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化学反应进行的快慢

化学反应原理的组成部分：. 化学反应进行的快慢. —— 化学反应速率. 化学反应进行的方向. —— 能量判据和熵判据. 化学反应的限度. —— 化学平衡. 化学平衡状态. 例 N 2 +3H 2 2NH 3. 化学平衡状态. 一、化学平衡的研究对象. 可逆反应：. 在同等条件下 ，同时进行着两个方向的反应，即正反应和逆反应。. 1 、如果 V 正 ＞ V 逆 ，则反应向正反应方向进行。 2 、如果 V 正 ＜ V 逆 ，则反应向逆反应方向进行。 3 、如果 V 正 =V 逆 ，则反应达到平衡状态。. 可逆反应的概念及其特点.

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化学反应进行的快慢

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Presentation Transcript

  1. 化学反应原理的组成部分： 化学反应进行的快慢 ——化学反应速率 化学反应进行的方向 ——能量判据和熵判据 化学反应的限度 ——化学平衡

  2. 化学平衡状态

  3. 例N2+3H2 2NH3 化学平衡状态 一、化学平衡的研究对象 可逆反应： 在同等条件下，同时进行着两个方向的反应，即正反应和逆反应。 1、如果V正＞V逆，则反应向正反应方向进行。 2、如果V正＜V逆，则反应向逆反应方向进行。 3、如果V正=V逆，则反应达到平衡状态。

  4. 可逆反应的概念及其特点 • 下列说法是否正确： • 1. 氢气在氧气中燃烧生成水，水在电解时生成氢气和氧气，H2+ O2 = H2O是可逆反应。 • 2. 硫酸铜晶体加热变成白色粉末，冷却又变成蓝色，所以无水硫酸铜结合结晶水的反应是可逆反应。 • 3. 氯化铵加热变成氨气和氯化氢气体，两种气体又自发变成氯化铵，氯化铵的分解是可逆反应。

  5. 可逆反应的概念及其特点 2.可逆反应特点 (1)可逆反应的普遍性：大部分化学反应都是可逆反应。 (2)可逆反应的特点： ①相同条件下，正反应和逆反应同时发生 ②反应物、生成物共同存在 ③可逆反应有一定的限度(反应不能进行到底)

  6. 例1：在一定条件下，向一固定容积的容器中投入2molNO2进行反应：2NO2 2NO+O2，一段时间后测得NO2、NO、O2的物质的量可能是 （ ） A、2molNO、0.75molO2 B、1molNO2、1.2molNO C、2molNO D、0.7molO2 D

  7. 2SO2+O2 2SO3 • 二、化学平衡的建立 在一固定容积的密闭容器里，加1molSO2和 1molO2，发生反应 思考： 看书P47的图2-16和图2-17 （1）开始阶段有什么特征？ c(SO2) 、c(O2)大，c(SO3) =0， v(正) ＞0，v(逆)=0 （2）瞬间过后有什么特征？ c(SO2) 、c(O2)逐渐变小，c(SO3) 逐渐增大, v(正)减小， v(逆)增大， v(正)> v(逆) （3）一定时间段后有什么特征？ c(SO2) 、c(O2)、c(SO3) 均浓度不再变化，v(正)= v(逆)≠0

  8. 2SO2+O2 2SO3 速率 v(正) 相等 v(逆) 时间 2SO2+O2 2SO3 这时，SO2、O2的消耗量等于SO3 转化生成SO2、O2的量。 化学平衡状态（动态平衡） 不平衡状态

  9. 化学平衡的概念 1.化学平衡状态的定义 指在一定条件下的可逆反应里，正反应和逆反应的速率相等，反应混合物中各组分的浓度保持不变的状态。 对象 条件 状态 结果 注意 v正= v逆 C (B) 不变 可逆反应 一定

  10. 二、化学平衡状态的特征 逆 化学平衡的研究对象是可逆反应 动 动态平衡：V(正) ≠0；V(逆) ≠0 等 V(正)＝V(逆) ≠0 定 c(B)或n(B)等一定 变 条件改变→平衡改变

  11. 三、化学平衡状态的标志 （等、定） • (1)υ正= υ逆 （本质特征） ① 同一种物质：该物质的生成速率等于它的消耗速率。 ② 不同的物质：速率之比等于方程式中各 物质的计量数之比，但必须是不同方向的速率。

  12. (2)反应混合物中各组成成分的浓度保持不变： ① 各组成成分的质量、物质的量、分子数、体积（气体）、物质的量浓度均保持不变。 ② 各组成成分的质量分数、物质的量分数、气体的体积分数均保持不变。 ③ 若反应前后的物质都是气体，且总体积不等，则气体的总物质的量、总压强（恒温、恒容）、平均摩尔质量、混合气体的密度（恒温、恒压）均保持不变。 ④ 反应物的转化率、产物的产率保持不变。

  13. 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.　单位时间生成nmolA,同时生成3nmolB C.　单位时间生成B的速率,与生成C的速率 相等 （数值） D.　单位时间生成nmolA,同时生成2nmolC AD

  14. 在500℃、钒触媒的作用下，某密闭容器中反应 2SO2＋ O2 2SO3△H＜ 0 达到化学平衡状态时的标志是 ( ) BD A SO2的消耗速率等于SO3的生成速率 B SO2的生成速率等于SO3的生成速率 C SO2的消耗速率等于O2消耗速率的2倍 D SO3的生成速率等于O2生成速率的 2倍

  15. 下列说法可以证明反应N2+3H2 2NH3已达平衡状态的是( ) 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 AC

  16. 下列说法中可以充分说明反应: 在恒温恒容下已达平衡状态的是（ 　　　） (A) P、Q、R、S的浓度不再变化 (B) P、Q、R、S的分子数比为1:1:1：1 (C)反应容器内总物质的量不随时间而变化 (D)混合气体的压强 （E）气体的平均分子量 （F）各组分的质量分数不再改变 （G）混合气体的密度 2P(气)+Q(气) R(气)+S(气) ACDEF

  17. A(g)+3B(g)2C(g)+D(g)? A(g)+3B(g)2C(g)+2D(g)? 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（其中只有B气体有颜色） ( ) A.混合气体的压强 B.混合气体的密度 C.气体的平均分子量 D.气体的颜色 BCD ACD D

  18. 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的百分含量不在变化 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

  19. 【能力训练】 4、在一个不传热的固定容积的密闭容器中可逆反应 mA(气)+nB(气)== pC(气)+qQ(气)当m、n、p、q为任意整数时，达到平衡的标志是： 　　①体系的压强不再改变 ②体系的温度不再改变 　　③各组分的浓度不再改变 ④各组分的质量分数不再改变 　　⑤反应速率Va:Vb:Vc:Vd=m:n:p:q 　　⑥单位时间内m mol A断键反应，同时p mol C也断键反应 　　（A）③④⑤⑥ 　 　　　（B） ②③④⑥ 　　（C）①③④⑤　　　　　（D） ①③④⑥ B

  20. AC 【能力训练】 6、在恒温下，固定容积的密闭容器中，有可逆反应2SO3(气) 2SO2(气)＋O2(气)，可用来确定该反应已达到平衡状态的是（ ） A．容器内压强不随时间改变 B．SO3的消耗速率与SO2的生成速率相等 C．正反应生成SO2的速率与逆反应生成SO3的速率相等 D．容器内混合气体的密度不随时间改变

  21. C 【能力训练】 7、在一定温下 达到平衡的标志是（ ） A．单位时间内生成nmol H2，同时生成nmol I2 B．容器内总压强不随时间而变化 C．单位时间内生成2n molHI，同时生成n molH2 D．当 时

  22. 【能力训练】 1、在一定温度下，反应A2（气）＋B2（气）==2AB（气）达到平衡的标志是 A、单位时间内生成n molA2，同时生成n mol 的AB B、容器内总压强不随时间而变化 C、单位时间内生成2n molAB，同时生成n mol的B2 D、单位时间内生成n molA2，同时生成n mol的B2 C

  23. 【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 • 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

  24. 【例4】 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 ② ⑤ ⑧

  25. 实验测得，同一反应（如：aA+bB cC+dD）在某温度下达到的化学平衡状态，平衡体系中各物质的浓度满足下面关系： 化学平衡常数 —— K 结论：生成物浓度的系数次方的乘积与反应物浓度系数次方的乘积之比为一常数 一、表达式 其中c为各组分的平衡浓度，温度一定，K为定值。

  26. 化学平衡常数 二、意义 K值的大小，表示在一定温度下，反应达到平衡时该反应进行的程度（反应的限度）。 （1）K值越大，反应程度增大，转化率越高；反之则转化率越低。 （2）K值与浓度无关，随温度变化而变化

  27. 高温 如： 3Fe(s) + 4H2O(g) Fe3O4(s) + 4H2(g) 化学平衡常数 三、使用平衡常数应注意的问题 （1）必须指明温度，反应必须达到平衡状态 （2）平衡常数表示反应进行的程度，不表示反 应的快慢，即速率大，K值不一定大 （3）在进行K值的计算时，固体不作考虑，表达 式中不需表达 一定温度下

  28. 如： 2CrO42- + 2H+ Cr2O72- + H2O 三、使用平衡常数应注意的问题 （4）在进行K值的计算时，稀溶液中的H2O的浓 度可不表达 一定温度下

  29. N2+3H2 2NH3 2NH3 N2+3H2 1/2N2+3/2H2 NH3 三、使用平衡常数应注意的问题 （5）平衡常数的表达式与方程式的书写有关 某温度下 K1 = 1/K2 = K32

  30. 三、使用平衡常数应注意的问题 （6）利用K值可判断某状态是否处于平衡状态 如某温度下，可逆反应mA(g) + nB(g) pC(g) + qD(g) 平衡常数为K，若某时刻时，反应物和生成物的浓度关系如下： 则： K’＝K ，V正＝V逆，反应处于平衡状态 K’＜K ，V正＞V逆，反应向正方向进行 K’＞K ，V正＜V逆，反应向逆方向进行

  31. 例题 现有一定温度下的密闭容器中存在如下反应： 2SO2+O2 2SO3 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， （1）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？ （2）达平衡状态时， SO2的转化率应为多少？

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