化学反应的快慢和限度

一、化学反应速率1.定义：用单位时间内反应物浓度的减小或生成物浓度的增大来表示。表达式：ν(B)＝△C△tmol·L-1·min-1或mol·L-1·s-1单位：练习：在3H2+N22NH3中，2min内H2的浓度由0.7mol·L-1降到0.1mol·L-1,用H2的浓度变化量来表示反应速率。ν(H2)＝△C△tmin)/(3.0min2/1.0/7.0LmolLmolLmol解：反应4NH3+5O2==4NO+6H2O(g)在5升的密闭容器中进行，30秒后，NO的物质的量增加了0.3mol，此反应的平均反应速率用NO来表示为多少？v(NO)=0.002mol/（L·s）思考1：若用O2、NH3、H2O(g)来表示此反应速率分别是多少？v(O2)=0.0025mol/（L·s）v(NH3)=0.002mol/（L·s）v(H2O)=0.003mol/（L·s）思考2：用NO、O2、NH3、H2O(g)的浓度变化来表示的反应速率之间有什么关系？①同一反应用不同物质表示反应速率时，数值可能不同但意义相同，其数值之比等于化学方程式中相应的计量数之比。③比较反应的快慢,应取同一物质为参照物，并统一单位。②化学反应速率均用正值来表示，且表示的是一段时间内的平均速率而不是瞬时速率。反应A+3B=2C+2D在四种不同条件下的反应速率为：(1)v(A)=0.3mol/(L·s)(2)v(B)=0.6mol/(L·s)(3)v(C)=0.4mol/(L·s)(4)v(D)=0.45mol/(L·s)则该反应速率的快慢顺序为。(1)(4)(2)=(3)练习：思考：夏天我们为什么把食物保存在冰箱中？动脑时间化学反应方程式为：2H2O2====2H2O+O2↑催化剂现象结论不加其它试剂加入MnO2加入FeCl3反应较慢MnO2能加快反应速率FeCl3能加快反应速率放出气泡速率加快,能使带火星木条复燃有极少量气泡产生实验3方案：取3支试管,各加入3mL3%的过氧化氢溶液,往其中1支试管中加入少量二氧化锰粉末，另一支加FeCl3放出气泡速率加快2.影响化学反应速率的因素（1）内在因素：（2）外界因素：反应物本身的性质（主要因素）①温度（T）：②反应物浓度（c）：③催化剂：④固体反应物的表面积⑤压强（有气体参加的反应）⑥光波，电磁波，超声波，溶剂等T↗，v↗c↗，v↗改变化学反应速率对固体和纯液体（如水）：浓度为一常数，其量的变化不影响反应速率压强对反应速率的影响针对性练习：在密闭容器里，通入xmolH2和YmolI2(g)，改变下列条件，反应速率将如何改变？（填“增大”、“减小”或“不变”）（1）升高温度。（2）充入更多的H2，（3）扩大容器体积；（4）容器的容积不变，通入氖气；（5）容器的压强不变，通入氖气；增大增大减小不变减小方法：P变化反应物浓度的变化在密闭容器中发生如下反应：A（s）+B(g)=AB(g)，若改变下列条件，反应速率如何变化？1、加入固体A；2、减小容器体积使压强增大；3、体积不变充入AB使压强增大；4、体积不变充入B使压强增大；5、体积不变充入稀有气体使压强增大；6、体积不变充入C使压强增大。不变不变不变变大变大不变动脑时间1、在28℃，鲜牛奶4h后变酸，但5℃的冰箱内，鲜牛奶48h后变酸。理论联系实际：从化学的视角解释下列现象。2、燃烧含硫矿石制备SO2时，要把矿石粉碎成颗粒状，在沸腾炉中鼓入强大空气流，把矿石吹得剧烈翻腾。3、硫在空气中燃烧发出淡蓝色火焰，在纯氧中燃烧，发出明亮蓝紫色火焰对于在密闭容器中进行的反应C(s)+O2(g)=CO2(g)下列说法中错误()A将碳块粉碎成粉末可以加快化学反应速率B升高温度可以加快化学反应速率C增大压强可以加快化学反应速率D增加碳的量可以加快化学反应速率NO和CO都是汽车尾气中的物质，它们能很缓慢地反应生成CO2和N2，对此反应有关的叙述中不正确的是()A降低压强能加快化学反应速率B使用适当催化剂可以加快化学反应速率C升高温度可以加快化学反应速率D保持体积不变，充入N2使压强增大对化学反应速率没有影响二、化学反应的限度在相同的条件下，同时向正、反两个方向进行的反应1.可逆反应：正反应：逆反应：SO2+O2→SO3SO3→SO2+O2！①“两同”②用“”2SO2+O22SO3如：N2、H2合成NH3；NH3溶于水；Cl2和水的反应等均为可逆反应。1molH2和1molI2反应能生成2molHI吗？？可逆反应均不能进行到底，得到的总是反应物与生成物的混合物！H2＋I22HI2.化学平衡（1）化学平衡：在一定条件下，可逆反应进行到一定程度时，正反应速率和逆反应速率相等，反应物和生成物的浓度不再发生变化的状态（2）化学平衡的特征：可逆反应（前提条件）V(正)=V(逆)各组分百分含量一定，不随时间变化动态平衡，①逆：③等：②动：④定：⑤变：条件改变，原平衡被破坏，在新的条件下建立新的平衡。有有色气体参加的反应中体系颜色不变即V(正)=V(逆)≠0判断标准（标志）【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.单位时间生成nmolA,同时生成3nmolBC.单位时间生成B的速率,与生成C的速率相等D.单位时间生成nmolA,同时生成2nmolC原则：“两方向，量相当”怎样理解v(正)=v(逆)？【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：(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P、Q、R、S共存(D)反应容器内总物质的量不随时间而变化怎样理解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。！（变式训练）下列说法中可以充分说明反应:P(气)+Q(气)R(气)+2S(气),在恒温下已达平衡状态的是：(A)P、Q、R、S的浓度比为1：1：1：2(B)P、Q、R、S的分子数比为1:1:1：1(C)反应容器内压强不随时间而变化(D)反应容器内总物质的量不随时间而变化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。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【例3】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.气体的总物质的量D.气体的颜色A(g)+3B(g)2C(g)+D(g)?？对于可以反应可表示反应达到平衡的是（）A单位时间消耗2nmolSO2同时消耗2nmolSO3B每有2molSO2消耗同时有1molO2生成C每有1molO2生成同时有2molSO3消耗DC(SO2):C(O2):C(SO3)==2:1:2ESO2、O2、SO3的质量分数不再改变F容器内气体的平均摩尔质量不再随时间变化GV正(SO2)=V逆(SO3)2SO2+O22SO3练习在一定温度下,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3amolB③A、B、C的浓度不再变化④A、B、C各自的物质的量不再变化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3amolB⑧A、B、C、D的分子数之比为1:3:2:2A.②⑧B.②⑤⑧C.①③④⑦D.②⑤⑥⑧4NH3+5O2=4NO+6H2O反应中，下列关系正确的是（）A、4v（NH3）=5v（O2）B、6v（H2O）=5v（O2）C、2v（NH3）=3v（H2O）D、5v（NO）=4v（O2）可逆反应：下列各关系能说明反应已达平衡的是（）A、3v正（N2）=v正（H2）B、v正（N2）=v逆（NH3）C、2v正（H2）=3v逆（NH3）D、v正（N2）=3v逆（H2）N2十3H22NH32.化学平衡的移动1）定义：当条件改变时，原来的化学平衡将被破坏，并在新的条件下建立新的化学平衡。2）外界条件对化学平衡的影响：温度、浓度、压强、催化剂（1）浓度对化学平衡的影响在其它条件不变的情况下，C（反）↑(或C（产）↓)，平衡正向移动；反之，C（产）↑(或C（反）↓)，平衡逆向移动。增大成本较低的反应物的浓度，提高成本较高的原料的转化率。动脑时间1.在二氧化硫转化为三氧化硫的过程中，应该怎样通过改变浓度的方法来提高SO3的产量？思考：2.在一密闭固定容器中，可逆反应H2O(g)＋C(s)CO(g)＋H2(g)在一定条件下达平衡状态，改变下列条件，能否引起平衡移动？向哪移动？CO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浓度注意点！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）温度对化学平衡的影响：2NO2N2O4（红棕色）（无色）（正反应为放热反应）现象：放入热水的一端，红棕色加深；放入冷水的一端，颜色变浅。结论：在其它条件不变的情况下，T↑,平衡向吸热方向移动。T↓,平衡向放热方向移动。！T↑，V(正)、V(逆)都增大T↓，V(正)、V(逆)都减小例题：已知反应2SO2+O22SO3，正反应为放热反应，则为了让原料SO2尽量多的转化率，理论上可以采取哪些措施？降低温度通入更多的空气（3）压强对化学平衡的影响：压强(MPa)15103060100NH3%2.09.216.435.553.669.4P增大,均增大，但增大倍数不一样，平衡向着气体体积缩小的方向移动。说明：N2十3H22NH3实验数据P增大，NH3%增大，即平衡移动。正向v(正)、v(逆)①.前提条件：反应体系中有气体参加，且反应前后总体积发生改变。②结论：P↑，平衡向气体体积缩小方向移动；P↓，平衡向气体体积增大方向移动。练习下列反应达到平衡后，增大压强平衡会向哪个方向移动？1）2SO2+O2===2SO32）3H2+N2====2NH33）H2+I2===2HI4）2NO(g)+O2(g)====2NO2(g)5）H2S(g)====H2(g)+S(s)6）H2O(g)+C(s)===CO(g)+H2(g)（4）催化剂对化学平衡的影响催化剂同等程度的改变正、逆反应速率，平衡不移动。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1、已知2A（g）+B（g）2C（g）,正反应为放热反应，下列条件有利于生成C的是（）A、低温、低压B、低温、高压C、高温、高压D、高温、低压若该反应的正反应为吸热反应，则选择？2、密闭容器中正反应为放热，若温度升高，下列错误的是A、混合气体颜色加深B、平均相对分子质量减小C、混合气体的总的物质的量增大D、NO2的体积百分数减小2NO2N2O43、A2（g）+2B2（g）2AB2（g）正反应为放热反应，则下列说法正确的是A、温度升高，v正、v逆均减小B、温度升高有利于反应速率增加，从而缩短达到平衡的时间C、达平衡后，温度升高或压强增大均有利于该反应正向移动D、达平衡后，温度降低或压强降低有利于该反应正向移动