化學(xué)反應(yīng)速率和限時(shí)全解

化學(xué)反應(yīng)速率和限時(shí)全解第1頁(yè)/共40頁(yè)學(xué)習(xí)目標(biāo)：1、認(rèn)識(shí)可逆反應(yīng)、化學(xué)反應(yīng)平衡的含義。2、初步學(xué)會(huì)根據(jù)反應(yīng)速率判斷化學(xué)平衡

及化學(xué)平衡狀態(tài)的建立。第2頁(yè)/共40頁(yè)化學(xué)反應(yīng)的限度思考：一個(gè)化學(xué)反應(yīng)在實(shí)際進(jìn)行時(shí)，反應(yīng)物能否完全轉(zhuǎn)變?yōu)樯晌?？閱讀：P50科學(xué)史話從這一材料中，你得到什么啟示？化學(xué)反應(yīng)是有限度的，有些能進(jìn)行地較徹底，有些反應(yīng)是不徹底的，甚至是可逆的。第3頁(yè)/共40頁(yè)H2+I22HI

正反應(yīng)逆反應(yīng)什么叫做可逆反應(yīng)？

在同一條件下,既向正反應(yīng)方向進(jìn)行,同時(shí)又向逆反應(yīng)方向進(jìn)行的反應(yīng).典型的可逆反應(yīng)有:N2+3H22NH3催化劑高溫高壓2SO2+O22SO3催化劑高溫

SO2

+H2O

H2SO3NH3+H2O

NH3·H2O啟示:化學(xué)反應(yīng)是有限度的，有些能進(jìn)行地較徹底，有些反應(yīng)是不徹底的，甚至是可逆的。第4頁(yè)/共40頁(yè)N2+H2NH3在一固定容積的密閉容器里，加1molN2和3molH2

(合適催化劑)，能發(fā)生什么反應(yīng)？（1）開(kāi)始時(shí)c(N2)、c(H2)大，c(NH3)=0開(kāi)始階段有什么特征？只有正反應(yīng)，v(逆)=0催化劑N2+3H22NH3高溫第5頁(yè)/共40頁(yè)N2+H2NH3（2）瞬間后c(N2)、c(H2

)變小,c(NH3)≠0瞬間過(guò)后有什么特征？正逆反應(yīng)都進(jìn)行，v(逆)≠0，v(正)>v(逆)

（3）c(N2)、c(H2)逐漸變小，c(NH3)逐漸增大，三種物質(zhì)的濃度達(dá)到一個(gè)特定值。一定時(shí)間段內(nèi)有什么特征？v(正)=v(逆)

≠0N2+H2NH3第6頁(yè)/共40頁(yè)

由于v(正)=v(逆)

≠0，雖然正、逆反應(yīng)都在進(jìn)行，但各種物質(zhì)的百分含量、濃度都不會(huì)發(fā)生變化.從外表上看，反應(yīng)好象“停止”。

可逆反應(yīng)的這種特殊狀態(tài)就是我們今天要研究的化學(xué)平衡狀態(tài)。第7頁(yè)/共40頁(yè)反應(yīng)速率v(正)v(逆)t1時(shí)間（t）0(1)0~t1：v(正)>v(逆)(2)t1：v(正)=v(逆)平衡狀態(tài)N2+3H22NH3催化劑高溫高壓交流與討論第8頁(yè)/共40頁(yè)1.定義

在一定條件下的可逆反應(yīng)中，當(dāng)正反應(yīng)速率和逆反應(yīng)速率相等，反應(yīng)混合物中各組分的濃度保持不變的狀態(tài)。前提（適用范圍）：可逆反應(yīng)內(nèi)在本質(zhì)：v(正)=v(逆)

≠0外在標(biāo)志：反應(yīng)混合物中各組分的濃度保持不變化學(xué)平衡狀態(tài)第9頁(yè)/共40頁(yè)2.化學(xué)平衡狀態(tài)的特征(３)動(dòng)：動(dòng)態(tài)平衡（v(正)=v(逆)

≠0）(

2)等：v(正)=v(逆)

(４)定：反應(yīng)混合物中各組分的濃度保持定，各組分的含量保持不變。(５)變：條件改變，原平衡被破壞，在新的條件下建立新的平衡。(１)逆第10頁(yè)/共40頁(yè)此條件下進(jìn)行到什么時(shí)候達(dá)到了這個(gè)反應(yīng)的限度?此時(shí)的反應(yīng)是否停止了？此時(shí)為何3種物質(zhì)的濃度保持不變?

某溫度和壓強(qiáng)下的密閉容器中,2SO2+O22SO3△催化劑

時(shí)間（min)物質(zhì)的量濃度(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第11頁(yè)/共40頁(yè)練習(xí)可逆反應(yīng)達(dá)到平衡的重要特征（）A.反應(yīng)停止了B.正、逆反應(yīng)速率都為零C.反應(yīng)物和生成物的濃度相等D.正、逆反應(yīng)的速率相等D對(duì)于可逆反應(yīng)M＋NQ達(dá)到平衡狀態(tài)時(shí)，下列說(shuō)法正確的是（）

A.M、N、Q三種物質(zhì)的濃度一定相等B.M、N全部變成了QC.M、N、Q的濃度都保持不變D.反應(yīng)已經(jīng)停止C第12頁(yè)/共40頁(yè)1、下列說(shuō)法可以證明反應(yīng)N2+3H22NH3

已達(dá)平衡狀態(tài)的是()A.1個(gè)N≡N鍵斷裂的同時(shí),有3個(gè)H－H鍵形成B.1個(gè)N≡N鍵斷裂的同時(shí),有3個(gè)H－H鍵斷裂C.1個(gè)N≡N鍵斷裂的同時(shí),有6個(gè)N－H鍵斷裂D.1個(gè)N≡N鍵斷裂的同時(shí),有6個(gè)N－H鍵形成A、C隨堂練習(xí)第13頁(yè)/共40頁(yè)2、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.

A的生成速率與C分解的速率相等B.單位時(shí)間內(nèi)生成nmolA,同時(shí)生3nmolBC.

A、B、C的濃度不再變化D.

A、B、C的分子數(shù)比為1:3:2C第14頁(yè)/共40頁(yè)3.化學(xué)平衡狀態(tài)的判定對(duì)于可逆反應(yīng)mA(g)nB(g)+pC(g)在一定條件下達(dá)到平衡狀態(tài)有以下幾個(gè)標(biāo)志(1)A的生成速率和分解速率相等(2)單位時(shí)間生成nmolB和pmolC的同時(shí)，生成mmolA（3）A、B、C的物質(zhì)的量不再改變（4）A、B、C的濃度不再改變（5）A、B、C的百分含量不再改變第15頁(yè)/共40頁(yè)練習(xí)1：可逆反應(yīng)。2HI(g)H2(g)+I2(g)在密閉容器中進(jìn)行，當(dāng)下列4項(xiàng)中某項(xiàng)不取隨時(shí)間變化時(shí)，才能說(shuō)明反應(yīng)已達(dá)平衡（）A容器內(nèi)壓強(qiáng)B平均相對(duì)分子質(zhì)量C各組分濃度D混合氣體顏色CD第16頁(yè)/共40頁(yè)

練習(xí)2：在一定條件下，反應(yīng)2A(g)+2B(g)3C(g)+D(g)達(dá)到平衡狀態(tài)的標(biāo)志是（）A單位時(shí)間內(nèi)生成2nmolA，同時(shí)生成nmolDB容器內(nèi)的壓強(qiáng)不隨時(shí)間而變化C單位時(shí)間內(nèi)生成nmolB，同時(shí)消耗1.5nmolCD容器內(nèi)混合氣體密度不隨時(shí)間而變化A第17頁(yè)/共40頁(yè)

練習(xí)3：在一定條件下，化學(xué)反應(yīng)N2+3H22NH3達(dá)到平衡，下列說(shuō)法正確的是（）A容器內(nèi)平均相對(duì)分子質(zhì)量不隨時(shí)間變化BN2、H2、NH3的濃度之比為1:3:2CN2減少的速率和NH3減少的速率之比為1:2D氣體體積為初始體積的A第18頁(yè)/共40頁(yè)練習(xí)4:在密閉容器中充入4molHI,在一定溫度下,反應(yīng)2HI(g)H2(g)+I2(g)達(dá)到平衡時(shí),有30%的HI分解,則平衡時(shí)混合氣體中氫氣的物質(zhì)的量為多少,混合氣體總物質(zhì)的量為多少?第19頁(yè)/共40頁(yè)定義：可逆反應(yīng)中，舊化學(xué)平衡的破壞，新化學(xué)平衡建立過(guò)程叫做化學(xué)平衡的移動(dòng)。V正≠V逆V正=V逆≠0條件改變

平衡1

不平衡平衡2建立新平衡破壞舊平衡V正=V逆≠0一定時(shí)間影響化學(xué)平衡的條件化學(xué)平衡的移動(dòng)V正>V逆平衡向正反應(yīng)方向移動(dòng)V正=V逆平衡不移動(dòng)V正<V逆平衡向逆反應(yīng)方向移動(dòng)第20頁(yè)/共40頁(yè)探究實(shí)驗(yàn)

FeCl3+3KSCNFe(SCN)3+3KCl

（黃色）（無(wú)色）（紅色）（無(wú)色）現(xiàn)象:向第一支試管里加入幾滴FeCl3

溶液，顏色加深。向第二支試管里加入幾滴KSCN溶液，顏色加深。1.濃度對(duì)化學(xué)平衡的影響第21頁(yè)/共40頁(yè)V正V逆V正’V逆’0Vt1t增大反應(yīng)物濃度V正’V逆’V正V逆0Vt1t增大生成物濃度減小反應(yīng)物濃度濃度對(duì)化學(xué)平衡的影響平衡向正反應(yīng)方向移動(dòng)平衡向逆反應(yīng)方向移動(dòng)減小生成物濃度V正V逆V正’V逆’0Vt1tV正’>V逆’0V正V逆V正’V逆’Vt1tV逆’>V正’第22頁(yè)/共40頁(yè)思考練習(xí)

Fe(NO3)2溶液呈淺綠色，其中存在著下列平衡：Fe2++2H2OFe(OH)2+2H+

往該溶液中滴加鹽酸，發(fā)生的變化（）

(A)平衡向逆反應(yīng)方向移動(dòng)

(B)平衡向正反應(yīng)方向移動(dòng)

(C)溶液由淺綠色變成黃色

(D)Fe2+物質(zhì)的量增大AD第23頁(yè)/共40頁(yè)2.溫度對(duì)化學(xué)平衡的影響例如：2NO24N2O4+Q為放熱反應(yīng)紅棕色無(wú)色結(jié)論：其它條件不變的情況下，溫度升高，平衡向吸熱反應(yīng)方向移動(dòng)；溫度降低，平衡向放熱反應(yīng)方向移動(dòng)。第24頁(yè)/共40頁(yè)升高溫度V放V吸V吸’V放’0Vt1t降低溫度溫度對(duì)化學(xué)平衡的影響平衡向吸熱(△H>0)反應(yīng)方向移動(dòng)平衡向放熱(△H<0)反應(yīng)方向移動(dòng)V放V吸V吸’V放’0Vt1tV吸’>V放’V放’>V吸’溫度對(duì)吸熱反應(yīng)的速率的影響程度大所有化學(xué)反應(yīng)一定伴隨著熱效應(yīng)，因些改變溫度一定會(huì)使化學(xué)平衡發(fā)生移動(dòng)。第25頁(yè)/共40頁(yè)

對(duì)于有氣體參與或生成的反應(yīng)，其它條件不變時(shí)：

增大壓強(qiáng)，向氣體體積縮小的方向移動(dòng)；

減小壓強(qiáng)，向氣體體積增大的方向移動(dòng)[注意]壓強(qiáng)的變化(是通過(guò)改變?nèi)萜鞯捏w積實(shí)現(xiàn))必須改變混合氣體的濃度，導(dǎo)致速率變化時(shí)，才可能使平衡移動(dòng)。3、壓強(qiáng)對(duì)化學(xué)平衡的影響第26頁(yè)/共40頁(yè)2SO2(g)+O2(g)2SO3(g)增大壓強(qiáng)減小壓強(qiáng)壓強(qiáng)對(duì)化學(xué)平衡的影響平衡向正反應(yīng)(氣體體積減小)方向移動(dòng)平衡向逆反應(yīng)(氣體體積增大)方向移動(dòng)壓強(qiáng)對(duì)氣體計(jì)量數(shù)和大的一側(cè)的速率影響程度大V正V逆V正’V逆’0Vt1tV正’>V逆’V正’V逆’V正V逆0Vt1tV逆’>V正’壓強(qiáng)變化相當(dāng)?shù)缺稊?shù)的改變各組分的濃度

第27頁(yè)/共40頁(yè)壓強(qiáng)對(duì)化學(xué)平衡的影響①有氣體參加反應(yīng)②反應(yīng)前后氣體總的物質(zhì)的量有變化條件：H2(g)+I2(g)2HI(g)增大壓強(qiáng)減小壓強(qiáng)V正V逆V正’V逆’0Vt1tV正V逆V正’V逆’0Vt1t對(duì)于反應(yīng)前后氣體物質(zhì)的量沒(méi)變化的反應(yīng)，改變壓強(qiáng)只會(huì)同等程度地影響正逆反應(yīng)速率。V逆’=V正’平衡不移動(dòng)第28頁(yè)/共40頁(yè)

在定溫、容積可變的容器中充入1molN2

和3molH2，發(fā)生反應(yīng)N2+3H22NH3，當(dāng)反應(yīng)達(dá)到平衡后，下列措施將會(huì)對(duì)化學(xué)平衡產(chǎn)生什么影響？（填正向移動(dòng)或逆向移動(dòng)或不移動(dòng)）例：正向移動(dòng)逆向移動(dòng)不移動(dòng)（1）壓縮容器的容積（2）定壓向容器中充入氦氣（3）定容容器中充入氦氣增大壓強(qiáng)正向移動(dòng)減小壓強(qiáng)逆向移動(dòng)第29頁(yè)/共40頁(yè)例：I2+H22HI△增大體系的壓強(qiáng)，平衡不移動(dòng)，但濃度增大，顏色加深，速率加快！對(duì)于反應(yīng)前后氣體分子數(shù)目不變的反應(yīng)，壓強(qiáng)改變，平衡不移動(dòng)第30頁(yè)/共40頁(yè)4.催化劑對(duì)化學(xué)平衡無(wú)影響催化劑同等程度的加快或減慢正、逆反應(yīng)速率(V正=V逆)；對(duì)化學(xué)平衡無(wú)影響。t時(shí)間（b）V速率V正V逆0V逆V正′′催化劑能縮短平衡到達(dá)的時(shí)間第31頁(yè)/共40頁(yè)改變反應(yīng)條件平衡移動(dòng)①②③增大反應(yīng)物濃度減少生成物濃度向正方向移動(dòng)減小反應(yīng)物濃度增加生成物濃度向逆方向移動(dòng)增大壓強(qiáng)減小壓強(qiáng)向體積增大的方向移動(dòng)升高溫度向吸熱反應(yīng)方向移動(dòng)向放熱反應(yīng)方向移動(dòng)降低溫度[總結(jié)]改變反應(yīng)條件時(shí)平衡移動(dòng)的方向向體積縮小的方向移動(dòng)第32頁(yè)/共40頁(yè)分析化學(xué)平衡移動(dòng)的一般思路勒夏特列原理判斷第33頁(yè)/共40頁(yè)補(bǔ)充：化學(xué)平衡移動(dòng)原理——勒夏特列原理

如果改變影響平衡的一個(gè)條件（如濃度、溫度、或壓強(qiáng)等），平衡就向能夠減弱這種改變的方向移動(dòng)。注意：①是“減弱”這種改變，不是“消除”這種改變②勒夏特列原理適用于任何動(dòng)態(tài)平衡體系（如：溶解平衡、電離平衡、沉淀平衡、水解平衡等），未平衡狀態(tài)不能用此來(lái)分析③平衡移動(dòng)原理只能用來(lái)判斷平衡移動(dòng)方向，但不能用來(lái)判斷建立平衡所需時(shí)間。第34頁(yè)/共40頁(yè)化學(xué)反應(yīng)條件的控制