化学反应速率和限度化学.ppt
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1、关于化学反应速率与限度化学第一张,PPT共四十七页,创作于2022年6月第一部分:知识梳理第一部分:知识梳理第二张,PPT共四十七页,创作于2022年6月概念概念:用用单位时间单位时间里里反应物浓度的减少反应物浓度的减少或或生成物浓度的生成物浓度的增加增加来表示来表示.数学表达式数学表达式:v =c/c/t.t.单位:单位:mol/(Lmol/(L.s)s)或或mol/(Lmol/(L.min)min)一一.化学反应速率:化学反应速率:注意注意:1 1、化学反应速率的表示必须、化学反应速率的表示必须用化学式来指明具体的物质用化学式来指明具体的物质2 2、一一般来说,化学反应的速率随着反应的进行
2、在不断变化。因此某般来说,化学反应的速率随着反应的进行在不断变化。因此某一时间段内的反应速率实际是指这一时间段内的一时间段内的反应速率实际是指这一时间段内的平均速率平均速率,而,而不是指瞬时速率。不是指瞬时速率。3、一定条件下,对于反应、一定条件下,对于反应:aA+bBcC+dD;用不同的用不同的物质来表示某反应的速率,其数值往往不同,但物质来表示某反应的速率,其数值往往不同,但速率之比速率之比等于反应方程式中的化学计量数之比。等于反应方程式中的化学计量数之比。即即:v(A):v(B):v(C):v(D)=a:b:c:d第三张,PPT共四十七页,创作于2022年6月主要因素主要因素:参加反应参
3、加反应物质的本身性质物质的本身性质外界因素:外界因素:浓度浓度压强压强温度温度催化剂催化剂其它因素:光、超声波、激光、射其它因素:光、超声波、激光、射线、电磁波、反应物颗粒大小、扩线、电磁波、反应物颗粒大小、扩散速度、溶剂等散速度、溶剂等C反反v 对气体对气体pv 一般一般Tv 使用正催化剂使用正催化剂v 决定化学反应速率因素:决定化学反应速率因素:第四张,PPT共四十七页,创作于2022年6月在在在在相同条件相同条件相同条件相同条件下下下下同时同时同时同时向正、反向正、反向正、反向正、反两个方向两个方向两个方向两个方向进行的反应称为可逆反应。进行的反应称为可逆反应。进行的反应称为可逆反应。进
4、行的反应称为可逆反应。二二.化学反应的限度:化学反应的限度:可逆反应:可逆反应:可逆反应:可逆反应:化学平衡:化学平衡:1 1.概念:概念:概念:概念:在在在在一定条件一定条件一定条件一定条件下下下下可逆反应可逆反应可逆反应可逆反应进行到一定程度时,正反应速率进行到一定程度时,正反应速率进行到一定程度时,正反应速率进行到一定程度时,正反应速率和逆反应速率和逆反应速率和逆反应速率和逆反应速率相等相等相等相等,反应物和生成物的,反应物和生成物的,反应物和生成物的,反应物和生成物的浓度不再发生变化浓度不再发生变化浓度不再发生变化浓度不再发生变化,这种,这种,这种,这种状态称为化学平衡状态,简称化学平
5、衡。状态称为化学平衡状态,简称化学平衡。状态称为化学平衡状态,简称化学平衡。状态称为化学平衡状态,简称化学平衡。2.2.特征:特征:特征:特征:逆逆逆逆 可逆反应可逆反应可逆反应可逆反应 动动动动动态平衡动态平衡动态平衡动态平衡 等等等等 v v v v正正正正=v v v v逆逆逆逆 0 0 定定定定 各组分含量保持一定各组分含量保持一定各组分含量保持一定各组分含量保持一定 变变变变 条件改变,平衡被破坏条件改变,平衡被破坏条件改变,平衡被破坏条件改变,平衡被破坏 同同同同 条件相同,无论反应途径如何均达同一平衡条件相同,无论反应途径如何均达同一平衡条件相同,无论反应途径如何均达同一平衡条件
6、相同,无论反应途径如何均达同一平衡第五张,PPT共四十七页,创作于2022年6月3.3.影响因素:影响因素:影响因素:影响因素:浓度、温度、压强浓度、温度、压强 在其它条件不变的情况下:在其它条件不变的情况下:升高温度升高温度,平衡向平衡向吸热反应方向吸热反应方向移动。移动。降低温度降低温度,平衡向平衡向放热反应方向放热反应方向移动。移动。在其它条件不变的情况下:在其它条件不变的情况下:增大反应物浓度或减小生成物浓度时增大反应物浓度或减小生成物浓度时,平衡平衡正向正向移动。移动。减小反应物浓度或增大生成物浓度时减小反应物浓度或增大生成物浓度时,平衡平衡逆向逆向移动。移动。在其它条件不变的情况下
7、:在其它条件不变的情况下:增大压强,平衡向增大压强,平衡向气态物质系数减小的方向气态物质系数减小的方向移动移动减小压强,平衡向减小压强,平衡向气态物质系数增大的方向气态物质系数增大的方向移动移动 在其它条件不变的情况下:在其它条件不变的情况下:vg=0,改变压强改变压强,平衡不移动平衡不移动vg0,增大压强,平衡向增大压强,平衡向气态物质系数减小气态物质系数减小(向左)(向左)方向方向移动移动vgv逆逆正向移动正向移动v正正v逆逆逆向逆向移动移动平衡移动的结果:平衡移动的结果:新条件下建立新的平衡新条件下建立新的平衡5.化学平衡移动原理:即勒夏特列原理化学平衡移动原理:即勒夏特列原理 如果改变
8、影响平衡的条件(如浓度、压强、或温度)等,如果改变影响平衡的条件(如浓度、压强、或温度)等,平衡就平衡就向能减弱这种改变的方向向能减弱这种改变的方向移动。移动。升高温度升高温度,有利于平衡向吸热方向移动,有利于平衡向吸热方向移动改变浓度改变浓度,若,若QcKc,平衡逆向移动平衡逆向移动改变压强改变压强,若,若QpKp,平衡逆向移动,平衡逆向移动第七张,PPT共四十七页,创作于2022年6月 判断反应的程度判断反应的程度 计算平衡的组成计算平衡的组成 预测反应的方向预测反应的方向化学平化学平衡常数衡常数平衡转平衡转化率化率(a a)表达式:表达式:K K=Cc DdAa Bb决定因素:温度、方程
9、式书写决定因素:温度、方程式书写应用应用aA=aA=100100c c0 0(A)-A(A)-Ac c0 0(A)(A)决定因素:初始浓度和平衡浓度决定因素:初始浓度和平衡浓度表达式:表达式:6.6.化学平衡的定量描述:化学平衡的定量描述:化学平衡的定量描述:化学平衡的定量描述:判断反应的热效应判断反应的热效应第八张,PPT共四十七页,创作于2022年6月第二部分:规律、方法指导第二部分:规律、方法指导第九张,PPT共四十七页,创作于2022年6月一、化学反应速率的计算及大小比较一、化学反应速率的计算及大小比较例题例题:在在2A+B 3C+4D2A+B 3C+4D反应中反应中,表示该反应速率最
10、快的表示该反应速率最快的是是()()A.v(A)=0.5molL-1s-1B.v(B)=0.3molL-1s-1C.v(C)=0.8molL-1s-1D.v(D)=20molL-1min-1B注意注意:1.1.比较速率大小要做到两个统一比较速率大小要做到两个统一:物质统一和单位统一物质统一和单位统一 2.2.运算时要注意体积、时间、物质的量运算时要注意体积、时间、物质的量的变化的变化第十张,PPT共四十七页,创作于2022年6月例题例题1:可逆反应可逆反应N23H2 2NH3的正、的正、逆反应速率可用各反应物或生成物浓度的变逆反应速率可用各反应物或生成物浓度的变化来表示。下列各关系中能说明反应
11、已达到化来表示。下列各关系中能说明反应已达到平衡状态的是(平衡状态的是()A 3 正正 N2 正正 H2 B 正正 N2 逆逆 NH3 C 2 正正 H2 3 逆逆 NH3 D 正正 N2 3 逆逆 H2 二、化学平衡状态的判断:二、化学平衡状态的判断:C第十一张,PPT共四十七页,创作于2022年6月 例题例题2:一定温度下,某容积不变的密闭容器中发生如一定温度下,某容积不变的密闭容器中发生如一定温度下,某容积不变的密闭容器中发生如一定温度下,某容积不变的密闭容器中发生如下可逆反应:下可逆反应:下可逆反应:下可逆反应:2HI(g)H2(g)+I2(g,紫色紫色)下列叙述中,能表示已达到化学平
12、衡状态的是:下列叙述中,能表示已达到化学平衡状态的是:下列叙述中,能表示已达到化学平衡状态的是:下列叙述中,能表示已达到化学平衡状态的是:_(填写序号)。(填写序号)。(填写序号)。(填写序号)。(1 1)HIHI的生成速率与的生成速率与的生成速率与的生成速率与HIHI的分解速率相等的分解速率相等的分解速率相等的分解速率相等(2 2)单位时间内生成)单位时间内生成)单位时间内生成)单位时间内生成a a molmolI I2 2,同时生成,同时生成,同时生成,同时生成a a molmolHH2 2(3 3)HIHI、H H2 2 、I I2 2的浓度都不再变化的浓度都不再变化的浓度都不再变化的浓
13、度都不再变化(4 4)混合气体的总压强不再变化)混合气体的总压强不再变化)混合气体的总压强不再变化)混合气体的总压强不再变化(5 5)混合气体的颜色不再变化)混合气体的颜色不再变化)混合气体的颜色不再变化)混合气体的颜色不再变化(1 1)、()、()、()、(3 3)、()、()、()、(5 5)注意注意:先看先看反应特点反应特点第十二张,PPT共四十七页,创作于2022年6月例题例题3:可逆反应可逆反应2NO2 2NO+O2在密闭容器中在密闭容器中反应达到平衡状态的标志是(反应达到平衡状态的标志是()单位时间内生成单位时间内生成nmolO2的同时生成的同时生成2nmolNO2单位时间内生成单
14、位时间内生成nmolO2的同时生成的同时生成2nmolNO用用NO2、NO、O2的物质的量浓度变化表示反应的物质的量浓度变化表示反应速率的比为速率的比为2:2:1的状态的状态混合气体的颜色不再改变的状态混合气体的颜色不再改变的状态混合气体的密度不再改变的状态混合气体的密度不再改变的状态混合气体的平均相对分子量不再改变的状态混合气体的平均相对分子量不再改变的状态A B C D A第十三张,PPT共四十七页,创作于2022年6月例题例题4:下列说法可以证明反应下列说法可以证明反应:N2+3H22NH3已达平衡状态的是已达平衡状态的是()A.1个个NN键断裂的同时键断裂的同时,有有3个个HH键形成键
15、形成B.1个个NN键断裂的同时键断裂的同时,有有3个个HH键断裂键断裂C.1个个NN键断裂的同时键断裂的同时,有有6个个NH键断裂键断裂D.1个个NN键断裂的同时键断裂的同时,有有6个个NH键形成键形成AC第十四张,PPT共四十七页,创作于2022年6月例题例题5:在一定温度下的恒容容器中在一定温度下的恒容容器中,当下列物理当下列物理量不再发生变化时量不再发生变化时,表明反应表明反应:A(固固)+3B(气气)2C(气气)+D(气气)已达平衡状态的是已达平衡状态的是()A.混合气体的压强混合气体的压强B.混合气体的密度混合气体的密度C.B的物质的量浓度的物质的量浓度D.气体的总物质的量气体的总物
16、质的量BC第十五张,PPT共四十七页,创作于2022年6月化学平衡状态判断:化学平衡状态判断:等等:v正正=v逆逆 (同一种物质同一种物质)定定:各组分含量不变各组分含量不变(浓度、百分含量)(浓度、百分含量)其他如压强、密度、其他如压强、密度、平均相对分子量平均相对分子量等应具体等应具体分析分析判据第十六张,PPT共四十七页,创作于2022年6月三、化学平衡计算:三、化学平衡计算:mA+nB pC+qD起始起始:ab00转化转化:平衡平衡:基本模式基本模式三步曲:三步曲:说明:说明:1.a、b可表示物质的量、浓度等可表示物质的量、浓度等 2.2.转化量与方程式中各物质的系数成比例转化量与方程
17、式中各物质的系数成比例 3.3.对反应物:对反应物:c c平平=c c始始c c转转 对生成物:对生成物:c c平平=c c始始+c c 转转 4.4.根据表中列出的数据,可计算根据表中列出的数据,可计算v、K、含量等含量等第十七张,PPT共四十七页,创作于2022年6月例题:例题:反应反应SO2(g)+NO2(g)SO3(g)+NO(g)在在700K时的时的KC为为9.0,若开始时各物质的浓度都,若开始时各物质的浓度都是是3.010-3molL-1,则,则 (1)判断反应进行的方向;)判断反应进行的方向;(2)计算平衡时各物质的浓度;)计算平衡时各物质的浓度;(3)求)求SO2的平衡转化率。
18、的平衡转化率。答案:答案:(1)正向进行)正向进行(2)1.510-3molL-1、1.510-3molL-1、4.510-3molL-1、4.510-3molL-1 (3)50第十八张,PPT共四十七页,创作于2022年6月四、两类重要的等效平衡:四、两类重要的等效平衡:对于反应:对于反应:aA(g)+bB(g)cC(g)+dD(g)1如果如果abcd:不管是不管是恒温、恒容恒温、恒容还是还是恒温、恒压恒温、恒压,“一边倒一边倒”时时各物质的物质的量各物质的物质的量对应成比例对应成比例。2 2如果如果a abcbcd d:恒温、恒容恒温、恒容条件下,条件下,“一边倒一边倒”时各物质的物质的量
19、时各物质的物质的量对应相等。对应相等。恒温、恒压恒温、恒压条件下,条件下,“一边倒一边倒”时各物质的物质的时各物质的物质的量量对应成比例对应成比例。第十九张,PPT共四十七页,创作于2022年6月例题:例题:某温度下,向某密闭容器中加入某温度下,向某密闭容器中加入1molN2和和3molH2,使之反应合成使之反应合成NH3,平衡后测得,平衡后测得NH3的体积分数为的体积分数为m。若。若T不变,只改变起始加入不变,只改变起始加入量,使之反应平衡后量,使之反应平衡后NH3的体积分数仍为的体积分数仍为m,若,若N2、H2、NH3的加入的加入量用量用X、Y、Z表示应满足:表示应满足:(1)恒定)恒定T
20、、V:1若若X=0,Y=0,则,则Z=_2若若X=0.75,Y=_Z=_3X、Y、Z应满足的一般条件是应满足的一般条件是_(2)恒定)恒定T、P:1若若X=0、Y=0,则,则Z_2若若X=0.75,则则Y_Z_3X、Y、Z应满足的一般条件是应满足的一般条件是_2mol2.25mol0.5mol0的任意值的任意值2.25mol0的任意值的任意值Y=3X,Z0的任意值的任意值X+Z/2=1,Y+3Z/2=3第二十张,PPT共四十七页,创作于2022年6月1.认清横坐标、纵坐标的含义以及图像上点认清横坐标、纵坐标的含义以及图像上点(如与如与坐标轴的坐标轴的交点交点、转折点转折点、起点起点、几条曲线的
21、、几条曲线的交交叉点叉点)的意义的意义2.2.定点分析定点分析(固定某一条件固定某一条件,观察另一条件的改观察另一条件的改变对反应的影响变对反应的影响)3.3.条件高条件高 速率快速率快 先达平衡先达平衡4.4.根据根据平衡移动原理平衡移动原理,判断,判断化学反应的特点或条化学反应的特点或条件的变化情况件的变化情况五、图象题的解题规律:五、图象题的解题规律:第二十一张,PPT共四十七页,创作于2022年6月反应时间反应时间A的的转转化化率率P1P2例题例题:m A(g)+n B(g)x C(g)拐点的含义?拐点的含义?此时达到平衡此时达到平衡P P1 1与与P P2 2的大小如何?的大小如何?
22、判断的依据?判断的依据?“先拐先平衡先拐先平衡”达到平衡所需时间短(达到平衡所需时间短(速度快速度快)“条件高条件高”压强大或温度高或浓度大压强大或温度高或浓度大或使用催化剂或使用催化剂所以,所以,P1P2第二十二张,PPT共四十七页,创作于2022年6月反应时间反应时间A的的转转化化率率P1P2例题例题:m A(g)+n B(g)x C(g)比较反应前后气体体积是增大?比较反应前后气体体积是增大?缩小?还是不变?缩小?还是不变?已知:已知:P1P2PAPA的转化率的转化率 平衡向平衡向 方向移动方向移动勒夏特列原理勒夏特列原理气体体积缩小的气体体积缩小的方向移动方向移动增大增大正反应正反应结
23、论结论:正反应方向:正反应方向气体体积缩小即:气体体积缩小即:mnx第二十三张,PPT共四十七页,创作于2022年6月练习:练习:练习:练习:对于对于对于对于mA(g)+nB(g)pC(g)mA(g)+nB(g)pC(g),有如图所示的,有如图所示的,有如图所示的,有如图所示的变化,则:变化,则:变化,则:变化,则:p p1 1与与与与pp2 2 的关系是的关系是的关系是的关系是;m+nm+n与与与与p p的关系是的关系是的关系是的关系是;T T1 1 与与与与TT2 2的关系是的关系是的关系是的关系是;正反应是正反应是正反应是正反应是(填:放热、吸热)反应。(填:放热、吸热)反应。(填:放热
24、、吸热)反应。(填:放热、吸热)反应。C%C%T(T(时间时间时间时间)0 0T T2 2PP2 2T T1 1PP2 2T T1 1PP1 1P2P1T2p放热放热第二十四张,PPT共四十七页,创作于2022年6月五、五、化学平衡解题常用假设化学平衡解题常用假设:极端假设极端假设:化学平衡研究对象是不能完全进化学平衡研究对象是不能完全进行的反应即可逆反应,极端假设就是将研究对象行的反应即可逆反应,极端假设就是将研究对象或过程假设为能够完全进行的理想的极限情况,或过程假设为能够完全进行的理想的极限情况,使因果关系变的简单明显,从而得出结论。使因果关系变的简单明显,从而得出结论。第二十五张,PP
25、T共四十七页,创作于2022年6月例例例例题题题题:在在在在密密密密闭闭闭闭容容容容器器器器中中中中充充充充入入入入1molCO1molCO和和和和1molH1molH2 2OO气气气气体体体体,在在在在一一一一定定定定条条条条件件件件下下下下达达达达到到到到平平平平衡衡衡衡状状状状态态态态,生生生生成成成成2/3molCO2/3molCO2 2,当当当当其其其其它它它它条条条条件件件件不不不不变变变变时时时时,充充充充入入入入的的的的水水水水蒸蒸蒸蒸气气气气改改改改变变变变为为为为2mol2mol,再再再再次次次次达达达达到到到到平平平平衡衡衡衡时时时时,生生生生成成成成COCO2 2的的的
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