课件23张PPT。(鲁科版)化学反应原理(选修)第二章 化学反应的方向、限度与速率化学反应的方向宁德市高级中学 叶昌明第一节高山流水高山流水花开花谢自发过程和非自发过程自发过程:
(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)墨水扩散;(5)食盐溶解于水。自发反应:
镁条燃烧:Mg(s)+O2(g)=MgO(s)
酸碱中和:H++OH- =H2O
铁器暴露在潮湿空气中会生锈:
3Fe(s)+3/2O2(g)=Fe2O3(s)
甲烷和氧气的混合气体遇明火就燃烧:
CH4(g)+2O2(g)=CO2(g)+2H2O(g)自发过程(课本P35)
在温度和压强一定条件下,不借助光、电等外部力量就能自动进行的过程。
自发反应:
在一定温度和压强下,不借助光、电等外部力量即能进行,或具有发生的可能性的反应称为自发反应。自发反应是从属于自发过程的,是属于自发过程的一部分。那么我们该如何判断一个过程,一个反应能否自发进行呢?一个过程或者一个反应要自发的进行是否要符合什么条件呢?【探究】以“物体由高处自由下落”为代表,探究自发过程中有哪些变化趋势。自然界中水总是从高处往低处流;
电流总是从电位高的地方向电位低的地方流动;
室温下冰块自动融化;观察下列自发进行的化学反应,找出它们的共同之处
(1)钠与水反应:
2Na(s)+2H2O(l)=2NaOH(aq)+H2(g) △H=-368 kJ?mol-1
(2)铁生锈:3Fe (s)+3/2O2 (g)=Fe2O3 (s) △H=-824 kJ?mol-1
(3)氢气和氧气反应:
2H2(g)+O2(g)=2H2O(l ) △H=-571.6 kJ?mol-1共同点:△H<0,放热反应,高能向低能转化共同点:高能向低能转化19世纪,化学家们曾认为决定化学反应能否自发进行的因素是反应热:放热反应可以自发进行,而吸热反应则不能自发进行。你同意这种观点吗?请举例说明。一、反应焓变与反应方向 举例1.多数能自发进行的化学反应是放热反应
4Fe(OH)2(s)+2H2O(l)+O2(g)=4 4Fe(OH)3(s)
△H=-444.3kJ·mol-12.有不少吸热反应也能自发进行
NH4HCO3(s)+CH3COOH(aq)=CH3COONH4(aq)
+CO2(g)+H2O(l) △H=37.30kJ·mol-13.还有一些吸热反应在室温条件下不能自发进行,但在较高温度下则能自发进行
CaCO3(s)=CaO(s)+CO2(g) △H=178.2kJ·mol-1注意:(1)焓判据只能用于判断自发过程的方向,能否实现要看具体条件;
(2)焓判据只判断一定条件化学反应能否自发进行,与化学反应速率无关。
(3)反应焓变是反应能否自发进行的一个因素,但不是唯一因素 自发过程的体系趋向于从高能状态转变为低能状态(这时体系会对外部做功或释放热量,焓变小于0),这一经验规律就是焓判据,是判断化学反应进行方向的判据之一。一、反应焓变与反应方向 你已知道,固体硝酸铵,氯化钠和蔗糖都能溶于水,它们溶解的过程与焓变有关吗?是什么因素决定它们的溶解过程能自发进行?二、反应熵变与反应方向 阅读课本P36倒数第二段(一)熵(S):
1.描述体系混乱度的物理量
2.符号:S 单位:J?mol-1?K-1 3.大小判据:
(1)物质的混乱度:体系混乱度越大,熵值越大;
(2)同一条件:不同物质的熵值不同; (3)物质的存在状态:S(g) > S(l) > S(s)。 墨水滴入水中
气体的扩散熵增加过程固体的溶解(二)反应熵变:反应产物的总熵与反应物总熵之差
(1)符号:△S
(2)表达式:△S =∑S(生成物) – ∑S (反应物)
(3)正负判断:(阅读课本P37第三、四段)
①气体体积增大的反应,△S>0,熵增加反应
②气体体积减小的反应,△S<0,熵减小反应 练习:判断下列反应熵变大小:
1、N2+3H2=2NH3
2、2C+O2=2CO
3、CaCO3=CaO+CO2△S<0△S> 0△S>0结论:熵增加(S>0)有利于反应的自发进行注意:
(1)熵变只是反应能否自发进行的一种因素;
(2)熵变(△S)只决定于体系的始态和终态,与变化的途径无关;
(3)熵判据只判断一定条件化学反应能否自发进行,与化学反应速率无关。总结:自发过程的两大变化趋势:
(1)能量趋于减小(焓减)
(2)混乱度趋于增大(熵增)??????? 在与外界隔离的体系中,自发过程将导致体系的熵增大,这一经验规律叫做熵增原理。是在用来判断化学反应方向时就称为熵判据 二、反应熵变与反应方向 练习:
1.能用能量判据判断下列过程的方向的是( )
A. 水总是自发的由高处往低处流
B. 放热反应容易自发进行,吸热反应不能自发进行
C. 有序排列的火柴散落时成为无序排列
D. 多次洗牌后,扑克牌的毫无规律的混乱排列的几率大
2.已知石墨、金刚石燃烧的热化学方程式分别为:
C(石墨,s)+O2(g)= CO2 (g) △H=-393.5 kJ·mol-1
C(金刚石,s)+O2(g) = CO2 (g) △H=-395.4 kJ·mol-1
关于金刚石和石墨的相互转化,下列说法正确的是( )
A.石墨转化为金刚石是自发进行的过程
B.金刚石转化为石墨是自发进行的过程
C.石墨比金刚石能量低
D.金刚石比石墨能量低ABC3.下列过程属于熵增加的是( )
A.固体的溶解过程
B.气体扩散过程
C.水蒸气变为液态水
D.CO(g)+2H2(g)=CH3OH(g)
4.下列说法中,正确的是( )
A.自发反应一定是熵增大,非自发反应一定是熵减小或不变
B.自发反应在恰当条件下才能实现
C.自发反应在任何条件下均能实现
D. 同一物质的固、液、气三种状态的熵值相同
5.下列反应中在高温下不能自发进行的是( )
A.CO(g)=C(s) +1/2O2(g)
B.2N2O5(g)=4NO2(g)+O2(g)
C.(NH4) 2CO3(s)=NH4HCO3(s)+NH3(g)
D.MgCO3(s)=MgO(s)+CO2(g)ABBA1.判据:△H-T△S
2.判据与反应的自发性:
< 0 反应自发进行
= 0 反应达平衡状态
> 0 反应不能自发进行
3.适用判据应注意的问题:
(1)判断反应的自发性要结合△H和△S,
利用△H-T△S进行判断
(2)条件是一定温度、压强下
(3)反应具有自发性,只能说明这个反应有进行的趋势,但这个反应到底能不能反应,那还要看反应进行的限度和反应进行的速率。三、焓变与熵变对反应方向的共同影响 放热反应的焓变小于零,熵增加反应的熵变大于零,都对△H-T△S<0有所贡献,因此放热反应和熵增加有利于反应自发进行(课本P37-38)。一定能自发反应一定不能自发反应低温下能自发反应高温下能自发反应拓展视野1.下列说法完全正确的是 ( )
A. 放热反应均是自发反应
B. ΔS为正值的反应均是自发反应
C. 物质的量增加的反应,ΔS为正值
D. 如果ΔH和ΔS均为正值,当温度升高时,反应可能
自发进行
2.下列反应中,ΔS最大的是 ( )
A. CaCO3(s)=CaO(s)+CO2(g)
B. 2SO2(g)+O2(g)=2SO3(g)
C. N2(g)+3H2(g)=2NH3(g)
D. CuSO4(s)+5H2O(l)=CuSO4?5H2O(s)
3.某反应2AB(g)=C(g)+3D(g)在高温时能自发进行,其逆反应在低温下能自发进行,则该反应的ΔH、ΔS应为 ( )
A. ΔH < 0,ΔS > 0 B. ΔH < 0,ΔS <0
C. ΔH > 0,ΔS > 0 D. ΔH > 0,ΔS < 0DAC同学们,再见!课件40张PPT。(鲁科版)化学反应原理(选修)第二章 化学反应的方向、限度与速率化学反应的限度宁德市高级中学 叶昌明第二节知识回顾 已知合成氨反应: N2(g)+3H2(g) 2NH3(g)
在298K时:ΔH=-92.2kJ·mol-1
ΔS= -198.2J·K -1 ·mol-1
请根据反应的焓变和熵变分析298K时合成氨反应能否自发进行。根据判据计算:
ΔH - TΔS
= -92.2kJ·mol-1 -298K×(-198.2×10-3kJ·K -1 ·mol-1 )
=-33.1 kJ·mol-1 <0
该反应常温下能自发进行,这是否就足够了呢?1.可逆反应
(1)定义:
条件下,既能向 方向进行,又能向 方向进行的化学反应。
(2)特点
①相同条件,正、逆反应 ;
②反应物与生成物同时存在;
③任一组分的转化率均 100%。相同正反应逆反应同时进行小于知识回顾2.化学平衡状态
(1)概念:一定条件下的可逆反应中,正反应速率与逆反应速率 ,反应体系中所有参加反应的物质的 保持不变的状态。
(2)特征
①动:化学平衡是一种动态平衡。
②等: 。
③定:反应物和生成物的 保持不变。
④变:条件改变,平衡状态可能改变,新条件下建立新的平衡状态。v(正)=v(逆)相等浓度浓度知识回顾3.化学反应是否达平衡状态的判断(导学P38)3.化学反应是否达平衡状态的判断(导学P38)3.化学反应是否达平衡状态的判断(导学P38) 可逆反应进行到一定程度就会达到平衡状态,你知道这时平衡体系中反应物和生成物各占多少吗?反应到底进行到什么程度? 为更准确的了解可逆反应的进程,定量的描述化学反应的限度,我们将学习一个新的概念—— 化学平衡常数54.554.654.454.3根据表中的数据计算出平衡时 的值,并分析其中规律。I2(g) + H2(g) 2HI(g) 698.6K规律小结(课本P42第一段)通过分析实验数据得出:
(1)温度相同时,达到化学平衡状态
为一常数;
(2)这个常数与反应的起始浓度大小无关;
(3)这个常数与正向建立还是逆向建立平衡无关即与平衡建立的过程无关。一、化学平衡常数(K)1、定义:
在一定温度时,当一个可逆反应达到平衡状态时,生成物平衡浓度的幂次方之积与反应物平衡浓度的幂次方之积的比值是一个常数,这个常数称为化学平衡常数简称平衡常数。2、表达式:K =mA + nB pC + qD3、平衡常数关系式的书写规则(2)同一个可逆反应,平衡常数的表达式不是唯一的,它与化学方程式的书写方式有关。书写方式不同,各反应物、生成物的化学计量数不同,平衡常数表达式就不同。每个化学方程式都有自己的平衡常数关系式及相应的平衡常数。(阅读课本P43)
(3)对于同一个反应,正反应和逆反应的平衡常数互为倒数。
(4)平衡常数的单位与化学方程式表示形式相对应。(1)如果反应中有固体和纯液体参加,它们的浓度不应写在平衡关系式中,因为它们的浓度是固定不变的,化学平衡关系式中只包括气态物质和溶液中各溶质的浓度。
如:CaCO3(s) CaO(s)+CO2 K= [CO2]写出下表中各反应的平衡常数表达式。mol·L-11(mol·L-1 )2(mol·L-1) -1(mol·L-1) -2(mol·L-1) 2 平衡常数的大小反映了化学反应可能进行的程度,平衡常数的数值越大,说明反应进行得越完全。
一般说来,如果一个反应的平衡常数大于105,通常认为反应可以进行得较完全;相反,如果一个反应的平衡常数小于10-5,则认为这个反应很难进行。(阅读课本P43表2-2-1) 4、平衡常数K的意义对于放热反应:
升高温度,K值 ;反之K值 。
对于吸热反应:
升高温度,K值 ;反之K值 。5、影响因素--K只与温度有关增大减小减小增大(1)判断、比较可逆反应进行程度的大小。
K值越大,反应进行的程度越大;
K值越小,反应进行的程度越小。
(2)判断可逆反应是否达到化学平衡状态
对于可逆反应aA(g)+bB(g)?? cC(g)+dD(g),在一定温度下的任意时刻,反应物与生成物浓度有如下关系:6、应用迁移应用例1、(2006上海,25)
(1)化学平衡常数K表示可逆反应的进行程度,K值越大,表示 ,
K值大小与温度的关系是温度升高,
K值 。(填“一定增大”“一定减小”或“可能增大也可能减小”)。化学反应进行的程度越大可能增大也可能减小例2.(2008山东,14)
高温下,某反应达到平衡,平衡常数K= 。
恒容时,温度升高,H2浓度减小。下列说法正确的是
A.该反应是焓变为正值 ( )
B.恒温恒容下,增大压强,H2浓度一定减小
C.升高温度,逆反应速率减小
D.该反应化学方程式为CO+H2O CO2+H2A二、平衡转化率(α) 可逆反应在一定条件下达到平衡时,某一反应物的平衡转化率(常用字母α 表示)可以表示为:
该反应物的起始浓度—该反应物的平衡浓度×100%
该反应物的起始浓度α=用符号表示为: 有关化学平衡问题的计算,可按下列步骤建立模式,确定关系进行计算。例如:可逆反应mA(g)+nB(g)?? pC(g)+qD(g),假定反应物A、B的起始加入量分别为a mol、b mol,达到平衡时,设A物质转化的物质的量为mx mol。
(1)模式: mA(g)+nB(g)?? pC(g)+qD(g)
起始量 a b 0 0
转化量 mx nx px qx
平衡量 a-mx b-nx px qx
对于反应物:n(平)=n(始)-n(变)
对于生成物:n(平)=n(始)+n(变)有关化学平衡问题的“三段式”计算强调:各物质间的转化量须根据化学方程式计算(2)解题步骤
①确定反应物或生成物的起始加入量。
②确定反应过程的转化量。
③确定平衡量。
④依据题干中的条件建立等式关系进行解答。
【名师点击】解答化学平衡计算题,要注意构建解题模式,熟练掌握有关物质的量、物质的量浓度、转化率、产率、某组分百分含量等各种计算关系式,并不断总结各种题型的解题方法、技巧及规律。课本P44-45例1、例2观察、分析表2-2-2中数据,你能得出什么结论?表2-2-21200℃下,反应H2(g)+CO2(g) H2O(g)+ CO(g)
的不同反应浓度及相应的平衡转化率结论①增大一种反应物浓度,可以提高另一种反应物的转化率
②反应物初始浓度之比等于计量数之比时,其转化率相等
③由平衡常数可计算转化率,由转化率也可计算平衡常数例3、(2007海南·16)PCl5的热分解反应如下: PCl5(g) PCl3(g)+ Cl2(g)(1)? 写出反应的平衡常数表达式;(2)? 已知某温度下,在容积为10.0L的密闭容器中充入2.00mol PCl5,达到平衡后,测得容器内PCl3的浓度为0.150mol/L。计算该温度下的平衡常数。例4、(2007山东,28)
二氧化硫和氮的氧化物是常用的化工原料,但也是大气的主要污染物。综合治理其污染是环境化学当前的重要研究内容这一。 (1)硫酸生产中,SO2催化氧化生成SO3:
2SO2(g)+O2 2SO3(g)
某温度下,SO2的平衡转化率(α)与体系总压强(p)的关系如图所示。根据图示回答下列问题:
①将2.0molSO2和1.0molO2置于10L密闭容器中,反应达平衡后体系总压强为0.10MPa.该反应的平衡常数等于 。
②平衡状态由A变到B时,平衡常数K(A) K(B)(填“>”“<”或“=”)例5、已知可逆反应:
M(g)+N(g) P(g)+Q(g) ΔH>0,
请回答下列问题:
(1)在某温度下,反应物的起始浓度分别为:
c(M)=1 mol·L-1,c(N)=2.4 mol·L-1;达到平衡后,M的转化率为60%,此时N的转化率为 ;
(2)若反应温度升高,M的转化率为 (填
“增大”、“减小”或“不变”);
(3)若反应温度不变,反应物起始浓度分别为:c(M)=4 mol·L-1,c(N)=a mol·L-1;达到平衡后,c(P)=2 mol·L-1,a= 。化学平衡移动:由于温度、压强、浓度的变化而使可逆反应由一个平衡状态变为另一个平衡状态的过程,称为化学平衡移动
平衡正向移动(或向右移动):
平衡移动的结果使生成物浓度更大
平衡逆向移动(或向左移动):
平衡移动的结果使生成物浓度小
(1)原因:反应条件改变引起 。
(2)方向:
若v(正)>v(逆)时,平衡向 方向移动;
若v(正)<v(逆)时,平衡向 方向移动。v(正)≠v(逆)正反应逆反应三、反应条件对化学平衡的影响2NO2(g) N2O4(g) △H=-57.2kJ·mol-1
红棕色 无色 减小正向增大逆向1.温度对化学平衡的影响正向正向 升高温度,化学平衡向吸热方向移动;
降低温度,化学平衡向放热方向移动。N2(g)+3H2(g) 2NH3(g) △H<02HI(g) H2(g)+I2(g) △H>01、温度对化学平衡的影响(课本P47最后一段)结论2NO2(g) N2O4(g)
△H= - 57.2kJ·mol-12NH3(g) N2(g) + 3H2(g)
△H= + 92.2kJ·mol-1温度对化学平衡的影响是通过改变平衡常数实现的。(课本P47最后一段) 在一定体积的密闭容器中,反应CO2(g) + H2(g) CO(g) + H2O(g) 的化学平衡常数和温度的关系如下表:回答下列问题:
(1)该反应的化学平衡常数表达式K= 。
(2)该反应的正反应为 反应(填“吸热”或“放热”)。
(3)某温度下,平衡浓度符合下式:c(CO2) · c(H2)
=c(CO) · c(H2O),可判断此时的温度为 ℃。吸热830迁移 应用正 向逆 向 请根据反应 Fe3+(aq) + 3SCN-(aq) Fe(SCN)3(aq)
的平衡常数K与浓度商Q = 的关系,
讨论改变反应物或生成物浓度对化学平衡的影响。Q < KQ > K2.浓度对化学平衡的影响 请根据提供的试剂和仪器,按照设计的
实验方案证明上述预测。
试剂:0.01 mol·L-1 FeCl3溶液、0.03 mol·L-1KSCN溶液、
1mol·L-1 FeCl3溶液、1mol·L-1KSCN溶液
仪器:胶头滴管、点滴板等溶液呈血红色后加深平衡正向移动溶液呈血红色后加深平衡正向移动思考:2SO2(g) + O2(g) 2SO3(g) △H = _ 197.8kJ·mol-1
是硫酸制造工业的基本反应。在生产中通常采用通入过量的空气的方法。为什么? 提高O2在原料气中的比例,使SO2的平衡转化率提高,从而降低生产成本。阅读课本P49第一段改变浓度,若Q 若Q>K,平衡逆向移动。增大反应物浓度或减小生成物浓度,平衡正向移动;
减小反应物浓度或增大生成物浓度,平衡逆向移动。结论3.压强对化学平衡的影响△γg=0△γg<0△γg>0气体体积减小气体体积增大不3.压强对化学平衡的影响①若a+b≠p + q
增大压强,平衡向 的方向移动;
减小压强,平衡向 的方向移动。
②若a+b=p + q
改变压强,平衡 移动。讨论(课本P49)阅读课本P50第一段结论:
(反应aA+bB pC+qD)原平衡状态 新平衡状态 平 衡 移 动浓度
可借助Q与K的相对大小判断温度
温度对化学平衡的影响是
通过改变平衡常数来实现的小结压强 可借助Q与K的相对大小判断1、在密闭容器中进行下列反应
CO2(g)+C(s) 2CO(g) ΔH>0,达到平衡后,改变下列条件,则指定物质的浓度及平衡如何变化:
(1)增加C,平衡________,c(CO)______。
(2)减小密闭容器体积,保持温度不变,则平衡___________,c(CO2)______。
(3)通入N2,保持密闭容器体积和温度不变,则平衡________,c(CO2)______。
(4)保持密闭容器体积不变,升高温度,则平衡_________,c(CO)________。 练习不移动不变逆向移动增大不移动不变正向移动增大2、关节炎病因是在关节滑液中形成尿酸钠晶体,尤其在寒冷季节易诱发关节疼痛。其化学机理为:
①HUr + H2O Ur -+ H3O+
尿酸 尿酸根离子
②Ur-(aq)+Na+(aq) NaUr(s)
下列对反应②叙述中正确的是( )
A. 正反应的△H>0
B. 正反应的△H<0
C. 升高温度,平衡正向移动
D. 降低温度,平衡正向移动B D3、(2007上海,25)
一定条件下,在体积为3L的密闭容器中,一氧化碳与氢气反应生成甲醇(催化剂为Cu2O/ZnO):
CO(g)+2H2(g) CH3OH(g)
(1)反应达到平衡时,平衡常数表达式K=_____,
升高温度,K值 ___ (填“增大”“减小”或“不变”)。(后略)减小同学们,再见!课件17张PPT。(鲁科版)化学反应原理(选修)第二章 化学反应的方向、限度与速率化学反应的速率宁德市高级中学 叶昌明第三节1、定义:是描述化学反应的快慢的物理量一、化学反应速率2.表示方法:
用单位时间内某一反应物的物质的量浓度的减少或生成物的物质的量浓度的增加来表示。3.数学表达式:4.单位:mol·L-1·h-1 、mol·L-1·min-1、mol·L-1·s-1阅读课本P55页最后一段 固体或者纯净的液体没有浓度的变化,所以不能用它们的浓度的变化来表示v的大小既v不能用固态或纯液态来表示 一个化学反应的速率用不同的反应物或生成物来表示,数值可能不同但含义是一致的,速率之比等于该反应方程式中对应物质的系数比。注意点(《导学》P46)注意点(《导学》P46)5.反应速率计算方法(《导学》P46)v(A)﹕v(B)﹕v(C)﹕v(D)=γ(A)﹕γ(B )﹕γ(C)﹕γ(D)练习:
1、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0.12 mol·L-1·s-1 ,则10s时,容器中B的物质的量为 。 3.2mol2、可逆反应A+3B=2C+2D,在不同条件下的化学反应速率如下,其中反应速率最快的是( )A.υ(A)=0.5mol·L-1·s-1B.υ(B)=0.6mol·L-1·s-1C.υ(C)=0.4mol·L-1·s-1D.υ(D)=0.45mol·L-1·s-1A3、某温度时,在2L容器中,X、Y、Z三种物质的变化曲线如图所示由图中数据分析该反应的化学方程式:反应开始至2min,Z的平均反应速率:时间(min)物质的量(mol)1.010.800.40.60.2231.内因:物质本身的结构和性质是化学反应速率大小的决定因素
2.外因:浓度、温度、压强、催化剂等二、浓度对化学反应速率的影响(一)影响化学反应速率的因素当其它条件不变时,
增大反应物的浓度,可以提高化学反应速率;
减小反应物的浓度,可以降低化学反应速率。(二)浓度对化学反应速率的影响(课本P57)速率方程:V = k c(H2O2) c(HI)化学反应速率与反应物浓度之间存在定量关系注:速率方程是由实验数据测定的结果,与化学方程式无确定的关系(如表2-3-2)K为反应速率常数,K越大,反应速率V越大
K受温度、催化剂、固体表面性质等因素影响对于气体参加的反应,当其它条件不变时,(T,V一定)
增大压强,可以提高化学反应速率;
减小压强,可以降低化学反应速率。(三)压强对化学反应速率的影响三、温度对化学反应速率的影响当其它条件不变时,升高温度,化学反应速率一般要加快;
降低温度,化学反应速率一般要减慢。范托夫近似规则:(粗略估计)
温度每升高10℃,化学反应速率通常增加到原来的2-4倍。阿伦尼乌斯方程: K =Ae –Ea/RT (课本P60)该方程表明:
当Ea>0时,升高温度,反应速率常数增大,化学反应速率加快Ea活化能:是活化分子平均能量与普通反应物分子平均能量的差值(课本P59)四、催化剂对化学反应速率的影响当其它条件不变时,采用适当的催化剂 可以加快化学反应速度。 催化剂降低了反应的活化能,使更多的反应物分子成为活化分子,大大提高了单位体积内反应物分子的百分数,加快了化学反应速度。正、逆反应的活化能均降低,正逆反应速率增加的倍数相等。加催化剂,不能使平衡发生移动,只影响到达平衡的时间。 练习1.
用3克块状大理石与30毫升3mol/L盐酸反应制取CO2气体,若要增大反应速率,可采取的措施是( )
①再加入30毫升3mol/L盐酸
②改用30毫升6mol/L盐酸
③改用3克粉末状大理石
④适当升高温度
A.①②④ B. ②③④
C.①③④ D. ①②③B练习2
下图为将Zn投入一定浓度一定体积的H2SO4中,解释图象的成因。(纵坐标为H2的生成速率) 练习3
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N2使体系压强增大
D.保持压强不变,充入N2使容器体积变大A C同学们,再见!课件15张PPT。(鲁科版)化学反应原理(选修)第二章 化学反应的方向、限度与速率化学反应条件的优化
——工业合成氨宁德市高级中学 叶昌明第四节化工生产过程中反应条件的优化反应条件优化的目的:
降低生产成本,提高经济效益化学反应限度化学反应速率生产效益生产效率生产设备等投资成本分析:合成氨的反应特点可逆放热减小一、合成氨反应的限度(课本P65)1.请根据正反应的焓变和熵变分析在298K下合成氨反应能否自发进行?反应能自发进行(课本P65)△H-T△S
= - 92.2KJ·mol-1-298K×(-198.2J·K-1·mol-1) ×10-3KJ·J-1
= -33.1KJ·mol-1<02.请同学们根据合成氨反应的特点,利用影响化学平衡移动的因素,分析什么条件有利于氨的合成? 温、 压有利于化学平衡正向移动,
N2、H2浓度比为 有利于化学平衡正向移动。高低1:3(课本P65)从反应限度的角度分析:合成氨的反应条件1、结合影响反应速率的因素,你认为通过控制什哪些反应条件来提高合成氨反应的速率?(1)温度:升高温度
(2)压强:增大压强
(3)浓度:增大反应物浓度
(4)催化剂:使用催化剂二、合成氨反应的速率(课本P66)2、实验表明,在特定条件下,合成氨反应的速率与反应的物质的浓度的关系为:ν =κC(N2)C1.5(H2)C-1(NH3)请你根据关系式分析:各物质的浓度对反应速率有哪些影响?可以采取哪些措施来提高反应速率?增大N2、H2浓度,将氨及时从混合气中分离出去二、合成氨反应的速率(课本P66)3、请你根据下表所给的数据分析催化剂对合成氨反应速率的影响:催化剂对合成氨反应速率的影响 使用催化剂可使合成氨反应的速率提高上万亿倍。1、根据合成氨反应的特点,应分别采取什么措施提高反应的平衡转化率和反应速率?请填写下表高压高压低温高温使用无影响增大浓度增大浓度减小浓度三、合成氨的适宜条件减小浓度讨论:2、既然增大压强既可提高反应速率,又可提高氨的产量,那么在合成氨工业中压强是否越大越好?1、既然降低温度有利于平衡向生成氨的方向移动,那么生产中是否温度越低越好?3、在合成氨工业中要使用催化剂,既然催化剂对化学平衡的移动没有影响,为什么还要使用呢?2、请你尝试为合成氨选择适宜条件合成氨适宜条件催化剂_________温度__________________________根据设备动力选择压强________________N2、H2投料比______及时分离________铁700K左右(催化剂的活性温度)1×107~ 1×108Pa1:2.8氨气阅读课本P67-68450℃常压1、氨的合成反应,生产中采用的适宜条件是( )。A、低温、高压、适当的催化剂B、高温、常压C、尽可能高温、高压D、适当的温度、适当的高压、适宜催化剂D练一练:同学们,再见!