x化学反应的限度与速率整合课件

1、化学反应速率与化学平衡化学反应速率与化学平衡 专题整合专题整合一、化学反应速率一、化学反应速率 1、概念、概念 （1）表示方法：）表示方法：=tc（2） 单位：单位：mol/(Ls) ;mol/(Lmin)s) ;mol/(Lmin)（3）相互关系：相互关系：4 4NHNH3 3 + + 5 5O O2 2 = = 4 4NO + NO + 6 6H H2 2O O（g g）V(NH3):v(O2): v(NO) : v(H2O) = 4:5:4:6 2、 影响化学反应速率的因素影响化学反应速率的因素（1）内因：反应物）内因：反应物本身的性质本身的性质 （2）外因：）外因： 浓度、温度、压强、

2、催化剂浓度、温度、压强、催化剂1)在体积为在体积为2L的容积不变的密闭容器中充入的容积不变的密闭容器中充入0.8mol的氮气与的氮气与1.6mol氢气，一定条件下发生反氢气，一定条件下发生反应。应。4min后，测得容器内生成的氨气为后，测得容器内生成的氨气为0.24mol，求：求： 分别用分别用H2 N2 NH3的浓度变化表示的反应速率。的浓度变化表示的反应速率。若反应前后温度不变若反应前后温度不变,则则4min时容器内的压强时容器内的压强是反应前的多少倍？是反应前的多少倍？ 2)对于反应对于反应A+3B=2C+2D，下列数据表示，下列数据表示不同条件的反应速率，其中反应进行得不同条件的反应速

3、率，其中反应进行得最快的是最快的是( ) v (A) =0.15mol/(LS) v (B) =0.6mol/(L S) v (C) =1mol/(L S) A. v (D) =2mol/(L min)3)在恒温、恒容的密闭容器中反应在恒温、恒容的密闭容器中反应 A（g） B（g）+C（g）；）；H0，非自发进行，非自发进行H 0 S0 H 0 S 0 H 0 S 0H 0 S0一定自发一定自发一定非自发一定非自发不一定不一定不一定不一定NH3(g)+HCl(g)NH4Cl(s) CaCO3(s)=CaO(s)+CO2(g)低温自发低温自发高温自发高温自发3.熵大小判断熵大小判断混合物大于纯净

4、物混合物大于纯净物 气体大于液体大于固体气体大于液体大于固体硝酸铵溶于水，吸热为什么自发硝酸铵溶于水，吸热为什么自发钠与水反应为什么一定自发钠与水反应为什么一定自发石墨生成金刚石自发吗石墨生成金刚石自发吗4.自发反应是一定条件下的自发反应自发反应是一定条件下的自发反应一定非自发反应也可以通过外力发生，一定非自发反应也可以通过外力发生，碳酸钙分解高温自发，低温非自发碳酸钙分解高温自发，低温非自发三、化学平衡三、化学平衡 1、可逆反应：、可逆反应： 同一条件、同时同一条件、同时2、动态平衡特征：、动态平衡特征： 逆、等、动、定、变逆、等、动、定、变3、影响平衡移动的因素：、影响平衡移动的因素： 浓

5、度、温度、压强浓度、温度、压强生成物浓度减小生成物浓度减小程度程度减弱减弱 向正反应方向移向正反应方向移动动减小生成减小生成物浓度物浓度生成物浓度增大生成物浓度增大程度程度减弱减弱 向逆反应方向移向逆反应方向移动动增大生成增大生成物浓度物浓度反应物浓度减小反应物浓度减小程度程度减弱减弱 向逆反应方向移向逆反应方向移动动减小反应减小反应物浓度物浓度反应物浓度增大反应物浓度增大程度程度减弱减弱 向正反应方向移向正反应方向移动动增大反应增大反应物浓度物浓度化学平衡移动的化学平衡移动的结果结果化学平衡的移动化学平衡的移动改变影响改变影响条件条件外界条件对化学平衡的影响外界条件对化学平衡的影响体系温度降

6、低体系温度降低程度程度减弱减弱 向放热方向移动向放热方向移动降低温度降低温度体系温度升高体系温度升高程度程度减弱减弱 向吸热方向移动向吸热方向移动升高温度升高温度体系压强减小体系压强减小程度程度减弱减弱 向气体体积增大向气体体积增大的方向移动的方向移动减小体系减小体系压强压强体系压强增大体系压强增大程度程度减弱减弱 向气体体积减小向气体体积减小的方向移动的方向移动增大体系增大体系压强压强化学平衡移动的化学平衡移动的结果结果化学平衡的移动化学平衡的移动改变影响改变影响条件条件外界条件对化学平衡的影响外界条件对化学平衡的影响4、化学平衡状态的判断、化学平衡状态的判断1.化学平衡的判断化学平衡的判断

7、 （1）v(正正)=v(逆逆)(2)浓度不变浓度不变（3）其他条件）其他条件例例 一定温度和容积下能说明一定温度和容积下能说明2NO2=N2O4达到平衡的是达到平衡的是密度不变密度不变压强不变压强不变NO2浓度不变浓度不变NO2和和N2O4浓度比为浓度比为1：1平均摩尔质量不变平均摩尔质量不变 NO2百分含量不变百分含量不变NO2转化率不变转化率不变NO2N2O4体系颜色不变体系颜色不变例例 一定温度和容积下能说明一定温度和容积下能说明I2+H2=2HI 达到平衡的是达到平衡的是密度不变密度不变压强不变压强不变平均摩尔质量不变平均摩尔质量不变断裂断裂1个个H-H同时生成同时生成1个个I-I键键

8、断裂断裂1个个H-H同时断裂同时断裂2个个H-I键键注意：有颜色气体：注意：有颜色气体：I2 Br2 NO25.平衡常数平衡常数3CO+Fe2O3=2Fe+3CO2K=c c3 3(CO(CO2 2) )c c3 3(CO)(CO)加入铁、三氧化二铁加入铁、三氧化二铁平衡不移动平衡不移动BaCO3+Na2SO4= BaSO4+Na2CO3K=c(COc(CO3 32-2-) )c(SOc(SO4 42-2-) )3KSCN+FeCl3=Fe(SCN)3+3KCl平衡后加入氯化钾平衡不移动平衡后加入氯化钾平衡不移动固体何纯液体浓度不变固体何纯液体浓度不变未参加反应的离子浓度比不变未参加反应的离子

9、浓度比不变6.6.平衡移动，与转化率百分含量的关系平衡移动，与转化率百分含量的关系(1)(1)加入单一物质不反应加入单一物质不反应-直接判断直接判断2SO2SO2 2+O+O2 2=2SO=2SO3 3平衡后加平衡后加O O2 2平衡右移，平衡右移，O O2 2转化率变转化率变 ，体积，体积分数变分数变 ，SOSO2 2转化率变转化率变 ，体积分数变，体积分数变 . .小小大大大大小小(2)(2)加入物质本身反应加入物质本身反应2NO2NO2 2=N=N2 2O O4 4平衡后平衡后2HI=I2HI=I2 2+H+H2 2恒压加入恒压加入NONO2 2或或N N2 2O O4 4平衡后平衡后N

10、ONO2 2体积分数转化体积分数转化率率恒容加入恒容加入NONO2 2或或N2ON2O4 4平衡后平衡后NONO2 2体积分数变体积分数变 转化率变转化率变恒压加入恒压加入HIHI平衡后平衡后HIHI体积分数转化率体积分数转化率恒容加入恒容加入HIHI平衡后平衡后HIHI体积分数转化率体积分数转化率小小大大不变不变不变不变不变不变在密闭容器中加在密闭容器中加2摩尔摩尔SO22摩尔摩尔O2 2SO2SO2 2+O+O2 2=2SO=2SO3 3平衡后平衡后恒压加入恒压加入1 1摩尔摩尔SOSO2 21 1摩尔摩尔O O2 2平衡后平衡后SOSO2 2体积体积分数转化率分数转化率恒容加入恒容加入1

11、 1摩尔摩尔SOSO2 2摩尔摩尔O O2 2平衡后平衡后SOSO2 2体积体积分数减分数减 转化率增转化率增结论：在恒容结论：在恒容平衡后加入某一反应物则该平衡后加入某一反应物则该物质的转化率可能增大减小不变物质的转化率可能增大减小不变小小大大不变不变（3）不同状态）不同状态-等效平衡等效平衡:平衡后各物质的百分含量相同的状态平衡后各物质的百分含量相同的状态mA+nB=pX+qDm+np+q各物质的浓度全部相等各物质的浓度全部相等等温等容等温等容m+n=p+q 各物质的浓度成比例各物质的浓度成比例例：恒容例：恒容2摩尔摩尔SO22摩尔摩尔O2平衡后平衡后SO2体积体积分数分数a%按下列比例加

12、入平衡后按下列比例加入平衡后SO2为为a%的是的是 A 2molSO3 1molO2 B 1molSO2 1mol SO3 1.5molO2 C 1molSO2 1molO2例：恒容例：恒容2摩尔摩尔H2 1摩尔摩尔I2平衡后平衡后HI体积分体积分数数a%按下列比例加入平衡后按下列比例加入平衡后HI为为a%的是的是 A 1molH2 2molHI B 2molH2 4molHI C 3molH2 1molI2 2molHI 等温等压等温等压 各物质的浓度成比例各物质的浓度成比例例：恒压例：恒压2摩尔摩尔SO22摩尔摩尔O2平衡后平衡后SO2体积分数体积分数a%按下列比例加入平衡后按下列比例加入

13、平衡后SO2为为a%的是的是 A 4molSO2 4mol O2 B 2mol SO2 2mol SO3 3molO2 C 1molSO2 1molO2例：恒温恒容容器中充入例：恒温恒容容器中充入2摩尔摩尔A 1摩尔摩尔B，2A(g)+B(g)=xC(g)平衡后平衡后C的体积分数的体积分数a%若开始时充入若开始时充入0.6molA 0.3molB 1.4mol C平衡时平衡时C的体积分数为的体积分数为a%，则，则x可能是可能是 A 2 B 3 C 4 D 6某温度下，在一容积可变的容器中，反应某温度下，在一容积可变的容器中，反应2A g B g 2C g 达到平衡时，达到平衡时，A、B和和C的

14、物质的量分别为的物质的量分别为4 mol、2 mol和和4 mol。保持温度和压强。保持温度和压强不变，对平衡混合物中三者的物质的量做不变，对平衡混合物中三者的物质的量做如下调整，可使平衡右移的是如下调整，可使平衡右移的是A 均减半均减半 B 均加倍均加倍 C 均增加均增加1 mol D 均减少均减少1 molCv7、勒沙特列原理：、勒沙特列原理：v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(如浓如浓度、压强或温度度、压强或温度)，平衡就向着能够，平衡就向着能够减弱减弱这种这种改变改变的方向移动。的方向移动。 8、化学平衡的有关计算、化学平衡的有关计算有关化学平衡的计算包括：求有关化

15、学平衡的计算包括：求平衡常数、平衡时平衡常数、平衡时各组分含量，平衡浓度、起始浓度、反应物转化率、各组分含量，平衡浓度、起始浓度、反应物转化率、混合气体的密度或平均相对分子质量，某物质的化学混合气体的密度或平均相对分子质量，某物质的化学计量数计量数等。解这类试题时要用到下列方法或规律：等。解这类试题时要用到下列方法或规律： (1)化学平衡计算的基本方法是化学平衡计算的基本方法是“始始”、“转转”、“平平”三段分析法三段分析法 (2)化学平衡计算中用到的基本关系与定律：化学平衡计算中用到的基本关系与定律：各物质各物质变化浓度变化浓度之比反应式中的之比反应式中的化学计量数化学计量数之比；之比；反应

16、物转化率其反应物转化率其转化浓度转化浓度与与起始浓度起始浓度之比；之比；阿伏加德罗定律及其推论阿伏加德罗定律及其推论(如如:同温同体积任何气体压同温同体积任何气体压强之比等于物质的量之比强之比等于物质的量之比.同温同压下等质量的任何气同温同压下等质量的任何气体密度之比等于物质的量之比的倒数体密度之比等于物质的量之比的倒数.)v在一定温度下，将在一定温度下，将2molA和和2molB两种气两种气体混合于体混合于2L密闭容器中，发生反应密闭容器中，发生反应v3A(g)+B(g) xC(g)+2D(g)，2min末反应末反应达到平衡状态，生成达到平衡状态，生成0.8molD，并测得，并测得C的的浓度

17、为浓度为0.4mol/L。由此推断：。由此推断：v(1)x值等于值等于_v(2)B的平衡浓度为的平衡浓度为_v(3)A的转化率为的转化率为_v(4)生成生成D的反应速率的反应速率_v(5)如果增大反应体系的压强，则平衡体系如果增大反应体系的压强，则平衡体系中中C的质量分数的质量分数_（填（填“增大增大”或或“减小减小”或或“不变不变”）(2;0.8mol/L;60%;o,2mol/L. min;不变不变)四、化学反应图像四、化学反应图像1 1、化学反应速率图象分析、化学反应速率图象分析（1 1）看起点和终点）看起点和终点分清反应物和生成物，分清反应物和生成物，浓度减小的是反应物，浓浓度减小的是

18、反应物，浓度增大的是生成物，度增大的是生成物，生成物多数是以原点为起点。生成物多数是以原点为起点。看下图：看下图：写反应方程式写反应方程式0.51.51.02.0物质的量物质的量CAB时间时间A + B = C213反应速率之比=反应方程式的系数之比1 1、化学反应速率图象分析、化学反应速率图象分析(2). (2). 看变化趋势看变化趋势分清正反应和逆反应分清正反应和逆反应; 分清分清放热反应和吸热反应放热反应和吸热反应; 分清分清“突变突变”和和“渐变渐变”V正正V逆逆V正正V逆逆V时间时间此图表示：此图表示：增大反应物浓度时时，正正反应、逆反反应、逆反应的速率变应的速率变化情况化情况看图：

19、说出反应起始时是从正反应；看图：说出反应起始时是从正反应；还是从逆反应开始？然后是改变什么还是从逆反应开始？然后是改变什么条件？化学平衡向什么方向移动？条件？化学平衡向什么方向移动？突变突变V正正V逆逆V正正V逆逆答：逆反应答：逆反应开始。开始。 降温或减降温或减压。压。平衡向正反平衡向正反应方向移动。应方向移动。时间时间V看图：是改变什么条件？化学平衡向看图：是改变什么条件？化学平衡向什么方向移动？什么方向移动？V正正V逆逆V正正V逆逆=突变突变答：正、逆答：正、逆反应同时开反应同时开始。始。 加催化剂加催化剂或或 。平衡不移动。平衡不移动。时间时间V转化率温度01.01 107Pa1.01

20、 106Pa1.01 105Pa2.化学平衡图象的解法转化率压强温度曲线解法：作等温线TmA(g)+nB(g) pC(g)+qD(g)m+n p+qHH0看图技巧：图象中 有三个量时，“定一看二”，再看曲线的变化趋势。等压线200 C300 C100 C2.化学平衡图象的解法mA(g)+nB(g) pC(g)+qD(g) HPm+n p+qH 0看图技巧：图象中 有三个量时，“定一看二”，再看曲线的变化趋势。等压线压强0A%物质百分含量压强温度曲线物质百分含量时间曲线500 C300 CmA(g)+nB(g) pC(g)+qD(g)C%时间时间0t1t2看图技巧：先拐先平衡，先平衡则速率快。H

21、 0转化率时间曲线1.01 107Pa1.01 106PamA(g)+nB(g) pC(g)+qD(g)A转化率转化率时间时间0t1t2看图技巧：先拐先平衡，先平衡则速率快。m+nm+n p+q0物质产率时间曲线mA(g)+nB(g) pC(g)+qD(g时间时间T1T2产率0m+n p+q02A(g) + B(g) xC(g)T2 P1T1 P2T1 P1C%tP1P2 H00转化率时间曲线mA(g)+nB(g) pC(g)+qD(g)1.01 107Pa1.01 106PaA转化率转化率时间时间m+n = p+p0浓度平衡时间曲线mA(g)+nB(g) pC(g)+qD(s)AC时间时间浓度t1 t2 t3此图在t2时，时，如果是加热，那么 H大于0，还是小于0？如果是减压，那么m+n与p的关系如何？01 1、下图是在其它条件一定时，反应、下图是在其它条件一定时，反应2NO+O2 2NO2中中NO 的平衡时转化率与温度的关系曲线。的平衡时转化率与温度的关系曲线。图中坐标有图中坐标有A A、B B、C C、D D、E 5E 5点，其中表示未达点，其中表示未达平衡状态且平衡状态且V V正正V