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1、化学反化学反应速率和化学平衡速率和化学平衡化学反应速率与化学平衡复习改化学反应速率与化学平衡复习改浓度度压强温度温度催化催化剂其它其它浓度度压强温度温度适宜条件适宜条件选择合成氨工合成氨工艺流程流程一、化学反一、化学反应速率速率1.化学反化学反应速率速率2.影响反影响反应速率的条件速率的条件二、化学平衡二、化学平衡1.化学平衡的建立化学平衡的建立3.影响平衡的条件影响平衡的条件4.等效平衡等效平衡三、合成氨三、合成氨简介介化学反应速率和化学平衡2.化学平衡的移化学平衡的移动四、有关化学平衡的四、有关化学平衡的计算算内因内因外因外因 复复习纲要要化学反应速率与化学平衡复习改化学反应速率与化学平衡
2、复习改一、化学反一、化学反应速率速率1 1、概念:化学反、概念:化学反、概念:化学反、概念:化学反应应速率是用来衡量化学反速率是用来衡量化学反速率是用来衡量化学反速率是用来衡量化学反应进应进行快慢行快慢行快慢行快慢程度的,通常用程度的,通常用程度的,通常用程度的,通常用单单位位位位时间时间内反内反内反内反应应物物物物浓浓度的减少或生成物度的减少或生成物度的减少或生成物度的减少或生成物浓浓度的增加来表示。度的增加来表示。度的增加来表示。度的增加来表示。2 2、表示方法:、表示方法:、表示方法:、表示方法:(A)=(A)= C (A) C (A) t t(C C)= = C (C) C (C) t
3、 t化学反化学反应速率速率 m A m A(g g)+n B+n B(g g) p Cp C(g g)+q D+q D(g g)3 3、单单位:位:位:位:mol/(LS)mol/(LS)或或或或 mol/(Lmin)mol/(Lmin)或或或或 mol/(Lh)mol/(Lh)化学反应速率与化学平衡复习改化学反应速率与化学平衡复习改(A)(A):(B)(B):(C)(C):(D) (D) = m m :n n : p p :q q化学反化学反化学反化学反应应速率是一段速率是一段速率是一段速率是一段时间时间内的平均速率,且取正内的平均速率,且取正内的平均速率,且取正内的平均速率,且取正值值。在
4、同一反在同一反在同一反在同一反应应中用不同的物中用不同的物中用不同的物中用不同的物质质来表示反来表示反来表示反来表示反应应速率速率速率速率时时其数其数其数其数 值值可能不同的。可能不同的。可能不同的。可能不同的。同一反同一反同一反同一反应应中不同物中不同物中不同物中不同物质质的速率之比的速率之比的速率之比的速率之比值值等于化学方程式中等于化学方程式中等于化学方程式中等于化学方程式中 相相相相应应的化学的化学的化学的化学计计量数之比。量数之比。量数之比。量数之比。 4 4、特点:、特点:、特点:、特点:化学反化学反化学反化学反应应速率是一段速率是一段速率是一段速率是一段时间时间内的平均速率,且取
5、正内的平均速率,且取正内的平均速率,且取正内的平均速率,且取正值值。化学反应速率与化学平衡复习改化学反应速率与化学平衡复习改 例例11 反反反反应应A+3B 2C+2DA+3B 2C+2D在四种在四种在四种在四种不同的情况下的反不同的情况下的反不同的情况下的反不同的情况下的反应应速率分速率分速率分速率分别为别为: (A A)=0.15mol/(LS)=0.15mol/(LS) (B B)= 0.6mol/(LS)= 0.6mol/(LS) (C C)= 0.4mol/(LS)= 0.4mol/(LS) (D D)= 0.45mol/(LS) = 0.45mol/(LS) 该该反反反反应应在四种
6、情况下的快慢在四种情况下的快慢在四种情况下的快慢在四种情况下的快慢顺顺序序序序为为 . .= 分析分析分析分析 根据反根据反根据反根据反应应速率之比等于物速率之比等于物速率之比等于物速率之比等于物质质的的的的计计量数之比来量数之比来量数之比来量数之比来 判断。判断。判断。判断。 将不同物将不同物将不同物将不同物质质表示的反表示的反表示的反表示的反应应速率速率速率速率换换算成同一物算成同一物算成同一物算成同一物质质表表表表示的反示的反示的反示的反应应速率来判断。速率来判断。速率来判断。速率来判断。 在同一个反在同一个反在同一个反在同一个反应应中,用不同的物中,用不同的物中,用不同的物中,用不同的
7、物质质来表示反来表示反来表示反来表示反应应速率速率速率速率时时,其数其数其数其数值值可以是不同的,但表示可以是不同的,但表示可以是不同的,但表示可以是不同的,但表示这这个反个反个反个反应应速率的含速率的含速率的含速率的含义义是相是相是相是相同的。同的。同的。同的。例例题化学反应速率与化学平衡复习改化学反应速率与化学平衡复习改 例例22 将化合物将化合物A的蒸气的蒸气1mol充入充入0.5 L容器中加容器中加热分解分解: 2A(g) =B(g)+nC(g)。反反应到到3min时,容容器器内内A的的浓度度为0.8mol/L,测得得这段段时间内内,平平均均速速率率v(C)0.6 mol/(Lminm
8、in),则化化学学方方程程式式中的中的n值为 ,v (B) 。 分析分析分析分析 因因为反反应方程式中各物方程式中各物质化学化学计量数之比量数之比, ,等于它等于它们的反的反应速率之比。欲求速率之比。欲求n值,应先求先求v (A)的的值。 起始起始时: 1mol3 min末:末:0.4mol变化量:化量:0.6mol 所以所以v (A) 0.4 mol/ (Lminmin)v (A) v (C)0.4 0.62 3 = 2 n n3答案:答案:n3 v (B)0.2 mol/(Lminmin)v (B) v (A) 0.4 mol/(Lminmin)0.2 mol/(Lminmin)30.2
9、mol/(Lminmin) 2A(g) B(g) + nC(g)化学反应速率与化学平衡复习改化学反应速率与化学平衡复习改 例例33 一一定定温温度度下下,向向一一个个容容积为2L的的真真空空密密闭容容器器中中(事事先先装装入入催催化化剂),通通入入1mol N2和和3 mol H2,3min后后,测得得容容器器内内的的压强是是开始开始时的的0.9倍,在此倍,在此时间v (H2)为( ) A. 0.2 mol/(Lminmin) B. 0.6 mol/(Lminmin) C. 0.1 mol/(Lminmin) D. 0.3 mol/(Lminmin) 解析解析解析解析 3min末混合气体的物末
10、混合气体的物质的量的量为(1mol+3mol)0.93.6 mol设3min内消耗内消耗N2 x mol。 N2 + 3H2 = 2NH3起始起始 1 mol3 mol 0 mol3 min末末 (1-x) mol (3-3x) mol 2x mol(1- -x)+(3- -3x)+2x3.6 x0.2 molv (H2) /3 min0.1 mol/(Lminmin)C想想一一想想化学反应速率与化学平衡复习改化学反应速率与化学平衡复习改 例例44 某某温温度度时,在在2L密密闭容容器器中中,X、Y、Z三三种种物物质的的物物质的的量量随随时间变化化曲曲线如如右右图所所示示。由由图中中数数据据分
11、分析析 , 该 反反 应 的的 化化 学学 方方 程程 式式 为_。反反应开始至开始至2min,Z的平均反的平均反应速率速率为_。 解析解析 从从图分析,分析,2min之内,之内,X消耗了消耗了0.3mol,Y消耗了消耗了0.1mol而而Z增加了增加了0.2mol。 物物质发生化学生化学变化化时,反,反应物减少的物物减少的物质的量与生成物生成的的量与生成物生成的物物质的量之比等于化学反的量之比等于化学反应方程式中各方程式中各对应物物质前前计量数之比。量数之比。 因因 nXnYnZ0.3mol0.1mol0.2mol=3 11 2Z的平均反的平均反应速率速率为 0.05mol/(L minmin
12、 )0.05mol/(L minmin )3XY 2Z所以化学方程式所以化学方程式为:3XY 2Z 化学反应速率与化学平衡复习改化学反应速率与化学平衡复习改 此外此外还有有 等也影响了反等也影响了反应速率。速率。浓度、度、压强、温度、催化、温度、催化剂光、光、 超声波、超声波、 激光、激光、 放射性、放射性、电磁波、磁波、反反应物的物的颗粒的大小、粒的大小、 扩散速率、散速率、溶溶剂的性的性质 是影响化学反是影响化学反应速率的四大因素速率的四大因素2、外因二、影响化学反二、影响化学反应速率的因素速率的因素 反反应物的性物的性质是决定化学反是决定化学反应速率的主要速率的主要因素。因素。1、内因:
13、化学反应速率与化学平衡复习改化学反应速率与化学平衡复习改外界条件外界条件对化学反化学反应速率影响的速率影响的规律律条件条件影响规律影响规律说说 明明浓度浓度C( (反应物反应物反应物反应物) ) 压强压强p 温度温度T 催化剂催化剂使用正催化剂使用正催化剂使用正催化剂使用正催化剂 固体或固体或固体或固体或纯纯液体的液体的液体的液体的浓浓度是常数,增加固体度是常数,增加固体度是常数,增加固体度是常数,增加固体或或或或纯纯液体的量,不影响反液体的量,不影响反液体的量,不影响反液体的量,不影响反应应速率。速率。速率。速率。 可可可可逆反逆反逆反逆反应应中中中中 正正正正 、逆逆逆逆 。可逆反可逆反可
14、逆反可逆反应应中,若反中,若反中,若反中,若反应应物、生成物中物、生成物中物、生成物中物、生成物中均有气体,均有气体,均有气体,均有气体,P P , 正正正正 、逆逆逆逆 。可逆反可逆反可逆反可逆反应应中,中,中,中,T T ,正正正正 、逆逆逆逆 。可逆反可逆反可逆反可逆反应应中,可同等程度增大中,可同等程度增大中,可同等程度增大中,可同等程度增大 正正正正 、逆逆逆逆 。化学反应速率与化学平衡复习改化学反应速率与化学平衡复习改反反反反 应应应应 条条条条 件件件件影影影影 响响响响 原原原原 因因因因 结结结结 论论论论增大反应增大反应增大反应增大反应 物浓度物浓度物浓度物浓度增加气体增加
15、气体增加气体增加气体 压强压强压强压强升高升高升高升高 温度温度温度温度合适合适合适合适 催化剂催化剂催化剂催化剂外界条件外界条件对化学反化学反应速率影响的原因速率影响的原因 单单位体位体位体位体积积内分子数增加内分子数增加内分子数增加内分子数增加( (活活活活化分子百分数不化分子百分数不化分子百分数不化分子百分数不变变) ),活化分,活化分,活化分,活化分子数相子数相子数相子数相应应增加增加增加增加 反反反反应应物分子能量增加物分子能量增加物分子能量增加物分子能量增加,活活活活化分子百分数增加,活化分子化分子百分数增加,活化分子化分子百分数增加,活化分子化分子百分数增加,活化分子数增加。数增
16、加。数增加。数增加。 降低反降低反降低反降低反应应所需的能量,使所需的能量,使所需的能量,使所需的能量,使活化分子百分数增加,活化活化分子百分数增加,活化活化分子百分数增加,活化活化分子百分数增加,活化分了数增加。分了数增加。分了数增加。分了数增加。 单单位位体体积积内活内活化分子数化分子数增加,有增加,有效碰撞次效碰撞次数增多,数增多,反反应应速率速率加快。加快。化学反应速率与化学平衡复习改化学反应速率与化学平衡复习改 单位体积内单位体积内单位体积内单位体积内有效有效有效有效碰撞碰撞碰撞碰撞次数次数次数次数化学反应化学反应化学反应化学反应的速率的速率的速率的速率分子分子分子分子总数总数总数总
17、数活化分活化分活化分活化分子数子数子数子数活化分子活化分子活化分子活化分子百分数百分数百分数百分数 增大反应物增大反应物增大反应物增大反应物浓度浓度浓度浓度 增大压强增大压强增大压强增大压强 升高温度升高温度升高温度升高温度使用正催化剂使用正催化剂使用正催化剂使用正催化剂 1 .试将外界条件将外界条件对反反应速率的影响速率的影响结果填果填入下表中:入下表中: 影响影响影响影响结结果果果果 外界外界外界外界条件改条件改条件改条件改变变 思考与思考与练习 化学反应速率与化学平衡复习改化学反应速率与化学平衡复习改 2. 在在相相同同的的条条件件下下,做做H2O2分分解解对比比实验,其其中中 (1)加
18、加入入MnO2催催化化,(2)不不加加MnO2催催化化。下下图是是反反应放放出出O2的的体体积随随时间的的变化化关关系系示示意意图,其其中中正正确确的的是是( )O2OtO2OtO2OtO2Ot(1)(2)(1)(2)(1)(2)(1)(2) 解析解析 催化催化剂的加入能改的加入能改变化学反化学反应速率,但不能改速率,但不能改变反反应进行的程度。所以同行的程度。所以同样的的H2O2分解放出的氧气量不会因分解放出的氧气量不会因MnO2的加入而改的加入而改变,所以,所以B、C错;MnO2是是H2O2分解的正分解的正催化催化剂,可以加快分解,所以,可以加快分解,所以D不正确,只有不正确,只有A正确。
19、正确。 A化学反应速率与化学平衡复习改化学反应速率与化学平衡复习改 3. 把把除除去去氧氧化化膜膜的的镁条条投投入入到到盛盛有有少少量量稀稀盐酸酸的的试管中,管中,发现氢气气发生的速率生的速率变化情况化情况如如图所示,其中所示,其中t1t2速率速率变化的主要化的主要原因是原因是_; t2t3速率速率变化的主要原因是化的主要原因是_。 反反应是放是放热反反应,温度升高使,温度升高使化学反化学反应速率提高速率提高 HCl物物质的量的量浓度度变小使化小使化学反学反应速率降低速率降低 化学反应速率与化学平衡复习改化学反应速率与化学平衡复习改 4. 对于于反反应I2(g)H2(g) 2HI(g),在在其
20、其他他条条件件相相同同时,采采取下列措施,取下列措施,压强如何如何变化,反化,反应速率如何速率如何变化化? (1)缩小体小体积; (2)保持体保持体积不不变,通入惰性气体,通入惰性气体He; (3)保持保持压强不不变,通入惰性气体,通入惰性气体He; (4)保持体保持体积不不变,通入少量,通入少量H2。(1) 缩小体小体积 浓度增大,度增大,压强增大增大 反反应速率增大速率增大(2) 体体积不不变,通入,通入He 混合气体的混合气体的总压增大,但反增大,但反应物及物及产物物浓度没有度没有变化化 反反应速率不速率不变(3) 压强不不变,通入,通入He 体体积增大,体系各物增大,体系各物质浓度减少
21、度减少 反反应速率减小速率减小 (4) 通入通入H2,因体,因体积不不变,压强增大增大 c(H2)增大,反增大,反应速速率增大率增大 化学反应速率与化学平衡复习改化学反应速率与化学平衡复习改 5. 在一定条件下在一定条件下2升的反升的反应容器中充入一定量容器中充入一定量的的N2和和H2发生下反生下反应N2+3H2=2NH3,5分分钟后后测的的NH3的物的物质的量的量为0.5mol,则NH3的反的反应速率速率为_;H2的反的反应速率速率为_。0.05mol/(Lmin)0.05mol/(Lm)32 =0.075 mol/(Lmin) 6. 6. 硫分硫分硫分硫分别别在空气中和氧气中燃在空气中和氧
22、气中燃在空气中和氧气中燃在空气中和氧气中燃烧烧的的的的现现象是象是象是象是_、_。由此可得出的。由此可得出的。由此可得出的。由此可得出的结论结论是是是是_。淡淡淡淡蓝蓝色火焰色火焰色火焰色火焰蓝蓝紫色火焰紫色火焰紫色火焰紫色火焰速率快速率快速率快速率快7 已知在一定条件下已知在一定条件下已知在一定条件下已知在一定条件下发发生下列反生下列反生下列反生下列反应应X+W=Y+Z Y+N= X+W=Y+Z Y+N= W+ZW+Z,则总则总反反反反应应方程式方程式方程式方程式为为_。其中。其中。其中。其中X X为为_ W_ W为为_ Y_ Y为为_。2X+N=2Z反反反反应应物物物物催化催化催化催化剂剂
23、中中中中间产间产物物物物反反反反应应物物物物浓浓度大,度大,度大,度大,化学反应速率与化学平衡复习改化学反应速率与化学平衡复习改1.化学平衡的建立化学平衡的建立从反从反应物开始物开始从生成物开始从生成物开始化化 学学 平平 衡衡一、化学平衡的建立一、化学平衡的建立化学反应速率与化学平衡复习改化学反应速率与化学平衡复习改2.化学平衡状化学平衡状态 概念:在一定条件下的可逆反概念:在一定条件下的可逆反应里,正反里,正反应速率和逆反速率和逆反应速率相等,反速率相等,反应混合物中各混合物中各组分分的的浓度保持不度保持不变的状的状态,称,称为化学平衡状化学平衡状态。概念的理解:概念的理解:前提前提 是一
24、定条件下的可逆反是一定条件下的可逆反应实质 是是正正= =逆逆 0 0标志志 是反是反应混合物中各混合物中各组分的分的浓度保持度保持 不不变化学反应速率与化学平衡复习改化学反应速率与化学平衡复习改3.化学平衡的特征化学平衡的特征(1) 逆逆 可逆反可逆反应(5) 变 当当浓度、度、压强、温度等条件改、温度等条件改变时, 化学平衡即化学平衡即发生移生移动(2) 等等 正正= =逆逆 0 0(3) 动 动态平衡平衡(平衡平衡时,正、逆反正、逆反应仍在仍在进行行)(4) 定定 平衡状平衡状态时,反,反应混合物中各混合物中各组分的分的 浓度保持不度保持不变勤思善解勤思善解化学反应速率与化学平衡复习改化
25、学反应速率与化学平衡复习改4.化学平衡状化学平衡状态的的标志志用速率判断:用速率判断:同一物同一物质的消耗速率等于生成速率即的消耗速率等于生成速率即V(正)(正)=V(逆)(逆) 不同物不同物质用正逆反用正逆反应表示的速率之比等于化学表示的速率之比等于化学方程式中的系数比方程式中的系数比(2)用各)用各组分的含量判断分的含量判断:各各组分的分的质量分数(或量分数(或质量)不量)不变各各组分气体的体分气体的体积分数(或体分数(或体积)不)不变各各组分的物分的物质的量分数(或物的量分数(或物质的量或分子数)不的量或分子数)不变各各组分的物分的物质的量的量浓度不度不变(3)特殊方法)特殊方法: 反反
26、应前后都是气体且体前后都是气体且体积不等的可逆反不等的可逆反应,总物物质的量或平均摩的量或平均摩尔质量或恒温恒容下的量或恒温恒容下的总压或恒或恒温恒温恒压下的密度不下的密度不变。化学反应速率与化学平衡复习改化学反应速率与化学平衡复习改(4)用)用转化率或化率或产率判断:率判断:反反应物的物的转化率、化率、产物的物的产率不率不变。(5)用)用颜色判断:色判断: 对于有于有颜色物色物质参加或生成的可逆反参加或生成的可逆反应,颜色色不不变。(3)特殊方法)特殊方法: 反反应前后都是气体且体前后都是气体且体积不等的可逆反不等的可逆反应,总物物质的量或平均摩的量或平均摩尔质量或恒温恒容下的量或恒温恒容下
27、的总压或恒或恒温恒温恒压下的密度不下的密度不变。化学反应速率与化学平衡复习改化学反应速率与化学平衡复习改 1. 1.下列方法中可以下列方法中可以下列方法中可以下列方法中可以证证明明明明A(s) + 2BA(s) + 2B2 2(g) (g) 2C 2C2 2(g) +D(g) +D2 2(g) (g) 已已已已经经达到平衡状达到平衡状达到平衡状达到平衡状态态的是的是的是的是_._.、一个、一个、一个、一个B BB B键键的断裂的同的断裂的同的断裂的同的断裂的同时时有一个有一个有一个有一个C CC C键键的生成的生成的生成的生成、百分、百分、百分、百分组组成成成成 B B B B2 2 2 2%
28、 = C% = C% = C% = C2 2 2 2% = D% = D% = D% = D2 2 2 2% % % %、单单位位位位时间时间内生成了内生成了内生成了内生成了2molC2molC的同的同的同的同时时也生成了也生成了也生成了也生成了1molA1molA、反、反、反、反应应速率速率速率速率(B(B(B(B2 2 2 2)=)=)=)=(C(C(C(C2 2 2 2)=1/2)=1/2)=1/2)=1/2(D(D(D(D2 2 2 2) ) ) )、C(BC(BC(BC(B2 2 2 2):C(C):C(C):C(C):C(C2 2 2 2):C(D):C(D):C(D):C(D2
29、2 2 2) = 2:2:1) = 2:2:1) = 2:2:1) = 2:2:1、温度、体、温度、体、温度、体、温度、体积积一定一定一定一定时时,BBBB2 2 2 2 、CCCC2 2 2 2 、DDDD2 2 2 2 浓浓度不再度不再度不再度不再变变化化化化、温度、体、温度、体、温度、体、温度、体积积一定一定一定一定时时,容器内的,容器内的,容器内的,容器内的压强压强不再不再不再不再变变化化化化、条件一定、条件一定、条件一定、条件一定时时,混合气体的平均相,混合气体的平均相,混合气体的平均相,混合气体的平均相对对分子分子分子分子质质量不再量不再量不再量不再变变化化化化、温度、体、温度、体
30、、温度、体、温度、体积积一定一定一定一定时时,混合气体的密度不再,混合气体的密度不再,混合气体的密度不再,混合气体的密度不再变变化化化化、(8)(8) 思考与思考与练习 化学反应速率与化学平衡复习改化学反应速率与化学平衡复习改 2. 2. 在一定温度下,可逆反在一定温度下,可逆反在一定温度下,可逆反在一定温度下,可逆反应应:A A2 2( (气气气气)+)+B B2 2( (气气气气) 2) 2ABAB( (气气气气) )达到平衡的达到平衡的达到平衡的达到平衡的标标志是志是志是志是( )( )(A) A(A) A2 2、B B2 2、ABAB的的的的浓浓度不再度不再度不再度不再变变化化化化 (
31、B) (B) 容器中的容器中的容器中的容器中的压强压强不再随不再随不再随不再随时间变时间变化化化化 C) C) 单单位位位位时间时间内生成内生成内生成内生成n n molmol的的的的A A2 2同同同同时时生成生成生成生成2 2n n molmol的的的的ABAB (D) (D) A A2 2、B B2 2、ABAB的的的的浓浓度之比度之比度之比度之比为为1:1:2 1:1:2 AC化学反应速率与化学平衡复习改化学反应速率与化学平衡复习改二、化学平衡移二、化学平衡移动 1. 1. 概念:概念:概念:概念: 可逆反可逆反可逆反可逆反应应中旧化学平衡的破坏,新化学平中旧化学平衡的破坏,新化学平中
32、旧化学平衡的破坏,新化学平中旧化学平衡的破坏,新化学平衡的建立衡的建立衡的建立衡的建立过过程叫做化学平衡移程叫做化学平衡移程叫做化学平衡移程叫做化学平衡移动动。 2. 2.化学平衡移化学平衡移化学平衡移化学平衡移动动的根本原因:外界条件改的根本原因:外界条件改的根本原因:外界条件改的根本原因:外界条件改变变,引起,引起,引起,引起正正正正、逆逆逆逆发发生改生改生改生改变变,且:,且:,且:,且:正正正正逆逆逆逆0 0 0 0,造成化学平,造成化学平,造成化学平,造成化学平衡移衡移衡移衡移动动。 3.化学平衡移化学平衡移动的的结果果: 速率、体系中各速率、体系中各组分含量与原分含量与原平衡比平衡
33、比较均均发生生变化。化。 4.化学平衡移化学平衡移动的方向:的方向:正正正正逆逆逆逆,正反,正反,正反,正反应应方向移方向移方向移方向移动动。 正正正正逆逆逆逆,逆反,逆反,逆反,逆反应应方向移方向移方向移方向移动动。 正正正正逆逆逆逆,平衡不移,平衡不移,平衡不移,平衡不移动动。化学反应速率与化学平衡复习改化学反应速率与化学平衡复习改 三、三、 影响化学平衡移影响化学平衡移动的因素的因素 在其他条件不在其他条件不在其他条件不在其他条件不变时变时,增大反,增大反,增大反,增大反应应物物物物浓浓度或减小生成度或减小生成度或减小生成度或减小生成物物物物浓浓度都可使化学平衡向正反度都可使化学平衡向正
34、反度都可使化学平衡向正反度都可使化学平衡向正反应应方向移方向移方向移方向移动动;反之化学;反之化学;反之化学;反之化学平衡向逆反平衡向逆反平衡向逆反平衡向逆反应应方向移方向移方向移方向移动动。1. 1. 浓度度化学反应速率与化学平衡复习改化学反应速率与化学平衡复习改 注意:加入不溶性固体物注意:加入不溶性固体物质或不溶性液或不溶性液态物物质时,由于其由于其“浓度度”为一常数,不随其量的增减而一常数,不随其量的增减而变化,化,故改故改变这些物些物质的投入量,的投入量,对平衡没有影响。平衡没有影响。化学反应速率与化学平衡复习改化学反应速率与化学平衡复习改 对对于反于反于反于反应应前后气体前后气体前
35、后气体前后气体总总体体体体积发积发生生生生变变化的可逆反化的可逆反化的可逆反化的可逆反应应,在其他条件不,在其他条件不,在其他条件不,在其他条件不变时变时,增大,增大,增大,增大压强压强,化学平衡向气体,化学平衡向气体,化学平衡向气体,化学平衡向气体体体体体积缩积缩小的方向移小的方向移小的方向移小的方向移动动;反之,化学平衡向气体体;反之,化学平衡向气体体;反之,化学平衡向气体体;反之,化学平衡向气体体积积增增增增大的方向移大的方向移大的方向移大的方向移动动。 其他条件不其他条件不其他条件不其他条件不变时变时,压强压强增大,增大,增大,增大,正正正正、逆逆逆逆都提高,但都提高,但都提高,但都提
36、高,但气体体气体体气体体气体体积积之和大的反之和大的反之和大的反之和大的反应应速率增大的幅度更大。速率增大的幅度更大。速率增大的幅度更大。速率增大的幅度更大。N N2 2(g)+3H(g)+3H2 2(g) (g) 2NH 2NH3 3(g)(g) 2. 2. 压强:化学反应速率与化学平衡复习改化学反应速率与化学平衡复习改 压强对平衡的影响,只考平衡的影响,只考虑对参加反参加反应的的气气态物物质的影响。的影响。H2(g)+I2(g) 2HI(g)化学反应速率与化学平衡复习改化学反应速率与化学平衡复习改 3. 3. 温度温度 在其他条件不在其他条件不在其他条件不在其他条件不变变的情况下,升高温度
37、,化学平衡向的情况下,升高温度,化学平衡向的情况下,升高温度,化学平衡向的情况下,升高温度,化学平衡向吸吸吸吸热热反反反反应应方向移方向移方向移方向移动动,降低温度,化学平衡向放,降低温度,化学平衡向放,降低温度,化学平衡向放,降低温度,化学平衡向放热热反反反反应应方向移方向移方向移方向移动动。升高温度,吸升高温度,吸升高温度,吸升高温度,吸热热反反反反应应方向的速率增大的幅度更大。方向的速率增大的幅度更大。方向的速率增大的幅度更大。方向的速率增大的幅度更大。降低温度,吸降低温度,吸降低温度,吸降低温度,吸热热反反反反应应方向的速率降低的幅度更大。方向的速率降低的幅度更大。方向的速率降低的幅度
38、更大。方向的速率降低的幅度更大。N2(g)+3H2(g) 2NH3(g);H0化学反应速率与化学平衡复习改化学反应速率与化学平衡复习改 它的使用能同等程度地改它的使用能同等程度地改它的使用能同等程度地改它的使用能同等程度地改变变正、逆反正、逆反正、逆反正、逆反应应速率(即反速率(即反速率(即反速率(即反应应速率改速率改速率改速率改变变但仍然相等),可以改但仍然相等),可以改但仍然相等),可以改但仍然相等),可以改变变化学反化学反化学反化学反应应达到平衡达到平衡达到平衡达到平衡所需要的所需要的所需要的所需要的时间时间。正催化。正催化。正催化。正催化剂剂可以加快反可以加快反可以加快反可以加快反应应
39、速率,速率,速率,速率,缩缩短反短反短反短反应应达到平衡所需要的达到平衡所需要的达到平衡所需要的达到平衡所需要的时间时间。t1t2t产物物含含量量使用催化使用催化使用催化使用催化剂剂4. 4. 催化催化剂对化学平衡移化学平衡移动无影响无影响化学反应速率与化学平衡复习改化学反应速率与化学平衡复习改勒夏特列原理:勒夏特列原理: 化学平衡移化学平衡移动原理原理 若改若改变影响平衡的一个条件影响平衡的一个条件(浓度、度、压强、温度、温度),平衡就向,平衡就向能能够减弱减弱这种改种改变的方向移的方向移动。化学反应速率与化学平衡复习改化学反应速率与化学平衡复习改B 例例1 下下图表示可逆反表示可逆反应:A
40、(g) + B(g) C(g),当增大,当增大压强时,平衡由平衡由a点移点移动到到b点,正确的曲点,正确的曲线是(是( )。)。化学反应速率与化学平衡复习改化学反应速率与化学平衡复习改D 例例2 对于可逆反于可逆反应 :A(g) + 2B(g) 2C(g);H0,下列,下列图像像中正确的是(中正确的是( )。)。化学反应速率与化学平衡复习改化学反应速率与化学平衡复习改 例例3 如如图曲曲线是在其他条件一定是在其他条件一定时,反,反应:2NO2 N2O4 ; H ( (逆逆) )的点是(的点是( ) (A) A 或或 E(B) C(C) B(D) DB化学反应速率与化学平衡复习改化学反应速率与化
41、学平衡复习改C D 例例4 可逆反可逆反应: mA(s) +nB(g) pC(g);H0在一定温度的密在一定温度的密闭容器中容器中进行,行,B的体的体积分数分数(VB%)与与压强关系如关系如图所示。下列叙述正确所示。下列叙述正确的是(的是( )(A) m + n p(C) n ( (逆逆) )化学反应速率与化学平衡复习改化学反应速率与化学平衡复习改 例例例例5 5 下列事下列事下列事下列事实实中不能用平衡移中不能用平衡移中不能用平衡移中不能用平衡移动动原理解原理解原理解原理解释释的是的是的是的是( ) ( ) (A) (A) 密密密密闭闭、低温是存放氨水的必要条件、低温是存放氨水的必要条件、低
42、温是存放氨水的必要条件、低温是存放氨水的必要条件 (B) (B) 实验实验室用排室用排室用排室用排饱饱和食和食和食和食盐盐水法收集水法收集水法收集水法收集氯氯气气气气(C) (C) 硝酸工硝酸工硝酸工硝酸工业业生生生生产产中,使用中,使用中,使用中,使用过过量空气以提高量空气以提高量空气以提高量空气以提高NHNH3 3的利用率的利用率的利用率的利用率 (D) (D) 在在在在FeSOFeSO4 4溶液中,加入溶液中,加入溶液中,加入溶液中,加入铁铁粉以防止氧化粉以防止氧化粉以防止氧化粉以防止氧化D 例例例例66 对于反于反应mA(g)nB(g) qC(g)有如右有如右图所示关系,所示关系,则:
43、 p1与与p2的关系的关系_;mn与与q的关的关系系_;T1与与T2的的关系关系_;(选填填“”“”或或“”) 正反正反应是吸是吸热还是放是放热?正反正反应为放放热反反应。 化学反应速率与化学平衡复习改化学反应速率与化学平衡复习改四、等效平衡四、等效平衡1、等效平衡的含、等效平衡的含义 同一气体可逆反同一气体可逆反同一气体可逆反同一气体可逆反应应, 在相同条件在相同条件在相同条件在相同条件( (定温、定容或定温、定容或定温、定容或定温、定容或定温、定定温、定定温、定定温、定压压) )下,初始加入物下,初始加入物下,初始加入物下,初始加入物质质的物的物的物的物质质的量不同,而达的量不同,而达的量
44、不同,而达的量不同,而达平衡平衡平衡平衡时时两个平衡中同种物两个平衡中同种物两个平衡中同种物两个平衡中同种物质质的百分含量相同,的百分含量相同,的百分含量相同,的百分含量相同,这样这样的的的的两个平衡称两个平衡称两个平衡称两个平衡称为为等效平衡。等效平衡。等效平衡。等效平衡。2、等效平衡的、等效平衡的规律律 I 类:非等体反非等体反非等体反非等体反应应在恒温恒容下在恒温恒容下在恒温恒容下在恒温恒容下换换算成方程式同一算成方程式同一算成方程式同一算成方程式同一边边的物的物的物的物质质后,物后,物后,物后,物质质的量相等即的量相等即的量相等即的量相等即为为平衡等效。平衡等效。平衡等效。平衡等效。
45、类:等体反等体反等体反等体反应应不不不不论论在恒温恒容或恒温恒在恒温恒容或恒温恒在恒温恒容或恒温恒在恒温恒容或恒温恒压压下下下下换换算算算算为为方程式同一方程式同一方程式同一方程式同一边边的物的物的物的物质质后,物后,物后,物后,物质质的量之比相等即的量之比相等即的量之比相等即的量之比相等即为为等效衡。等效衡。等效衡。等效衡。 类:非等体反非等体反非等体反非等体反应应在恒温恒在恒温恒在恒温恒在恒温恒压压下下下下换换算算算算为为方程式同一方程式同一方程式同一方程式同一边边的物的物的物的物质质后,物后,物后,物后,物质质的量之比相等即的量之比相等即的量之比相等即的量之比相等即为为等效平衡。等效平衡
46、。等效平衡。等效平衡。 化学反应速率与化学平衡复习改化学反应速率与化学平衡复习改 选项A是是错误的。因的。因为4 mol A和和2 mol B比比题目所目所给出的已知量多出了出的已知量多出了1倍,达到平衡倍,达到平衡时C的的浓度必然大度必然大于于w mol/L,二者不相等。,二者不相等。 选项B是是错误的。当将的。当将3mol C和和1mol D完全完全转化化为A和和B时,可得,可得2mol A和和1mol B,比,比题干多干多给了了1mol B,故平衡,故平衡时C的的浓度必然大于度必然大于w mol/L。 选项C也是也是错误的。因的。因为若把若把3mol C和和1mol D放入容器中,放入容
47、器中,当完全当完全转化化为A和和B,可得,可得2mol A和和1molB,加入已知,加入已知2molA和和1molB,则可得可得该混合气体与混合气体与4molA和和2molB是等价的。因是等价的。因此,达到平衡状此,达到平衡状态时,C的的浓度必然大于度必然大于w mol/L。 例例1 在在一一个个固固定定体体积的的密密闭容容器器中中,加加入入2mol A和和1mol B,发生生反反应2A(g)+B(g) 3C(g)+D(g),达达平平衡衡时,C的的浓度度为w mol/L,若若维持持容容器器的的体体积和和温温度度不不变,按按下下列列四四种种配配比比作作为起起始始物物质,达达到到平平衡衡后后,C的
48、的浓度仍度仍为w mol/L的是的是( )A. 4 mol A+2 mol BB. 3 mol C+1 mol D+1 mol BC. 2 mol A+1 mol B+3 mol C+1 mol DD. 3 mol C+1 mol DD 选项D是正确的。因是正确的。因为若把若把3mol C和和1mol D放入容器中,放入容器中,当完全当完全转化化为A和和B可得可得2mol A和和1mol B,与直接加入,与直接加入2molA和和1molB是等价的。因此,达到平衡状是等价的。因此,达到平衡状态时,C的的浓度必然等度必然等于于w mol/L。化学反应速率与化学平衡复习改化学反应速率与化学平衡复习改
49、例例5 在在一一固固定定容容积的的密密闭容容器器中中,充充入入3molA和和1molB,发生生反反应:3A(g)B(g) xC,达达平平衡衡后后,C的的物物质的的量量分分数数为w。若若体体积、温温度度都都不不变,以以0.9molA、0.3molB和和1.4molC为起起始始物物质,达达到到平平衡衡后,后,C的物的物质的量分数也的量分数也为w,则x的的值是是( )A. 4 B. 3 C. 2 D. 1分析分析题意:意: 在恒温、恒容下达同一平衡,若在恒温、恒容下达同一平衡,若为非等体反非等体反应,换算算为方方程式体一程式体一边的物的物质后,物后,物质的量相等。即的量相等。即3molA1molB平
50、衡平衡状状态0.9molA0.3molB1.4molC起始起始起始起始3molA1molB平衡平衡状状态0.9molA0.3molB1.4molC起始起始起始起始 3A B xC起始起始(1) 3mol1mol 0起始起始(2) 0.9mol0.3mol 1.4mol相当于相当于 2.1mol0.7mol 1.4mol即即计量数比量数比为3 1 2,所以,所以x2 另一种情况是:等体反另一种情况是:等体反应换算算为方程式同一方程式同一边的的物物质后,只要起始投料比相等就可建立等效平衡。后,只要起始投料比相等就可建立等效平衡。正好正好题中所中所给(1)3molA与与1molB(2)0.9molA
51、,0.3molB,1.4molC,两情况投料比均,两情况投料比均为当当C0mol时,A与与B物物质的量之比的量之比为3 1,所以,所以x也可以也可以为4。 AC化学反应速率与化学平衡复习改化学反应速率与化学平衡复习改 合成氨适宜条件的合成氨适宜条件的选择 在在在在实际实际生生生生产产中,需要中,需要中,需要中,需要综综合考合考合考合考虑虑反反反反应应速率、化学平衡、速率、化学平衡、速率、化学平衡、速率、化学平衡、原料原料原料原料选择选择、产产品和品和品和品和设备设备等各方面的情况,等各方面的情况,等各方面的情况,等各方面的情况,还还要兼要兼要兼要兼顾实际顾实际条件和生条件和生条件和生条件和生产
52、产成本,以确定最佳生成本,以确定最佳生成本,以确定最佳生成本,以确定最佳生产产条件。条件。条件。条件。 催化催化催化催化剂剂:催化:催化:催化:催化剂虽剂虽不能改不能改不能改不能改变变化学平衡,但可加快化学平衡,但可加快化学平衡,但可加快化学平衡,但可加快反反反反应应速率,提高速率,提高速率,提高速率,提高单单位位位位时间时间内的内的内的内的产产量。量。量。量。 温度:升高温度可加快反温度:升高温度可加快反温度:升高温度可加快反温度:升高温度可加快反应应速率,但从平衡移速率,但从平衡移速率,但从平衡移速率,但从平衡移动动考考考考虑虑,此反,此反,此反,此反应应温度不宜太高。温度不宜太高。温度不
53、宜太高。温度不宜太高。选择选择温度的另一个重要因温度的另一个重要因温度的另一个重要因温度的另一个重要因素是要使催化素是要使催化素是要使催化素是要使催化剂剂的活性最大。的活性最大。的活性最大。的活性最大。( (即催化即催化即催化即催化剂剂的活性温度的活性温度的活性温度的活性温度) )1、理、理论分析:分析: 合成氨的反合成氨的反合成氨的反合成氨的反应应原理原理原理原理为为:N N2 2(g)+3H(g)+3H2 2(g) (g) 2NH 2NH3 3(g)(g);HH0 0,这这是一个气体体是一个气体体是一个气体体是一个气体体积缩积缩小的、放小的、放小的、放小的、放热热的可逆反的可逆反的可逆反的
54、可逆反应应。化学反应速率与化学平衡复习改化学反应速率与化学平衡复习改 压强压强:无:无:无:无论论是反是反是反是反应应速率,速率,速率,速率,还还是化学平衡,都要求是化学平衡,都要求是化学平衡,都要求是化学平衡,都要求压压强强要大,但生要大,但生要大,但生要大,但生产设备产设备又不能承受太大的又不能承受太大的又不能承受太大的又不能承受太大的压强压强,而且,而且,而且,而且压压力力力力越大,消耗的越大,消耗的越大,消耗的越大,消耗的动动力越大、能源越多。力越大、能源越多。力越大、能源越多。力越大、能源越多。 浓浓度:在度:在度:在度:在实际实际生生生生产过产过程中,不断程中,不断程中,不断程中,
55、不断补补充充充充N N2 2和和和和HH2 2,及,及,及,及时时分离出分离出分离出分离出NHNH3 3,不但可以加快反,不但可以加快反,不但可以加快反,不但可以加快反应应速率,速率,速率,速率,还还能使平衡右移,能使平衡右移,能使平衡右移,能使平衡右移,提高提高提高提高NHNH3 3的的的的产产量。量。量。量。2、合成氨的适宜条件、合成氨的适宜条件N2(g)+3H2(g) 2NH3(g)20MPa50MPa5000C;铁铁触媒触媒触媒触媒浓浓度:度:度:度:n(Nn(N2 2) ) :n(Hn(H2 2) )略大于略大于略大于略大于 1 1:3 3,以提高,以提高,以提高,以提高HH2 2的
56、利用率。的利用率。的利用率。的利用率。压强压强:20MPa50MPa20MPa50MPa温度:温度:温度:温度:5005000 0C C左右(此左右(此左右(此左右(此时时催化催化催化催化剂剂的活性最大)的活性最大)的活性最大)的活性最大)催化催化催化催化剂剂:铁铁触媒触媒触媒触媒反反反反应应原理原理原理原理为为:化学反应速率与化学平衡复习改化学反应速率与化学平衡复习改3、合成氨工、合成氨工业的的简要流程要流程原料气原料气原料气原料气的制取的制取的制取的制取净净化化化化液氨液氨液氨液氨分离分离分离分离合成合成合成合成压缩压缩N N2 2、HH2 2(1 1)原料气的制)原料气的制备、净化和化和
57、压缩N N2 2来源于空气:来源于空气:方法方法:液化空气(液化空气( N2先逸出)先逸出) 方法方法:消耗空气中的:消耗空气中的O O2 2( (例:例: C+OC+O2 2=CO=CO2 2,除去,除去COCO2 2可得可得N N2 2) ) H H2 2来源于水和燃料:来源于水和燃料:水煤气法水煤气法C+HC+H2 2OO(气)(气)(气)(气) CO+HCO+H2 2CO+HCO+H2 2OO(气)(气)(气)(气) COCO2 2+H+H2 2催化催化剂化学反应速率与化学平衡复习改化学反应速率与化学平衡复习改(2 2)氨的合成:)氨的合成:N2(g)+3H2(g) 2NH3(g)20
58、MPa50MPa5000C;铁铁触媒触媒触媒触媒(3 3)氨的分离:)氨的分离: 通通过冷凝器将氨液化,然后将氨分离,冷凝器将氨液化,然后将氨分离,分离出的混合气体分离出的混合气体经循循环操作操作继续合成。合成。化学反应速率与化学平衡复习改化学反应速率与化学平衡复习改有关化学平衡的有关化学平衡的计算算 1. 1. 可逆反可逆反可逆反可逆反应应达到平衡达到平衡达到平衡达到平衡过过程中物程中物程中物程中物质浓质浓度的度的度的度的变变化关系化关系化关系化关系反反反反应应物的平衡量物的平衡量物的平衡量物的平衡量 = = 起始量起始量起始量起始量 转转化量化量化量化量 生成物的平衡量生成物的平衡量生成物
59、的平衡量生成物的平衡量 = = 起始量起始量起始量起始量 + + 转转化量化量化量化量 各物各物各物各物质转质转化化化化浓浓度之比等于它度之比等于它度之比等于它度之比等于它们们在化学方程式中在化学方程式中在化学方程式中在化学方程式中 化学化学化学化学计计量数之比量数之比量数之比量数之比化学平衡前后,同种元素原子的物化学平衡前后,同种元素原子的物化学平衡前后,同种元素原子的物化学平衡前后,同种元素原子的物质质的量相等的量相等的量相等的量相等 2. 2. 反反反反应应的的的的转转化率化率化率化率C C反反反反应应物起始物起始物起始物起始浓浓度度度度 C C反反反反应应物平衡物平衡物平衡物平衡浓浓度
60、度度度 C C反反反反应应物起始物起始物起始物起始浓浓度度度度100% 100% n反反反反应应物起始物起始物起始物起始时时物物物物质质的量的量的量的量 n反反反反应应物平衡物平衡物平衡物平衡时时物物物物质质的量的量的量的量 n反反反反应应物起始物起始物起始物起始时时物物物物质质的量的量的量的量 100% 100% (体(体积变化也可以)化也可以)化学反应速率与化学平衡复习改化学反应速率与化学平衡复习改 只增加一种反只增加一种反只增加一种反只增加一种反应应物的量即物的量即物的量即物的量即增加一种反增加一种反增加一种反增加一种反应应物的物的物的物的浓浓度可以提高另度可以提高另度可以提高另度可以提
61、高另一种反一种反一种反一种反应应物的物的物的物的转转化率,而本身的化率,而本身的化率,而本身的化率,而本身的转转化率却降低化率却降低化率却降低化率却降低。 4. 在恒容密在恒容密在恒容密在恒容密闭闭容器中,反容器中,反容器中,反容器中,反应应物用量的改物用量的改物用量的改物用量的改变对变对平衡平衡平衡平衡转转化率的影响化率的影响化率的影响化率的影响对对于多种物于多种物于多种物于多种物质质参加的反参加的反参加的反参加的反应应:m A (g) +n B (g) m A (g) +n B (g) p C (g) +q D p C (g) +q D (g)(g)同同同同时时按比例增加按比例增加按比例增
62、加按比例增加A A、B B的的的的浓浓度,相当于增大度,相当于增大度,相当于增大度,相当于增大压强压强: 若若m +n p +q ,A A、B B的的的的转转化率都增大。化率都增大。化率都增大。化率都增大。 m +n p +q , A A、B B的的的的转转化率都减小。化率都减小。化率都减小。化率都减小。 m +n= = p +q , A A、B B的的的的转转化率都不化率都不化率都不化率都不变变。 3. 产率率产产率率率率 = 100% = 100% 实际实际生成生成生成生成产产物的物物的物物的物物的物质质的量(或体的量(或体的量(或体的量(或体积积、质质量)量)量)量)理理理理论论上可得到
63、上可得到上可得到上可得到产产物的物物的物物的物物的物质质的量(或体的量(或体的量(或体的量(或体积积、质质量)量)量)量) 化学反应速率与化学平衡复习改化学反应速率与化学平衡复习改 分解反分解反应:增加反增加反应物的用量即物的用量即增大反增大反应物的物的浓度相当于增大度相当于增大压强若若m = n + p,反反反反应应物物物物A A的的的的转转化率都不化率都不化率都不化率都不变变。若若m n+ p,A的的转化率增大。化率增大。 m A(g) n B(g) + p C(g)例:例:例:例:2HI2HI (g)(g) H H2 2 (g) + I(g) + I2 2(g)(g)例:例:例:例:2NH2NH3 3(g)(g) N N2 2 (g)+ 3H (g)+ 3H2 2(g) (g) 化学反应速率与化学平衡复习改化学反应速率与化学平衡复习改