山东省临清市人教版化学选修4课件:第2章(5份打包)

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名称 山东省临清市人教版化学选修4课件:第2章(5份打包)
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科目 化学
更新时间 2012-01-01 21:19:19

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(共25张PPT)
第二章第一节
化学反应速率
临清三中 李军
你知道下列化学变化进行得快还是慢?
节 日 焰 火
燃 烧
溶 洞 钟 乳 石 的 形 成
岩 石 的 风 化
煤 的 形 成
牛 奶 变 质
钢 铁 生 锈
第一节
化学反应速率
1、概念:用来衡量化学反应进行快慢程度的一个物理量。
一、化学反应速率
一、化学反应速率
它与两个因素有关:
反应的时间;
反应物 或 生成物的浓度。
定性观察法
冒气泡快慢;
颜色变化;
固体量减少;
浑浊程度;
温度变化等
2、表示方法:
通常用单位时间内反应物浓度的减小或生成物浓度的增加来表示。
3、数学表达式:
v=Δc/Δt
4、单位:
mol/(L﹒S) 或 mol/(L ﹒ min) 等
5 、计算化学反应速率的步骤:
起始浓度c (始)
变化浓度Δ c (变)
终了浓度c (末)
[练1]
在某一化学反应里,反应物A的浓度在10 s内从4.0 mol·L-1变成1.0 mol·L-1,在这10 s内A的化学反应速率为多少?
在体积为2L的容积不变的密闭容器中充入0.8mol的氮气与1.6mol氢气,一定条件下发生反应。4min后,测得容器内生成的氨气为0.24mol,
求:
①用NH3的浓度变化表示的反应速率。
②分别用H2 N2 的浓度变化表示的反应速率。
例1:
【练2】向一个容积为1L的密闭容器中放入2molSO2和1molO2,在一定的条件下,2s末测得容器内有0.8molSO2,求:2s内SO2、O2、SO3的平均反应速率和反应速率比
上述两例用不同物质表示的化学反应速率不同,有何规律?
1.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。
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,其数值可能不同,但表达的意义相同
3.一定温度下,固体或纯液体物质的浓度可视为常数,所以不用固体或纯液体物质表示化学反应速率。
VA==0.15mol/L·min
B. VB==0.6 mol/L·min
C. VC==0.4 mol/L·min
D. VD==0.01 mol/L· S
【练3】可逆反应:
A(g)+ 3B(g) 4 C(g)+ 2D(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( )
6.在同一个反应中:
aA + bB == cC + dD
VA :VB :VC :VD ===
△CA :△CB :△CC :△CD ===
△nA :△nB :△nC :△nD ====
a :b :c :d
5.用化学反应速率来比较不同反应或同一反应在不同条件下反应的快慢时,应选择同一物质来比较。
【练4】、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:
Z
X
Y
0.2
0.7
0.9
时间(min)
物质的量(mol)
3X+Y 2Z
1.0
1
0.8
0
0.4
0.6
0.2
2
3
Vz= 0.2÷2 =0.05(mol/L.min)
2
二、化学反应的速率测定
1、测定方法有∶
(1)、直接观察某些性质
(如释放出气体的体积和体系压强);
(2)、科学仪器测定
(如颜色的深浅、光的吸收和发射、导电能力等);
(3)、溶液中,常利用颜色深浅和显色物质浓度间的正比关系来跟踪反应的过程和测量反应速率。
2、实验分析∶
(1)仪器
锥形瓶
分液漏斗
玻璃导管
乳胶管
注射器(50ml)
铁架台 (带铁夹)
量筒(50ml)
胶头滴管
秒表
(2)药品 2g锌粒、1mol/L硫酸、 40ml
2g锌粒、 4mol/L硫酸、40ml
(实验2一1)
1、如何检查该装置的气密性
思考
2、如果没有注射器,用什么来代替?
反应物(指气体和液体,不含纯液体和固体)的浓度越大,反应时间越短,反应速率越快。
3、你还能根据反应速率相关的哪些变化来测定该反应的反应速率
①塞紧塞子,关闭分液漏斗活塞②将注射器活塞向外拉出一段,③若复原,则证明气密性良好。
原理:
密封 改变压强 观察现象(共23张PPT)
第三节化学平衡
第二章 化学反应速率与化学平衡
第一课 化学平衡的建立和判断
导入
1、什么是可逆反应?
在同一条件下,既能向正反应方向进
行,同时又能向逆反应方向进行的反应,叫
做可逆反应.
NH3+H2O
NH3·H2O
注意:可逆反应总是不能进行到底,
得到的总是反应物与生成物的混合物
2、什么是饱和溶液?
在一定温度下,在一定量的溶剂里,不能再溶解某种溶质的溶液,叫做这种溶质的饱和溶液。
饱和溶液中溶质的溶解过程完全停止了吗?
没有!以蔗糖溶解于水为例,蔗糖分子离开蔗糖表面扩散到水中的速率与溶解在水中的蔗糖分子在蔗糖表面聚集成为晶体的速率相等。
即:溶解速率 = 结晶速率
达到了溶解的平衡状态,一种动态平衡
那么,可逆反应的情况又怎样呢?
开始时c(CO) 、c(H2O)最大,c(CO2) 、c(H2)=0
随着反应的进行,正反应速率逐渐减小,逆反应速率逐渐增大
c(CO2) 、c(H2)逐渐增大
进行到一定程度,总有那么一刻,正反应速率和逆反应速率的大小不再变化
在容积为1L的密闭容器里,加0.01molCO和0.01molH2O(g),CO+H2O CO2+H2
c(CO) 、c(H2O)逐渐减小
且正反应速率=逆反应速率
正反应速率
逆反应速率
相等
时间
速率
这时,CO、H2O的消耗量等于CO2、H2反应生成的CO、H2O的量,
反应仍在进行,但是四种物质的浓度均保持不变,达到动态平衡,这就是我们今天要重点研究的重要概念—化学平衡状态
1、定义:
化学平衡状态,就是指在一定条件下的可逆反应里,正反应速率和逆反应速率相等,反应混合物中各组分的浓度保持不变的状态。
强调三点
前提条件: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、化学平衡状态的特征
(1)动:动态平衡(正逆反应仍在进行)
(2)等:正反应速率=逆反应速率
(3)定:反应混合物中各组分的浓度保持    
不变,各组分的含量一定。
(4)变:条件改变,原平衡被破坏,在新    
的条件下建立新的平衡。
①速率:v正=v逆
(即任何一种物质的生成速率等于
其消耗速率)
②各成分的含量保持不变


以xA(g)+yB(g) zC(g)为例,分析
化学反应达到平衡状态的标志:
③混合气体的总压、总体积、总物质的量不随时间的延长而改变(x+y≠z)
④各物质的物质的量,物质的量浓度不随时间的延长而改变
间接
注意(1)对于反应前后的气体物质的
分子总数不相等的可逆反应(如
2SO2+O2 2SO3)来说,可利用混合气体的总压、总体积、总物质的量
是否随着时间的改变而改变来判断是
否达到平衡。
(2)对于反应前后气体物质的分子数
相等的可逆反应:
(如H2+I2(g) 2HI),不能用此标志
判断平衡是否到达,因为在此反应过
程中,气体的总压、总体积、总物质
的量都不随时间的改变而改变。
(3)对于不同类型的可逆反应,某
一物理量不变是否可作为平衡已到达
的标志,取决于该物理量在平衡到达
前(反应过程中)是否发生变化。若
是则可;否则,不行。
小结
1、化学平衡状态的定义
前提条件
实质
标志
2、化学平衡状态的特征
动、等、定、变
怎样理解v(正)= v(逆)?
1.必须一个是正反应速率,一个是逆反应速率
2.用不同物质表示的反应速率不能是表面上的数值相等,而应是本质意义相同(与计量数成正比)。
怎样理解反应混合物中各组分的浓度保持不变?
“各组分的浓度保持不变”不能理解为与方程式的化学计量数成正比。浓度的变化量与化学计量数成正比,而平衡浓度不一定与化学计量数成正比。
怎样理解平衡与体系特征物理量的关系?
本身就不随反应进行而变化的量不
能做为平衡的标志。随反应进行而变
化的量不再变化时,说明体系已达平
衡。
【例1】 在一定温度下,可逆反应A(气)+3B(气) 2C(气)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nmolA,同时生成3nmolB
C. A、B、C的浓度不再变化
D. A、B、C的分子数比为1:3:2
AC
判断可逆反应达到平衡状态?
重要题型:
【例2】 下列说法中可以充分说明反应: P(气)+Q(气) R(气)+S(气) , 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
【例3】下列说法可以证明反应N2+3H2 2NH3 已达平衡状态的是( )
AC
A.1个N≡N键断裂的同时,有3个H-H键形成
B.1个N≡N键断裂的同时,有3个H-H键断裂
C.1个N≡N键断裂的同时,有6个N-H键断裂
D.1个N≡N键断裂的同时,有6个N-H键形成
【例4】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,表明反应:
A(固)+3B(气) 2C(气)+D(气)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
【例5】 在一定温度下,下列叙述不是可逆反应A(气)+3B(气) 2C(气)+2D(固)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amolA,同时生成3amolB
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单位时间内消耗amolA,同时生成 3amolB
⑧A、B、C、D的分子数之比为1:3:2:2
A.②⑧ B.②⑤⑧
C.①③④⑦ D.②⑤⑥⑧
( A )(共28张PPT)
三、化学平衡常数——化学平衡的特征
序号 起始时浓度mol/L
698.6K 平衡时浓度mol/L
698.6K 平衡时
c0 (H2) c0(I2) c0 (HI) [H2] [I2] [HI]
1 0.01067 0.01196 0 0.001831 0.003129 0.01767
2 0.01135 0.009044 0 0.00356 0.00125 0.01559
3 0.01134 0.007510 0 0.004565 0.0007378 0.01354
4 0 0 0.01069 0.001141 0.001141 0.008410
I2(g) + H2(g) 2HI(g)
54.5
54.6
54.45
54.33
根据表中的数据计算出平衡时 的值,并分析其中规律。
通过分析实验数据得出:
1、温度不变时, 为常数 用K表示;
2、常数K与反应的起始浓度大小无关;
3、常数K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。
其它平衡体系的数据进行分析,都有类似的关系。
对于反应: aA + bB cC + dD
一、定义:
一定温度下,对于已达平衡的反应体
系中,生成物以它的化学计量数为乘幂的
浓度之积除以反应物以它的化学计量数为
乘幂的浓度之积是个常数,这个常数叫做
该反应的化学平衡常数
三、平衡常数的单位
  浓度的单位为mol·L-1
  
∴K的单位为(mol·L-1) n;
二、数学表达式:
对于一般的可逆反应mA+nB pC+qD
{c(C)}p{c(D)}q
{c(A)} m{c(B)} n
K =
练习:试写出下列反应的浓度平衡常数的数学表达式:
2SO2(g)+O2(g) 2SO3
C(s)+H2O(g) CO(g)+H2(g)
催化剂
注意:
反应中的固体或纯溶剂不列入平衡常数的表达式中!
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(g)
Kc=[CO2]
CO2(g)+H2(g) CO(g)+H2O(l)
Kc=[CO]/([CO2][H2])
四、书写平衡常数关系式的规则
稀溶液中进行的反应,如有水参加,水的浓度也不必写在平衡关系式中,如:
Cr2O72-+H2O 2CrO42-+2H+
Kc=[CrO42-]2[H+]2/[Cr2O72-]
非水溶液中的反应,如有水生成或有水参加反应,此时水的浓度不可视为常数,必须表示在平衡关系式中。如酒精和醋酸的液相反应
C2H5OH+CH3COOH CH3COOC2H5+H2O
K=[CH3COOC2H5][H2O]/([C2H5OH][CH3COOH])
2、同一化学反应,可以用不同的化学反应式来表示,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。
例:N2O4(g) 2NO2(g)
Kc = [NO2]2/[N2O4]
1/2N2O4(g) NO2(g)
Kc = [NO2]/[N2O4]1/2
1/3N2O4(g) 2/3NO2(g)
Kc = [NO2]2/3/[N2O4]1/3
3、多重平衡规则
若干方程式相加(减),则总反应的平衡
常数等于分步平衡常数之乘积(商)
例1: 2NO (g) + O2 (g) 2NO2 K1
2NO2 (g) N2O4 K2
2NO (g) +O2(g) N2O4 (g) K = K1 K2
例2:
C (s) + CO2(g) 2CO(g) K
C (s) + H2O (g) CO (g) + H2 (g) K1
CO (g) +H2O (g) CO2 (g) + H2 (g) K2
K = K1/K2
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解(1) Kc=[N2O4]/[NO2]2
(2) Kc=[NO2]2/[N2O4]
(3) Kc= [CO2]
课堂 练习:
1.写出下列各反应的平衡常数K
(1) 2NO2(g) N2O4(g)
(2) N2O4(g) 2NO2(g)
(3) CaCO3(g) CaO(s)+CO2(g)
4、平衡常数只表现反应进行的程度,即可能性问题,而不表现到达平衡所需的时间,即现实性问题.
5、平衡常数K与温度有关,与浓度无关,由K随温度的变化可推断正反应是吸热反应还是放热。 若正反应是吸热反应,升高温度,K 增大;若正反应是放热反应,升高温度,K 减少;
(5) K值大小标志反应能达到的最大限度,
K值大,反应完全。
返 回
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5. 小结:
(1) 平衡是有条件的、动态的。
(2) K不随起始浓度大而变。
(3) K与温度有关。
(4) K与方程式写法有关。
  1.平衡常数的数值大小可以判断反应进行的程度,估计反应的可能性。因为平衡状态是反应进行的最大限度。如: N2(g)+O2(g) 2NO(g)
Kc=1×10-30(298K)
  这意味着298K时,N2和O2基本上没有进行反应,反之NO分解的逆反应在该温度下将几乎完全进行,平衡时NO实际上全部分解为N2和O2。
三、平衡常数的意义
2、平衡常数K值的大小,可推断反应进行的程度。
K值越大,表示反应进行的程度越大,反应物的转化率越大;K值越小,表示反应进行的程度越小,反应物的转化率越小。
3、反应的平衡常数与反应可能进行的程度。一般来说,反应的平衡常数KC≥105,认为正反应进行得较完全;KC ≤10-5则认为这个反应的正反应很难进行(逆反应较完全)。
例如:不同温度时,反应:H2(g)+I2(g) 2HI(g),的平衡常数与温度的关系如下:

温度 623K 698K 763K
浓度平衡常数 66 .9 54.4 45.9
通过改变温度,平衡常数大小的变化趋势可以判断
上面可逆反应的正方向是放热反应.
4、另外还有两点必须指出:
  ①平衡常数数值的大小,只能大致告诉我们一个可逆反应的正向反应所进行的最大程度,并不能预示反应达到平衡所需要的时间。如:
2SO2(g)+O2===2SO3(g)
  298K时Kp很大,但由于速度太慢,常温时,几乎不发生反应。
  ②平衡常数数值极小的反应,说明正反应在该条件下不可能进行,如:
N2+O2 2NO
  Kc=10-30(298K)所以常温下用此反应固定氮气是不可能的。因此没有必要在该条件下进行实验,以免浪费人力物力。或者改变条件使反应在新的条件下进行比较好一些。
对于可逆反应达到平衡后各物质的浓度变化关系,在计算中注意:
(2)生成物:平衡浓度=初始浓度+转化浓度
生成物D: [D] = c0(D) +△c(D)
(3)各物质的转化浓度之比等于它们在化学方程式中相应的化学计量数之比。△c(A):△c(D)=a:d
(1)反应物:平衡浓度=初始浓度-转化浓度;
反应物A: [A]=c0(A) - △c(A)
5、与平衡常数有关的计算
例1:合成氨的反应N2+3H2 2NH3在某温度下各物质的浓度平衡是:[N2]=3mol·L-1,[H2]=9mol·L-1,[NH3] =4mol·L-1求该反应的平衡常数和N2、H2的初始浓度。
  解:①求平衡常数Kc
  Kc=[NH3]2/([N2][H2]3)=16/(3×93)=7.32×10-3
  ②求N2、H2的初始浓度。
  N2+3H2 2NH3
  反应1摩尔N2同时需3molH2生成2molNH3
     N2 + 3H2    2NH3         平衡3mol·L-1 9mol·L-1 4mol·L-1
  初始(3+2)  (9+6)   0
  即: 5   15    0
  答:Kc=7.32×10-3,初始[N2]、[H2]为5.15mol·L-1。
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课堂 练习:
2、 450K时往一空容器中通入氮N2和H2,反应达平衡后,测得[N2]=3mol/L,[H2]=9mol/L,[NH3] =4 mol/L, 求K、N2和H2的起始浓度
3 9 4
0
4
2 6
5 15
∴Kc= [NH3]2/[N2] [H2]3 = 42/(3×93) =7.3×10-3
解: N2 + 3H2 2NH3
起始浓度/mol/L
反应浓度/mol/L
平衡浓度/mol/L
四、平衡转化率
用平衡常数来表示反应的限度有时不够直观,常用平衡转化率α来表示反应限度。
对于可逆反应: mA(g)+nB (g) pC(g)+qD(g)
反应物A的平衡转化率(该条件最大转化率)可表示:
(a)已知初始浓度和平衡浓度求平衡常数和平衡转化率
例1:对于反应2SO2(g)+ O2(g) 2SO3(g) ,若在一定温度下,将0.1mol的SO2(g)和0.06mol O2(g)注入一体积为2L的密闭容器中,当达到平衡状态时,测得容器中有0.088mol的SO3(g)试求在该温度下
(1)此反应的平衡常数。
(2)求SO2(g)和O2(g)的平衡转化率。
注:温度一定时,对于一个化学反应,平衡常数虽然一定,但不同的反应物的平衡转化率可能不同。不能脱离具体的反应物谈平衡转化率。
(b)已知平衡转化率和初始浓度求平衡常数
例2: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60%,试求:在该温度下。
(1)此反应的浓度平衡常数。
(2)若SO2(g) 的初始浓度均增大到3mol/L,则SO2转化率变为多少?
(c)知平衡常数和初始浓度求平衡浓度及转化率。
例3、在1200℃时测得下列反应达平衡时,k=2.25. CO2(g)+H2(g) CO(g)+H2O(g) 。若反应从CO2(g)和H2(g)开始,且CO2(g)和H2(g)的初始浓度分别为A、B、C三种情况。试计算A情况下各物质的平衡浓度及CO2(g)和H2(g)平衡转化率。
初始浓度 A B C
Co(H2)mol/L 0.0100 0.0120 0.0080
Co(CO2)mol/L 0.0100 0.0100 0.0100
将根据B、C组数据计算各物质的平衡浓度和平衡转化率(α),分析结果,得出什么结论?
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K = [CO2][H2] / [CO][H2O]
=[(2.0α)(2.0α)] / [2.0(1-α)×2.0(1-α)]
=α2 / (1-α)2 = 2.6
∴α= 62 %
解:设CO的转化率为α,则
CO(g) + H2O (g) CO2 (g) + H2 (g)
起始浓度/ mol/L 2.0 2.0 0 0
变化浓度/ mol/L (-2.0α) ( -2.0α) ( 2.0α) ( 2.0α)
平衡浓度/ mol/L 2.0(1-α) 2.0(1-α) 2.0α 2.0α
例题、
反应CO (g) + H2O (g) CO2 (g) + H2 (g)在749K达平衡,Kc=2.60,求:当CO、H2O (g)的起始浓度都为 2.0 mol/L达平衡后,CO的转化率 。
练习1、在密闭容器中,将NO2加热到某温度时,可进行如下反应:2NO2 2NO+O2,在平衡时各物质的浓度分别是:[NO2]=0.06mol/L,[NO]=0.24mol/L,
[O2]=0.12mol/L.试求:
(1)该温度下反应的平衡常数。
(2)开始时NO2的浓度。
(3) NO2的转化率。
练习2:在2L的容器中充入 1mol CO和 1mol H2O(g),发生反应:CO(g)+H2O(g) CO2(g)+H2(g) 800℃时反应达平衡,若k=1.求:
(1)CO的平衡浓度和转化率。
(2)若温度不变,上容器中充入 的是1mol CO和 2mol H2O(g), CO和H2O(g),的平衡浓度和转化率是多少。
(3)若温度不变,上容器中充入 的是1mol CO和 4mol H2O(g), CO和H2O(g),的平衡浓度和转化率是多少。
(4)若温度不变,要使CO的转化率达到90%,在题干的条件下还要充入 H2O(g) 物质的量为多少。(共26张PPT)
第二章 化学反应速率和化学平衡
第二节 影响化学反应速率的因素
临清三中 李军
影响反应速率的因素
内因(主要因素):参加反应物质的性质
化学反应的本质:反应物分子中的化学键断裂、生成物分子中的化学键形成过程
外因:①浓度:②压强:③温度:④催化剂:
⑤其他因素:光、颗粒大小、溶剂等。
一、有效碰撞模型
1、假设:在一洁净的容器中,使氢气与氧气按体积比2:1的比例混合,气体分子因自由运动而不断发生碰撞,研究表明:如果在常温常压下每个氢分子、氧分子自身或它们之间的碰撞几率为2.355X1010次/秒。若每次碰撞都能发生反应的话,则化学反应瞬间即可完成。
2、结论:并不是每次碰撞都能发生化学反应,只有其中的部分气体的碰撞能发生化学反应---有效碰撞
普通分子
活化能
活化分子
合理取向
有效碰撞
新物质
能量
(1)碰撞过轻 (2)碰撞取向不好 (3)活化分子的有效碰撞
HI分子的几种可能的碰撞模式
活化分子:具有较高能量,能够发生有效碰撞的分子
活化能:活化分子高出反应物分子平均能量的部分
E1的涵义:
E2的涵义:
E2-E1的涵义:
分子
运动
相互
碰撞
分子具有
足够能量
有合适的取向
有效碰撞
化学反应
n活=n总×活%
活化分子
有效碰撞理论
反应速率与活化分子的百分率(活%)成正比
一、浓度对反应速率的影响
浓度增大
→单位体积内n总↑
T不变,活%不变
n活增大
→有效碰撞↑
→V↑
1、在其他条件不变时,增大反应物浓度,可以增大反应速率
实验2-2结论:浓度大的H2C2O4溶液先褪色
2KMnO4 + 5H2C2O4 +3H2SO4=K2SO4 +2MnSO4 +10CO2↑+8H2O
应用2:
若将物质的量相等的HI气体分别放在等容积的两个针桶中,一个保持体积不变,另一个压缩为原来的1/2。其它条件不变,则HI的分解反应速率谁快?
应用3:如反应:3KSCN+FeCl3 =Fe(SCN)3+3KCl
若在上述反应体系中加入KCl晶体,不会影响化学反应速率?
应用1:
一定条件下,在CaCO3(块状)+2HCl=CaCl2+H2O+CO2 反应中,为了加快反应的速率,下列那些方法可行:
A、增加HCl的浓度 B、加水
C、增加同浓度盐酸的量 D、改加CaCO3粉末
2、应用举例
压强增大
→ 体积减小
其他条件不变
→V↑
→C增大
1、其他条件不变,增大压强,气体体积缩小,浓度增大,反应速率加快
二、压强对反应速率的影响
2、注意点:
P增大→C成比例增大,P减小→C成比例减小
压强只对于有气体参加的反应的速率有影响
压强对于反应速率的影响是通过对浓度的影响实现的
在N2+3H2 ? 2NH3中,当其他外界条件不变时
减小体系压强,该反应的速率怎么变?
在反应中保持体系容积不变,充入N2 ,反应的速率怎么变?
在反应中保持体系容积不变,充入He,反应的速率怎么变?
在反应中保持体系压强不变,充入He,反应的速率怎么变?
3、应用举例
三、温度对反应速率的影响
实验2-3结论:温度高的溶液先出现浑浊
Na2S2O3+H2SO4=Na2SO4+SO2+S↓+H2O
1、其他条件不变,温度升高,反应速率加快
T↑
→普通分子变为活化分子
→活%↑
→ n活↑
→V↑
2、一般说来,温度每升高10℃,速率增加2-4倍。
V×倍数值(t2-t1)/10 = 变化后的反应速率
P24实验探究:
例1、对于反应M+N→P,如果温度每升高10℃,反应速率增加为原来的3倍。在10℃时完成反应的10%需要54min,将温度提高到40℃完成反应的10%需要的时间为           ( ) A.2min   B.3min   C.6min   D.9min
3、应用举例
2、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)的变化情况如右图所示,
t1 ~ t2 速率变化的主要原因是: _______ ;
t2 ~ t3 速率变化的主要原因是:_________。
v
t1 t2 t3 t
四、催化剂对反应速率的影响
实验2-4结论:加入催化剂可以加快反应的速率
正催化剂
→降低反应的活化能
→V↑
→ n活↑
→活%↑
n总不变
1、加入催化剂可以加快反应的速率
生成物平均能量
活化分子具有能量
反应物平均能量
能量
无催化剂
活化分子能量
反应物平均能量
生成物平均能量
有催化剂
使用催化剂同等程度的增大(减慢)、正逆反应速率,从而改变反应到达平衡所需时间。
没特别指明一般指正催化剂
催化剂只能催化可能发生的反应,对不发生的反应无作用
催化剂具有一定的选择性
2、注意点
科学探究:P25
内因:物质本身的性质
外因:见表。
(正)增.(负)减。






反应速率
改变活化能
使用催化剂
活化分子百分数
降低温度
活化分子百分数
升高温度
活化分子总数
减小压强(气体)
活化分子总数
增大压强(气体)
活化分子总数
减小反应物浓度
活化分子总数
增大反应物浓度
原因
条件 影响
增大反应物的浓度使反应速率加快的主要原因( )
对于气体参与体系增大压强使反应速率加快的主要原因是( )
升高温度使反应速率加快的主要原因是( )
使用催化剂使反应速率加快的主要原因是( )
A、活化分子百分数不变,但提高单位体积内活化分子的总数
B、 增大分子的运动速率而使有效碰撞增加
C、 升高反应物分子的能量,使活化分子的百分数增加
D、降低反应所需的能量,使活化分子百分数增加
A
A
C
D
练习1:
下列说法正确的是( )
A、一定条件下,增大反应物的量会加快化学反应速率。
B、增大压强,肯定会加快化学反应速率。
C、活化分子间所发生的碰撞为有效碰撞。
D、能够发生有效碰撞的分子叫活化分子。
D
在C(固)+CO2(气)=2CO(气) 的反应中。现采取下列措施:
(1)增大压强 ;(2)增加碳的量
(3)通入CO2; (4)恒容下充入N2;
(5)恒压下充入N2
哪些措施能够使反应速率增大?为什么?
答案:(1)(3)
练习2:
下列条件的变化,是因为降低反应所需的能量而增加单位体积内的反应物活化分子百分数致使反应速率加快的是( )
A、增大浓度 B、增大压强 C、升高温度 D、使用催化剂
练习3:
D
练习4、一定量的盐酸跟过量的铁粉反应时,为了减慢反应速率,而不影响生成H2的总量,可向其中加入适量的( )
A、Na2CO3晶体 B、NaOH晶体
C、水 D、CH3COONa晶体
C D
5、将一定浓度的盐酸倒入碳酸钙中,若作如下改变的情况,其中能使最初的化学反应速率增大的是 ( )
A、盐酸的浓度不变,而使盐酸的用量一倍
B、盐酸的浓度增大一倍,而使盐酸的用量减少到原来的一半
C、盐酸的浓度和用量都不变,增加碳酸钙的量
D、盐酸和碳酸钙不变,增大压强一倍
E、加入CaCl2溶液
F、加入CaCl2固体
G、将CaCO3用CaCO3粉末代替
BG
2、硫代硫酸钠( Na2S2O3)与稀硫酸发生如下反应:Na2S2O3+H2SO4=Na2SO4+SO2+S↓+H2O
下列四种情况中最早出现浑浊的是:    (  )
(1)10℃时0.1 mol /L Na2S2O3和0.1 mol /L H2SO4各 5 mL
(2)10℃时0.1 mol /L Na2S2O3和0.1 mol /L H2SO4 各5 mL,加水10mL
(3) 20℃ 时0.1 mol /L Na2S2O3和0.1 mol /L H2SO4各 5 mL
(4) 20℃ 时0.2mol /L Na2S2O3和0.1 mol /L H2SO4各5 mL,加水10 mL
C(共38张PPT)
定义:可逆反应中,旧化学平衡被破坏,新化学平衡建立过程,叫做化学平衡的移动。
V正≠V逆
V正=V逆≠0
条件改变
平衡1 不平衡 平衡2
建立新平衡
破坏旧平衡
V正=V逆≠0


一定时间
二、化学平衡的移动


【思考与交流】
有哪些条件能改变化学平衡呢?
1、浓度对化学平衡的影响(P28)
溶液橙色加深
溶液黄色加深
现象分析: Cr2O72- + H2O 2CrO42-+2H+
橙色 黄色
滴加3~10滴浓H2SO4 滴加10~20滴6mol/LNaOH
K2Cr2O7溶液
增大c(H+)
橙色加深
C(Cr2O72-)增大
平衡逆向移动
平衡破坏
减小c(H+)
黄色加深
平衡破坏
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
溶液黄色加深
C(CrO42-)增大
溶液橙色加深
实验探究(P29实验2-6)
FeCl3+3KSCN Fe(SCN)3+3KCl
现象:溶液变成红色
(血红色)
A.加少量FeCl3的红色加深;
B.加少量KSCN的红色也加深;
(无色)
(黄色)
(无色)
思考——加少量NaOH溶液颜色有何变化。
有红褐色沉淀生成,溶液红色变浅
实验结论:
在其他条件不变时,
增大反应物或减小生成物的浓度
化学平衡向正反应方向移动
减小反应物或增大生成物的浓度
化学平衡向逆反应方向移动
向右移动
向左移动
原因分析:
运用浓度对化学反应速率的影响以及化学平衡的建立等知识,解释浓度对化学平衡的影响
t2
V”正 = V”逆
V’逆
V,正
t3
V正= V逆
V正
V逆
t1
t(s)
V(molL-1S-1)
0
平衡状态Ⅰ
平衡状态Ⅱ
增大反应物浓度
速率-时间关系图:
原因分析:
增加反应物的浓度, V正 > V逆,平衡向正反应方向移动;
当减小反应物的浓度时, 化学平衡将怎样移动
速率-时间关系图:
结论: 减小反应物的浓度, V正 讨论:
增大反应物浓度
v
t
V正
V逆
V’逆
V’正>V’逆
V’正
平衡正向移动
V’正=V’逆
速率~时间图:横坐标表示时间 纵坐标表示速率
减小生成物浓度
v
t
V逆
V’正=V’逆
平衡正向移动
V’正>V’逆
V’正
V’逆
V正
增大生成物浓度
V’逆
v
t
V正
V逆
V’正
V’正=V’逆
平衡逆向移动
V’逆>V’正
减小反应物浓度
V’逆
v
t
V逆
V’正
V’正=V’逆
平衡逆向移动
V’逆>V’正
图象连续?为什么?
浓度对化学平衡移动的几个注意点
①对平衡体系中的固态和纯液态物质,其浓度可看作
一个常数,增加或减小固态或液态纯净物的量并不
影响V正、V逆的大小,所以化学平衡不移动。
②只要是增大浓度,不论增大的是反应物浓度,还是
生成物浓度,新平衡状态下的反应速率一定大于原
平衡状态;减小浓度,新平衡状态下的速率一定小
于原平衡状态。
③反应物有两种或两种以上, 增加一种物质的浓度, 该
物质的平衡转化率降低, 而其他物质的转化率提高。
④改变浓度后,速率-时间图象是连续的。
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
2SO2(g) + O2(g) SO3(g)的平衡体系中,为了提高SO2的利用率,可采用什么措施?
催化剂
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。
2、温度对化学平衡的影响P30
实验探究(实验2-7)
2NO2(气) N2O4(气) △H=-56.9kJ/mol
(红棕色)
(无色)
混和气体受热颜色变深;遇冷颜色变浅。
现象:
[讨论]A:混和气体受热颜色变深,说明① ;
② 。
B:混和气体遇冷颜色变浅,说明① ;
② 。
NO2浓度增大
平衡向逆反应方向移动
NO2浓度减小
平衡向正反应方向移动
[结论]在其它条件不变的情况下:
A:温度升高,会使化学平衡向着吸热反应的方向移动;
B:温度降低,会使化学平衡向着放热反应的方向移动。
[分析]A:混合物受热时,速率均增大,但 (吸)> (放) ,故平衡
向吸热反应方向移动;
B:混合物遇冷,速率均减少,但 (吸)< (放) ,故平衡
向放热反应方向移动;
其他条件不变时,若正反应为放热反应,能否画出温度升高时的v-t图象?
V正= V逆
V正
V逆
t1
t(s)
V(molL-1S-1)
0
t2
V”正 = V”逆
V’逆
V‘正
升高温度
(正反应是放热反应)
速率-时间关系图:
2NO2 N2O4
注意:温度对平衡的影响,图像具有不连续性。为什么?
v
t
v
t
V’吸
V’放
V’吸=V’放
V’放
V’吸
V’放=V’吸
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
温度对化学平衡的影响:
速率-时间关系图
练习
在高温下,反应
(正反应为吸热反应)要使混合气体颜色加深,可采取的方法是
A、保持容积不变,加入HBr(g)
B、降低温度
C、升高温度
D、保持容积不变,加入H2(g)
( A C )
2HBr(g) H2(g) + Br2(g)
3、压强对化学平衡的影响:
N2 十 3H2 2NH3
NH3%随着压强的增大而增大,即平衡向正反应的方向移动。
实验
数据:
解释:
说明:增大压强,正逆反应速率均增大,但增大倍数
不一样,平衡向着体积缩小的方向移动
加压
→体积缩小
→浓度增大
→正反应速率增大
逆反应速率增大
→ v正>v逆
→平衡向正反应方向移动。
压强(MPa) 1 5 10 30 60 100
NH3 % 2.0 9.2 16.4 35.5 53.6 69.4
1)先决条件:
2)结论:
对于反应前后气体体积发生变化的化学反应,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。
体积缩小:即气体分子数目减少
体积增大:即气体分子数目增多
说明:
反应体系中有气体参加且反应
前后总体积发生改变。
aA(g)+bB(g) cC(g)+dD(g)
a+b≠c+d
V正= V逆
V正
V逆
t1
t(s)
V(molL-1S-1)
0
t2
V”正 = V”逆
V’逆
V‘正
增大压强
3)速率-时间关系图:
aA(g)+bB(g) cC(g)+dD(g) a+b > c+d
注意:压强对平衡的影响,图像具有不连续性。为什么?
思考:对于反应
H2O+CO H2+CO2
如果增大压强,反应速率是否改变,平衡是否移动?
高温
催化剂
速率-时间关系图:
V(molL-1S-1)
T(s)
0
V正= V逆
V’正= V’逆
增大压强,正逆反应速率均增大,但增大倍数一样, V’正= V’逆,平衡不移动。
t2
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;
例:对如下平衡
A(气) + B (气) 2C (气) + D (固)
0
t1
t2
t3
加压对化学平衡的影响
V正
V正′= V逆′
V逆
V正′= V逆′
V正
V逆
0
t1
t2
t3
减压对化学平衡的影响
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?
四、催化剂对化学平衡的影响:
同等程度改变化学反应速率,V’正= V’逆,只改变反应到达平衡所需要的时间,而不影响化学平衡的移动。
催化剂对可逆反应的影响:
可见,要引起化学平衡的移动,必须是由于外界条件的改变而引起V正≠ V逆。
平衡移动的本质:
化学平衡为动态平衡,条件改变造成
V正≠ V逆
注意:减弱外界条件影响,但不能抵消外界条件的影响。
如果改变影响平衡的条件(如浓度、压强、或温度)等,平衡就向能减弱这种改变的方向移动。
平衡移动原理(勒沙特列原理):
4、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
v
t
V正
V逆
V’正=V’逆
加入负催化剂
v
t
V正
V逆
V’正=V’逆
[总结]改变反应条件时平衡移动的方向
增大反应物浓度
向减少反应物的浓度方向移动
减小反应物浓度
向增大反应物的浓度方向移动
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
改变反应条件
平衡移动方向
加 催 化 剂
平衡不移动
练习 1、 Fe(NO3)2溶液呈浅绿色,其中存在着下列平衡:
Fe2++2H2O Fe(OH)2+2H+
往该溶液中滴加盐酸,发生的变化是
(A) 平衡向逆反应方向移动
(B) 平衡向正反应方向移动
(C) 溶液由浅绿色变成黄色
(D) 溶液由浅绿色变为深绿色
练习2、 在一定的温度和压强下,合成氨反应 3H2+N2 2NH3达到平衡时,下列操作平衡不发生移动的是( )
(A) 恒温恒压充入氨气
(B) 恒温恒压充入氮气
(C) 恒温恒容充入氦气
(D) 恒温恒压充入氦气
练习3、
对平衡N2+3H2 2NH3 ,如果在恒温恒容下加入氮气,平衡向——移动。
(2)如果在恒温恒容下加入氨气呢?加入氩气又怎么样呢?
(3)如果需要增加氢气的转化率,可以有什么办法?
(4)如果增大压强,正反应速率——,逆反应速率——,氮气的转化率——。
练习4、
在一定条件下,某容器内充入N2和H2合成氨,以下叙述中错误的是( )
A、开始反应时,正反应速率最大,逆反应速率为零。
B、随着反应的进行,正反应速率减小,最后降为零。
C、随着反应的进行,正反应速率减小,逆反应速率增大,最后相等。
D、在反应过程中,正反应速率的减小等于逆反应速率的增加。
练习 6、能引起化学平衡移动的是( )
A、化学反应速率发生了变化。
B、有气态物质参加的反应达到平衡后,改变了压强。
C、由于某一条件的改变,使平衡混合物中各组分的浓度发生了不同程度的变化。
D、可逆反应达到平衡后,使用催化剂。
练习7、在2升的密闭容器中2molSO2和一定量的氧气,发生反应,当反应进行到4min时,测得此时SO2为0.4mol,问在反应进行到2min时,密闭容器中SO2的物质的量是( )
A 1.6mol B1.2mol C 大于1.6mol D小于1.2mol