电子课件无机化学基础-第四章.pptx

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2、02化学方程式及其有关计算化学平衡无机化学基础电子课件无机化学基础-第四章知识目标1.掌握化学反应速率的概念及反应速率的表示方法。2.掌握外界条件对反应速率的影响。3.了解化学反应的可逆性，掌握化学平衡的特点、平衡常数的意义以及有关平衡的计算。4.熟练运用平衡移动的原理，判断浓度、压强、温度等条件对化学平衡移动的影响。能力目标1.能正确写出基元反应的速率方程。2.能应用反应速率变化规律指导化学实验。3.会书写标准平衡常数表达式及进行有关化学平衡计算。4.能应用同时平衡规则计算有关反应平衡常数及运用平衡移动原理说明浓度、压力及温度对化学平衡移动的影响。学习目标电子课件无机化学基础-第四章化学反应

3、速率1Part电子课件无机化学基础-第四章化学反应速率一、化学反应速率表示方法化学反应速率是指在一定条件下，反应物转变为生成物的快慢程度。化学反应速率通常用单位时间内反应物或生成物浓度的变化来表示。浓度单位常以mol/L来表示，时间单位根据反应的快慢用 h小时、min分、s秒表示，反应速率单位为：mol/(Lh)、mol/(Lmin)、mol/(Ls)。这里所谈的化学方应速率都是指某一时间间隔内的平均反应速率。电子课件无机化学基础-第四章化学反应速率一、化学反应速率表示方法 N2O5在四氯化碳中按下面反应方程式分解：设N2O5的起始浓度为2.10mol/L，100s后测得N2O5的浓度为1.9

4、5mol/L，即100s内N2O5的浓度减少了0.15mol/L，则上述反应在100s内以五氧化二氮的浓度变化表示的平均反应速率为：电子课件无机化学基础-第四章化学反应速率一、化学反应速率表示方法对同一个化学反应，用不同物质浓度的变化来表示反应速率，其数值是不相同的。但它们反映的问题实质却是一致的，因为这三个数值的比值恰好是反应方程式中各相应物质化学式前面的系数比。即用任一物质在单位时间内的浓度变化来表示该反应的速率，其意义都一样，但必须指明是以哪一种物质的浓度来表示的。电子课件无机化学基础-第四章化学反应速率一、化学反应速率表示方法100s后的浓度/mol/L 1.95 0.30 0.075

5、300s后的浓度/mol/L 1.70 0.80 0.20200s内反应物减少或生成物增加的浓度/mol/L 0.25 0.50 0.125化学反应速率/mol/(Ls)1.2510-3 2.510-3 6.25 10-4电子课件无机化学基础-第四章化学反应速率一、化学反应速率表示方法 由于反应中，各物质的浓度均随时间而改变，故不同时间间隔内的平均反应速率是不相同的。因此，在表示平均反应速率时，除了指明是用哪一种物质的浓度来表示的，还需要指明是在那一段时间间隔内的反应速率。电子课件无机化学基础-第四章化学反应速率二、影响化学反应速率的因素实验4-1 将镁、铁、铜片分别放入1mol/L的稀盐酸溶

6、液中，观察现象。通过现象观察，可以看到镁片放出的气泡又快又多，铁片稍慢，而铜片根本不反应。说明化学反应速率主要取决于物质的本性。其次，反应物的浓度以及反应体系所出的温度、压强、催化剂等外界条件，对化学反应的速率也有不可忽略的影响。1浓度对反应速率的影响 实验4-2 在两支放有锌粒的试管里，分别加入10mL 2mol/L硫酸和10mL 0.2mol/L硫酸。通过观察，看到在加入2mol/L硫酸的试管中有大量的气泡逸出，在0.2mol/L硫酸的试管中气泡产生的很慢。这表明浓度较大的硫酸与锌粒的化学反应速率要比浓度较小的硫酸与锌粒的化学反应速率快。实验证明：当其他外界条件都相同时，增大反应物的浓度，

7、会加快反应速率；减小反应物的浓度，会减慢反应速率。电子课件无机化学基础-第四章化学反应速率二、影响化学反应速率的因素1浓度对反应速率的影响化学反应的过程中旧键的断裂和新键的形成都是通过反应物分子的相互碰撞来实现的。反应物分子的相互碰撞是反应进行的先决条件。反应物分子的碰撞频率越高，反应的速率越大。当反应物浓度增大时，单位体积内分子数增多，活化分子数也相应增多，单位时间内有效碰撞的次数也随之增多，化学反应速率就增大。因此增大反应物的浓度可以增大化学反应速率。（反应物的浓度是指气态物质或溶液的浓度）电子课件无机化学基础-第四章化学反应速率二、影响化学反应速率的因素2压强对反应速率的影响 压强的影响

8、实质上是浓度的影响。对于一定量的气体来说，温度不变时，其体积与所受的压强成反比，即增大压强，气体的体积变小，单位体积内的气体分子数增多，相当于增大了气体物质的浓度。因此，对有气体参加的反应来说，增大压强，反应速率增大；减小压强，反应速率减小。如果参加反应的物质是固体、液体或溶液时，由于改变压强对它们的体积影响很小，因此，对浓度的改变也很小，可以认为压强与浓度无关，不影响反应速率。电子课件无机化学基础-第四章化学反应速率二、影响化学反应速率的因素3温度对反应速率的影响 实验4-2，将加入0.2mol/L硫酸的试管加热，发现气泡产生的速率明显加快，实验表明，温度升高，加快了化学发应速率。在浓度一定

9、时，温度升高反应速率显著加快的主要原因是，反应物分子的能量增加，使一部分原来能量较低的分子变成活化分子，从而增加了反应物分子中活化分子的百分数，使有效碰撞的次数增多，因而增大了化学反应速率；其次是温度升高，分子平均动能增加，分子运动速率加快，单位时间里反应物分子间碰撞次数增多，反应速率也会相应的加快。电子课件无机化学基础-第四章化学反应速率二、影响化学反应速率的因素 1884年，范特霍夫根据温度对反应速率影响的实验，归纳了一条经验的近似规则：如果反应物的浓度恒定，温度每升高10，反应速率约增大24倍，这个规则成为范特霍夫规则。无论对于吸热反应还是放热反应，升高温度都能加快化学反应速率。但是，一

10、般吸热反应速率比放热反应速率增大的倍数要大些。3温度对反应速率的影响电子课件无机化学基础-第四章化学反应速率二、影响化学反应速率的因素 催化剂是一种能够改变化学反应速率，其本身在反应前后质量、组成和化学性质都没有变化的物质。催化剂改变化学反应速率的作用叫催化作用。凡能加快反应速率的催化剂叫正催化剂，凡能减慢反应速率的催化剂叫负催化剂。一般提到催化剂，若不明确指出是负催化剂时，则指是加快反应速率作用的正催化剂。3催化剂对反应速率的影响电子课件无机化学基础-第四章化学反应速率二、影响化学反应速率的因素 催化剂之所以能加快反应速率，是由于催化剂改变了反应的途径，降低反应所需的能量，使更多的反应物分子

11、成为活化分子，大大增加单位体积内反应物分子中活化分子的百分数，从而加快了反应速率。在影响反应速率的主要外界因素中，催化剂的作用要比浓度、压强、温度显著的多。3催化剂对反应速率的影响电子课件无机化学基础-第四章化学反应速率二、影响化学反应速率的因素 （1）催化剂只能对可能发生的反应起催化作用，不可能发生的反应，催化剂并不起作用。（2）催化剂不能改变反应的方向以及反应进行的程度平衡状态，也就是说不能改变反应的平衡常数，但它能同时加快正、逆反应的速率，缩短到达平衡所需的时间。（3）催化剂是有选择性的。（4）催化剂的活性温度。（5）催化剂遇到某些物质会降低或失去催化作用，这种现象叫做催化剂的中毒。3催

12、化剂对反应速率的影响电子课件无机化学基础-第四章化学反应速率二、影响化学反应速率的因素 除了浓度、压强、温度、催化剂等对化学反应速率有影响外，固体表面积的大小、扩散速率的快慢等，也对化学反应速率有影响。例如生产上常把固态物质破碎成小颗粒或磨成细粉，将液态物质淋洒成滴流或喷成雾状的微小液滴，以增大反应物之间的接触面，提高反应速率。工业上通常通过搅拌、振荡等方法来加速扩散过程，使反应速率增大。思考题采用哪些方法可以加快碳酸钙与盐酸的反应速率？电子课件无机化学基础-第四章化学平衡2Part电子课件无机化学基础-第四章化学平衡一.可逆反应和化学平衡1可逆反应在同一条件下，化学反应可以按方程式从左向右进

13、行，又可从右向左进行，这叫做化学反应的可逆性，把具有可逆性的化学反应叫做可逆反应。电子课件无机化学基础-第四章化学平衡一.可逆反应和化学平衡2化学平衡可逆反应的特点是反应不能向一个方向进行到底，这样一来必然导致化学平衡状态的实现。所谓化学平衡就是在一定条件下，正反应和逆反应的速率相等时所处的状态。电子课件无机化学基础-第四章化学平衡一.可逆反应和化学平衡2化学平衡电子课件无机化学基础-第四章化学平衡一.可逆反应和化学平衡3 平衡常数在一定温度下，达到平衡时，生成物的浓度的幂以生成物化学式前的计量数为指数的乘积与反应物的浓度的幂以反应物化学式前的计量数为指数的乘积之比是一个常数。即K为可逆反应的

14、平衡常数。它只随温度而改变，不随浓度的变化而改变。其中A、B、C、D分别表示各物质平衡时的浓度。电子课件无机化学基础-第四章化学平衡一.可逆反应和化学平衡3 平衡常数（1）反应体系中有纯液体、纯固体以及稀溶液中的水参加的反应，在平衡常数表达式中这些物质的浓度为1。（2）平衡常数的表达式及其数值与化学反应方程式的写法有关。电子课件无机化学基础-第四章化学平衡一.可逆反应和化学平衡3 平衡常数 平衡常数是可逆反应的特征常数，它具体体现着各平衡浓度之间的关系，因此可用平衡常数K值的大小来衡量反应进行的程度。即可比较同类反应在相同条件下的反应限度，也可比较同一反应在不同条件下的反应限度。在一定条件下，

15、K值愈大，平衡时生成物的浓度愈大，正反应趋势愈大，反应物转化为生成物的程度就愈大；反之，K值愈小，正反应的趋势愈小，反应物转化为生成物的程度就愈小。电子课件无机化学基础-第四章化学平衡二.有关平衡的计算1 已知平衡浓度计算平衡常数在密闭容器中，CO和水蒸气的混合物加热至500时建立下列平衡起始浓度/mol/L 0.02 0.02 0 0平衡浓度/mol/L 0.02-0.015 0.02-0.015 0.015 0.015电子课件无机化学基础-第四章化学平衡二.有关平衡的计算2 已知平衡常数计算平衡浓度和转化率起始浓度/mol/L 1 4 0 0平衡浓度/mol/L 1x 4x x x x=0

16、.67mol/L 平衡状态时D=G=0.67 mol/LA=10.67=0.33 mol/L B=40.67=3.33 mol/L电子课件无机化学基础-第四章化学平衡三.化学平衡移动 当外界条件改变，可逆反应从一种平衡状态转变到另一种平衡状态的过程叫做化学平衡的移动。1浓度对平衡的影响实验4-5 在一只100 mL烧杯中，先后加入5mL 0.01 mol/L FeCl3溶液和5mL 0.01 mol/L KSCN溶液，再加入15mL水稀释。将溶液均分于三支试管里,在其中两支试管中分别滴加几滴1mol/L FeCl3溶液和1 mol/L KSCN溶液，另一支试管留做对照。观察试管中溶液颜色的变化

17、。可以看到，加入试剂的两支试管里，溶液的红色都加深了。说明增加反应物的浓度，使正反应的速率大于逆反应的速率而促使平衡向正反应方向移动。电子课件无机化学基础-第四章化学平衡三.化学平衡移动 2压强对平衡的影响 压强变化只是对那些反应前后气体分子数目有变化的反应有影响。在温度不变时，增大压强，平衡向气体分子总数减少的方向移动；减小压强，平衡向气体分子总数增多的方向移动。固体物质或液体物质的体积，受压强的影响很小，可以忽略不计。如果平衡体系中都是固体或液体时，改变压强，可以认为平衡不发生移动。思考：在其他条件不变时，增大压强或减小压强，对下列反应的平衡各有什么影响？电子课件无机化学基础-第四章化学平

18、衡三.化学平衡移动 3温度对平衡的影响棕色棕色 无色无色 在其他外界条件不变时，升高温度，平衡向吸热反应方向移动；降低温度，平衡向放热反应方向移动。电子课件无机化学基础-第四章化学平衡三.化学平衡移动 4 平衡移动原理 当增大反应物浓度时，平衡向能减少反应物浓度的方向正反应方向移动；减少生成物浓度时，平衡向能增加反应物浓度的方向正反应方向移动。当增大压强时，平衡向能减小压强（即减小气体分子数目）的方向移动；降低压强时，平衡向能增大压强（既增加气体分子数目）的方向移动。当温度升高时，平衡向能降低温度（即吸热）的方向移动；降低温度时，平衡向能升高温度（即放热）的方向移动。电子课件无机化学基础-第四章化学平衡四.化学平衡在化工生产中的应用从化学平衡的角度考虑，根据平衡移动原理，应采取低温、高压的措施。而从有助于提高反应速率来看，应采取高温、高压、催化剂。电子课件无机化学基础-第四章本章小结化学反应速率化学平衡及化学平衡常数化学平衡计算合成氨生产条件 课后及时总结回顾是学习重要环节之一，根据教师的指导，仔细地阅读相应的章节和教师提供的参考资料，以保证能够理解所学的知识。电子课件无机化学基础-第四章盲板抽堵作业的定义1Part谢谢！电子课件无机化学基础-第四章