化学反应速率和限度 (3)课件.ppt

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1、关于化学反应速率和限度(3)现在学习的是第1页，共36页可逆反可逆反应应的特征的特征一一是是正正反反应应和和逆逆反反应应在在同同一一条条件件下下进进行行；否否则则，是是非非可可逆反逆反应应。z x x k二二是是正正、逆逆反反应应同同时时进进行行，即即进进行行的的时时间间、地地点点是是相相同同的，反的，反应应物和生成物共存。物和生成物共存。三三是是无无论论一一种种物物质质的的投投入入量量有有多多大大，另另外外与与它它反反应应的的物物质总质总也不能完全反也不能完全反应应，总总有剩余。有剩余。z x x k现在学习的是第4页，共36页启示启示:化学反应是有限度的，有些能进行地较彻化学反应是有限度的

2、，有些能进行地较彻底，有些反应是不彻底的，甚至是可逆的。底，有些反应是不彻底的，甚至是可逆的。现在学习的是第5页，共36页反应所能达到的限度：反应所能达到的限度：当一个反应进行到正反应速率与逆反应速率相等时，反应物与当一个反应进行到正反应速率与逆反应速率相等时，反应物与生成物浓度不在改变，达到表面上静止的一种生成物浓度不在改变，达到表面上静止的一种“平衡状态平衡状态”。现在学习的是第6页，共36页N2 +H2 NH3 在一固定容积的密闭容器里，加在一固定容积的密闭容器里，加1molN1molN2 2和和3mol 3mol H H2 2 (合适催化剂合适催化剂)，能发生什么反应？能发生什么反应？

3、（1）开始时）开始时c(N2)、c(H2)大，大，c(NH3)=0开始阶段有什么特征？开始阶段有什么特征？只有正反应，只有正反应，v(逆逆)=0催化剂催化剂N2 +3 H2 2NH3高温高温现在学习的是第7页，共36页N2 +H2 NH3（2）瞬间后）瞬间后c(N2)、c(H2)变小变小 ,c(NH3)0瞬间过后有什么特征？瞬间过后有什么特征？正逆反应都进行，正逆反应都进行，v(逆逆)0，v(正正)v(逆逆)（3）c(N2)、c(H2)逐渐变小，逐渐变小，c(NH3)逐渐增大，逐渐增大，三种物质的浓度达到一个三种物质的浓度达到一个特定值特定值。一定时间段内有什么特征？一定时间段内有什么特征？v

4、(正正)=v(逆逆)0N2 +H2 NH3现在学习的是第8页，共36页 由于由于v(正正)=v(逆逆)0，虽然正、逆反应都在进，虽然正、逆反应都在进行，但各种物质的百分含量、浓度都不会发生行，但各种物质的百分含量、浓度都不会发生变化变化.从外表上看，反应好象从外表上看，反应好象“停止停止”。可逆反应的这种特殊状态就是我们今天要可逆反应的这种特殊状态就是我们今天要研究的研究的化学平衡状态。化学平衡状态。现在学习的是第9页，共36页反反应应速速率率v(正正)v(逆逆)t1时间（时间（t）0(1)0t1：v(正正)v(逆逆)(2)t1：v(正正)=v(逆逆)平衡状态平衡状态N2+3H2 2NH3催化

5、剂催化剂高温高压高温高压交流与讨论交流与讨论现在学习的是第10页，共36页1、定义、定义 在在一定条件一定条件下的下的可逆反应可逆反应中，当中，当正反应速率正反应速率和逆反应速率相等和逆反应速率相等，反应混合物中各组分的，反应混合物中各组分的浓度浓度保持不变保持不变的状态。的状态。前提（适用范围）前提（适用范围）：可逆反应可逆反应内在本质内在本质：v(正正)=v(逆逆)0外在标志：反应混合物中各组分外在标志：反应混合物中各组分 的浓度保持不变的浓度保持不变二、化学平衡状态二、化学平衡状态现在学习的是第11页，共36页2、化学平衡状态的特征、化学平衡状态的特征()动：动态平衡动：动态平衡（v v

6、(正正)=)=v v(逆逆)00）(2)(2)等：等：v(v(正正)=v()=v(逆逆)()定：反应混合物中各组分的浓度保持定：反应混合物中各组分的浓度保持定，各组分的含量保持不变。定，各组分的含量保持不变。()变：条件改变，原平衡被破坏，在新变：条件改变，原平衡被破坏，在新的条件下建立新的平衡。的条件下建立新的平衡。()逆逆现在学习的是第12页，共36页此条件下进行到什么时候达到了这个此条件下进行到什么时候达到了这个反应的限度反应的限度?此时的反应是否此时的反应是否停止停止了？了？此时为何此时为何3种物质的浓度种物质的浓度保持不变保持不变?某温度和压强下的密闭容器中某温度和压强下的密闭容器中

7、,2SO2+O2 2SO3催化剂催化剂 时间时间 （min)物质的量物质的量浓度浓度(mol/L)010203040506070SO210.70.50.350.20.10.10.1O20.50.350.250.180.10.050.050.05SO300.30.50.650.80.90.90.9现在学习的是第13页，共36页化化学学平平衡衡状状态态的的判判断断依依据据和和判判断断方方法法1化学平衡的判断依据，即化学平衡的两个主要特征：化学平衡的判断依据，即化学平衡的两个主要特征：(1)本本质质特征：特征：v(正正)v(逆逆)；(2)现现象特征：反象特征：反应应混合物中各混合物中各组组分含量保持

8、不分含量保持不变变。2判断方法：判断方法：(1)直接判断法直接判断法正反正反应应速率逆反速率逆反应应速率速率0；同一物同一物质质的消耗速率与生成速率相等；的消耗速率与生成速率相等；各各组组分的分的浓浓度保持不度保持不变变。现在学习的是第14页，共36页(2)间间接判断法接判断法各各组组分分的的百百分分含含量量保保持持不不变变(各各物物质质的的物物质质的的量量分分数数一一定定、各物各物质质的的质质量分数一定、各气体的体量分数一定、各气体的体积积分数一定分数一定)；各各组组分的物分的物质质的量不随的量不随时间时间的改的改变变而改而改变变；各气体的体各气体的体积积不随不随时间时间的改的改变变而改而改

9、变变。(3)特例判断法特例判断法对对反反应应前前后后气气体体物物质质的的分分子子总总数数不不相相等等的的可可逆逆反反应应来来说说，混混合合气气体体的的总总压压强强、总总体体积积、总总物物质质的的量量、平平均均摩摩尔尔质质量量不不随随时时间间的的改改变变而改而改变时变时，现在学习的是第15页，共36页反反应应即达化学平衡状即达化学平衡状态态；对对反反应应前前后后气气体体物物质质的的分分子子总总数数相相等等的的可可逆逆反反应应来来说说，混混合合气气体体的的总总压压强强、总总体体积积、总总物物质质的的量量、平平均均摩摩尔尔质质量量不不随随时时间间的的改改变变而改而改变时变时，不能判断，不能判断该该反

10、反应应是否已达化学平衡状是否已达化学平衡状态态；反反应应体系内有色物体系内有色物质质的的颜颜色不再改色不再改变变。无无论论用用什什么么方方法法判判断断可可逆逆反反应应是是否否达达到到平平衡衡状状态态，都都要要以以本本质质特特征征或或现现象象特特征征为为依依据据来来展展开开分分析析和和判判断断。也也就就是是说说，判判断断可可逆逆反反应应是是否否达达到到平平衡衡状状态态的的根根本本标标志志是是v(正正)v(逆逆)，其其余余的的判判断断方方法都是从法都是从这这个方法的基个方法的基础础上衍生出来的。上衍生出来的。来源来源:Z*xx*k.Com现在学习的是第16页，共36页探究整合应用探究整合应用有关化

11、学平衡的有关化学平衡的计计算方法算方法1计计算模式算模式设设a molL1、b molL1分分别别为为A、B两两物物质质的的起起始始浓浓度度，mx molL1为为反反应应物物A的的转转化化浓浓度度，nx molL1为为B的的转转化化浓浓度，度，则则：mA(g)nB(g)pC(g)qD(g)c始始(molL1)a b00c(molL1)mx nx px qxc平平(molL1)amx bnx px qx现在学习的是第17页，共36页2基本步基本步骤骤(1)确定反确定反应应物或生成物的起始加入量。物或生成物的起始加入量。(2)确定反确定反应过应过程中各物程中各物质质的的变变化量。化量。(3)确定平

12、衡确定平衡时时各物各物质质的平衡量。的平衡量。(4)依据依据题题干中的条件建立等式关系干中的条件建立等式关系进进行解答。行解答。3有关化学平衡的有关化学平衡的计计算算(1)反反应应物的物的转转化率化率现在学习的是第18页，共36页现在学习的是第19页，共36页例例例例现在学习的是第20页，共36页(4)原混合气体中，原混合气体中，ab_。(5)达达 到到 平平 衡衡 时时，N2和和H2的的 转转 化化 率率 之之 比比，(N2)(H2)_。【解解析析】(1)由由反反应应的的化化学学方方程程式式得得知知，反反应应掉掉的的N2和和生生成成NH3的物的物质质的量之比的量之比为为12。设设反反应应掉的

13、掉的N2的物的物质质的量的量为为x mol，则则x612解之解之x3则则a13316。(2)平衡时平衡时NH3的物质的量为的物质的量为(716.8 L/22.4 Lmol1)25%8 mol。(3)可利用差量法计算：假设气体总物质的量减少可利用差量法计算：假设气体总物质的量减少y，现在学习的是第21页，共36页练习练习可逆反应达到平衡的重要特征（）可逆反应达到平衡的重要特征（）A.A.反应停止了反应停止了B.B.正、逆反应速率都为零正、逆反应速率都为零C.C.反应物和生成物的浓度相等反应物和生成物的浓度相等D.D.正、逆反应的速率相等正、逆反应的速率相等D D对于可逆反应对于可逆反应M MN

14、QN Q达到平衡状态时，达到平衡状态时，下列说法正确的是（下列说法正确的是（）A.MA.M、N N、Q Q三种物质的浓度一定相等三种物质的浓度一定相等B.MB.M、N N全部变成了全部变成了Q QC.MC.M、N N、Q Q的浓度都保持不变的浓度都保持不变D.D.反应已经停止反应已经停止C现在学习的是第22页，共36页下列说法可以证明反应下列说法可以证明反应N2+3H2 2NH3 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

15、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A、C 随堂练习随堂练习现在学习的是第23页，共36页在一定温度下在一定温度下,可逆反应可逆反应A(g)+3B(g)2C(g)达到平衡的标志是（）达到平衡的标志是（）A.A的生成速率与的生成速率与C分解的速率相等分解的速率相等 B.单位时间内生成单位时间内生成nmolA,同时生同时生3nmolBC.A、B、C的浓度不再变化的浓度不再变化 D.A、B、C的分子数比为的分子数比为1:3:2C14CO2 +C CO，达到化学平衡后，达到化学平衡后，平衡混合物中含平衡混合物中含14C的粒子有的粒子有 。14CO2、1

16、4C、14CO现在学习的是第24页，共36页3、化学平衡状态的判定、化学平衡状态的判定对于可逆反应对于可逆反应m A(g)n B(g)+p C(g)在一定条件在一定条件下达到平衡状态有以下几个标志下达到平衡状态有以下几个标志(1)A的生成速率和分解速率相等的生成速率和分解速率相等(2)单位时间生成单位时间生成n mol B和和p mol C的同时，生成的同时，生成m mol A（3）A、B、C的物质的量不再改变的物质的量不再改变（4）A、B、C的浓度不再改变的浓度不再改变（5）A、B、C的百分含量不再改变的百分含量不再改变现在学习的是第25页，共36页练习练习:在密闭容器中充入在密闭容器中充入

17、4mol HI,在一定温度下在一定温度下,反应反应 2HI(g)H2(g)+I2(g)达到平衡时达到平衡时,有有30%的的HI分解分解,则则平衡时混合气体中氢气的物质的量为多少平衡时混合气体中氢气的物质的量为多少,混合气体总物质的量为多少混合气体总物质的量为多少?现在学习的是第26页，共36页 化学平衡计算的一般步骤化学平衡计算的一般步骤:“三步曲三步曲”1.写出有关平衡的化学方程式写出有关平衡的化学方程式2.找出各物质的找出各物质的 起始量起始量 转化量转化量 平衡量平衡量3 根据已知条件列式根据已知条件列式反应物的转化率反应物的转化率现在学习的是第27页，共36页在合成氨工业中在合成氨工业

18、中,由由a mol氮气氮气,b mol氢气混合反氢气混合反应达到平衡应达到平衡,有有 c mol 氨气生成氨气生成,则氨气在反应则氨气在反应混合物中所占的混合物中所占的体积分数体积分数为为 c/(a+b-c)100%现在学习的是第28页，共36页三、化学反应条件的控制三、化学反应条件的控制n促进有利的反应、抑制有害的反应促进有利的反应、抑制有害的反应现在学习的是第29页，共36页定义：定义：可逆反应中，旧化学平衡的破坏，新化学平衡建可逆反应中，旧化学平衡的破坏，新化学平衡建立过程叫做化学平衡的移动。立过程叫做化学平衡的移动。V正正V逆逆V正正=V逆逆0条件改变条件改变 平衡平衡1 1 不平衡不

19、平衡 平衡平衡2 2建立新平衡建立新平衡破坏旧平衡破坏旧平衡V正正=V逆逆0一定时间一定时间 影响化学平衡的条件影响化学平衡的条件一、化学平衡的移动一、化学平衡的移动V正正 V逆逆 平衡向正反应方向移动平衡向正反应方向移动V正正 =V逆逆 平衡不移动平衡不移动V正正 V逆逆 平衡向逆反应方向移动平衡向逆反应方向移动现在学习的是第30页，共36页n探究实验探究实验1 FeCl3+3 KSCN Fe(SCN)3+3KCl （黄色）（无色）（红色）（无色）现象:向第一支试管里加入几滴向第一支试管里加入几滴 FeCl3 溶液，颜色加深。溶液，颜色加深。向第二支试管里加入几滴向第二支试管里加入几滴 KS

20、CN 溶液，颜色加深。溶液，颜色加深。1、浓度对化学平衡的影响、浓度对化学平衡的影响现在学习的是第31页，共36页 1、浓度对化学平衡的影响、浓度对化学平衡的影响分析分析t1t2t3应用应用 增大反应物浓度或减小生成物浓度，平衡向正反应方向增大反应物浓度或减小生成物浓度，平衡向正反应方向移动；增大生成物浓度或减小反应物浓度，平衡向逆反应移动；增大生成物浓度或减小反应物浓度，平衡向逆反应方向移动；方向移动；结论结论 在生产上，往往采用增大容易取得的或成本较低的反应在生产上，往往采用增大容易取得的或成本较低的反应物浓度的方法，使成本较高的原料得到充分利用。物浓度的方法，使成本较高的原料得到充分利用

21、。2SO2 +O2 2SO3增大反应物的浓度对化增大反应物的浓度对化学平衡的影响学平衡的影响现在学习的是第32页，共36页【思考练习】1、Fe(NO3)2溶液呈浅绿色，其中存在着下列平溶液呈浅绿色，其中存在着下列平衡：衡：Fe2+2H2O Fe(OH)2+2H+往该溶液往该溶液中滴加盐酸，发生的变化（中滴加盐酸，发生的变化（）(A)平衡向逆反应方向移动平衡向逆反应方向移动 (B)平衡向正反应方向移动平衡向正反应方向移动 (C)溶液由浅绿色变成黄色溶液由浅绿色变成黄色 (D)Fe2+物质的量增大物质的量增大 A D 现在学习的是第33页，共36页2、温度对化学平衡的影响、温度对化学平衡的影响例如

22、：例如：2NO2 N2O4+Q 为放热反应为放热反应 红棕色红棕色无色无色结论结论：其它条：其它条件不变的情况件不变的情况下，温度下，温度升高升高，平衡向平衡向吸热吸热反反应方向移动；应方向移动；温度温度降低降低，平衡向平衡向放热放热反应方向移反应方向移动。动。现在学习的是第34页，共36页催化剂对化学平衡无影响催化剂对化学平衡无影响v催化剂同等程度的加快或减慢正、逆反应速率催化剂同等程度的加快或减慢正、逆反应速率(V正正=V逆逆)；对化学平衡无影响。；对化学平衡无影响。t时间时间（b）V速速率率V正正V逆逆0V逆逆V正正v催化剂能缩短平衡到达的时间催化剂能缩短平衡到达的时间现在学习的是第35页，共36页感感谢谢大大家家观观看看01.04.2023现在学习的是第36页，共36页