化學(xué)平衡與速率ppt課件

精選,1,化學(xué)反應(yīng)速率與化學(xué)平衡,精選,2,【內(nèi)容提要】,精選,3,【學(xué)習(xí)輔導(dǎo)】,一、化學(xué)反應(yīng)速率,1、化學(xué)反應(yīng)速率的表示方法,Vx=nx/vt單位是：mol/（Ls）或mol/（Lmin）或mol/（Lh）,2、變化濃度之比等于化學(xué)方程式中的各物質(zhì)對(duì)應(yīng)的化學(xué)計(jì)量數(shù)之比，所以可以推知某一特定反應(yīng)的化學(xué)反應(yīng)速率之比等于該化學(xué)方程式中各物質(zhì)的計(jì)量數(shù)之比。,精選,4,二、影響化學(xué)反應(yīng)速率因素,1、不同的化學(xué)反應(yīng)具有不同的反應(yīng)速率，影響反應(yīng)速率的主要因素是內(nèi)因，即參加反應(yīng)物質(zhì)的性質(zhì)。,2、對(duì)于一個(gè)特定的反應(yīng)中，影響反應(yīng)速率的因素是外因，即外界條件，主要有表面積、濃度、壓強(qiáng)、溫度、催化劑等。,精選,5,三、化學(xué)平衡狀態(tài)標(biāo)志及特征,1、可逆反應(yīng)達(dá)到平衡狀態(tài)的標(biāo)志,2、同等倍數(shù)（N倍）增加起始投料量對(duì)平衡常見物理量的影響,精選,6,(1)同溫同體積：將N個(gè)容器合并到一個(gè)與原來容器一樣大小的容器中，則此時(shí)各個(gè)成分的質(zhì)量、各個(gè)成分的物質(zhì)的量增大為原來的N倍；合并的過程，壓強(qiáng)增大，平衡向氣體體積縮小的方向移動(dòng)。,(2)同溫同壓：將N個(gè)容器合并到一個(gè)容積是原來容器N倍的容器中，則此時(shí)各個(gè)成分的質(zhì)量、各個(gè)成分的物質(zhì)的量、容器的體積增大為原來的N倍；而平衡時(shí)各個(gè)成分的質(zhì)量分?jǐn)?shù)、各個(gè)成分的物質(zhì)的量分?jǐn)?shù)、各個(gè)成分的轉(zhuǎn)化率、氣體的平均摩爾質(zhì)量、各成分的物質(zhì)的量濃度則保持不變。,精選,7,3、等效平衡問題歸納,精選,8,4、化學(xué)平衡常數(shù),(1)表達(dá)式對(duì)于可逆反應(yīng)mA+nBpC+qD,在一定溫度下達(dá)到平衡時(shí)，,c(A)mc(B)n,c(C)pc(D)q,K=,四、影響化學(xué)平衡的因素,精選,9,例1有可逆反應(yīng)在一定條件下達(dá)到化學(xué)平衡狀態(tài)，平衡混合氣體中B所占總體積的百分比B%與壓強(qiáng)(P)、溫度之間的關(guān)系如圖所示：(1)當(dāng)壓強(qiáng)不變時(shí)，升高溫度，B%變_，化學(xué)平衡向方向移動(dòng)，此反應(yīng)的逆反應(yīng)為_熱反應(yīng)。,理論型,答案：B的百分含量減少，平衡向正反應(yīng)方向移動(dòng)，逆反應(yīng)則是放熱反應(yīng)。,精選,10,(3)增加或減少A物質(zhì)，平衡_（填發(fā)生或不發(fā)生）,(2)當(dāng)溫度不變時(shí)，增大壓強(qiáng)，B%變_，化學(xué)平衡向_方向移動(dòng)，方程式中的系數(shù)（m、n、p、g）之間的關(guān)系是_。移動(dòng)，原因是_。,答案(2)B的百分含量增大，平衡向氣體體積縮小的方向移動(dòng)，nd。因?yàn)閍A（氣）+bB（氣）dD（氣）反應(yīng)是一個(gè)氣體體積減小的反應(yīng)，甲容器體積不變，隨著反應(yīng)的進(jìn)行，氣體的物質(zhì)的量減小，壓強(qiáng)減小。而乙容器壓強(qiáng)不變，所以乙容器的體積縮小，相當(dāng)于甲容器乙容器相當(dāng)于加壓。具體可以如描述如下：,精選,12,定容,定壓,加壓,起始狀態(tài)平衡狀態(tài),精選,13,由上述圖示可知，相當(dāng)于甲裝置達(dá)到平衡時(shí)，再增加一定的壓力才能轉(zhuǎn)化為乙容器，由于是縮體積反應(yīng)，增加壓強(qiáng)平衡向正方向移動(dòng)，這樣反應(yīng)物的轉(zhuǎn)化率、產(chǎn)物的百分含量增加，反應(yīng)物的百分含量和平衡混合物氣體的總物質(zhì)的量都減小，從而推知平衡混合氣體的平均摩爾質(zhì)量增大。答案：乙甲，甲乙，乙甲，甲乙，乙甲，乙甲。,精選,14,當(dāng)a+b=d時(shí)，由于加壓平衡不移動(dòng)，所以上述各項(xiàng)相等。答案：乙=甲，甲=乙，乙=甲，甲=乙，乙=甲，乙=甲,當(dāng)a+bd時(shí)，由于a+b乙，乙甲，乙甲，甲乙，甲乙,精選,17,例4分析、本題考查學(xué)生數(shù)據(jù)分析能力與影響化學(xué)反應(yīng)速率和影響化學(xué)平衡因素的綜合能力。第(1)小題比較簡(jiǎn)單。只對(duì)化學(xué)反應(yīng)速率公式Vx=nx/vt直接套用vA=(0.80-0.67)/10=0.013(mol/Lmin)。,第(2)小題，主要考查學(xué)生對(duì)實(shí)驗(yàn)1、2數(shù)據(jù)的比較分析能力。因?yàn)樵谕瑴囟认?，只有一種反應(yīng)物A的反應(yīng)，且達(dá)到平衡后與實(shí)驗(yàn)1的A的平衡濃度相等，這樣容易知道起始物A的濃度與實(shí)驗(yàn)1相等，即c2=1.0mol/L。,精選,18,但達(dá)到平衡時(shí)間顯然縮短了20min，即反應(yīng)速率快了好多，再分析影響化學(xué)反應(yīng)速率因素來看，因?yàn)闇囟?、濃度、壓?qiáng)與實(shí)驗(yàn)1相同，一種物質(zhì)不需要考慮表面積，這樣只有催化劑了。,第(3)、因?yàn)閷?shí)驗(yàn)3與實(shí)驗(yàn)1溫度相同，而達(dá)到平衡后，A的濃度比實(shí)驗(yàn)1大，這說明起始濃度實(shí)驗(yàn)3要比實(shí)驗(yàn)1大了許多，又由于增大反應(yīng)物濃度提高反應(yīng)速率，所以，V3V1，c31.0mol/L。,精選,19,第(4)、從實(shí)驗(yàn)4數(shù)據(jù)可以知道，升高溫度A的平衡濃度下降，即平衡向正方向移動(dòng)，所以可推測(cè)該反應(yīng)是吸熱反應(yīng)。,例7解析：本題知識(shí)考查學(xué)生對(duì)化學(xué)平衡概念和勒沙特列原理的理解及應(yīng)用。能力考查學(xué)生對(duì)問題過程虛擬等效能力。為了便于說明問題先來看解決下面這個(gè)問題。,精選,20,鋪墊題在一定溫度下，在一固定容積的密閉容器中放入1molH2和2molI2(氣)，發(fā)生反應(yīng)H2+I22HI，達(dá)到平衡后，測(cè)得HI在平衡混合物中的含量為x%，現(xiàn)維持容器溫度和容積均不變的情況下，向容器中再補(bǔ)充1molH2和2molI2(氣)，待建立新的平衡時(shí)，平衡混和物中HI的百分含量比x%A、大B、小C、不變D、不能確定,精選,21,可以虛擬如下過程，,顯然，(1)和(2)建立平衡時(shí)的HI百分含量是相等的，但物質(zhì)的量是2倍的關(guān)系。,精選,22,本題給定的反應(yīng)H2(g)Br2(g)2HBr(g)，是一個(gè)反應(yīng)前后氣態(tài)物質(zhì)總體積不變的反應(yīng)，壓強(qiáng)增大或減小不能使化學(xué)平衡移動(dòng)。,狀態(tài)(1)中H2和Br2的起始物質(zhì)的量都是已知狀態(tài)的2倍，因此從上述鋪墊題得出的結(jié)論不難判斷狀態(tài)(1)達(dá)到平衡時(shí)HBr物質(zhì)的量也應(yīng)是已知狀態(tài)的2倍，故平衡時(shí)HBr物質(zhì)的量為2amol。,精選,23,對(duì)于狀態(tài)(2)，給出了平衡時(shí)HBr為0.5amol，即為“已知”狀態(tài)時(shí)的1/2，故可推知起始狀態(tài)時(shí)H2、Br2分別為0.5mol和1mol，設(shè)為狀態(tài)(2)。狀態(tài)(2)給出起始時(shí)HBr為1mol，相當(dāng)于H20.5mol，Br20.5mol和HBr0mol。若起始相同時(shí)加入Br20.5mol和(H2為0mol)，則其起始狀態(tài)即與上述狀態(tài)(2)相同，平衡時(shí)HBr為0.5amol。故對(duì)狀態(tài)(2)，H2應(yīng)為0mol，Br2應(yīng)0.5mol。,故對(duì)狀態(tài)(2)，H2應(yīng)為0mol，Br2應(yīng)為0.5mol。,精選,24,狀態(tài)(3)是由(1)和(2)進(jìn)而推廣的一種普遍情況。由以上的討論可知，當(dāng)起始狀態(tài)的H2Br212，且HBr為0時(shí)，平衡后各組分的百分含量即與“已知”狀態(tài)相似。據(jù)此可進(jìn)行如下計(jì)算：,現(xiàn)設(shè)狀態(tài)(3)起始時(shí)HBr的物質(zhì)的量為x，平衡時(shí)HBr的物質(zhì)的量為y，則狀態(tài)(3)起始時(shí)相當(dāng)于H2為(m0.5x)mol，Br2為(n0.5x)mol，HBr為0mol，故有,精選,25,H2(g)Br2(g)2HBr(g)n0(mol)m0.5xn0.5x00.5x0.5xx)y,故有(m0.5x)(n0.5x)12，可解得：x2(n2m)mol,精選,26,H2(g)Br2(g)2HBr(g)n0(mol)m0.5xn0.5x0n變(mol)0.5y0.5yyn平(mol)m0.5x0.5yn0.5x0.5yy,平衡時(shí)與已知狀態(tài)比較，應(yīng)有：(m0.5x0.5y)(10.5a)ya以x2(n2m)mol代入，可解得y(nm)amol。故狀態(tài)(3)起始時(shí)HBr應(yīng)為2(n2m)mol，平衡時(shí)HBr應(yīng)為(nm)amol。,精選,27,例8分析,因?yàn)樽筮吺堑润w積反應(yīng)，內(nèi)含12摩。右邊正反應(yīng)是縮體積反應(yīng)，逆反應(yīng)是擴(kuò)體積反應(yīng)。所以要使隔板處于中間，必須使右邊達(dá)到平衡時(shí)也剛好為12摩。,精選,28,(1)當(dāng)x=4.5時(shí)，則右側(cè)物質(zhì)的量為13摩，所以要使隔板處于中間，反應(yīng)必須向著減小物質(zhì)的量方向進(jìn)行，即向著“正反應(yīng)”方向進(jìn)行。欲使起始反應(yīng)維持向該方向進(jìn)行，則必須X+8.512，即X3.5。,(2)因?yàn)楫?dāng)x分別為4.5和5.0這兩種情況下，反應(yīng)達(dá)平衡，即達(dá)到平衡時(shí)都要滿足總物質(zhì)的量都是12摩，只能調(diào)節(jié)溫度才能實(shí)現(xiàn)，所以在這兩種情況下，溫度肯定不相同，這樣勢(shì)必對(duì)左側(cè)反應(yīng)的進(jìn)行程度也不同，故A的量肯定不相同。,精選,29,(3)的分析同(1)小題一樣，可以得出逆反應(yīng)、2.5。,(4)因?yàn)楫?dāng)X=4.5時(shí)，即右側(cè)反應(yīng)D(g)+2E(g)2F(g)起始物質(zhì)的量6.54.52.0最大縮小轉(zhuǎn)化-2.25-4.5+4.5最大擴(kuò)大轉(zhuǎn)化+1+2-2.0,即右側(cè)最小的量為：(6.5-2.25)+(2.0+4.5)。即右側(cè)最大的量為：(6.5+1)+(4.5+2)。,所以有：10.7512+a14，即-1.25a2,精選,30,由于a是加入的所以必須大于0，所以范圍為0a2。,(5)當(dāng)x變動(dòng)時(shí)，D的最大轉(zhuǎn)化率應(yīng)小于多少。這一問題，是要求說明反應(yīng)是向正方向進(jìn)行的，即向正方向進(jìn)行程度最大為多少。,因?yàn)楫?dāng)X=4.5時(shí)，即右側(cè)反應(yīng)D(g)+2E(g)2F(g)起始物質(zhì)的量6.5X2.0最大縮小轉(zhuǎn)化-X/2-X+X,6.5-X/2+2.0+X=12.0,X=7,精選,31,所以D的最大轉(zhuǎn)化率為：3.56.5。,(6)因?yàn)楫?dāng)E=X時(shí)，即右側(cè)反應(yīng)D(g)+2E(g)2F(g)起始物質(zhì)的量6.5X2.0最大縮小轉(zhuǎn)化-X/2-X+X最大擴(kuò)大轉(zhuǎn)化+1+2-2.0,6.5-X/2+2.0+X=12.0,X=7(最大)6.5+1+X+2=12.0,X=2.5(最小),所以：6.5/70)，右側(cè)反應(yīng)的正反應(yīng)為放熱過程，若x分別為4.5和5.0，則在這種情況下，反應(yīng)達(dá)到平衡時(shí)，A的物質(zhì)的量(分別記為n1和n2)n1_n2(填“”“=”“n2。,精選,34,實(shí)用型,例1、Na2S2O3溶液中堿性和中性環(huán)境條件下很穩(wěn)定，在微酸性條件下，S2O32-按下式分解并處于平衡狀態(tài)：沖洗攝影膠片所用的普通酸性定影藥液的成份如下：Na2S2O3250gNa2SO325gCH3COOH溶液20mL加水至1000mL。配制定影液時(shí)，要嚴(yán)格按照上列藥品的順序逐一溶解。,精選,35,1、解釋并用化學(xué)方程式表示產(chǎn)生渾濁的原因,如果按或的順序所配的定影液是渾濁的。試請(qǐng)回答：,解釋：因?yàn)?，所以?dāng)醋酸與硫代硫酸鈉溶液混合后，由于增加H+濃度使上式平衡向右移動(dòng)，即硫單質(zhì)析出而變混濁。,精選,36,2。用化學(xué)平衡移動(dòng)原理來解釋Na2SO3在酸性定影液中的作用。,由于酸度：H2SO3CH3COOHHSO3-，所以當(dāng)醋酸與亞硫酸鈉溶液混合后，反應(yīng)只能進(jìn)行到生成亞硫酸氫根離子為止。即：SO32-+CH3COOHCH3COO-+HSO3-這樣生成了濃度較大的HSO3-后，抑制了下列可逆反應(yīng)向正方向：S2O32-+H+HSO3-+S,精選,37,例2、金屬鋰、鈉