名称 | 【新人教版课件】高中化学人教版选修四:第二章 化学反应速率和化学平衡(8份打包) | | |
格式 | zip | ||
文件大小 | 3.3MB | ||
资源类型 | 教案 | ||
版本资源 | 人教版(新课程标准) | ||
科目 | 化学 | ||
更新时间 | 2014-02-14 19:43:25 |
B. 增大Y的浓度
C. 降低温度
D. 增大体系压强A.D课件24张PPT。化学反应速率第二章 化学反应速率和化学平衡 化学反应进行的方向---推动力化学反应原理的三个重要方面化学反应快慢---速率化学反应进行的限度---化学平衡第一节 化学反应速率成果展示一、化学反应速率 1、含 义: 2、表示方法: 3、数学表达式: 4、单 位: 化学反应速率是用来衡量化学反应进行快慢的物理量。 化学反应速率用单位时间(如每秒,每分,每小时)内反应物或生成物的物质的量的变化来表示。在容积不变的反应器中,通常是用单位时间内反应物浓度的减少或生成物浓度的增加来表示 。 V == △C/ △t mol/(L·s) 或 mol/(L·min)
或 mol/(L·h) 点击试题 在2L的密闭容器中,加入1mol N2和3mol的H2,发生 N2 + 3H2 2NH3 ,在2s末时,测得容器中含有0.4mol的NH3,求该反应的化学反应速率。 解: N2 + 3H2 2NH3 起始量(mol): 1 3 0 2s末量(mol): 1-0.2 3-0.6 0.4
变化量(mol): 0.2 0.6 0.4
则 V(N2)=0.2/2×2=0.05 mol/(L·s)
V(H2)=0.6/2×2=0.15 mol/(L·s)
V(NH3)=0.4/2×2=0.1 mol/(L·s) 问题讨论问题一、V(N2)、 V(H2 )与 V(NH3)的数值是否相同? 问题二、是否表示此反应的同一种速率?数值上有何规律? 问题三、由上述计算题的结果,你会得出什么结论? 结论:对于在一个容器中的一般反应 aA + bB = cC + dD
来说 V(A ):V(B) :V(C) :V(D) = △C(A) :△C(B) :△C(C ):△C(D )= △n(A) :△n(B) :△n(C) :△n(D)= a :b :c :d 特别强调理解化学反应速率的表示方法时
应注意的几个问题: 1.上述化学反应速率是平均速率,而不是瞬时速率。 2.无论浓度的变化是增加还是减少,一般都取正值,
所以化学反应速率一般为正值。 3.由于在反应中固体和纯液体的浓度是恒定不变的,
因此对于有纯液体或固体参加的反应一般不用
纯液体或固体来表示化学反应速率。 4、对于同一个反应来说,用不同的物质来表示该反应的速率时,其数值不同,但每种物质都可以用 来表示该反应的快慢。因此,表示化学反应速率时,必须指明是用反应体系中的哪种物质做标准。 5、在同一个反应中,各物质的反应速率之比等于方程式中的系数比。 特别强调理解化学反应速率的表示方法时
应注意的几个问题: 评价反馈 (1) 向2L的密闭容器(内有催化剂)充入2mol的SO2和1molO2,经2S,测得容器内有1mol的SO3,则该反应的速率可怎样表示? (2) 在一定条件下,密闭容器中合成氨,3H2+N2 2NH3,开始时测得C(H2)=4mol/L ,C(N2)=1mol/L,2S末,测得C(N2)= 0.9mol/L。求V(H2)为多大?评价反馈(1)解: 2SO2 + O2 2SO3 起始量(mol): 2 1 0 2s末量(mol): 1
变化量(mol): 1 0.5 1
则 V(SO2)= V(SO3)= 0.25 mol/(L·s)
V(O2)= 0.125 mol/(L·s) (2)解: V(N2)= △C(N2)/ △t = 0.05 mol/(L·s)
V(H2)= 3 V(N2) = 0.15 mol/(L·s) 不同浓度的稀硫酸与锌反应的实验,你准备如何比较反应速率的快慢?合作探究①观察产生气泡的快、慢;
②观察试管中剩余锌粒的质量的多、少;
③用手触摸试管,感受试管外壁温度的高、低定性描述实验现象 判断反应的快慢实验测量判断反应的快慢定量描述合作探究实验测量判断反应的快慢定量描述①测定气体的体积或体系的压强
②测定物质的物质的量的变化
③测定物质或离子的浓度变化
④测定体系的温度或测定反应的热量变化实验测量判断反应的快慢定量描述 按图安装两套装置,在锥形瓶内各盛有2g锌粒(颗粒大小基本相同),然后通过分液漏斗分别加入40mL 1mol/L和40mL 4mL/L的硫酸,比较二者收集10mLH2所用的时间。二、化学反应速率的实验测定实验步骤:
1、连接实验装置
2、检查装置的气密性
3、先向锥形瓶中加入锌粒,然后再向分液漏斗中
加入稀硫酸
4、使稀硫酸滴入锥形瓶与锌粒反应
5、观察收集10mLH2所用的时间
二、化学反应速率的实验测定注意事项:
1、注意安全,团结协作
2、如何检查装置的气密性
3、何时计时,用何仪器计时
4、稀硫酸滴入时注意:
a:保持导气管顺畅
b液体快速滴下
c滴完后迅速关闭分液漏斗活塞
5、注射器读数到什么位置,是10mL处吗结论: 锌跟硫酸反应产生气泡,收集10 mL气体。浓硫酸所用的时间比稀硫酸所用的时间短实验数据:实验现象:4mol/L的硫酸与锌反应比1mol/L的硫酸
与锌反应快。 知识拓展测量化学反应速率的常见方法1、量气法2、比色法3、电导法4、激光技术法知识拓展测量化学反应速率的常见方法1、量气法2、比色法3、电导法4、激光技术法学习感悟
1、化学反应速率的含义及数学表达式
2、常见实验室测定化学反应速率1、在密闭容器中A与B反应生成C,其反应速率分别用V(A)、V(B)、V(C)表示。已知V(A)、V(B)、V(C)之间有以下关系2V(B)==3V(A),3V(C)==2V(B)。则此反应可表示为( )
A、2A+3B==2C B、A+3B==2C
C、3A+B==2C D、A+B==CA自我评价2、可逆反应A(g)+ B(g)== C(g)+ D(g) ,在四种不同情况下的反应速率如下,其中反应进行得最快的是( )
A. V(A) = 0.15mol/(L·min)
B. V(B) = 0.5 mol/(L·min)
C. V(C) = 0.4 mol/(L·min)
D. V(D) = 0.01 mol/(L·s) D自我评价自我评价3、在2L的密闭容器中,发生下列反应:
3A(g)+ B(g)=2C(g)+D(g)。
若最初加入的A 和B 都是4mol,在前10s A 的平均反应速率为0.12mol/(L·s),则10s时,容器中B的物质的量为 。 3.2mol课后作业1、预习下节内容
2、课本:P18 1-5 题课件27张PPT。第二节 影响化学反应速率的因素回忆:化学反应的碰撞理论:(1)、化学反应的实质是:旧的化学键断裂,新的化学键形成(2)、化学反应发生的先决条件:反应物分子相互接触和碰撞注意:反应物分子之间的碰撞次数很多,但并不是每一次碰撞均可发生化学反应。(3)、在化学上,把能够发生化学反应的碰撞叫有效碰撞;(4)、在化学上,把能够发生有效碰撞的分子叫活化分子,分子运动相互碰撞分子具有足够的能量活化分子有 合 适 的 取 向有效碰撞发生化学反应化学反应发生的条件化学反应速率与单位时间内分子间的有效碰撞次数(有效碰撞频率)有关。 一、浓度对化学反应速率的影响
[实验目的]探究浓度的不同对化学反应速率的影响
[实验原理] 2KMnO4+5H2C2O4 +3H2SO4=K2SO4+2MnSO4+10CO2↑+8H2O
[实验用品]试管、胶头滴管、0.01mol/L的KMnO4溶液、
0.1mol/L的H2C2O4溶液 、 0.2mol/L的H2C2O4溶液
[实验步骤]1.取两支试管向其中各加入4mL0.01mol/L的KMnO4溶液
2.向两支试管同时各加入2mL 0.1mol/L的H2C2O4溶液以及0.2mol/L的H2C2O4溶液
3.观察两支试管中的实验现象(褪色的快慢)。反应物浓度增大:即单位体积内反应物分子总数数增大单位体积内活化分子数增加有效碰撞次数增多反应速率加快 原因:在其他条件不变时,对某一反应来说,活化分子百分数是一定的,即单位体积内的活化分子数与反应物的浓度成正比。所以当反应物的浓度增大时,单位体积内的分子数增多,活化分子数也相应的增多,反应速率也必然增大。 结论:其他条件不变时,增大反应物的浓度,可以增大反应速率;减小反应物的浓度,可以减小化学反应的速率。活化分子百分数: (活化分子数/反应物分子数)×100%例1、 室温下,同种规格的铝片分别与下列物质混合生成氢气的化学反应速率最大的是( )
A.0.1mol/L的盐酸15mL
B.0.2mol/L的盐酸12mL
C.0.15mol/L的硫酸10mL
D.18mol/L的硫酸15mLC注意:a、结论只适用于气体或溶液的反应,对于纯固体或液体的反应物,一般情况下其浓度是常数,因此改变它们的量不会改变化学反应速率。 b、气体或溶液浓度的改变与反应速率的关系并不是一概如此,若随着浓度的改变,物质的本质发生了变化,那么反应速率的含义也不同了。如:硫酸与铁的反应 二、 压强对反应速率的影响 增大压强,相当于增大反应物浓度,反应速率加快。 原因:对气体来说,若其他条件不变,增大压强,就是增加单位体积的反应物的物质的量,即增加反应物的浓度,因而可以增大化学反应的速率。 结论:对于有气体参加的反应,若其他条件不变,增大压强,反应速率加快;减小压强,反应速率减慢。[讨论]如果反应物是固体、液体或溶液时,改变压强对它们又有什么影响?适用范围: 压强影响,只适用于讨论有气体参加的反应,当然并不一定全部是气体。 例2、在N2+3H2==2NH3中,当其他外界条件不变时:
A、减小体系压强,该反应的速率怎么变?
反应速率减慢
B、在反应中保持体系容积不变,充入N2 ,反应的速率怎么变?
反应速率加快
C、在反应中保持体系容积不变,充入He,反应的速率怎么变?
反应速率不变
D、在反应中保持体系压强不变,充入He,反应的速率怎么变?
反应速率减慢
反应速率无变化! 注意: 压强影响反应速率,必须伴随有压强改变时体积的改变现象。否则,压强的变化并没有作用到反应的体系上。即压强变则体积变,实际是浓度的变化。若容器的体积不变,因为各气体的浓度没有变,则速率不变。三、温度对化学反应速率的影响
[实验目的]探究温度的不同对化学反应速率的影响
[实验原理]Na2S2O3+H2SO4=Na2SO4+SO2+S +H2O
[实验用品]试管、胶头滴管、0.1mol/L的H2SO4 溶液、
0.1mol/LNa2S2O3溶液
[实验步骤]1.取两支试管各加入5mL0.1mol/L的H2SO4 ;另取
两支试管各加入5mL0.1mol/LNa2S2O3;
2.将四支试管分成两组(各有一支盛有H2SO4和
Na2S2O3的试管),将其中一组浸入到热水中,
将另一组试管浸入到冷水中;
3.经过一段时间后,分别混合并搅拌,观察现象。升高温度活化分子的百分比增大(分子运动速率加快,碰撞频率增加)有效碰撞次数增多反应速率加快 原因:(1)浓度一定时,升高温度,分子的能量增加,从而增加了活化分子的数量,反应速率增大。
(2)温度升高,使分子运动的速度加快,单位时间内反应物分子间的碰撞次数增加,反应速率也会相应的加快。前者是主要原因。 结论:其他条件不变时,升高温度,可以增大反应速率,降低温度,可以减慢反应速率。 例3、把除去氧化膜的 Mg 条,投入到盛有稀盐酸的试管中,发现 H2 的产生速率(v)与时间(t)的变化情况如下图所示,
t1 ~ t2 速率变化的主要原因是: _______ ;
t2 ~ t3 速率变化的主要原因是:_________
解:a、反应是放热反应,t1 ~ t2时间段温度起主导作用;b、随着反应的进行,盐酸浓度降低,t2 ~ t3时间段浓度起主导作用注意:(1)温度对反应速率的影响规律,对
吸热反应、放热反应都适用,而且不
受反应物状态的影响。
(2)在一般情况下,温度每升高10℃,
化学反应速率增大到2~4倍。加催化剂活化分子的百分比增大(分子运动速率加快,碰撞频率增加)有效碰撞次数增多反应速率加快四、催化剂对反应速率的影响 小结:影响化学反应速率的外因增加增加不变增加加快增加增加不变增加加快不变增加增加增加加快不变增加增加增加加快1、内因:反应物本身的性质。
2、外因:
①温度:
②催化剂:
③浓度:
④压强:
⑤固体物质的表面积:
⑥反应物的状态:影响化学反应速率的因素温度越高,反应速率越快。
催化剂可以改变化学反应速率。
反应物的浓度越大,反应速率越快。
有气体体积变化的反应,压强越大反应速率快
粉末状的固体比块状固体 的反应速率快。
溶液中进行的反应,速率更快。【归纳、小结】1)机动车加大油门
——增大反应物(油)的浓度,增大单位体积中的活化分子总数
2)向炉膛鼓风
——增大反应物的浓度,增大单位体积中的活化分子总数
3)在糕点包装内加脱氧剂
——减小氧气的浓度,减小单位体积中的活化分子总数
4)用煤粉代替煤块
——增大反应物的接触面,增大有效碰撞几率请列举生活中有关影响化学反应速率的事实
下列措施为什么能改变化学反应速率?5)用温水发酵面粉
——升高温度,增大活化分子百分数
6)把食物放在冰箱里以延长保鲜期
——降低温度,减小活化分子百分数
7)H2O2分解加MnO2
——加正催化剂,减小活化能,增大活化分子的百分数
8)化学实验时常常要振荡和搅拌
——增加有效碰撞几率【练习2】用铁片与稀硫酸反应制取氢气时,下列措施不能使氢气的生成速率加快的是
A 加热
B 不用稀硫酸,改用98.3%的浓硫酸
C 滴加少量CuSO4溶液
D 不用铁片,改用铁粉 反应C(s)+H2O(g)=CO(g)+H2(g)在一可变容积的密闭容器中进行,下列条件的改变对其反应速率几乎无影响的是( )
A.增加C的量
B.将容器的体积缩小一半
C.保持体积不变,充入He使体系压强增大
D.保持压强不变,充入He使容器体积变大AC练习再 见课件19张PPT。第二章 化学反应速率和化学平衡第三节 化学平衡
(第一课时)1.可逆反应 在相同条件下,既能向正反应方向进行,同时,又能向逆反应方向进行的化学反应,叫做可逆反应。思考:化学反应速率研究反应的快慢,研究一个化学反应还需要讨论哪些内容?2.可逆反应的特点:
①同一条件、同时反应、方向对立
②不可能完全转化还需要研究化学反应进行的程度——化学平衡第三节 化学平衡讨论:可逆反应为什么有“度”的限制?“度”
是怎样产生的?分析:在一定温度下,将一定
质量的蔗糖溶于100mL水的过程如右图,蔗糖在溶解时,一方面,蔗糖分子不断离开蔗糖表面扩散到水中,另一方面,溶液中的蔗糖分子又不断在未溶解的蔗糖表面聚集成为晶体。蔗糖晶体 蔗糖溶液溶解结晶过程分析:①开始时,v溶解 —————,v结晶=———②然后, v溶解 —————,v结晶 ——————最大0逐渐减小逐渐增大③最后, v溶解 —— v结晶= 即:溶解速率=结晶速率,达到溶解平衡。 可逆反应的情况又怎样呢? 请思考:在一定条件下,2mol SO2与1mol O2反应能否得到2mol SO3?1、可逆反应是在同一条件下能同时向正、逆两个方向进行的反应;
2、可逆反应不能进行到底,因而对于任何一个可逆反应都存在一个反应进行到什么程度的问题。一、化学平衡的建立过程在反应CO+H2O CO2+H2中,将0.01 mol CO和0.01 mol H2O (g)通入1L密闭容器中,反应一段时间后,各物质浓度不变。1、反应刚开始时:
反应物浓度————,正反应速率———— ,生成物浓度为————,逆反应速率为——。最大最大00逐渐减小逐渐减小逐渐增大逐渐增大2、反应过程中:反应物浓度———————,正反应速率——————— ,生成物浓度——————,逆反应速率————3、一定时间后,必然出现V正反应速率=V逆反应速率 4、某时刻后, v正= v逆 ,即正反应消耗的反应物的量与逆反应生成的生成物的量相等,反应物和生成物的浓度不再发生变化 ——化学平衡正反应速率逆反应速率相等二、化学平衡1、概念:
在外界条件不变的情况下,可逆反应进行到一定的程度时,V正反应速率=V逆反应速率,化学反应进行到最大限度,反应物和生成物的浓度不再发生变化,反应混合物处于化学平衡状态,简称化学平衡强调三点对象:可逆反应实质:正反应速率=逆反应速率标志:反应混合物中各组分的
浓度保持不变的状态2、化学平衡的特征:逆、动、等、定、变、⑴逆:研究的对象是可逆反应。⑵动:化学平衡是动态平衡,虽然达到平衡状,但正反应和逆反应并未停止,是一个动态平衡。⑶等:达到化学平衡时,v正= v逆>0⑷定:反应混合物各组分的浓度保持一定。⑸变:化学平衡建立在一定条件下,条件改变时,平衡就会被破坏,变为不平衡,并在新条件下建立新的平衡。3、达到化学平衡的标志:V正=V逆和反应混合物各组分浓度保持不变是判断平衡的两大主要标志。⑴直接标志:①速率关系: v正= v逆②、含量关系:反应混合物各组分的浓度、质量分数、物质的量、摩尔分数、体积分数、分子数之比保持不变以反应mA(g)+nB (g) pC(g)为例,达到
平衡的标志为: A的消耗速率与A的生成速率—————
A的消耗速率与C的———速率之比等于———
B的生成速率与C的———速率之比等于———
A的生成速率与B的———速率之比等于———相等消耗m :p生成n :p消耗m :n异边同向,同边异向,比例计量例1、一定条件下,反应A2(g)+B2(g) 2AB(g)达到平衡的标志是
A、单位时间内生成n mol A2同时生成n molAB
B、单位时间内生成2n mol AB 同时生成n mol B2
C、单位时间内生成n mol A2 同时生成n mol B2
D、单位时间内生成n mol A2 同时消耗n mol B2 √√例2、一定条件下,反应N2+3H2 2NH3达到平衡的标志是
A、一个N≡N键断裂的同时,有三个H-H键形成
B、一个N≡N键断裂的同时,有三个H-H键断裂
C、一个N≡N键断裂的同时,有六个N-H键断裂
D、一个N≡N键断裂的同时,有六个N-H键形成 √√在判断化学平衡时,要注意化学键数与反应物质的物质的量之间的联系,同时要注意成键、断键与反应方向之间的关系。⑵间接标志:以反应mA(g)+nB (g) pC(g)为例①混合气体的总压强、总体积、总物质的量不随时间改变而———,(适用于—————————————)改变m+n≠p 的反应②混合气体的平均相对分子质量、密度不随时间改变而————,(适用于—————————————)改变m+n≠p 的反应③各气体体积、气体分压、各物质的物质的量不随时间改变⑶特殊标志:①对于有色物质参加反应,如果体系颜色不变,反应达到平衡②对于吸热或放热反应,如果体系温度不变,反应达到平衡 气体的总压、气体的总的物质的量、混合气体的平均相对分子质量、混合气体的密度、反应混合物平衡时物质的量之比⑷在等系数的气体反应中不能作为平衡判据的是例3、在一定温度下,向aL密闭容器中加入1molX
气体和2molY气体发生如下反应:
X(g)+2Y(g) 2Z(g),此反应达到平衡的标志是:
A、容器内压强不随时间变化
B、容器内各物质的浓度不随时间变化
C、容器内X、Y、Z的浓度之比为1:2:2
D、单位时间消耗0.1molX的同时生成0.2molZ√√课堂练习: 【1】 在一定温度下,可逆反应A(g)+3B(g) 2C(g)达到平衡的标志是 ( )
A. C的生成速率与C分解的速率相等
B. 单位时间内生成n molA,同时生3n molB
C. A、B、C的浓度不再变化
D. A、B、C的分子数比为1:3:2AC【2】 下列说法中可以充分说明反应:
P(g)+Q(g) R(g)+S(g) , 在恒温下已达平衡状态
的是( )
反应容器内压强不随时间变化
B. P和S的生成速率相等
C. 反应容器内P、Q、R、S四者共存
D. 反应容器内总物质的量不随时间而变化 B 【3】在一定温度下的恒容容器中,当下列物理量不再发生变化时,表明A(s)+3B(g) 2C(g)+D(g)已达平衡状态的是 ( )
A.混合气体的压强
B.混合气体的密度
C.B的物质的量浓度
D.气体的总物质的量
BC【4】 在一定温度下,下列叙述不是可逆反应A(g)+3B(g) 2C(g)+2D(s)达到平衡的标志的是
①C的生成 速率与C的分解速率相等
②单位时间内生成a molA,同时生成3a molB
③A、B、C的浓度不再变化
④A、B、C的分压强不再变化
⑤混合气体的总压强不再变化⑥混合气体的物质的量不再变化
⑦ A、B、C、D的分子数之比为1:3:2:2
A.② ⑦ B.②⑤⑦
C.①③④⑦ D.②⑤⑥⑦ ( A )课件32张PPT。 影响化学平衡的条件
第三节 化学平衡(第二课时)【复习】什么是化学平衡?化学平衡状态的特征是什么?化学平衡的特征:
逆等动定变浓 度温 度压 强催化剂【思考】 如何通过改变条件来打破旧平衡?可通过改变影响反应速率的条件来打破原有平衡,
建立新平衡。一、浓度对化学平衡的影响现象及分析增大c(Fe3+)增大c(SCN-)C[Fe(SCN)3)增大平衡正向移动结论:增大反应物的浓度平衡向正反应方向移动减小c(Fe3+)C[Fe(SCN)3)减小平衡逆向移动结论:减小反应物的浓度平衡向逆反应方向移动Fe3+ + 3OH- 〓 Fe(OH)3↓
红色加深
红色加深
有红褐色沉淀生成,溶液红色变浅
实验探究(P27实验2-6)增大或减小生成物的浓度,平衡怎样移动?实验2-5现象分析: Cr2O72- + H2O 2CrO42-+2H+
橙色 黄色增大c(H+)C(Cr2O72-)增大平衡逆向移动减小c(H+)C(CrO42-)增大平衡正向移动结论:增大生成物的浓度平衡向逆反应方向移动结论:减小生成物的浓度平衡向正反应方向移动溶液橙色加深溶液黄色加深浓度对化学平衡的影响
在其他条件不变时,增大反应物浓度或减小生成物的浓度,化学平衡向正反应方向移动;减小反应物浓度或增大生成物的浓度化学平衡向逆反应方向移动学与问:其他条件不变时,如果增大反应物浓度或减小生成物浓度,正、逆反应速率如何变化?平衡如何移动?正、逆反应速率变化与平衡移动有何关系 ?规律:增大反应物浓度V’正>V’逆平衡正向移动减小生成物浓度平衡正向移动V’正>V’逆V正增大生成物浓度平衡逆向移动V’逆>V’正减小反应物浓度平衡逆向移动V’逆>V’正V正由以上四图可以得出结论:1)改变反应物浓度瞬间,只能改变正反应速率
改变生成物浓度瞬间,只能改变逆反应速率2)改变浓度瞬间,
若v(正)>v(逆),平衡向正反应方向移动
若v(逆)>v(正),平衡向逆反应方向移动3)新旧平衡速率比较:
增大浓度,新平衡速率大于旧平衡速率
减小浓度,新平衡速率小于旧平衡速率应用:在工业生产中适当增大廉价的反应物的浓度,使化学平衡向正反应方向移动,可以提高价格较高原料的转化率,以降低生产成本练习:可逆反应H2O(g) + C(s) CO(g) + H2(g)在一定条件下达到平衡状态,改变下列条件,能否引起平衡移动?CO的浓度有何变化?①增大水蒸气浓度 ②加入更多的碳 ③增加H2浓度①平衡正向移动,CO浓度增大②平衡不移动,CO浓度不变③平衡逆向移动,CO浓度减小小结:增加固体或纯液体的量不能改变其浓度,也不能改变速率,所以V(正)仍等于V(逆),平衡不移动。6000C, 反应2SO3(g) 2SO2(g)+O2(g)的实验数据二、压强对化学平衡的影响 在其它条件不变的情况下:
增大压强,会使化学平衡向着气体体积缩小的方 向移动;
减小压强,会使化学平衡向着气体体积增大的方向移动。压强对化学平衡的影响规律:对于反应前后气体体积(n)有变化可逆反应思考: 改变压强时对正、逆反应速率有怎么样影响?二、压强对化学平衡的影响:aA(g)+bB(g) cC(g)速率-时间关系图压强对化学平衡的影响2NO2(气) N2O4(气)
(2体积,红棕色)(1体积,无色)[讨论]A:当加压气体体积缩小时,混和气体颜色先变深
是由于① , 后又逐渐变浅是由于 ②
;
B:当减压气体体积增大时,混和气体颜色先变浅
是由于① , 后又逐渐变深是由于 ②
。
NO2浓度增大 NO2浓度减小 平衡向正反应方向移动平衡向逆反应方向移动压强对化学平衡的影响规律:对于反应前后气体总体积相等的可逆反应,改变压强只改变化学反应速率,而对平衡无影响;压强对化学平衡的影响[注意] 压强的变化必须改变混合物浓度(即容器体积有变
化)才能使平衡移动。练习:下列反应达到化学平衡时,增大压强,平衡是否移动?向哪个方向移动?①2NO(g) + O2(g) 2NO2(g)
②H2O(g) + CO(g) CO2(g) + H2(g)
③H2O(g) + C(s) CO(g) + H2(g)
④CaCO3(s) CaO(s) + CO2(g)
⑤H2S(g) H2(g) + S(s)正向移动不移动逆向移动逆向移动不移动思考:对于反应②和⑤,增大压强时,平衡没有移动,但正逆反应速率有无变化?如何变化?三、温度对化学平衡的影响P28实验探究(实验2-7)
2NO2(气) N2O4(气) △H=-56.9kJ/mol(红棕色)(无色)加深变浅温度对化学平衡的影响在其它条件不变的情况下:
温度升高,会使化学平衡向着吸热反应的方向移动;
温度降低,会使化学平衡向着放热反应的方向移动。升温对吸热反应有利、降温对放热反应有利规律:1、混和物受热时,速率均( ),但 ,故平衡向 方向移动;
2、混和物遇冷时,速率均( ),但 ,故平衡向 方向移动;增大?(吸)> ?(放)吸热反应减小?(吸)< ?(放)放热反应升高温度平衡向吸热方向移动降低温度平衡放热方向移动t1三、温度对化学平衡的影响:速率-时间关系图 化学平衡的移动,是由于外界条件的改变而引起V正≠ V逆【小结】四、催化剂对于化学平衡的影响请用v-t图来表示催化剂对化学平衡的影响加入正催化剂加入负催化剂加入(正)催化剂能同等程度的加快反应速率,所以平衡不移动,但能缩短达到平衡的时间。规律:勒夏特列原理定义:化学平衡总是朝着能减弱外界条件影响的方向移动,但结果却不能完全抵消外界条件的影响。[总结]改变反应条件时平衡移动的方向增大反应物浓度
减小生成物浓度
向正反应方向移动减小反应物浓度
增大生成物浓度向逆反应方向移动增 大 压 强向气体体积缩小的方向移动减 小 压 强向气体体积增大的方向移动升 高 温 度向 吸热 反应方向移动向 放热 反应方向移动降 低 温 度课件16张PPT。化学平衡常数计算第三节 化学平衡第3课时对于可逆反应,在一定温度的任意时刻,反应物的浓度和生成物的浓度有如下关系:叫该反应的浓度商m A(g) + n B(g) p C(g) + q D(g)密闭容器730.6K根据数据通过计算分析出平衡时数据中的规律。【问题探究一】分析上表,你得出什么结论?
结论2:常数和起始加入反应物的浓度无关
结论1:54.554.654.4554.33密闭容器
698.6K【继续探究】结论2:常数和起始加入反应物的浓度无关结论1:结论3:温度改变该常数也发生改变。
1、定义:在一定温度下,当一个可逆反应达到平衡时,生成物的浓度幂之积与反应物的浓度幂之积的比值是一个常数,这个常数就是该反应的化学平衡常数(简称平衡常数),用符号K表示。
2、平衡常数的影响因素:只有温度一、化学平衡常数【问题探究三】:平衡常数表达式的书写(1)CaCO3(s) CaO(s) + CO2(g) K =
(2)2NO2(g) N2O4 (g) K1=
N2O4 (g) 2NO2 (g) K2=
NO2 (g) 1/2N2O4 (g) K3=
(3)FeCl3(aq)+3KSCN(aq)
Fe(SCN)3(aq)+3KCl(aq);K=
注意1:纯固态和纯液态不写入K(浓度为1) 注意2:以上三个反应的平衡常数之间的关系注意3:需要用实际参加反应的离子浓度表示二、关于平衡常数和转化率的计算(1)利用平衡常数,求平衡时各组分的浓度
例1.在某温度下,将H2和I2各0.010mol/L的气态混合物充入10L密闭容器中,充分反应,达到平衡后,测得c(H2)=0.0080mol/L.
(1)求反应的平衡常数.
(2)在上述温度下,将H2和I2各0.20mol的气态混合物充入该密闭容器中,试求达到平衡时各物质的浓度.(2)利用平衡常数,求平衡时反应物的转化率
例2.在体积为2L密闭容器中,将2.0mol CO和10mol H2O混合加热到800oC达到下列平衡:
K=1.0
求CO的转化率.例3:反应SO2(g)+ NO2(g) SO3(g)+NO(g) ,若在一定温度下,将物质的量浓度均为2mol/L的SO2(g)和NO2(g)注入一密闭容器中,当达到平衡状态时,测得容器中SO2(g)的转化率为50%,试求:在该温度下。(1)此反应的浓度平衡常数
(2)若SO2(g)的初始浓度增大到3mol/L,则它们的转化率变为多少?结论:在一定温度的密闭容器中,对于可逆反应,
增加一种反应物的量(或浓度),该反应物转化率
下降,另外一种反应物转化率升高。三、平衡常数的运用结论:表示可逆反应进行的程度:K越大,
正反应进行越完全,转化率越高,此反
应平衡时,生成物浓度大【运用探究一】
思考平衡常数的大小和转化率有什么关系?对于反应m A(g) + n B(g)=p C(g) + q D(g)随温度的升高其反应的平衡常数有以下变化,请判断Ⅰ和Ⅱ 两种情况哪种是吸热,哪种是放热?【运用探究二】ⅠⅡ结论:
吸热反应,随温度升高平衡常数增大
放热反应,随温度升高平衡常数减小
随堂练习: 一定温度下的密闭容器中存在:2SO2+O2 2SO3 已知C(SO2)始=0.4mol/L,C(O2)始=1mol/L经测定该反应在该温度下的平衡常数K≈19,试判断,
当SO2转化率为50%时,该反应是否达到平衡状态,若未达到,哪个方向进行?
课件21张PPT。
等效平衡第三节 化学平衡第四课时 在一定的温度下,把2molSO2和1molO2通入一定容积的密闭容器里,发生如下反应:
当此反应进行到一定的程度时,反应混合物就处于化学平衡状,此时,平衡体系中,SO2 、O2、SO3的物质的量分数分别为a%、b%、c%。科学探索建立等效平衡状态的几个不同途径?科学探索恒温恒容过程相当于开始加入1molSO2、0.5molO2和1molSO3科学探索恒温恒容过程相当于开始加入0.5molSO2、0.25molO2和1.5molSO3科学探索恒温恒容过程化学平衡 状态建立的途径:温故知新 1、先加入反应物,从正反应方向开始,可以建立化学平衡。
2、若先加入生成物,从逆反应方向开始,也可以建立等效的化学平衡。
3、若同时加入反应物与生成物,从中间状态开始,同样可以建立等效的化学平衡。一、等效平衡的概念在相同的条件下,对同一个可逆反应,反应无论从正反应方向开始进行还是从逆方向开始进行,只要起始时加入物质的物质的量不同,而达到相同的平衡状态,这样的平衡称为等效平衡。概念的理解:(1)相同的条件:通常指:①同T同V,②同T同P(2)相同的平衡状态:通常是指平衡混合物各组分的百分含量(指质量、体积、物质的量等)相同,但各组分的物质的量、浓度可能不同。二、等效平衡的分类和判断方法1、定温、定容条件下的等效平衡 判断方法:若改变起始加入情况,只要通过可逆反应的化学计量数比换算成平衡式左右两边同一边物质的物质的量与原平衡相同,则二平衡等效。(1)对于反应前后气体分子数发生变化的可逆反应特点:两次平衡时各组分百分量、n、c均相同例题1、在一个1L的密闭容器中,加入2molA和1molB ,发生下述反应:
?
达到平衡时,C的浓度为1.2mol/L , C的体积分数为a% 。
(1)维持容器的体积和温度不变,按下列配比作为起始物质,达到平衡后,C的浓度仍是1.2mol/L的是( )
A、3mol C+1mol D
B、1mol A+0.5mol B+1.5mol C+0.5mol D
C、1mol A+0.5mol B+1.5mol C
D、4mol A+2mol BA、B例2、在一定的温度下,把2molSO2和1molO2通入一定容积的密闭容器里,发生如下反应:
2SO2 + O2 2SO3
当此反应进行到一定的程度时,反应混合物就处于化学平衡状态。现在该容器中,维持温度不变,令a、b、c分别代表初始加入的SO2、O2、和SO3的物质的量(mol)。如果a、b、c取不同的数值,它们必须满足一定的相互关系,才能保证达到平衡时反应混合物中三种气体的百分含量仍跟上述平衡时的完全相同。请填写下列空白:
(1)若a=0、b=0,则c= ,
(2)若a=0.5,则b= , c= ,
(3)a、b、c 取值必须满足一般的条件是(用两个方程式表示,其中一个只含a和c,另一个只含b和c) , 。20.25 1.5 a+c=2 b+c/2=1(2)对于反应前后气体分子数不变的可逆反应特点:两次平衡时各组分百分量相同,n、c同比例变化判断方法:只要反应物(或生成物)的物质的量的比与原平衡相同,则二平衡等效。B C1、在一固定容积的密闭容器中充入2molA和1molB,发生反应:2A(气)+B(气) xC(气),达到平衡后,C的体积分数为W%。若维持容器体积和温度不变,按0.6molA、0.3molB和1.4molC为起始物质,达到平衡后,C的体积分数仍为W%,则x值为( )
A、1 B、2 C、3 D、4解析:若反应前后气体体积不变,则x=3,要保持C的体积分数不变,只需要起始状态的物质的量之比不变,反应物的系数比为n(A):n(B)=2:1,而0.6:0.3=2:1,C完全转化成A和B生成的量之比总等于2:1,所以x=3成立。此种情况是等效平衡而不等同。 若反应前后气体体积不相等,要保持C的体积分数不变,两种情况的起始量必须相等,1.4molC必须转化为1.4molA和0.7molB,所以x=2成立。此种情况是等同平衡,也一定等效。本题正确答案为B、C。 H2(g)+I2 (g) 2HI(g)
I2 1mol
H2 1mol
HI 0mol
同一平衡
状态
平衡状态T、V不变
I2 0mol
H2 0mol
HI 2mol
I2 2mol
H2 2mol
HI 0mol
I2 0mol
H2 0mol
HI 4mol
四种情况中达到平衡后,I2、H2、HI的组成百分比是一定相同的。
2mol SO3压缩恒温恒压过程开始SO2 a%
O2 b%
SO3 c%平衡状态相当于开始加入1molSO2、0.5molO2恒温恒压过程2、定温、定压条件下的等效平衡 特点:两次平衡时各组分百分量、 c 相同,n同比例变化判断方法:若改变起始加入情况,只要通过可逆反应的化学计量数比换算成平衡式左右两边同一边物质的物质的量之比相同。A、B、D例题1、在一个1L的密闭容器中,加入2molA和1molB ,发生下述反应:
?
达到平衡时,C的浓度为1.2mol/L , C的体积分数为a% 。
(2)维持容器的压强和温度不变,按下列配比作为起始物质,达到平衡后,C的浓度仍是1.2mol/L(或C的体积分数仍是a%)的是( )
A、3mol C+1mol D
B、1mol A+0.5mol B+1.5mol C+0.5mol D
C、1mol A+0.5mol B+1.5mol C
D、4mol A+2mol B
例2、A、B两容器,A容器容积固定,B容器容积可变。一定温度下,在A中加入2molN2和3molH2,当 N2 (g)+3H2 (g) 2NH3 (g)反应达平衡时,生成的NH3的物质的量为m。相同温度下,保持B的容积为A的一半,并加入1molNH3,当B中反应达平衡时要使B中各物质的质量分数与上述A容器中达到平衡时相同,则起始时应加入 molN2 和 molH2AB0.50例3、恒温恒压下,在一个可变容积的容器中发生如下反应:
A(g) + B(g) C(g)
(1)若开始时放入1molA和1molB,达到平衡后,生成amolC,这
时A的物质的量为 mol。
(2)若开始时放入3molA和3molB,到达平衡后,生成C的物质的
量为 mol
(3)若开始时放入xmolA、2molB和1molC,到达平衡后,C的
物质的量是3amol,x= mol.
(4)若在(3)的平衡混合物中再加入3molC,待再次到达平衡后,C的物质的量是 mol.
1-a3a26a 4. 恒温恒压下,在一个可变容积的容器中发生如下反应: H2(g) + Br2(g) 2HBr(g)已知加入1molH2和2molBr2时,达到平衡后,生成amolHBr,(见下表“已知”项)。在相同的条件下,改变起始加入情况,填写表中空白:2a0 0.5练 习5、在一个固定体积的密闭容器中,保持一定温度,进行以下反应,H2(气)+Br2(气) 2HBr(气),已知加入1mol H2和2molBr2时,达到平衡后生成amolHBr(见下表已知项),在相同条件下,且保持平衡时各组分的百分含量不变,对下列编号(1)-(3)的状态,填写表中空白:2a00.52(n-2m)(n-m)a课件26张PPT。化学反应进行的方向水总是自发地由高处往低处流①自然界中水总是从高处往低处流;
②电流总是从电位高的地方向电位低的地方流动;
③室温下冰块自动融化;
④墨水(香水、汽油)扩散;
⑤食盐(NaOH、蔗糖等)溶解于水;
⑥自由落体运动等。 镁条燃烧;酸碱中和;铁器暴露在潮湿空气中会生锈;甲烷和氧气的混合气体遇明火就燃烧,锌与CuSO4溶液会自动反应生成Cu和ZnSO4等,这些过程都是自发的,其逆过程就是非自发的。1、自发过程:在一定条件下,不借助外部力量就能自动进行的过程2、自发反应:在给定的一组条件下,一个反应可以自发地进行到显著程度,就称为自发反应。【归纳小结】 如何判断一个过程,一个反应能否自发进行?酸碱中和、镁条燃烧等这些一定条件下能自发发生的反应有何共同特点?【思考与交流】共同特点: △H < O即放热反应
放热反应使体系能量降低,能量越低越稳定, △H < O有利于反应自发进行从能量角度分析它们为什么可以自发? 一般情况下, △H < O即放热反应易发生自发反应。 能量判据(焓判据): 【归纳与总结】一、反应方向的能量判据(焓判据) 体系趋向于从高能状态转变为低能状态(这时体系会对外做功或者释放热量~△H ﹤0)。 放热反应过程中体系能量降低,因此具有自发进行倾向。自发反应一定要△H < O ? △H < O有利于反应自发进行,自发反应不一定要△H < O
焓变是反应能否自发进行的一个因素,但不是唯一因素。结论: 在25℃,101KPa下,上述反应(△H > O)
能自发进行。冰块融化品红在水中扩散 你能解释蒸汽扩散和火柴混乱的真正原因吗?蒸汽扩散火柴散落气态物质能通过分子的扩散自发地形成均匀的混合物。火柴散落有趋向于最大混乱度的倾向结论:在密闭条件下,体系从有序
→无序是自发的。二、反应方向的熵判据熵的含义: 熵是体系混乱度的量度,即熵是用来描述体系的混乱度的,符号用S表示,单位: J?mol-1?K-1 。体系混乱度越大,熵值越大;体系混乱度越小,熵值越小。 对于同一物质:
S(气态)﹥S(液态)﹥S(固态)。1、同一物质气态时熵值最大,液态较小,固态时最小。
2、固体的溶解过程、墨水扩散过程和气体扩散过程。
3、反应过程中气体物质的量增加的反应。
4. 生成气体的反应。
5. 升高温度。导致混乱度增加的一些因素 火柴散落、墨水扩散过程混乱度如何变化? 由有序转变为无序,即混乱度增大,混乱度越大越稳定,△S > 0 有利于反应自发进行。从混乱度角度分析它们为什么可以自发?【思考与交流】【归纳与总结】 自发过程的体系趋向于由有序转变为无序,导致体系的熵增大,即熵变大于零(△S>0),这个原理叫熵增原理,用来判断过程的方向时,就称为熵判据。熵判据: 体系有自发地向混乱度增加(即熵增)方向转变的倾向。混乱度增加意味着体系变得更加无序。 体系的有序性越高,混乱度越低,熵值越小。有序变无序——熵增的过程自发反应一定是熵增加的反应吗?2Al(s)+Fe2O3(s)=Al2O3(s)+2Fe(s) △S=-39.35J?mol-1?K-1 结论:△S > O,有利于反应自发进行,自发反应不一定要△S > O。 熵变是反应能否自发进行一个 因素, 但不是唯一因素。铝热反应( △S<0)也能自发反应。化学反应的最终判据到底是什么呢?△ G=△H—T △S三、复合判据(自由能变化)当△ G<0时,反应自发进行当△ G>0时,反应不自发进行当△ G=0时,平衡状态 一个化学反应能否自发进行,既与反应焓变有关,又与反应熵变有关,恒温、恒压下,反应方向的判据是体系自由能变化(△ G)温度对反应自发性影响的情况 △G=
△H—T△S
永远是—在任何温度都是自发反应永远是+在任何温度下都是非自发反应在高温+
在低温—在低温是自发反应
在高温是非自发反应在高温—
在低温+在低温是非自发反应
在高温是自发反应▲需要注意:过程的自发性只能用于判断过程的方向,不能确定过程是否一定会发生和过程发生的速率。例如教材P35涂有防锈漆和未涂防锈漆的钢制器件,其发生腐蚀过程的自发性是相同的,但只有后者可以实现;又如装在不同地方的气体等例子。在讨论过程的方向时,指的是没有外界干扰时体系的性质。如果允许外界对体系施加某种作用,就可能出现相反的结果。如水泵可以把水从低水位升至高水位;用高温可使石灰石分解;高温高压石墨转化为金刚石的例子,实现后者的先决条件是要向体系中输入能量,该过程的本质仍然是非自发性的。影响因素:小结:焓减小有利于反应自发,熵增大有利于反应自发【课堂达标测试】1 下列过程是非自发的是∶( )
A、水由高处向低处流; B、天然气的燃烧;C、铁在潮湿空气中生锈; D、室温下水结成冰。
2 碳酸铵〔(NH4)2CO3〕在室温下就能自发地分解产生氨气,对其说法中正确的是∶( )
A、其分解是因为生成了易挥发的气体,使体系的熵增大;
B、其分解是因为外界给予了能量;
C、其分解是吸热反应,据能量判据不能自发分解;
D、碳酸盐都不稳定,都能自发分解。
DA3、下列说法正确的是∶( )
A、凡是放热反应都是自发的,由于吸热反应都是非自发的;
B、自发反应一定是熵增大,非自发反应一定是熵减少或不变;
C、自发反应在恰当条件下才能实现;
D、自发反应在任何条件下都能实现。
4、自发进行的反应一定是∶( )
A、吸热反应; B、放热反应;
C、熵增加反应;D、熵增加或者放热反应。CD
5、250C和1.01×105Pa时,反应 2N2O5(g)=4NO2(g)+O2(g); △H=+56.76kJ/mol,自发进行的原因是∶( )
A、是吸热反应;
B、是放热反应;
C、是熵减少的反应;
D、熵增大效应大于能量效应。D6、下列说法不正确的是( )
A. 焓变是一个与反应能否自发进行有关的因素,多数的能自发进行的反应都是放热反应。
B. 在同一条件下不同物质有不同的熵值,其体系的混乱程度越大,熵值越大。
C. 一个反应能否自发进行取决于该反应放热还是吸热
D. 一个反应能否自发进行,与焓变和熵变的共同影响有关CD8、下列反应中,熵减小的是( )A. (NH4 )2CO3(s)=NH4HCO3(s)+NH3(g)B. 2N2O5(g)=4NO2(g)+O2(g)C. MgCO3(s)=MgO(s)+CO2(g)D. 2CO(g)=2C(s)+O2(g)7、以下自发反应可用能量判据来解释的是( )
A、硝酸铵自发地溶于水
B、2N2O5(g)===4NO2(g)+O2(g);
△H=+56.7kJ/mol
C、(NH4 )2CO3(s)=NH4HCO3(s)+NH3(g);
△H=+74.9 kJ/mol
D、2H2(g)+O2(g)=2H2O(l); △H=-571.6 kJ/molD