化學(xué)反應(yīng)速率以及化學(xué)平衡

1、關(guān)于化學(xué)反應(yīng)速率和化學(xué)平衡第1頁(yè)，共42頁(yè)，2022年，5月20日，13點(diǎn)5分，星期四復(fù)習(xí)：什么叫可逆反應(yīng)？可逆反應(yīng)有哪些特點(diǎn)？ 在相同條件下，既能向正反應(yīng)方向進(jìn)行，同時(shí)，又能向逆反應(yīng)方向進(jìn)行的化學(xué)反應(yīng)，叫做可逆反應(yīng)。思考：化學(xué)反應(yīng)速率研究反應(yīng)的快慢，研究一個(gè)化學(xué)反應(yīng)還需要討論哪些內(nèi)容？可逆反應(yīng)的特點(diǎn)：同一條件、同時(shí)反應(yīng)、方向?qū)α⒉豢赡芡耆D(zhuǎn)化還需要研究化學(xué)反應(yīng)進(jìn)行的程度化學(xué)平衡第2頁(yè)，共42頁(yè)，2022年，5月20日，13點(diǎn)5分，星期四第三節(jié) 化學(xué)平衡討論：可逆反應(yīng)為什么有“度”的限制？“度”是怎樣產(chǎn)生的？分析：在一定溫度下，將一定質(zhì)量的蔗糖溶于100mL水的過程如右圖，蔗糖在溶解時(shí)，一方面

2、，蔗糖分子不斷離開蔗糖表面擴(kuò)散到水中，另一方面，溶液中的蔗糖分子又不斷在未溶解的蔗糖表面聚集成為晶體。蔗糖晶體 蔗糖溶液溶解結(jié)晶第3頁(yè)，共42頁(yè)，2022年，5月20日，13點(diǎn)5分，星期四過程分析：開始時(shí)，v溶解 ，v結(jié)晶然后， v溶解 ，v結(jié)晶 最大0逐漸減小逐漸增大最后， v溶解 v結(jié)晶 建立溶解平衡，形成飽和溶液，即溶解的蔗糖的質(zhì)量與結(jié)晶的蔗糖質(zhì)量相等，固體質(zhì)量不再減少了。第4頁(yè)，共42頁(yè)，2022年，5月20日，13點(diǎn)5分，星期四討論：在一定條件下，達(dá)到溶解平衡后，蔗糖晶體的質(zhì)量和溶液的濃度是否變化？溶解和結(jié)晶過程是否停止？晶體質(zhì)量和溶液的濃度不會(huì)發(fā)生改變，但溶解和結(jié)晶過程并未停止，

3、v溶解v結(jié)晶，蔗糖溶解多少則結(jié)晶多少。“度”（限度）的產(chǎn)生 消耗量等于生成量，量上不再變化第5頁(yè)，共42頁(yè)，2022年，5月20日，13點(diǎn)5分，星期四一、化學(xué)平衡的建立過程在反應(yīng)CO+H2O CO2+H2中，將0.01 mol CO和0.01 mol H2O (g)通入1L密閉容器中，反應(yīng)一段時(shí)間后，各物質(zhì)濃度不變。1、反應(yīng)剛開始時(shí)： 反應(yīng)物濃度，正反應(yīng)速率 ，生成物濃度為，逆反應(yīng)速率為。最大最大00逐漸減小逐漸減小逐漸增大逐漸增大2、反應(yīng)過程中：反應(yīng)物濃度，正反應(yīng)速率 ，生成物濃度，逆反應(yīng)速率第6頁(yè)，共42頁(yè)，2022年，5月20日，13點(diǎn)5分，星期四3、一定時(shí)間后，必然出現(xiàn)V正反應(yīng)速率V逆

4、反應(yīng)速率vtv正v逆v正 v逆t14、t1時(shí)刻后， v正 v逆 ,即正反應(yīng)消耗的反應(yīng)物的量與逆反應(yīng)生成的反應(yīng)物的量相等，反應(yīng)物和生成物的濃度不再發(fā)生變化 化學(xué)平衡第7頁(yè)，共42頁(yè)，2022年，5月20日，13點(diǎn)5分，星期四二、化學(xué)平衡1、概念： 在外界條件不變的情況下，可逆反應(yīng)進(jìn)行到一定的程度時(shí)，V正反應(yīng)速率=V逆反應(yīng)速率，化學(xué)反應(yīng)進(jìn)行到最大限度，反應(yīng)物和生成物的濃度不再發(fā)生變化，反應(yīng)混合物處于化學(xué)平衡狀態(tài)，簡(jiǎn)稱化學(xué)平衡第8頁(yè)，共42頁(yè)，2022年，5月20日，13點(diǎn)5分，星期四反應(yīng)條件：2、化學(xué)平衡的性質(zhì)：溫度、壓強(qiáng)、濃度等不變可逆反應(yīng)，不可逆反應(yīng)一般不會(huì)出現(xiàn)平衡狀態(tài)條件不變是基礎(chǔ)研究對(duì)象：

5、可逆反應(yīng)是前提本質(zhì)： v正 v逆即同一物質(zhì)消耗速率與生成速率相等速率相等是實(shí)質(zhì)現(xiàn)象：反應(yīng)混合物組成成分的濃度保持不變濃度不變是標(biāo)志第9頁(yè)，共42頁(yè)，2022年，5月20日，13點(diǎn)5分，星期四注意： 平衡時(shí)，反應(yīng)混合物各組成成分的物質(zhì)的量濃度、百分含量恒定，但不相等。同時(shí)，平衡狀態(tài)下，反應(yīng)體系的壓強(qiáng)恒定、 反應(yīng)混合氣體的相對(duì)分子質(zhì)量恒定第10頁(yè)，共42頁(yè)，2022年，5月20日，13點(diǎn)5分，星期四3、化學(xué)平衡的特征：逆、動(dòng)、等、定、變、同逆：研究的對(duì)象是可逆反應(yīng)。動(dòng)：化學(xué)平衡是動(dòng)態(tài)平衡，雖然達(dá)到平衡狀，但正反應(yīng)和逆反應(yīng)并未停止，是一個(gè)動(dòng)態(tài)平衡。等：達(dá)到化學(xué)平衡時(shí)，v正 v逆0定：反應(yīng)混合物各組分

6、的濃度保持一定。變：化學(xué)平衡建立在一定條件下，條件改變時(shí)，平衡就會(huì)被破壞，變?yōu)椴黄胶?，并在新條件下建立新的平衡。同：在一定條件下，可逆反應(yīng)不論是從正反應(yīng)還是逆反應(yīng)開始，還是正逆反應(yīng)同時(shí)開始，只要起始濃度相當(dāng)，均可以建立相同的化學(xué)平衡。即平衡的建立與途徑無(wú)關(guān)。第11頁(yè)，共42頁(yè)，2022年，5月20日，13點(diǎn)5分，星期四4、達(dá)到化學(xué)平衡的標(biāo)志：V正=V逆和反應(yīng)混合物各組分濃度保持不變是判斷平衡的兩大主要標(biāo)志。直接標(biāo)志：速率關(guān)系： v正 v逆應(yīng)用：判斷平衡時(shí)，要注意用“同”、“等”、“逆”的原則同：同一種物質(zhì)的V正和V逆才能比較等：轉(zhuǎn)化后的反應(yīng)速率必須相等逆：反應(yīng)方向必須對(duì)立含量關(guān)系：反應(yīng)混合物各

7、組分的濃度、質(zhì)量分?jǐn)?shù)、物質(zhì)的量、摩爾分?jǐn)?shù)、體積分?jǐn)?shù)、分子數(shù)之比保持不變第12頁(yè)，共42頁(yè)，2022年，5月20日，13點(diǎn)5分，星期四以反應(yīng)mA(g)+nB (g) pC(g)為例，達(dá)到平衡的標(biāo)志為： A的消耗速率與A的生成速率A的消耗速率與C的速率之比等于B的生成速率與C的速率之比等于A的生成速率與B的速率之比等于相等消耗m ：p生成n ：p消耗m ：n異邊同向，同邊異向，比例計(jì)量第13頁(yè)，共42頁(yè)，2022年，5月20日，13點(diǎn)5分，星期四例1、一定條件下，反應(yīng)A2(g)+B2(g) 2AB(g)達(dá)到平衡的標(biāo)志是A、單位時(shí)間內(nèi)生成n mol A2同時(shí)生成n molAB B、單位時(shí)間內(nèi)生成2n

8、 mol AB 同時(shí)生成n mol B2 C、單位時(shí)間內(nèi)生成n mol A2 同時(shí)生成n mol B2 D、單位時(shí)間內(nèi)生成n mol A2 同時(shí)消耗n mol B2 第14頁(yè)，共42頁(yè)，2022年，5月20日，13點(diǎn)5分，星期四例2、一定條件下，反應(yīng)N2+3H2 2NH3達(dá)到平衡的標(biāo)志是 A、一個(gè)NN鍵斷裂的同時(shí)，有三個(gè)HH鍵形成 B、一個(gè)NN鍵斷裂的同時(shí)，有三個(gè)HH鍵斷裂 C、一個(gè)NN鍵斷裂的同時(shí)，有六個(gè)NH鍵斷裂 D、一個(gè)NN鍵斷裂的同時(shí)，有六個(gè)NH鍵形成 在判斷化學(xué)平衡時(shí)，要注意化學(xué)鍵數(shù)與反應(yīng)物質(zhì)的物質(zhì)的量之間的聯(lián)系，同時(shí)要注意成鍵、斷鍵與反應(yīng)方向之間的關(guān)系。第15頁(yè)，共42頁(yè)，2022

9、年，5月20日，13點(diǎn)5分，星期四間接標(biāo)志：以反應(yīng)mA(g)+nB(g) pC(g)為例混合氣體的總壓強(qiáng)、總體積、總物質(zhì)的量不隨時(shí)間改變而，（適用于）改變m+np 的反應(yīng)、混合氣體的平均相對(duì)分子質(zhì)量、密度不隨時(shí)間改變而，（適用于）改變m+np 的反應(yīng)各氣體體積、氣體分壓、各物質(zhì)的物質(zhì)的量不隨時(shí)間改變、特殊標(biāo)志：對(duì)于有色物質(zhì)參加反應(yīng)，如果體系顏色不變，反應(yīng)達(dá)到平衡對(duì)于吸熱或放熱反應(yīng)，如果體系溫度不變，反應(yīng)達(dá)到平衡第16頁(yè)，共42頁(yè)，2022年，5月20日，13點(diǎn)5分，星期四 氣體的總壓、氣體的總的物質(zhì)的量、混合氣體的平均相對(duì)分子質(zhì)量、混合氣體的密度、反應(yīng)混合物平衡時(shí)物質(zhì)的量之比在等系數(shù)的氣體反應(yīng)

10、中不能作為平衡判據(jù)的是：例3、在一定溫度下，向aL密閉容器中加入1molX氣體和2molY氣體發(fā)生如下反應(yīng)：X(g)+2Y(g) 2Z(g），此反應(yīng)達(dá)到平衡的標(biāo)志是：A、容器內(nèi)壓強(qiáng)不隨時(shí)間變化 B、容器內(nèi)各物質(zhì)的濃度不隨時(shí)間變化 C、容器內(nèi)X、Y、Z的濃度之比為1:2:2D、單位時(shí)間消耗0.1molX的同時(shí)生成0.2molZ第17頁(yè)，共42頁(yè)，2022年，5月20日，13點(diǎn)5分，星期四課堂練習(xí)： 【】 在一定溫度下,可逆反應(yīng)A(g)+3B(g) 2C(g)達(dá)到平衡的標(biāo)志是（ ）A.C的生成速率與C分解的速率相等 B.單位時(shí)間內(nèi)生成n molA,同時(shí)生3n molBC.A、B、C的濃度不再變化

11、D.A、B、C的分子數(shù)比為1:3:2AC第18頁(yè)，共42頁(yè)，2022年，5月20日，13點(diǎn)5分，星期四【2】 下列說法中可以充分說明反應(yīng): P(g)+Q(g) R(g)+S(g) , 在恒溫下已達(dá)平衡狀態(tài)的是（） 反應(yīng)容器內(nèi)壓強(qiáng)不隨時(shí)間變化B.P和S的生成速率相等C.反應(yīng)容器內(nèi)P、Q、R、S四者共存 D.反應(yīng)容器內(nèi)總物質(zhì)的量不隨時(shí)間而變化 B第19頁(yè)，共42頁(yè)，2022年，5月20日，13點(diǎn)5分，星期四 【3】在一定溫度下的恒容容器中,當(dāng)下列物理量不再發(fā)生變化時(shí),表明A(s)+3B(g) 2C(g)+D(g)已達(dá)平衡狀態(tài)的是 ( )A.混合氣體的壓強(qiáng) B.混合氣體的密度C.B的物質(zhì)的量濃度 D

12、.氣體的總物質(zhì)的量BC第20頁(yè)，共42頁(yè)，2022年，5月20日，13點(diǎn)5分，星期四【4】 在一定溫度下,下列敘述不是可逆反應(yīng)A(g)+3B(g) 2C(g)+2D(s)達(dá)到平衡的標(biāo)志的是 C的生成 速率與C的分解速率相等 單位時(shí)間內(nèi)生成a molA,同時(shí)生成3a molB A、B、C的濃度不再變化A、B、C的分壓強(qiáng)不再變化混合氣體的總壓強(qiáng)不再變化混合氣體的物質(zhì)的量不再變化 A、B、C、D的分子數(shù)之比為1:3:2:2 A. B. C. D. ( A )第21頁(yè)，共42頁(yè)，2022年，5月20日，13點(diǎn)5分，星期四影響化學(xué)平衡的條件思考：反應(yīng)條件改變是如何影響化學(xué)平衡？一定條件下的化學(xué)平衡v正

13、v逆，反應(yīng)混合物中各組分的含量恒定條件改變反應(yīng)速率改變，且變化量不同非平衡狀態(tài)平衡被破壞 v正 v逆，反應(yīng)混合物中各組分的含量不斷變化一定時(shí)間后新條件下的新化學(xué)平衡v正 v逆，反應(yīng)混合物中各組分的含量恒定平衡狀態(tài)平衡狀態(tài)化學(xué)平衡的移動(dòng)第22頁(yè)，共42頁(yè)，2022年，5月20日，13點(diǎn)5分，星期四一、化學(xué)平衡的移動(dòng)總結(jié)：化學(xué)平衡的研究對(duì)象是，化學(xué)平衡是有條件限制的平衡，只有在時(shí)才能保持平衡，當(dāng)外界條件（濃度、溫度、壓強(qiáng)）改變時(shí)，化學(xué)平衡會(huì)被，反應(yīng)混合物里各組分的含量不斷 ，由于條件變化對(duì)正逆反應(yīng)速率的影響不同，致使v正 v逆，然后在新條件下建立 可逆反應(yīng)動(dòng)態(tài)條件一定破壞發(fā)生變化新的平衡第23頁(yè)，

14、共42頁(yè)，2022年，5月20日，13點(diǎn)5分，星期四1、化學(xué)平衡移動(dòng)的定義：化學(xué)上把這種可逆反應(yīng)中舊化學(xué)平衡的破壞、新化學(xué)平衡建立的過程叫做化學(xué)平衡的移動(dòng)2、化學(xué)平衡的移動(dòng)方向的速率判斷：若外界條件變化引起v正 v逆：平衡向正反應(yīng)方向移動(dòng)若外界條件變化引起v正 v逆：平衡向逆反應(yīng)方向移動(dòng)若外界條件變化引起v正 v逆：舊平衡未被破壞，平衡不移動(dòng)第24頁(yè)，共42頁(yè)，2022年，5月20日，13點(diǎn)5分，星期四移動(dòng)方向速率變化減小反應(yīng)物濃度減小生成物濃度增大生成物濃度增大反應(yīng)物濃度平衡移動(dòng)原因濃度變化對(duì)反應(yīng)速率的影響v正首先增大v逆隨后增大且v正 v逆正反應(yīng)方向v逆首先增大v正隨后增大且v逆 v正逆反

15、應(yīng)方向 v逆首先減小 v正隨后減小且v正 v逆正反應(yīng)方向v正首先減小v逆隨后減小且v逆 v正逆反應(yīng)方向1、濃度對(duì)化學(xué)平衡的影響二、影響化學(xué)平衡的條件第25頁(yè)，共42頁(yè)，2022年，5月20日，13點(diǎn)5分，星期四結(jié)論：當(dāng)其他條件不變時(shí)，增大反應(yīng)物濃度或減小生成物濃度，化學(xué)平衡向反應(yīng)方向移動(dòng)；增大生成物濃度或減小反應(yīng)物濃度，化學(xué)平衡向反應(yīng)方向移動(dòng)。正逆第26頁(yè)，共42頁(yè)，2022年，5月20日，13點(diǎn)5分，星期四N2(g)+3H2(g) 2NH3(g)反應(yīng)中，壓強(qiáng)變化和NH3含量的關(guān)系壓強(qiáng)（MPaH3 %2.09.216.435.553.669.4結(jié)論：壓強(qiáng)增大， NH3

16、增大，平衡向正反應(yīng)方向移動(dòng)。增大壓強(qiáng)，平衡向氣體體積縮小方向移動(dòng)。減小壓強(qiáng)，平衡向氣體體積增大方向移動(dòng)。2、壓強(qiáng)對(duì)化學(xué)平衡的影響第27頁(yè)，共42頁(yè)，2022年，5月20日，13點(diǎn)5分，星期四思考：對(duì)于等體積的氣體反應(yīng)，壓強(qiáng)改變將怎樣影響化學(xué)平衡？結(jié)論：由于壓強(qiáng)變化同時(shí)、同步、等倍數(shù)影響正、逆反應(yīng)速率，v正= v逆，化學(xué)平衡不移動(dòng)，但反應(yīng)速率改變。例、在反應(yīng)I2(g)+H2 (g) 2HI (g)中增大壓強(qiáng)vtv正= v逆v正= v逆第28頁(yè)，共42頁(yè)，2022年，5月20日，13點(diǎn)5分，星期四3、溫度對(duì)化學(xué)平衡的影響討論：溫度的變化對(duì)化學(xué)反應(yīng)速率如何影響？v正和 v逆怎樣變化？結(jié)論：溫度升高，

17、 v正和 v逆同時(shí)增大；溫度降低，v正和 v逆同時(shí)減小。問題：溫度的變化如何改變不同反應(yīng)的v正和 v逆的倍數(shù)？2NO2 N2O4 H0第29頁(yè)，共42頁(yè)，2022年，5月20日，13點(diǎn)5分，星期四實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象：溫度升高，混合氣體顏色加深，平衡向 方向移動(dòng)；溫度降低，混合氣體顏色變淺，平衡向 方向移動(dòng)NO2濃度增大逆反應(yīng)NO2濃度減小正反應(yīng)結(jié)論：升高溫度化學(xué)平衡向移動(dòng)，吸熱反應(yīng)方向降低溫度化學(xué)平衡向移動(dòng)，放熱反應(yīng)方向第30頁(yè)，共42頁(yè)，2022年，5月20日，13點(diǎn)5分，星期四4、化學(xué)平衡移動(dòng)原理勒夏特列原理原理：如果改變影響平衡的一個(gè)條件（濃度、溫度、壓強(qiáng)等），化學(xué)平衡就向減弱這種改變的方向移動(dòng)。

18、此原理只適用于已達(dá)平衡的體系平衡移動(dòng)方向與條件改變方向相反。ps：移動(dòng)的結(jié)果只能是減弱外界條件的該變量，但不能抵消。第31頁(yè)，共42頁(yè)，2022年，5月20日，13點(diǎn)5分，星期四5、催化劑對(duì)化學(xué)平衡的影響討論：催化劑怎樣改變v正和 v逆？小結(jié)：同步、等倍數(shù)改變v正和 v逆結(jié)論：催化劑不能使化學(xué)平衡發(fā)生移動(dòng)；不能改變反應(yīng)混合物的百分含量；但可以改變達(dá)到平衡的時(shí)間。vtv正= v逆v正= v逆 含量 tt1t2第32頁(yè)，共42頁(yè)，2022年，5月20日，13點(diǎn)5分，星期四第3章 化學(xué)反應(yīng)速率和化學(xué)平衡第二節(jié) 化學(xué)平衡化學(xué)平衡常數(shù)第33頁(yè)，共42頁(yè)，2022年，5月20日，13點(diǎn)5分，星期四平衡常數(shù)

19、的推導(dǎo)序號(hào)起始時(shí)濃度（mol/L）457.6平衡時(shí)濃度（mol/L）457.6平衡時(shí)c (H2)c(I2)c (HI)c (H2)c(I2)c (HI)11.19710-26.944 10-305.617 10-35.936 10-41.270 10-221.22810-26.964 10-303.841 10-31.524 10-31.687 10-23001.52010-21.696 10-31.696 10-31.181 10-24001.28710-21.433 10-31.433 10-31.000 10-248.3848.6148.48根據(jù)表中的數(shù)據(jù)計(jì)算出平衡時(shí) 的值，并分析其中規(guī)

20、律。48.71第34頁(yè)，共42頁(yè)，2022年，5月20日，13點(diǎn)5分，星期四結(jié)論： 在一定溫度下，可逆反應(yīng)無(wú)論從正反應(yīng)開始，還是從逆反應(yīng)開始，又不論反應(yīng)物起始濃度的大小，最后都能達(dá)到化學(xué)平衡，這時(shí)生成物的濃度冪之積與反應(yīng)物的濃度冪之積的比值是一個(gè)常數(shù)。第35頁(yè)，共42頁(yè)，2022年，5月20日，13點(diǎn)5分，星期四一、化學(xué)平衡常數(shù)（K）1、定義 一定溫度下，對(duì)于已達(dá)平衡的反應(yīng)體系中，生成物濃度冪之積與反應(yīng)物濃度冪之積的比值是一個(gè)常數(shù)是個(gè)常數(shù)，這個(gè)常數(shù)叫做該反應(yīng)的化學(xué)平衡常數(shù)。2、平衡常數(shù)的數(shù)學(xué)表達(dá)式及其單位K=K的單位：第36頁(yè)，共42頁(yè)，2022年，5月20日，13點(diǎn)5分，星期四1、如果反應(yīng)中有固體和純液體參加，它們的濃度不應(yīng)寫在平衡關(guān)系式中，因?yàn)樗鼈兊臐舛仁枪潭ú蛔兊?/p>