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化学反应速率与化学平衡 专题整合,一、化学反应速率,1、概念,（1）表示方法：,=,（2） 单位：mol/(Ls) ;mol/(Lmin),（3）相互关系：4NH3 + 5O2 = 4NO + 6H2O（g）,V(NH3):v(O2): v(NO) : v(H2O) = 4:5:4:6,2、 影响化学反应速率的因素,（1）内因：反应物本身的性质,（2）外因：,浓度、压强、温度、催化剂,提高活化分 子的浓度,提高活化分子 的百分含量,1)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： 分别用H2 N2 NH3的浓度变化表示的反应速率。 若反应前后温度不变,则4min时容器内的压强是反应前的多少倍？,2)对于反应A+3B=2C+2D，下列数据表示不同条件的反应速率，其中反应进行得最快的是( ) v (A) =0.15mol/(LS) v (B) =0.6mol/(L S) v (C) =1mol/(L S) v (D) =2mol/(L min),3)在恒温、恒容的密闭容器中反应 A（g） B（g）+C（g）；H0若反应物的浓度由2mol/L降到0.8mol/L需20s，那么反应物浓度由0.8mol/L降到0.2mol/L 所需的时间为 （ ） A10s B大于10s C小于10s D无法判断,4）一定温度下，向一个容积为2L的真空密闭容器中（事先装入催化剂）通入1molN2和3molH2，3min后测得密闭容器内的压强是起始时的0.9倍，在此时间内V(H2)是（ ）mol/(Lmin) A. 0.2 B. 0.6 C.0.1 D.0.3,5）盐酸跟过量锌粉反应，在一定温度下，为了减缓反应进行的速率，但又不影响生成氢气的总量，可向反应物中加入适量的（ ） A. 硫酸钠固体 B. 水 C. 硫酸钾溶液 D. 硝酸钾溶液,6）能增加反应物分子中活化分子的百分数的是( ) A升高温度 B使用催化剂 C增大压强 D增加浓度,BC,BC,1.自发反应,在一定条件下，无需外界帮助就能自动进行的反应,2.自发反应判断依据：,熵变和焓变,二、反应方向,G= H -TS,G 0, 自发进行,G0，可逆反应平衡,G 0，非自发进行,H 0 S0 H 0 S 0 H 0 S 0 H 0 S0,一定自发,一定非自发,不一定,不一定,NH3(g)+HCl(g)NH4Cl(s) CaCO3(s)=CaO(s)+CO2(g),低温自发,高温自发,3.熵大小判断,混合物大于纯净物,气体大于液体大于固体,硝酸铵溶于水，吸热为什么自发,钠与水反应为什么一定自发,石墨生成金刚石自发吗,4.自发反应是一定条件下的自发反应,一定非自发反应也可以通过外力发生，,碳酸钙分解高温自发，低温非自发,三、化学平衡,1、可逆反应： 同一条件、同时,2、动态平衡特征： 逆、等、动、定、变,3、影响平衡移动的因素：,浓度、温度、压强,生成物浓度减小 程度减弱,向正反应方向移动,减小生成物浓度,生成物浓度增大 程度减弱,向逆反应方向移动,增大生成物浓度,反应物浓度减小 程度减弱,向逆反应方向移动,减小反应物浓度,反应物浓度增大 程度减弱,向正反应方向移动,增大反应物浓度,化学平衡移动的结果,化学平衡的移动,改变影响条件,外界条件对化学平衡的影响,体系温度降低 程度减弱,向放热方向移动,降低温度,体系温度升高 程度减弱,向吸热方向移动,升高温度,体系压强减小 程度减弱,向气体体积增大的方向移动,减小体系压强,体系压强增大 程度减弱,向气体体积减小的方向移动,增大体系压强,化学平衡移动的结果,化学平衡的移动,改变影响条件,外界条件对化学平衡的影响,4、化学平衡状态的判断,1.化学平衡的判断,（1）v(正)=v(逆),(2)浓度不变,（3）其他条件,例 一定温度和容积下能说明2NO2=N2O4达到平衡的是,密度不变,压强不变,NO2浓度不变,NO2和N2O4浓度比为1：1,平均摩尔质量不变, NO2百分含量不变,NO2转化率不变,单位时间内生成n mol的NO2同时生成2n mol的N2O4,体系颜色不变,例 一定温度和容积下能说明I2+H2=2HI 达到平衡的是,密度不变,压强不变,平均摩尔质量不变,断裂1个H-H同时生成1个I-I键,断裂1个H-H同时断裂2个H-I键,注意：有颜色气体：I2 Br2 NO2,5.平衡常数,3CO+Fe2O3=2Fe+3CO2,K=,c3(CO2),c3(CO),加入铁、三氧化二铁 平衡不移动,BaCO3+Na2SO4= BaSO4+Na2CO3,K=,c(CO32-),c(SO42-),3KSCN+FeCl3=Fe(SCN)3+3KCl,平衡后加入氯化钾平衡不移动,固体和纯液体浓度不变,未参加反应的离子浓度比不变,6.平衡移动，与转化率百分含量的关系,(1)加入一种反应物-,直接判断,2SO2+O2=2SO3,平衡后加O2平衡右移，O2转化率变 ，体积 分数变 ，SO2转化率变 ，体积分数变 .,小,大,大,小,(2)加入物质本身反应,2NO2=N2O4平衡后,2HI=I2+H2,恒压加入NO2或N2O4平衡后NO2体积分数转化 率,恒容加入NO2或N2O4平衡后NO2体积分数变,恒压加入HI平衡后HI体积分数转化率,恒容加入HI平衡后HI体积分数转化率,小,大,不变,不变,不变,转化率变,（3）不同状态-等效平衡:,平衡后各物质的百分含量相同的状态,mA+nB=pX+qD,m+np+q,一边归零后各物质的浓度全 部相等,等温等容,m+n=p+q,一边归零后各物质的浓度成比例,例：恒容2摩尔SO22摩尔O2平衡后SO2体积 分数a%按下列比例加入平衡后SO2为a%的是 A 2molSO3 1molO2 B 1molSO2 1mol SO3 1.5molO2 C 1molSO2 1molO2,例：恒容2摩尔H2 1摩尔I2平衡后HI体积分 数a%按下列比例加入平衡后HI为 a%的是 A 1molH2 2molHI B 2molH2 4molHI C 3molH2 1molI2 2molHI,等温等压,各物质的浓度成比例,例：恒压2摩尔SO22摩尔O2平衡后SO2 体积分数a%按下列比例加入平衡后 SO2为a%的是 A 4molSO2 4mol O2 B 2mol SO2 2mol SO3 3molO2 C 1molSO2 1molO2,例：恒温恒容容器中充入2摩尔A 1摩尔B， 2A(g)+B(g)=xC(g)平衡后C的体积分数 a%若开始时充入0.6molA 0.3molB 1.4mol C 平衡时C的体积分数为a%，则x可能是 A 2 B 3 C 4 D 6,某温度下，在一容积可变的容器中，反应2AgBg 2Cg 达到平衡时，A、B和C的物质的量分别为 4 mol、2 mol和4 mol。保持温度和压强不变，对平衡混合物中三者的物质的量做如下调整，可使平衡右移的是 A 均减半 B 均加倍 C 均增加1 mol D 均减少1 mol,C,7、勒沙特列原理： 如果改变影响平衡的一个条件(如浓度、压强或温度)，平衡就向着能够减弱这种改变的方向移动。,8、化学平衡的有关计算 有关化学平衡的计算包括：求平衡常数、平衡时各组分含量，平衡浓度、起始浓度、反应物转化率、混合气体的密度或平均相对分子质量，某物质的化学计量数等。解这类试题时要用到下列方法或规律：,(1)化学平衡计算的基本方法是“始”、“转”、“平”三段分析法,(2)化学平衡计算中用到的基本关系与定律： 各物质变化浓度之比反应式中的化学计量数之比； 反应物转化率其转化浓度与起始浓度之比； 阿伏加德罗定律及其推论(如:同温同体积任何气体压强之比等于物质的量之比.同温同压下等质量的任何气体密度之比等于物质的量之比的倒数.),在一定温度下，将2molA和2molB两种气体混合于2L密闭容器中，发生反应 3A(g)+B(g) xC(g)+2D(g)，2min末反应达到平衡状态，生成0.8molD，并测得C的浓度为0.4mol/L。由此推断： (1)x值等于_ (2)B的平衡浓度为_ (3)A的转化率为_ (4)生成D的反应速率_ (5)如果增大反应体系的压强，则平衡体系中C的质量分数_（填“增大”或“减小”或“不变”）,2,0.8mol/L,60%;,o,2mol/L. min,不变,四、化学反应图像,1、化学反应速率图象分析,（1）看起点和终点,分清反应物和生成物，浓度减小的是反应物，浓度增大的是生成物，生成物多数是以原点为起点。,看下图： 写反应方程式,A + B = C,2,1,3,反应速率之比=反应方程式的系数之比,1、化学反应速率图象分析,(2). 看变化趋势,分清正反应和逆反应; 分清放热反应和吸热反应; 分清“突变”和“渐变”,此图表示：增大反应物浓度时，正反应、逆反应的速率变化情况,练习：,看图：说出反应起始时是从正反应；还是从逆反应开始？然后是改变什么条件？化学平衡向什么方向移动？,练习：,看图：说出反应起始时是从正反应；还是从逆反应开始？然后是改变什么条件？化学平衡向什么方向移动？,答：逆反应开始。 降温或减压。 平衡向正反应方向移动。,时间,V,练习：,看图：是改变什么条件？化学平衡向什么方向移动？,V正,V逆,V正,V逆,=,答：正、逆反应同时开始。 加催化剂或 。 平衡不移动。,时间,V,2.化学平衡图象的解法,转化率压强温度曲线,解法： 作等 温线,T,m+n p+q,H0,等温线,2.化学平衡图象的解法,P,m+n p+q,H0,看图技巧：图象中 有三个量时，“定一看二”，再看曲线的变化趋势。,等压线,2.化学平衡图象的解法,P,m+n p+q,H 0,看图技巧：图象中 有三个量时，“定一看二”，再看曲线的变化趋势。,等压线,物质百分含量压强温度曲线,物质百分含量时间曲线,看图技巧：先拐先平衡，先平衡则速率快。,H 0,转化率时间曲线,看图技巧：先拐先平衡，先平衡则速率快。,m+np+p,物质百分含量时间曲线,时间,练习:看图回答,A%,0,物质产率时间曲线,时间,练习:看图回答,产率,0,m+n p+q,0,练习:看图回答,T2 P1,T1 P2,T1 P1,C%,t,H0,0,转化率时间曲线,A转化率,时间,m+n = p+p,0,浓度平衡时间曲线,A,C,时间,浓度,t1 t2 t3,此图在t2时，如果是加热，那么 H大于0，还是小于0？如果是减压，那么m+n与p的关系如何？,A,B,C,E,D,C点,T,NO转化率,a,b,A. 加入催化剂 B. 增大Y的浓度 C. 降低温度 D. 增大体系压强,A.D,改变什么条件？化学平衡向什么方向移动？,时间,V,改变什么条件？化学平衡向什么方向移动？,改变什么条件？化学平衡向什么方向移动？,V正,V逆,V正,V逆,=,时间,V,转 化 率,温度,0,mA(g)+nB(g) pC(g)+qD(g),m+n p+q,H0,转 化 率,压强,0,mA(g)+nB(g) pC(g)+qD(g),m+n p+q,H 0,mA(g)+nB(g) pC(g)+qD(g),P,m+n p+q,0,A%,H 0,mA(g)+nB(g) pC(g)+qD(g),0,H 0,C%,时间,mA(g)+nB(g) pC(g)+qD(g),0,m+np+p,A转化率,时间,mA(g)+nB(g) pC(g)+qD(g),A%,m+n p+q,时间,产率,时间,H 0,mA(g)+nB(g) pC(g)+qD(g,C%,m+np+q,t,T2 P1,T1 P2,T1 P1,H0,mA(g)+nB(g) pC(g)+qD(g,
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