等效平衡。的化学平衡互称为等效平衡。 温度、温度、 容积容积 、压强、压强 研究等效平衡的方研究等效平衡的方 法是：法是：等效转换等效转换 等效平衡的等效平衡的 基本标志基本标志 专题四：等效平衡问题解题思路及应用专题四：等效平衡问题解题思路及应用 o方法：将其中一个平衡进行方法：将其中一个平衡进行等效转换等效转换，然后比，然后比 较两个平衡的差别。较两个平衡的差别。 o等效转换的方法：等效转换的方法：“一边倒一边倒”或或改变体积改变体积 应用：比较不同的平衡状态应用：比较不同的平衡状态 例例1、在恒温恒压下、在恒

57、温恒压下，按不同的投料方式进，按不同的投料方式进 行如下反应行如下反应 N2 (g) + 3H2 (g) 2NH3 (g) 1mol 3mol 0mol 2mol 6mol 0mol (3) 2mol 6mol 2mol 以上哪些投料方式在反应达到平衡后，以上哪些投料方式在反应达到平衡后， NH3在平衡混合物中的体积百分含量相同？在平衡混合物中的体积百分含量相同？ 由此得出什么规律？由此得出什么规律？ 2、等温等压下的等效平衡、等温等压下的等效平衡 改变起始加入情况，等效转换后，如果各改变起始加入情况，等效转换后，如果各 物质的物质的物质的量之比物质的量之比与原平衡相同，则达到与原平衡相同，则

58、达到 平衡后与原平衡等效平衡后与原平衡等效 例、在恒温恒容下例、在恒温恒容下，按不同的投料方式进行，按不同的投料方式进行 反应，平衡后体系内各组分浓度是否相同？反应，平衡后体系内各组分浓度是否相同？ 三条途径最终达同一平衡三条途径最终达同一平衡 N2 (g) + 3H2 (g) 2NH3 (g) (1) 1mol 4mol 0mol (2) 0mol 1mol 2mol (3) 0.5mol 2.5mol 1mol 1mol (3+1)mol 0mol (0.5+0.5)mol (2.5+1.5)mol 0mol 例、在恒温恒容下例、在恒温恒容下，按不同的投料方式进，按不同的投料方式进 行反应

59、，平衡后体系内各组分浓度是否相同？行反应，平衡后体系内各组分浓度是否相同？ N2 (g) + 3H2 (g) 2NH3 (g) (1) 1mol 3mol 0mol (2) 2mol 6mol 0mol 例、在例、在恒温恒容恒温恒容下，按不同的投料方式进行下，按不同的投料方式进行 如下反应如下反应 CO(g) + H2O(g)CO2(g) + H2(g) (1) 1mol 1mol 0 mol 0 mol (2) 0 mol 0 mol 2 mol 2 mol (3) 0 mol 1 mol 1 mol 1 mol 以上哪些投料方式在反应达到平衡后，以上哪些投料方式在反应达到平衡后， CO2在

60、平衡混合物中的含量相同？由此得出什在平衡混合物中的含量相同？由此得出什 么规律？么规律？ CO(g) + H2O(g) CO2(g) + H2(g) (1) 1mol 1mol 0 mol 0 mol (2) 0 mol 0 mol 2 mol 2 mol “一边倒一边倒” 2 mol 2 mol 0 mol 0 mol (3) 0 mol 1 mol 1 mol 1 mol “一边倒一边倒” 1mol 2 mol 0 mol 0 mol (1)和和(2)是等效平衡，是等效平衡， (1)和和(3)、 (2)和和(3)都不是等效平衡都不是等效平衡 3、定温定容下的等效平衡、定温定容下的等效平衡