人教版化学选修4第二章化学反应速率及化学平衡(复课件.ppt

1、本章知识复习本章知识复习.第二章知识结构第二章知识结构化学反应速率化学反应速率影响化学反应影响化学反应速率的因素速率的因素化学反应进行的方向化学反应进行的方向化学平衡化学平衡测量的方法测量的方法反应的可逆不可逆反应的可逆不可逆化学平衡状态特点化学平衡状态特点化学平衡常数化学平衡常数影响因素及平衡影响因素及平衡移动原理移动原理自由能判据自由能判据浓度、压强浓度、压强温度温度催化剂催化剂本课程重心本课程重心定量表定量表示方法示方法.一、化学反应速率的表示方法一、化学反应速率的表示方法 化学反应速率用单位时间内反应物或生成物或生成物的物质的量浓度的变化表物质的量浓度的变化表示。在体积不变的反应器中，

2、通常用示。在体积不变的反应器中，通常用单位时间内单位时间内反应物浓度的减少反应物浓度的减少或或生成生成物浓度的增加物浓度的增加来表示。来表示。单位:mol/ mol/ （ L.min L.min ）、）、 mol/mol/（L.sL.s） 数学表达式：数学表达式： v v= C C/ /t t三量分析法计算三量分析法计算: :.1 1三个量：起始量、转化量、平衡量三个量：起始量、转化量、平衡量( (它们的单位它们的单位必须统一必须统一) ) 起始起始 a a b b 0 0 0 0 转化转化 -mx -mx -nx-nx+px+px+qx +qx 平衡平衡 a-mx a-mx b-nxb-nx

3、 px px qxqx注注: :各物质的转化浓度之比等于它们在化学方程式中各物质的转化浓度之比等于它们在化学方程式中物质的计量数之比。物质的计量数之比。.1、合成氨的反应、合成氨的反应N2+3H2 2NH3在某温度下各物在某温度下各物质的平衡浓度是质的平衡浓度是:c(N2)=3molL-1,C(H2)=9molL-1,c(NH3) =4molL-1求该反应的平衡求该反应的平衡常数和常数和N2、H2的初始浓度。的初始浓度。2、已知、已知CO+H2O H2+CO2；此反应在；此反应在773K时时平衡常数平衡常数K=9，如反应开始时，如反应开始时C(H2O)=C(CO)=0.020molL-1求求C

4、O的转化率。的转化率。.原因：原因：反应物浓度增大反应物浓度增大单位体积内单位体积内活活化分子数化分子数增加增加有效碰撞有效碰撞次数增多次数增多反应速率加快反应速率加快1、浓度对反应速率的影响、浓度对反应速率的影响其它条件不变，增加反应物浓度加快化学其它条件不变，增加反应物浓度加快化学反应速率。反应速率。内容：内容：二、影响化学反应速率的重要因素二、影响化学反应速率的重要因素.2、压强对反应速率的影响、压强对反应速率的影响对于气体反应来说，增大压强相当于增大反对于气体反应来说，增大压强相当于增大反应物的浓度，反应速率加快应物的浓度，反应速率加快内容：内容：原因：原因：反应物浓度增大反应物浓度增

5、大单位体积内单位体积内活活化分子数化分子数增加增加有效碰撞有效碰撞次数增多次数增多反应速率加快反应速率加快增大压强增大压强.注意注意“真真”变变和和“假假”变变”:若体系的若体系的压强变化而使压强变化而使反应物或生成物的反应物或生成物的浓度发生变化浓度发生变化即即“真真”变，否则是变，否则是“假假”变。变。 如：如： 2SO2+O2 2SO3A.恒压恒压时充入时充入He：由于由于SO2、O2、SO3的物质的量不变，体积的物质的量不变，体积V变大，变大，浓度降低相当于浓度降低相当于“减压减压”，反应速率降低；，反应速率降低；B.恒容恒容时充入时充入He：由于反应物生成物浓度不变，体系压强不变相当

6、由于反应物生成物浓度不变，体系压强不变相当于于“假假”变。变。.原因：原因：温度升高温度升高分子获得更分子获得更高的能量高的能量活化分子活化分子百分数百分数提高提高有效碰撞有效碰撞次数提高次数提高反应速率加快反应速率加快3。温度：。温度：在其它条件不变的情况下，升在其它条件不变的情况下，升温反应速率增大，降温反应速率减小温反应速率增大，降温反应速率减小.加入催化剂加入催化剂反应活化能反应活化能降低降低活化分子百活化分子百分数提高分数提高有效碰撞有效碰撞次数提高次数提高反应速率加快反应速率加快原因：原因：4。催化剂加快反应速率。催化剂加快反应速率.总结论：向反应体系输入能量，都可总结论：向反应体

7、系输入能量，都可以改变化学反应速率以改变化学反应速率原因：反应体系内活化分子数或活化原因：反应体系内活化分子数或活化分子百分数提高，有效碰撞次数增加，分子百分数提高，有效碰撞次数增加，从而加快化学反应速率。从而加快化学反应速率。.课堂练习：课堂练习： 如下图所示，相同体积的如下图所示，相同体积的a、b、c三密闭容三密闭容器，其中器，其中c容器有一活塞，容器有一活塞，a、b两容器为定容容两容器为定容容器，起始向三容器中都加入相同量的器，起始向三容器中都加入相同量的SO2和和O2使三容器压强相等，一定条件下使三容器压强相等，一定条件下发生发生2SO2+O2 2SO3的反应。问：的反应。问： 如起始

8、在如起始在a、c两容器中通入同量的两容器中通入同量的N2， 则此时三容器起始压强为则此时三容器起始压强为Pa _Pb Pc； 起始起始a、c两容器的反应速率大小关系为两容器的反应速率大小关系为Va _Vc； 反应一段时间后反应一段时间后a、c中速率大小关系为中速率大小关系为Va _Vc ；= = = 起始反应速率关系为起始反应速率关系为Va _Vb _Vc.1反应反应4NH3+5O2 4NO+6H2O，在，在5L的密闭的密闭容器中进行半分钟后，容器中进行半分钟后，NO的物质的量增加了的物质的量增加了0.3mol，则此反应的平均速率，则此反应的平均速率(x)(表示反应表示反应物的消耗速率或生成物

9、的生成速率物的消耗速率或生成物的生成速率)为。为。（A）(O2)=0.01 molL-1s-1 （B）(NO)=0.008 molL-1s-1 （C）(H2O)=0.003 molL-1s-1 （D）(NH3)=0.002 molL-1s-1 答案： CD. 2 2、在、在C(C(固固)+CO)+CO2 2( (气气) 2CO() 2CO(气气) ) 的反的反应中。现采取下列措施：应中。现采取下列措施：（1 1）增大压强）增大压强 ；（；（2 2）增加碳的量）增加碳的量（3 3）通入）通入COCO2 2；（；（4 4）恒容下充入）恒容下充入N N2 2；（5 5）恒压下充入）恒压下充入N N2

10、 2 哪些措施能够使反应速率增大？为什么？哪些措施能够使反应速率增大？为什么？ 答案答案：（：（1 1）（）（3 3）. 3、在、在2A + B = 3C + 4D的反应中，下列表的反应中，下列表示该反应速率最大的是示该反应速率最大的是( ) A、V(A) =0.5mol / (L.min) B、V(B) =0.3mol / (L.min) C、V(C) =0.8mol / (L.min) D、V(D) = 0.06mol / (L.S)答案： D.三、化学平衡状态的特征三、化学平衡状态的特征(1)逆：可逆反应逆：可逆反应 (2)动：动态平衡动：动态平衡(3)等：正反应速率等：正反应速率=逆反

11、应速率逆反应速率(4)定：反应混合物中各组分的浓度保持定：反应混合物中各组分的浓度保持 不变，各组分的含量一定。不变，各组分的含量一定。变并定变并定：看其在反应过程中变不变，：看其在反应过程中变不变，如果是变化的，则当其一定就是达到如果是变化的，则当其一定就是达到平衡状态的标志平衡状态的标志. 【练习】【练习】在一定温度下，向在一定温度下，向a L密闭容器中加入密闭容器中加入1mol X气体和气体和2 mol Y气体，发生如下反应：气体，发生如下反应： X（g）2Y（g） 2Z（g）此反应达到平）此反应达到平衡的标志是衡的标志是 A 容器内压强不随时间变化容器内压强不随时间变化 B 容器内各物

12、质的浓度不随时间变化容器内各物质的浓度不随时间变化 C 容器内容器内X、Y、Z的浓度之比为的浓度之比为122 D 单位时间消耗单位时间消耗0.1mol X同时生成同时生成0.2mol ZAB. 【练习】在一定温度下的恒容容器中【练习】在一定温度下的恒容容器中,当下当下列物理量不再发生变化时列物理量不再发生变化时,表明反应表明反应: A(固固)+3B(气气) 2C(气气)+D(气气)已达平衡已达平衡状态的是状态的是 ( )A.混合气体的压强混合气体的压强 B.混合气体的密度混合气体的密度C.B的物质的量浓度的物质的量浓度 D.气体的总物质的量气体的总物质的量BC.(5)变：条件改变，原平衡被破坏

13、，在新变：条件改变，原平衡被破坏，在新 的条件下建立新的平衡。的条件下建立新的平衡。可见，化学平衡只有在一定的条件下才能保持。当外界条件改变，旧的化学平衡将被破坏，并建立起新的平衡状态。.四、勒夏特列原理四、勒夏特列原理 勒夏特列原理勒夏特列原理 如果改变影响平衡的如果改变影响平衡的条件之一（如温度，压强，以及参加条件之一（如温度，压强，以及参加反应的化学物质的浓度），平衡将向反应的化学物质的浓度），平衡将向着着能够减弱这种改变能够减弱这种改变的方向移动。的方向移动。. 浓度浓度 在其它条件不变时，在其它条件不变时，增大反应增大反应物的浓度或减小生成物的浓度物的浓度或减小生成物的浓度，都可以使

14、平，都可以使平衡向衡向正正反应方向移动；反应方向移动；增大生成物的浓度或增大生成物的浓度或减小反应物的浓度减小反应物的浓度，都可以使平衡向，都可以使平衡向逆逆反应反应方向移动方向移动。 温度：温度：在其它条件不变的情况下，升在其它条件不变的情况下，升高温度，会使化学平衡向着吸热反应的方向高温度，会使化学平衡向着吸热反应的方向移动；降低温度，会使化学平衡向着放热反移动；降低温度，会使化学平衡向着放热反应的方向移动。应的方向移动。 . 压强压强 在其它条件不变的情况下，在其它条件不变的情况下，对于反应前后气体体积改变的反应对于反应前后气体体积改变的反应 ，增，增大压强，会使化学平衡向着气体体积缩大

15、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。衡向着气体体积增大的方向移动。 催化剂催化剂 催化剂只能使正逆反应速催化剂只能使正逆反应速率等倍增大，改变反应到达平衡所需的时率等倍增大，改变反应到达平衡所需的时间，不能使化学平衡移动。间，不能使化学平衡移动。.条件条件等效条件等效条件结果结果恒温恒容恒温恒容(n(g)0) 恒温恒容恒温恒容(n(g)=0) 恒温恒压恒温恒压 等效平衡等效平衡投料换算成投料换算成相同物质表相同物质表示时示时量相同量相同两次平衡时各组分百两次平衡时各组分百分量、分量、n、c均相同均相同 投料换算成投料换算成相同物质表相同物质表示时示时等比例等比例两次平衡时各组分两次平衡时各组分百分量相同，百分量相同，n、c同比例变化同比例变化 投料换算成投料换算成相同物质表相同物质表示时示时等比例等比例两次平衡时各组分两次平衡时各组分百分量、百分量、c相同，相同，n同比例变化同比例变化.