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1、第二章第二章化学反应速率化学反应速率和化学平衡和化学平衡复习复习化学反应速率和化学平衡化学反应速率和化学平衡 知识点知识点:化学反应速率化学反应速率化学平衡化学平衡基本概念基本概念表示方法表示方法影响因素影响因素有关计算有关计算平衡状态的建立平衡状态的建立平衡状态的移动平衡状态的移动平衡状态的标志平衡状态的标志平衡状态的特征平衡状态的特征有关平衡的计算有关平衡的计算 化学反应速率用单位时间内反应物浓度的减少或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、化学反应速率例例1:反应:反应:3

2、A(g)B(g)2C(g)2D(g),在),在不同条件下的反应速率分别为:不同条件下的反应速率分别为: vA=0.6mol /(L min) vB=0.45mol/(L min) vC=0.4mol /(L min) vD=0.45mol /(L min) 。则此反应在不同条件下,则此反应在不同条件下, 进行得最快的是进行得最快的是( ) (A) (B)和和 (C)和和 (D)定义:定义:一、原则上可以用单位时间内,一、原则上可以用单位时间内,_、_、_、_、_、_等的变化来表示。等的变化来表示。二、通常,当体系为气态或溶液时,在容积不变的容器中,二、通常,当体系为气态或溶液时,在容积不变的容

3、器中,用单位时间内,用单位时间内,_ _ _表示,即表示,即v v = = 注意:注意:一般不用固体或纯液体表示速率值。一般不用固体或纯液体表示速率值。ct物质的质量物质的质量气体体积气体体积物质浓度物质浓度体系压强体系压强体系颜色体系颜色溶液导电能力溶液导电能力反应物浓度的减小或生成反应物浓度的减小或生成物浓度的增加物浓度的增加1、已知、已知4NH3 + 5O2 4NO + 6H2O,若反应速率分别用,若反应速率分别用v(NH3)、v(O2)、v(NO)、v(H2O)表示,正确的关系是表示,正确的关系是 A v(NH3)=v(O2) B v(O2)= v(H2O) C v(NH3)= v(H

4、2O) D v(O2)= v(NO)2反应反应2A B 3C 4D在四中不同的情况下进行,表示该反应速在四中不同的情况下进行,表示该反应速率最快的是率最快的是 A. v(A)0.5 mol11 Bv(B)0.3 mol11 Cv(C)0.8 mol11 Dv(D)1 mol1145235645注意:注意:1. 1. 同一反应的同一方向上,各物质的速率比等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,即对于反应于方程式的化学计量数之比,即对于反应2. 2. 速率大小比较:换算成同一物质的速率进行比较速率大小比较:换算成同一物质的速率进行比较DD 表示或计算化学反应速率时应注意哪

5、些问题?表示或计算化学反应速率时应注意哪些问题?提示:提示: (1)计算化学反应速率时,要注意题目要求用计算化学反应速率时,要注意题目要求用何种物质何种物质表示,且注意是单位时间内表示,且注意是单位时间内物质的量浓度物质的量浓度的变化量,一般不用物质的量的变化量来表示的变化量,一般不用物质的量的变化量来表示(2)计算化学反应速率一般是在一段时间内的计算化学反应速率一般是在一段时间内的平均速平均速 率,且均取正值率,且均取正值(3)固体或纯液体固体或纯液体(不是溶液不是溶液),其浓度可视为常数,其浓度可视为常数,因此一般因此一般不用固体或纯液体不用固体或纯液体表示化学反应速率表示化学反应速率二、

6、影响化学反应速率的因素二、影响化学反应速率的因素(1)内因内因(主要因素主要因素):反应物本身的:反应物本身的 ,如金属与水如金属与水反应的速率:反应的速率:NaMgAl.(2)外因外因 (其他条件不变,改变一个条件其他条件不变,改变一个条件)性质性质(3)理论解释)理论解释(1)有效碰撞、活化分子和活化能的慨念有效碰撞、活化分子和活化能的慨念有效碰撞:本身具有有效碰撞:本身具有 的分子之间的碰撞的分子之间的碰撞活化分子:能够发生活化分子:能够发生 的分子的分子活化能:如图:活化能:如图:较高能量较高能量有效碰撞有效碰撞E1 表示表示 E2 表示活化分子变成生成表示活化分子变成生成物分子放出的

7、能量物分子放出的能量E2E1 表示表示 反应的活化能反应的活化能反应热反应热活化能活化能单位体积内单位体积内有效有效碰碰撞次撞次数数化学化学反反应速应速率率分子分子总数总数活化活化分子数分子数活化分子活化分子百分数百分数增大增大浓度浓度不变不变增加增加增加增加不变不变 增大增大增大增大压强压强不变不变 增加增加 增加增加增大增大升高温度升高温度不变不变不变不变增加增加 增加增加增大增大加催加催化剂化剂减小减小不变不变增加增加增加增加增大增大增加增加增加增加不变不变增加增加增加增加(2)理论解释理论解释(有气体参加的化学反应有气体参加的化学反应)相等相等浓度浓度.三、化学平衡状态三、化学平衡状态

8、1概念概念一定条件下的可逆反应中,正反应速率与逆反应速率一定条件下的可逆反应中,正反应速率与逆反应速率 ,反应体系中各物质的,反应体系中各物质的 保持不变的状态保持不变的状态2化学平衡的特征化学平衡的特征化学平化学平衡状态衡状态化学平化学平衡移动衡移动概念概念标志标志直接标志直接标志间接标志间接标志特殊标志特殊标志特征特征P P、V V、n n、MM、 等等动、动、 等、等、 定、定、 变变浓度浓度温度温度压强压强V V正正V V逆逆浓度浓度( (百分含量百分含量) )不变不变颜色、温度等颜色、温度等逆、逆、勒夏特列原理勒夏特列原理(_(_原理原理) ):能解释与:能解释与_有关的问题有关的问

9、题增大增大_浓度浓度减小减小_浓度平衡向浓度平衡向正反应正反应方向移动方向移动减小减小_浓度浓度增大增大_浓度平衡向浓度平衡向逆反应逆反应方向移动方向移动反应物反应物升高温度,平衡向升高温度,平衡向_的方向移动的方向移动降低温度,平衡向降低温度,平衡向_的方向移动的方向移动吸热反应吸热反应放热反应放热反应增大压强,平衡向增大压强,平衡向_的方向移动的方向移动减小压强,平衡向减小压强,平衡向_的方向移动的方向移动气体体积减小气体体积减小气体体积增大气体体积增大平衡移动平衡移动平衡平衡一定条件、可逆反应、速率相等、浓度不变一定条件、可逆反应、速率相等、浓度不变生成物生成物反应物反应物生成物生成物B

10、例例1 1、下列说法中可以充分说明反应、下列说法中可以充分说明反应: : P(P(气气)+Q()+Q(气气) R() R(气气)+S()+S(气气) , ) , 在恒在恒温下已达平衡状态的是()温下已达平衡状态的是() A.A. 反应容器内压强不随时间变化反应容器内压强不随时间变化 B.B. P P和和S S的生成速率相等的生成速率相等C.C.反应容器内反应容器内P P、QQ、R R、S S四者共存四者共存 D.D.反应容器内总物质的量不随时间变化反应容器内总物质的量不随时间变化例例2 2、下列说法可以证明反应、下列说法可以证明反应N N2 2+3H+3H2 2 2NH2NH3 3 已达平衡状

11、态的是已达平衡状态的是( )( )A. 1A. 1个个NNNN键断裂的同时键断裂的同时, ,有有3 3个个HHHH键形成键形成B. 1B. 1个个NNNN键断裂的同时键断裂的同时, ,有有3 3个个HHHH键断裂键断裂C. 1C. 1个个NNNN键断裂的同时键断裂的同时, ,有有6 6个个N NHH键断裂键断裂D. 1D. 1个个NNNN键断裂的同时键断裂的同时, ,有有6 6个个N NHH键形成键形成AC例例3 3:对于密闭容器中进行的反应:对于密闭容器中进行的反应:N N2 2+3H+3H2 2 2NH 2NH3 3,温度不变时:,温度不变时:若容器体积若容器体积不变,通入不变,通入N N

12、2 2,则平衡,则平衡 移动;通入惰性气移动;通入惰性气体(指不与混合体系中物质反应的气体),则平体(指不与混合体系中物质反应的气体),则平衡衡 移动。移动。若容器中气体的压强保持不变,若容器中气体的压强保持不变,则通入惰性气体时,平衡则通入惰性气体时,平衡 移动。移动。 如反应改为如反应改为H2+I2 2HI,则上述结论又该如则上述结论又该如何?何?正向正向不不逆向逆向等效平衡的情况:等效平衡的情况:1,等温等容时,等温等容时,2等温等容时,等温等容时,3、等温等压时,、等温等压时,四、等效平衡问题:四、等效平衡问题:反应前后气体反应前后气体体积不等体积不等的可逆反应,只改变起始充入的可逆反

13、应,只改变起始充入量,通过方程式系数换算成同一半边的物质的物质的量,通过方程式系数换算成同一半边的物质的物质的量与原平衡量与原平衡相同相同则两平衡等效;则两平衡等效;反应前后气体反应前后气体体积相等体积相等的可逆反应,只要起始充入的个的可逆反应,只要起始充入的个物质的量(或经过转换后的量),与原平衡物质的量(或经过转换后的量),与原平衡成比例成比例则两则两平衡等效;平衡等效;改变起始充入量,只要换算成同一边的个物质的物改变起始充入量,只要换算成同一边的个物质的物质的量后与原平衡质的量后与原平衡成比例成比例,则两平衡等效。,则两平衡等效。恒温恒压呢?恒温恒压呢?D 例例4、将、将3molA和和1

14、molB放入恒温恒容的密闭容放入恒温恒容的密闭容器中器中,发生如下反应:发生如下反应:3A(g)+B(g) 2C(g)+D(g),达到平衡后达到平衡后C的浓度为的浓度为 w mol/L,若维持温度和,若维持温度和体积不变,按下列体积不变,按下列4种配比投料,平衡后种配比投料,平衡后C的浓的浓度仍为度仍为 w mol/L的是(的是( ) A. 6mol A + 2mol B B. 3mol A + 1mol B + 2mol C C. 1mol B + 2mol C + 1mol D D. 2mol C + 1mol DAD 2例例5、在一定温度下,把、在一定温度下,把2摩摩SO2和和1摩摩O2

15、通入一个一定容通入一个一定容积的密闭的容器里,发生如下反应:积的密闭的容器里,发生如下反应:2SO2+O2 2SO3 当此反应进行到一定程度时,反应混和物就处于化当此反应进行到一定程度时,反应混和物就处于化学平衡状态。现在该容器中,维持温度不变,令学平衡状态。现在该容器中,维持温度不变,令a、b、c分别代表初始加入的分别代表初始加入的SO2、O2和和SO3的物质的量的物质的量(摩摩)。如果如果a、b、c取不同的数值,它们必须满足一定的相互取不同的数值,它们必须满足一定的相互关系,才能保证达到平衡时,反应混合物中三种气体的关系,才能保证达到平衡时,反应混合物中三种气体的百分含量仍跟上述平衡时的完

16、全相同。请填写下列空白:百分含量仍跟上述平衡时的完全相同。请填写下列空白:(1)若若a=0,b=0,则则c=_ (2)若若a=0.5,则,则b= c= (3)a、b、c取值必须满足的一般条件是取值必须满足的一般条件是(请用两个方程式请用两个方程式表示,其中一个只含表示,其中一个只含a和和c,另一个只含,另一个只含b和和c): 0.25 1.5a+c=2,2b+c=28将将2molSO2和和2molSO3气体,混合于固定体积的密闭气体,混合于固定体积的密闭容器中,在一定条件下发生反应:容器中,在一定条件下发生反应:2SO2O22SO3,平衡时平衡时SO3为为nmol,相同温度下,分别按下列配比在

17、相同,相同温度下,分别按下列配比在相同体积的密闭容器中放入起始物质,平衡时体积的密闭容器中放入起始物质,平衡时SO3的物质的量的物质的量大于大于nmol的是的是()A2molSO21mol O2B4molSO21mol O2C2molSO21mol O22molSO3D3molSO21mol O21molSO3解析:解析:可以利用可以利用等效平衡的思路等效平衡的思路来分析,来分析,把把2molSO3转化成转化成2molSO2和和1mol O2,加上原来的,加上原来的2molSO2,则原来为,则原来为4molSO2和和1mol O2建立的平衡,建立的平衡,SO3为为nmol,所以选项中,只要比此

18、量大,所以选项中,只要比此量大,平衡时平衡时SO3的量就大于的量就大于nmol。A选项为选项为2molSO21mol O2应小于应小于nmol;B选项为选项为4molSO21mol O2应等于应等于nmol;C选项为选项为4molSO22mol O2应大于应大于nmol;D选项为选项为4molSO21.5mol O2应大于应大于nmol。CD1.1.下图为可逆反应下图为可逆反应A(gA(g) )2B(g) 2B(g) n nC(gC(g)( )(正反应放热正反应放热) )生成物生成物C C的浓度随压强变化并建立平衡的关系图,则的浓度随压强变化并建立平衡的关系图,则n n 值与压强值与压强p p

19、1 1、p p2 2的关系正确的是的关系正确的是 A. A. p p2 2p p1 1,n n3 3 B. B. p p2 2p p1 1,n n3 3 C. C. p p1 1p p2 2,n n3 3 D. D. p p1 1p p2 2,n n3 3看图技巧:看图技巧: 看拐点,定时间;看拐点,定时间; 判速率,定大小;判速率,定大小; 观变量,定数值。观变量,定数值。2t1时间C浓度/mol L-1pp.p p2 2 p”、“”或或“=”)=”)。1107pa1106paC%时间时间看图技巧:看图技巧: 看压强,定方向,看压强,定方向, 判大小。判大小。1.01 107Pa1.01 1

20、06PaC%=2. 2. 对反应对反应mA(g)+B(g) nC(gmA(g)+B(g) nC(g) )有如图所示关系,问:有如图所示关系,问: (1 1)P P1 1_P_P2 2, m+1_n;, m+1_n;(2 2)T T1 1_T_T2 2, , H_0H_0T2 P1T1 P1T1 P2C%t 3. 如图所示,图中如图所示,图中a曲线表示曲线表示 X(g) + Y(g) 2Z(g) + W(s) H0 H等压线2在某密闭容器中,可逆反应:在某密闭容器中,可逆反应:A(g)B(g)xC(g)Hp4,y轴表示轴表示A的转化率的转化率Bp3p4,y轴表示轴表示B的质量分数的质量分数Cp3

21、p4,y轴表示混合气体的密度轴表示混合气体的密度Dp3p4,y轴表示混合气体的平均分子量轴表示混合气体的平均分子量3如图所示的曲线是表示其他条件一定时如图所示的曲线是表示其他条件一定时2NO2NOOO2 22NO2NO2 2(正反应放热正反应放热)反应中反应中NO的转化率与温度的关系曲线,图中标有的转化率与温度的关系曲线,图中标有a、b、c、d四点,其中表示未达到平衡状态,且四点,其中表示未达到平衡状态,且v正正v逆的点逆的点是是()Aa点点 Bb点点Cc点点 Dd点点B C 四、化学平衡常数四、化学平衡常数1概念概念在一定在一定 下,一个可逆反应达到下,一个可逆反应达到 时,时, 生成物生成

22、物 与反应物与反应物 的比值是一个的比值是一个常数,用符号常数,用符号K表示表示温度温度化学平衡化学平衡浓度幂之积浓度幂之积浓度幂之积浓度幂之积4意义意义K仅是仅是 的函数,与反应物或生成物的浓度无关的函数,与反应物或生成物的浓度无关3影响因素影响因素温度温度(2)化学平衡常数是指某一具体反应方程式的平衡常数化学平衡常数是指某一具体反应方程式的平衡常数若反应方向改变,则平衡常数改变若反应方向改变,则平衡常数改变若方程式中各物质的计量数等倍扩大或缩小,尽管是若方程式中各物质的计量数等倍扩大或缩小,尽管是同一反应,平衡常数也会改变同一反应,平衡常数也会改变在使用化学平衡常数时,应注意哪些在使用化学

23、平衡常数时,应注意哪些问题?问题?提示:提示:(1)化学平衡常数只与温度有关,与反应物或生成化学平衡常数只与温度有关,与反应物或生成物的浓物的浓 度以及平衡移动的方向无关度以及平衡移动的方向无关(2)反应物或生成物中有固体和纯液体存在时,由反应物或生成物中有固体和纯液体存在时,由于其浓度可看作于其浓度可看作“1”而不代入公式而不代入公式拓展发现C 化学平衡常数巩固练习3 3在密闭容器中将在密闭容器中将COCO和水蒸气的混合物加热到和水蒸气的混合物加热到800 800 时时有下列平衡:有下列平衡:COCOHH2 2OOCOCO2 2HH2 2,且,且K K1 1。若用。若用2mol CO2mol CO和和10mol H10mol H2 2O(g)O(g)相互混合并加热

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