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1、 化学反应速率和化学平衡 复习 提纲 浓度 压强 温度 催化剂 其它 浓度 压强 温度 适宜条件选择 合成氨工艺过程 一 化学反应速率 1 化学反应速率 2 影响反应速率的条件 二 化学平衡 1 定义 2 影响平衡的条件 3 练习 三 合成氨简介 化学反应速率和化学平衡 化学反应速率 1 定义 2 各物质速率关系 3 练习 化学反应速率通常用单位时间内反应物浓度的减少或生成物浓度的增加来表示 一定条件下 用不同的物质来表示某反应的速率 其数值可能不同 但表示的意义相同 且它们的数值之比等于反应方程式中系数比 如N2 3H2 2NH3132 在一定条件下2升的反应容器中充入一定量的N2和H2发生
2、下反应 N2 3H2 2NH3 5分钟后测的NH3的物质的量为0 5mol则NH3的反应速率为 H2的反应速率为 0 05mol L m 3 2 0 05mol L m 0 075mol L m 其单位可表示为mol L h mol L m mol L s等 影响反应速率的条件 影响反应速率的条件有内因和外因 内因是反应自身的性质 在这里主要研究外界条件对反应速率的影响 主要有 浓度 压强 温度 催化剂等 一 浓度对反应速率的影响 如下实验 在不同浓度的Na2S2O3溶液中同时加入同体积同浓度的稀硫酸 发生如下反应 Na2S2O3 H2SO4 Na2SO4 S SO2 H2O观察出现黄色混浊的
3、快慢 结果是浓溶液的反应速率大 硫分别在空气中和氧气中燃烧的现象是 由此可得出的结论是 结论 增大某反应物的浓度可以加快反应速率 减小某反应物的浓度会减慢反应速率 二 压强对反应速率的影响 通过如右图所示的有关2H2S SO2 3S 2H2O的实验可知压强大的右边容器首先出现浅黄色固体 由此证明 压强对化学反应速率的影响实质上是通过改变气体反应物的浓度来实现的 也就是说压强只对有气体参与的反应的速率才有影响 结论 加压可提高有气体参加的反应速率 练 如下图所示 相同体积的a b c三密闭容器 其中c容器有一活塞 a b两容器为定容容器 起始向三容器中都加入相同量的SO2和O2使三容器压强相等
4、一定条件下发生2SO2 O2 2SO3的反应 问 如起始在a c两容器中通入同量的N2 则此时三容器起始压强为Pa Pb Pc 起始a c两容器的反应速率大小关系为Va Vc 反应一段时间后a c中速率大小关系为Va Vc 起始反应速率关系为Va Vb Vc 三 温度对反应速率的影响 由Na2S2O3 H2SO4 Na2SO4 S SO2 反应同浓度下高温首先出现混浊 说明升温可加速反应 一般每升高10 反应速率可增加2 4倍 练 右图表示Mg与某稀盐酸反应的速率与时间的关系曲线 试解释出现上述曲线的原因 四 催化剂等因素的影响 2H2O2 2H2O O2 MnO2 催化剂有加快反应速率的催化
5、剂 也有减慢反应速率的催化剂 一般在没特殊指明的情况下都是指加快反应速率的催化剂 一般催化剂参加反应 但在反应前后其质量和化学性质保持不变 已知在一定条件下发生下列反应2X W Y ZY N W Z则总反应方程式为 其中X为 W为 Y为 2X N 2Z 反应物 催化剂 中间产物 除上述四种因素外固体颗粒大小 各种光线 波 溶剂 搅拌等对化学反应速率都有影响 请举例说明 练 温度 浓度因素 化学平衡 在一定条件下可逆反应里 当正反应速率与逆反应速率相等时 反应混合物中各成分的百分含量保持不变的状态 1 定义 2 化学平衡的建立 可逆反应无论从正反应开始或从逆反应开始 只要正反应的起始浓度于逆反应
6、的起始浓度相当 在相同条件下 可达到同一平衡状态 在一定容密闭容器中 加入mmolA nmolB发生下列反应 mA 气 nB 气 pC 气 平衡时C的浓度为wmol L 1 若维持容器体积和温度不变 起始加入amolA bmolB cmolC 要使平衡后C的浓度仍为wmol L 1 则a b c必须满足的关系是 A a b c m n p B a b m n ap m c p C mc p a m nc p b n D a m 3 b n 3 c p 3 练 答案 B C 动 等 定 变 化学平衡的标志 正反应速率等于逆反应速率 各成分的百分含量保持不 各物质的浓度不变 各物质的转化率不变 对
7、于气体系数和前后不相等的反应 压强保持不变 在一定温度下 可逆反应A2 气 B2 气 2AB 气 达到平衡的标志是 A A2 B2 AB的浓度不再变化 B 容器中的压强不再随时间变化 C 单位时间内生成nmol的A2同时生成2nmol的AB D A2 B2 AB的浓度之比为1 1 2 影响化学平衡的因素 1 浓度 在某定容密闭容器中建立下列平衡 3A g B g 2C g D g 当起始时向容器中加入3molA 2molB时 达到平衡时测的D的体积分数为m 当起始时向容器中加入2molB 2molC 1molD时达到平衡时测的D的体积分数为n 则m n 结论 在其他条件不变时 增加反应物的浓度
8、平衡向着正反应方向移动 反之也然 在上述反应中如果加入B的量颜色加深 则有颜色的物质可能为 练 当增大某一生成物的浓度时 其速率时间图线如右图所示 或 B C或D 2 压强 就象压强对化学反应速率的影响一样 压强对化学反应平衡的影响也是通过改变气体物质的浓度来实现的 对于可逆反应mA 气 nB 气 pC 气 qD 气 其正 逆反应速率有如下关系 V正 k正 A m B n V逆 k逆 C p D q 由上可知当改变体系的压强时 平衡混合物中各气体物质的浓度都等倍数的改变 则可逆反应中气体系数和大的一方的速率改变的程度大 平衡移动方向就可想而知了 2NO2 N2O4 练 在一个固定体积的密闭的容
9、器中 放入3升X 气 和2升Y 气 在一定条件下发生下列反应 4X 气 3Y 气 2Q 气 nR 气 达到平衡后 容器内温度不变 混合气体的压强比原来增加5 X的浓度减小1 3 则该反应方程式中的n值是 A 3 B 4 C 5 D 6 在密闭容器中进行反应N2 3H2 2NH3 Q 一定温度下达到平衡 若将平衡体系中各物质浓度都增加到原来的2倍 则产生结果是 平衡不移动 平衡向正反应方向移动 NH3的百分含量增加 H2的转化率增大 达到新平衡后容器的压强等于原平衡的压强的2倍 N2 减小 NH3 新 2 NH3 原 A B C D 3 温度 2NO2 N2O4 Q 对于平衡 C2H2 H2 C
10、2H4和平衡 2CH4 C2H4 2H2 在其他条件不变时 温度降低 式向右移动 式相左移动 则热化学方程式C 固 2H2 气 CH4 气 Q1 2C 固 H2 气 C2H2 气 2Q2和2C 固 2H2 气 C2H4 气 2Q3中Q1 Q2 Q3值得大小比较是 A Q1 Q2 Q3 B Q1 Q3 Q2 C Q2 Q1 Q3 D Q3 Q2 Q1 升温可同时增加正逆反应速率 但吸热方的速率增加的更多 则升温使可逆反应向吸热方向移动 即温度对吸热方的速率影响更大 勒沙特列原理 平衡移动原理 1 已建立化学平衡的某可逆反应 当改变条件使化学平衡向正反应方向移动时 下列有关叙述正确的是 生成物的百
11、分含量一定增加 生成物的产量一定增加 反应物的转化率一定增大 反应物浓度一定降低 正反应速率一定大于逆反应速率 使用了合适的催化剂A B C D 注 化学平衡移动的方向与平衡后的结果无必然联系 下列事实中不能用平衡移动原理解释的是 A 密闭 低温是存放氨水的必要条件 B 实验室用排饱和食盐水法收集氯气 C 硝酸工业生产中 使用过量空气以提高NH3的利用率 D 在FeSO4溶液中 加入铁粉以防止氧化 对于平衡体系 mA 气 nB 气 pC 气 qD 气 Q 下列判断正确的是 A 若温度不变 将容器的体积增大1倍 此时A的浓度变为原来的0 48倍 则m n p Q B 若平衡时 A B的转化率相等 说明反应开始时A B的物质的量之比为m n C 若平衡体系共有气体amol 再向其中加入bmolB物质 当重新达到平衡时 气体的总物质的量等于 a b mol 则m n q p D 温度不变时 若压强增大为原来的2倍 达到新平衡时 总体积一定比原体积的1 2要小 练习 P379E8P382E19
