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【精品课件】无机化学第三章化学反应速率和化学平衡

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化学反应速率和化学平衡—化学平衡(应用化学课件)

化学反应速率和化学平衡—化学平衡(应用化学课件)

2.3
3
0.010 0.010 0.001 0
0
0.004 1 0.004 1 0.006 9 0.005 9
2.4
4
0
0
0.020 0.020 0.008 2 0.008 2 0.011 8 0.011 8
2.4
对于任何一个可逆反应：aA + bB cC+dD，在一定 温度下达到平衡时，生成物浓度（或分压）以反应方程式中 化学计量系数为指数的幂的乘积与反应物浓度（或分压）以 化学计量系数为指数的幂的乘积之比为一常数，称为平衡常 数，用K表示。用浓度表示的平衡常数称为浓度平衡常数， 计作Kc。
1.00 x
1.00-x
0
0
x
x
x
x
• 解出x=0.62, • 平衡时各组分气体的分压为：
p(CO)=p(H2)=6.2×104Pa p(H2O)=(1.00-0.62) ×105=3.8×104Pa
水蒸气的转化率为：
6.2104 1.00 105
62%
答：平衡时CO和H2的分压为6.2×104Pa，水蒸气 的转化率为62%。
4.0
4.0
-4.0×60% -4.0×60%
4.0×(1-0.60) 4.0×(1-0.60)
答：该温度下反应的平衡常数为2.3。
温度对化学平衡的影响
温度对化学平衡的影响
温度升高，平衡向吸热的方向移动； 温度降低，平衡向放热的方向移动；
表3-2 温度对化学平衡的影响
压力对化学平衡的影响
压力对化学平衡的影响 对于反应
3.平衡转化率与平衡常数之间可相互换算。
例3-2 已知生产水煤气的反应，
在1 000 K时的平衡常数 kpθ =1.00。若在密闭容器中加入 1.00×105 Pa的水蒸气与足量赤热的碳反应，试确定平衡时 各组分气体的分压和水蒸气的转化率α。

无机化学第三章化学反应速率和化学平衡ppt课件

无机化学第三章化学反应速率和化学平衡ppt课件
生成2mol NH3
ppt课件
5
反应进度 0＝∑νBB B
对于化学计量方程式
dξ = dnB /νB
nB——B的物质的量 ξ的单位为mol νB——为B的化学计量数
改写为 dnB = νB dξ
开始时ξ0=0, 、 nB =０ 反应进度为ξ时： nB =νBξ
ppt课件
6
反应进度
nB =νBξ
基元反应：反应物一步就直接转变为产物
如：
2NO2→ 2NO + O2
NO2 + CO →NO + CO2
非基元反应：反应物经过若干步(若干个
基元反应步骤)才转变为产物。
如 又如
2NO + 2H2 → N2 + 2H2O ① 2NO + H2→N2+ H2O2 ② H2O2 + H2 → 2H2O
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
0.3mol L1 s1
v NH3

cNH3
t


0.4 0.0mol L1 2 0s

0.2mol L1 s1
v N2 : v H2 : v NH3 1: 3 : 2
●瞬间速率：某瞬间（即t0)的反应速率
vNH3

dcB，则得：
v 1 dcB B dt
ppt课件
11
对于上述 N2 3H2 2NH3 化学计量方程式 ：
v 1 d 1 dcB V dt B dt
1 dcN2 1 dcH2 1 dcNH3
1 dt
3 dt 2 dt
aA + bB
反应 2W+X Y+Z 哪种速率表达式是正确的？

第三章 化学平衡和化学反应速率PPT课件

第三章 化学平衡和化学反应速率PPT课件
14
3.1.3 多重平衡规则
例 3-3 在同一个容器中发生下面的反应：
(1) C(s)＋ 1/2 O2(g) ⇋ CO(g)
p(CO) / p
K1
1
p (O 2 ) / p Θ 2
(2) CO(g)＋ 1/2 O2(g) ⇋ CO2(g)K 2
p(CO 2) / p
1
p (C O ) / p p (O 2 ) / p 2
ΔrGm= νiΔfGm(生)- νiΔfGm(反)
=ΔfGm(N2O4，g)-2ΔfGm(NO2，g) =(99.8-255.3)kJ mol-1
-2.8kJ mol-1
由 Δ rG m = -R TlnK 得
lnK = - Δ rG m RT
2 .8 1 0 3 J m o l -1 8.314 J m ol-1 K -1 298K
若Q> K
则ΔrGm > 0 非自发
9
例3-1 将1.5 mol H2和 1.5 mol I2充入某容器中，使其在 793K下达平衡，经分析，平衡系统中含 HI 2.4 mol。求 下列反应在该温度下的K。
H 2g I2(g ) 2 H Ig
解：由反应式得：
起始时n/ mol
H2 g + I2(g)
概况二
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概况三
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2
3.1 化学平衡
1、可逆反应：一定条件下，既能向正反向进行又能 向逆方向进行的反应。 如: H2(g)+ I2(g) ⇌ 2HI(g)
2、化学平衡 ： 可逆反应的正、逆反应速率相等的状态。 平衡时ΔrG =0 化学平衡规律适用于各种化学平衡（电离平衡，酸碱平衡、 沉淀平衡、氧化还原平衡、配位平衡）。

化学反应速率与化学平衡复习课件

化学反应速率与化学平衡复习课件

条件改变
平衡移动方向
图象
增压 减压
气体缩小反应方向
C
气体扩大反应方向
D
V缩
V增
C
D
V增
V缩
例4：对于密闭容器中进行的反应：
N2+3H2
2NH3，温度不变时：①若容器体积
不变，通入N2，则平衡
移动；通入惰性气
体（指不与混合体系中物质反应的气体），则平
衡
移动。②若容器中气体的压强保持不变，
则通入惰性气体时，平衡
v(A) a
=
v(B) b
=
v(C) c
=
v(D) d
二、速率大小比较：换算成同一物质的速率进行比 较
2、已知4NH3 + 5O2 4NO + 6H2O，若反应速率分别用
v(NH3)、v(O2)、v(NO)、v(H2O)表示，正确的关系是
A．
4 5
v(NH3)=v(O2)
C．2
3
v(NH3)=
v(H2O)
D. 降温后 NO 的体积分数增大
E. 增大压强混合气体的颜色不变
F. 恒容时，通入 He 气体，混合气体颜色不变
G. 恒压时，通入 He 气体，混合气体颜色不变
正逆反应速率图像
对于反应aA(g) + bB(g) 达平衡时：
cC(g) + dD(g) △H<0，
①画出增大B的浓度之后的图像来自②画出减少C浓度之后的图像
⑦容器内质量不随时间的变化而变化
⑧容器内压强不随时间的变化而变化
⑨容器内密度不再发生变化
⑩容器内的平均摩尔质量不再发生变化
影响化学平衡的条件 二、影响化学平衡的条件

化学反应速率和化学平衡PPT教学课件

化学反应速率和化学平衡PPT教学课件

0
P 压强
物质百分含量——压强——温度曲26 线
物质百分含量——时间曲线
mA(g)+nB(g) pC(g)+qD(g)+Q
C%
看图技 巧：先 拐先平 衡，先 平衡则 速率快。
Q>0
300C 500C
0 t1 t2 时间
27
转化率——时间曲线
mA(g)+nB(g) pC(g)+qD(g)+Q
A转化率
0.5
VA=
0.25 0.05 5
(mol/L·分)
Vc = 0.5 0.1 (mol/L·分)
5
VA : VC = 1 : 2
3
2. 影响化学反应速度的因素:
内因: 反应物的性质(主要因素)
因
(不同的反应具有不同的性质)
在其他条件不变的条件下:
素
浓度:浓度大 反应快
外因:
温度:温度高 压强:压强大
定 ——平衡时，各组分含量保持恒定
变 ——条件改变，平衡移动 化学平衡的建立与途径无关。
例如：2SO2+O2
2SO3
在相同的条件下，正向投入2 mol SO2和1molO2或逆向投入 2molSO3,当反应达到平衡时，各物质的平衡含量相等。 7
能够说明 N2 + 3H2
2NH3反应在密闭容器
平
中已达到平衡状态的是 ： （⑥ ⑧ ⑩）
罗贯中（约1330—约1400）：元末
明初小说家。名本，字贯中，号湖海散人， 一说山西太原人，一说钱塘人。生平不详， 据记载，他是“有志图王者”，并作过张 士诚的僚幕；明统一后，从事“稗史”的 编写工作。今署名罗贯中的小说有《三国 演义》、《隋唐志传》、《残唐五代史演 义》、《三遂平妖传》和杂剧《赵太祖龙 虎风云会》。且有记载说他是施耐庵的弟 子，还参与了《水浒传》的编写。

《化学反应速率与化学平衡》教用课件人教

《化学反应速率与化学平衡》教用课件人教
(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： ①各物质变化浓度之比＝反应式中的化学计量数之比； ②反应物转化率＝其转化浓度与起始浓度之比； ③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.)
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
②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
（2）外因：浓度、温度、压强、催化剂
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：
①分别用H2 N2 NH3的浓度变化表示的反应速率。
②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？
一定自发 一定非自发
不一定 不一定
NH3(g)+HCl(g)＝NH4Cl(s) 低温自发 CaCO3(s)=CaO(s)+CO2(g) 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
钠与水反应为什么一定自发
硝酸铵溶于水，吸热为什么自发
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
放热反应和吸热反应; 分清
V
“突变”和“渐变”
V'正

化学反应速率和化学平衡课件


3催化剂对化学反应速率的影响 1、概念：催化剂，催化作用，均相催化，多相催化，酶 催化，催化剂特性 2、A+B=D+E 不加催化剂时，反应活化能为(activation energy)Ea； 加催化剂K后， A+K=(AK)*=AK 反应活化能为E1 ； AK+B=(ABK)*=D+E+K 反应活化能为 E2 ；
第二章
化学反应速率和化学平衡
第一节 化学反应速率 第二节 化学平衡
第一节 化学反应速率
一 化学反应速率的概念和表示方法
1、化学反应速率的概念:单位时间内任何一种反应物或
生成物浓度的增加值（取正值）。
浓度单位通常用mol· L-1，时间单位视反应快慢，可
分别用秒(s)、分(min)或小时(h)等表示。这样，化学
(反应物) (活化络合物) (产物)
影响反应速率的因素
一 浓度对反应速率的影响（质量作用定律）
二 温度对反应速率的影响（阿仑尼乌斯方程式）
三 催化剂对反应速率的影响
四 压力对反应速率的影响
1 浓度对化学反应速率的影响 1、质量作用定律：元反应aA+bB=dD+eE v=k[A]a[B]b，仅适用于元反应和复合反应的每一步反应。2、
该反应平均速率若根据不同物质的浓度变化可分别表示
为：
显然，在这里用三种物质表示的速率之比是1：3：2，它们之 间的比值为反应方程式中相应物质分子式前的系数比。 对于一般反应： aA + bB = dD + eE 平均反应速率： v = Δ CA/aΔ t = Δ CB/bΔ t =Δ CD/dΔ t = Δ CE/eΔ t
化学平衡及其特点
浓 度
速 率

化学反应速率和化学平衡ppt课件

VA·耗:VC·耗=x:z VA·耗:VB·生=x:y；
各物质的百分含量保持不变。
35
3、化学平衡状态的标志：
混合气体的总压、总体积、总物质的量
不随时间的改变而改变；
间 各物质的浓度不随时间的改变而改变；
接 的
各物质的物质的量不随时间改变而改变； 各气体的分压、分体积不随时间改变
而改变。
36
4、判断化学平衡状态的方法⑴
注意单位的一致性7
2、影响化学反应速率的因素
内因：反应物的性质 外因：浓度、温度、压强、催化剂、颗粒
大小、光、等等
8
（1）浓度的影响
其他条件不变时，增大反应物浓度，可增大化学反 应速率；减小反应物浓度，可减小化学反应速率。
此规律只适用于气体反应或溶液中的反应，对纯液 体或固体反应物一般不适用（它们的浓度是常数）。
11
（3）温度的影响
当其他条件不变时，升高温度，可以增大 反应速率；降低温度，可以减慢反应速率。
无论是吸热反应还是放热反应，温度升高， 反应速率都增大，只不过吸热反应增大的 幅度更大。
实验测知，温度每升高10℃，反应速率通 常增大到原来的2～4倍。
12
例题3、
反应A(g)+B(g) C(g)的反应速率，当温 度每升高10℃时，速率增加为原来的3倍。
平衡
不一定 平衡
不一定 平衡
38
4、判断化学平衡状态的方法⑶
项目
mA(g) + nB(g) +qD(g)
pC(g)
是否 平衡
压强
当 m + n≠ p + q 时，总压力一 定 (其它条件一定)
14
（5）其它因素的影响

化学反应速率和化学平衡复习PPT优选课件


⑥ 某时间内断裂3molH-H键的同时，断裂6molN-H键
⑦容器内质量不随时间的变化而变化
⑧容器内压强不随时间的变化而变化
⑨容器内密度不再发生变化
⑩容202器0/10/内18 的平均摩尔质量不再发生变化
8
3、化学平衡常数的应用
• 对于mA(g)+nB(g)⇌ pC(g)+qD(g)
• K=
。 CCp*CDq CAm*CBn
D.氢氧化钠
2020/10/18
12
练习题 2
2 . 已知：CO(g) + NO2(g)
CO2(g) + NO(g)
在一定条件下达到化学平衡后，降低温度，混合物的颜色
变浅下列关于该反应的说法正确的是__A__C___D___F__
A. 该反应为放热反应
B. 降温后 CO 的浓度增大
C. 降温后 NO2的转化率增加 D. 降温后 NO 的体积分数增大
在其他条件不变的条件下:
素
浓度:浓度大 反应快
外因:
温度:温度高 压强:压强大
反应快 反应快
催化剂:
明显加快
说明：(1) 反应物是固体,液体时改变压强对反应速度无影响。
(2) 催化剂在反应前后质量不变; 不同的反应需不同的催化剂; 催化剂 在一定的温度范围内活性最大; 催化剂遇有害物质会“中毒”。
2(032)0/以10/1上8 四种因素对可逆反应中的正、逆反应速度都会产生影响。 4
2020/10/18
9
对于mA(g)+nB(g)⇌ pC(g)+qD(g)
• K越大，说明平衡体系中生成
，它的
正向反应进行得越
，转化率越
；

化学反应的速率与化学平衡课件

结论
温度不变时，增大体系的总压力，平衡向着气体分 子数少的方向移动，反之成立。
（三）温度对化学平衡的影响
2NO2(g) 红棕色
N2O4(g) 无色
温度水升热高，平衡向吸冰热反应的方向温移常动， 温度降低，平衡向放热反应的方向移动。
结论：
c反应物↑，平衡向正反应移动，反之成立； c生成物↑，平衡向逆反应移动，反之成立。 c反应物↑ ，c生成物↓平衡移动一致，反之是。 p↑，平衡向分子数少的方向移动，反之是。
三 影响因素
物质本性 反应物浓度 温度 催化剂
(一)浓度对化学反应速率的影响
1.基元和非基元反应 一步完成的反应是基元反应,多步完成的反 应是非基元反应 2.质量作用定律
对基元反应 mA+nB=pC+bD
V=k·c
m A
·cBn
速率常数k ： k表示在一定温度下,反应物浓度都为
1时的该反应的反应速率。
催化剂：能改变化学反应速率,而本身化学 组成、性质及质量在反应前后都不发生变化 的物质叫催化剂
正催化剂：能增加反应速率 负催化剂：能减慢反应速率
催化原因： 它与反应物之间形成了一种势能较低且很不 稳定的过渡态活化络合物，改变了反应历程, 降低了反应的活化能。
§4-2 化学平衡
一 化学反应的可逆性和化学平衡 在同一条件下，能同时向两个相反方向进行的 反应叫可逆反应.
二 化学平衡常数
(一) 定义
在一定温度下,可逆反应达到平衡时,生成物浓度幂 的乘积与反应物浓度幂的乘积之比是一个常数.
公式
设反应为: aA+bB
dD+eE
k正 [D]d [E]e Kc = k逆 = [A]a [B]b
对气体可以用各物质的分压代替浓度计算平衡常 数，得Kp
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α+β — 表示反应的总级数
反应式
速率方程
反应 级数
2HI(g)→H2(g)+I2(g)
υ=k
0
SO2Cl2(g)→SO2(g)+Cl2(g) υ =kc(SO2Cl2) 1
CH3CHO(g)→CH4(g)+CO(g) υ=k{c(CH3CHO)}3/2 3/2
NO2(g)+CO(g)→NO(g)+CO2(g) υ=kc(NO2)c(CO) 1+1
葡萄糖
果糖
υ = kc(C12H22O11)·c(H2O)
= kc(C12H22O11)
(2) 固体或纯液体不列人速率方程中
如 C(s) + O2(g) → CO2(g) υ = kc(O2)
反应级数 aA + bB → cC + dD
υ =k{c(A)}α{c(B)}β
α、β — 分别表示物质A、B的反应级数
描述了速率随温度而变化的指数关系。A称为指 前因子， Ea 称为阿仑尼乌斯活化能。
（2）对数式： lnk REaTB
描述了速率系数与 1/T 之间的线性关系。可以根 据不同温度下测定的 k 值，以 lnk 对 1/T 作图，
从而求出活化能 E a 。
Example 4
对反应 2N2O5(g)
4NO2(g) + O2(g)，若有下列数据，
解： 取每升高10 K，
k(390K)t(290K)2101024 k(290K) t(390K)
速率增加的下
限为2倍。
t( 2 9 0 K ) 1 0 2 4 1 0 m in 7 d
阿仑尼乌斯（Arrhenius ）方程 程
1889年Arrhenius提出了k与T之间的定量关系
（1）指数式： k Aexp( Ea ) RT
同一反应，k与反应物浓度、分压无关，与反
应的性质、温度，催化剂等有关
(3)式中各浓度项的幂次之和(a+b)为反应级数
2007-5-27
反应速率方程
反应：C2H4Br2+3KI→C2H4+2KBr+KI3 测得 υ = kc(C2H4Br2)·c(KI) 而不是 υ = k{c(C2H4Br2)}·{c(KI)}3
质量作用定律
对基元反应，在一定温度下，其反应速 率与各反应物浓度幂的乘积成正比。
如：基元反应 aA+bB→cC+dD υ ∝ {c(A)}a{c(B)}b υ = k{c(A)}a{c(B)}b
(1) υ为瞬质时量速作率用定律只适用基元反应
(2)k为速。 率常数,反应物为单位浓度时的反应速率, k越大，给定条件下的反应速率越大
为什么？实际上反应分三步进行: ①C2H4Br2+KI→C2H4+KBr+I+Br (慢反应) ②KI+Br→I+KBr ③KI+2I→KI3
①反应速率决定了整个反应的速率
反应速率方程
书写反应速率方程式应注意: (1) 稀溶液反应, 速率方程不列出溶剂浓度
如 C H O 12 22 11 + H2O → C6H12O6 +C6H12O6
注意:不一定 α=a、β=b
对于复杂反应：
a A b B yY zZ
r kcA cB α,β—反应级数：若α=1，A为一级反应； β=2，B为二级反应，则α+β=3，总 反应级数为3。α，β必须通过实验确定其值。 通常α≠a,β≠b。 k —反应速率系数：零级反应 mol·L-1 ·s-1； 一级反应 s-1；二级反应 (mol·L -1)-1 ·s-1； k 不
计算T(其℃反) 应的T活(K化) 能. 1/T(K)
k(s-1)
ln(k)
20
293
3.41×10-3 2.0 ×10-5 -10.82
30
303
3.30 ×10-3 7.3 ×10-5 -9.53
40
313
3.19 ×10-3 2.7 ×10-4 -8.22
50
323
3.10 ×10-3 9.1 ×10-4 -7.00
100 K以内时， Ea和A可看作是不随温度改变的
常数。
3.3. 反应速率理论
3.3.1碰撞理论
只有具有足够能量的反应物分子的碰撞才有可能发 生反应。这种能够发生反应的碰撞叫有效碰撞。
那些具有足够高能量，能发生有效碰撞的分子称 为活化分子，要使普通分子成为活化分子所需最小能量 称为活化能。
发生反应的有效碰撞的分子，还必须沿着特定的 方向碰撞。
随浓度而变，但受温度的影响，通常温度升高，
k 增大。
3.2.2温度对反应速率的影响
范霍夫根据大量的实验数据总结出一条经验规 律：温度每升高10 K，反应速率近似增加2~4倍。 这个经验规律可以用来估计温度对反应速率的影响。
例如：某反应在390 K时进行需10 min。若降温 到290 K，达到相同的程度，需时多少？
第三章 化学反应速率和 化学平衡
3.1化学反应速率 3.2影响反应速率的因素 3.3化学反应速率理论 3.4化学平衡 3.5化学平衡的移动
Question 1
反应 2W+X Y+Z 哪种速率表达式是正确的？
a.
dc(X ) =dc(Y)
dt
dt
b.
dc(X ) =- dc(W)
dt
dt
c.
dc(Z ) =dc(Y )
dt
dt
d.
dc(Z) =- dc(W)
dt
dt
3. 2影响反应速率的因素 3.2.1浓度对反应速率的影响
（1）质量作用定律和速率方程式
化学反应的过程有的简单，有的则比较 复杂。反应物只经一步反应就变为生成 物的称基元反应，也叫简单反应。
其它经过多步过程的反应称非基元反应， 也叫复杂反应。
基元反应：反应物一步就直接转变为产物
60
333
3.00 ×10-3 2.9 ×10-3 -5.84
k-T 图
lnk -1/T 图
阿仑尼乌斯公系，直线的斜率为
-
Ea R
，
直线的截距为lnA.
阿仑尼乌斯认为A和 Ea 都是与温度无关的常
数。实际上活化能和指前因子均与温度相关，
不过对某反应而言，当温度变化在指定范围
如：
2NO2→ 2NO + O2
NO2 + CO →NO + CO2
非基元反应：反应物经过若干步(若干个
基元反应步骤)才转变为产物。
如 又如
2NO + 2H2 → N2 + 2H2O ① 2NO + H2→N2+ H2O2 ② H2O2 + H2 → 2H2O
H2 + I2(g) → 2HI ① I2(g) → 2I(g) ② H2 + 2I(g) → 2HI(g)