化学反应速率与化学平衡ppt课件

生成2mol NH3
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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
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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
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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？

❖ 从以上3个实验 科学探究 中可以看到,催化剂 不同,化学反应的速率有着显著的区别,因此催 化剂具有选择性 目前,催化作用的研究1直是 受到高度重视的高科技领域
练习与思考
❖ 1、对于反应∶N2+O2
2NO,在密闭容器
中进行,下列条件能加快反应速率的是
❖ A、缩小体积使压强增大；B、体积不变充入 氮气使压强增大；C、体积不变充入惰性气 体；D、使总压强不变,充入惰性气体
▲理论解释影响因素
❖ 如加热、增大反应物浓度等我们前面已经从 能量、分子碰撞等方面进行了解释,希望同学 们再作理解,掌握影响化学反应速率的外界条 件的内容,了解其为什么产生这样影响的基本 原因
练习题１
❖ 1、对于在1个密闭容器中进行的可逆反应： ❖ C s + O2 = CO2 s ❖ 下列说法中错误的是 ❖ A将碳块粉碎成粉末可以加快化学反应速率 ❖ B增大氧气的量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
例２．向1个容积为1L的密闭容器 中放入2molSO2和1molO2,在1定 的条件下,2s末测得容器内有 0.8molSO2,求2s内SO2、O2、SO3 的平均反应速率和反应速率比
化学反应速率之比=化学计量数之比
1.反应 N2 + 3 H2 2 NH3 ,在 2L的 密闭容器中发生,5min内NH3 的质 量增加了1.7克,求v NH3 、v H2 、 v
1.化学反应速率的表示方法: 用单位时间里反应物浓度的减少 或生成物浓度的增加来表示
2.数学表达式: vB=
3.单位:mol·L-1·s-1或mol·L-1·min1
4.关于化学反应速率的简单计算:
例１．在某1化学反应里,反应物 A的浓度在10 s内从4.0mol·L-1 变成1.0mol·L-1,在这10 s内A的 化学反应速率是多少

返
2.化学平衡移动方向的判断 (1)根据勒夏特列原理判断。 (2)根据图像中正、逆反应速率的相对大小判断:若v正>v逆,则平衡向正反应方向 移动;反之,平衡向逆反应方向移动。 (3)根据变化过程中速率变化的性质判断:若平衡移动过程中,正反应速率增大 (或减小),则平衡向逆(或正)反应方向移动。 (4)根据浓度商(Qc)规则判断:若某温度下Qc<K,则反应向正反应方向进行;Qc>K, 反应向逆反应方向进行。
ⅰ)÷2得反应ⅱ的离子方程式为I2+2H2O+SO2
4H++SO42-+2I-。
返
解析▶ (3)①B是A的对比实验,采用控制变量法,B比A中H2SO4的浓度大了 0.2 mol·L-1,A与B中KI浓度应相等,则a=0.4。②对比A与B,加入H+可以加快 SO2歧化反应的速率;对比B与C,H+单独存在时不能催化SO2的歧化反应;比较A、 B、C,可得出的结论是I-是SO2歧化反应的催化剂,H+单独存在时不具有催化作 用,但H+可以加快歧化反应速率。③对比D和A,D中加入的KI的浓度小于A,且D 中多加了I2,反应ⅰ消耗H+和I-,反应ⅱ中消耗I2,D中“溶液由棕褐色很快褪色, 变成黄色,出现浑浊较A快”,反应速率D>A,由此可见,反应ⅱ比反应ⅰ速率快, 反应ⅱ产生H+使c(H+)增大,从而使反应ⅰ加快。
返
四、分析化学平衡移动的一般思路
1.比较同一物质的正、逆反应速率的相对大小
返
2.惰性气体对化学平衡的影响 返
五、解答化学平衡移动问题的步骤
返
考点1 化学反应速率及影响因素
典型例题
1.(2019年全国Ⅱ卷,27节选)环戊二烯(

外界
条件
有利于增大反应速 有利于平衡正向移
综合分析结果
率的条件控制
动的条件控制
增大反应物的浓度、 不断地补充反应物、及
浓度 增大反应物的浓度
减小生成物的浓度 时地分离出生成物
催化剂 加合适的催化剂
—
加合适的催化剂
兼顾速率和平衡,考虑催
ΔH<0 低温
化剂的适宜温度
温度 高温
在设备条件允许的前提
ΔH>0 高温
(2)外因
微点拨:“惰性气体”(非反应气体)对化学反应速率的影响
(1)恒温恒容:充入“惰性气体”
(活化分子浓度不变)
参与反应的物质浓度不变
化学反应速率不变。
(2)恒温恒压:充入“惰性气体”
减小(活化分子浓度减小)
总压增大
容器容积增大
化学反应速率减小。
参与反应的物质浓度
3.掌握化学反应速率常数(k)及应用
(4)速率常数与化学平衡常数之间的关系
一定温度下,可逆反应:aA(g)+bB(g)
gG(g)+hH(g),v(正)=k(正)ca(A)·cb(B),
v(逆)=k(逆)cg(G)·ch(H),达到平衡状态:v(正)=v(逆),则有
k(正)ca(A)·cb(B)=k(逆)cg(G)·ch(H),从而可得化学平衡常数:
(1)从化学平衡移动分析,既要注意外界条件对速率和平衡影响的一致性,
又要注意二者影响的矛盾性。
(2)从原料的利用率分析,增加易得廉价原料,提高难得高价原料的利用率,
从而降低生产成本。
(3)从实际生产能力分析,如设备承受高温、高压的能力等,注意催化剂的
活性对温度的限制。
(4)优化和选择化工生产的反应条件,如下表:

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。

E．降温
F．减小压强
2.反应速率—温度（压强）图象
可逆反应mA（g）+ nB（g） xC （g） +yD（ g）
[例2] 改变压强后，速率变化如图：则m+n > x+y
[小结]
看图，分析图像特点→V正、V逆的交点是平衡点 →当改变条件后，V正、V逆的变化情况→判断平衡 的移动方向
[练习2]
下列各图是温度（或压强）对正、逆反应速率的影 响，曲线交点表示建立平衡时的温度或压强，其 中正确的是（ A ）
53、希望是厄运的忠实的姐妹。 54、辛勤的蜜蜂永没有时间悲哀。 55、领导的速度决定团队的效率。 56、成功与不成功之间有时距离很短只要后者再向前几步。 57、任何的限制，都是从自己的内心开始的。 58、伟人所达到并保持着的高处，并不是一飞就到的，而是他们在同伴誉就很难挽回。 59、不要说你不会做！你是个人你就会做！ 60、生活本没有导演，但我们每个人都像演员一样，为了合乎剧情而认真地表演着。 61、所谓英雄，其实是指那些无论在什么环境下都能够生存下去的人。 62、一切的一切，都是自己咎由自取。原来爱的太深，心有坠落的感觉。 63、命运不是一个机遇的问题，而是一个选择问题；它不是我们要等待的东西，而是我们要实现的东西。 64、每一个发奋努力的背后，必有加倍的赏赐。 65、再冷的石头，坐上三年也会暖。 66、淡了，散了，累了，原来的那个你呢？ 67、我们的目的是什么？是胜利！不惜一切代价争取胜利！ 68、一遇挫折就灰心丧气的人，永远是个失败者。而一向努力奋斗，坚韧不拔的人会走向成功。 69、在真实的生命里，每桩伟业都由信心开始，并由信心跨出第一步。 70、平凡的脚步也可以走完伟大的行程。 71、胜利，是属于最坚韧的人。 72、因害怕失败而不敢放手一搏，永远不会成功。 73、只要路是对的，就不怕路远。 74、驾驭命运的舵是奋斗。不抱有一丝幻想，不放弃一点机会，不停止一日努力。3、上帝助自助者。 24、凡事要三思，但比三思更重要的是三思而行。 25、如果你希望成功，以恒心为良友，以经验为参谋，以小心为兄弟，以希望为哨兵。 26、没有退路的时候，正是潜力发挥最大的时候。 27、没有糟糕的事情，只有糟糕的心情。 28、不为外撼，不以物移，而后可以任天下之大事。 29、打开你的手机，收到我的祝福，忘掉所有烦恼，你会幸福每秒，对着镜子笑笑，从此开心到老，想想明天美好，相信自己最好。 30、不屈不挠的奋斗是取得胜利的唯一道路。 31、生活中若没有朋友，就像生活中没有阳光一样。 32、任何业绩的质变，都来自于量变的积累。 33、空想会想出很多绝妙的主意，但却办不成任何事情。 34、不大可能的事也许今天实现，根本不可能的事也许明天会实现。 35、再长的路，一步步也能走完，再短的路，不迈开双脚也无法到达。

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

知识精讲
定
等
动
变
动态平衡
条件改变，原平衡状态被破坏，在新的条件下建立新的平衡
υ(正)＝ υ(逆)
改变影响化学反应速率的因素，如浓度、压强、温度,就有可能改变化学平衡
研究的对象是可逆反应
逆
υ(正)＝ υ(逆)≠0
各组分的含量保持一定，各组分的浓度保持一定。
3.化学平衡状态的特征：
二、化学平衡状态
0.7
0.7
......
从反应开始起，B、C的体积分数均为1/2，始终没有改变，不是变量，不能作为判断平衡状态的依据。
这些都不是某一种物质的数据，而是所有气体的整体量。
对于这三个量，若反应为等体反应，不能作为判断依据，若反应为非等体反应，则可以作为判断依据。
9.733×10-4
1.486×10-2
49.54
0
0
1.520×10-2
1.696×10-3
1.696×10-3
1.181×10-2
48.49
0
0
1.287×10-2
1.433×10-3
1.433×10-3
1.000×10-2
48.70
0
0
3.777×10-2
4.213×10-3
4.213×10-3
c (HI)
c (H2)
c(I2)
c (HI)
1.135×10-2
9.04×10-3
0
4.56×10-3
1.95×10-3
8.59×10-3
8.298
0
0
1.655×10-2
3.39×10-3
3.39×10-3
9.77×10-3
8.306

第16讲 化学反应速率和化学平衡
一、化学反应速率 1．表示方法：化学反应速率是用来衡量化学 反应进行快慢程度的，通常用单位时间内反应物 浓度的减小或生成物浓度的增加来表示。单位是 mol/(L·s)或mol/(L·min)或mol/(L·h)。可用 下式表示：
2．化学反应速率的意义 (1)化学反应速率是用来衡量化学反应进行 快慢程度的。它与两个因素有关：一个是时间； 另一个是反应物或生成物的浓度的变化。反应物 的浓度随着反应的不断进行而减小，生成物的浓 度则不断增加。 (2)比较同一反应，以不同物质和不同单位 表示的化学反应速率的大小，要把它们换算成同 一物质、同一单位后，再比较数值的大小。
开始时只有反应物而没有生成物，
则v正最大，v逆为0(如图所示)。随 着反应的进行，反应物浓度逐渐减
小，生成物浓度逐渐增大，则v正越 来越小，v逆越来越大。反应进行到 某一时刻，v正＝v逆，各组分的浓度 不再发生变化，反应混合物中各组
分的质量(或体积)分数也不再发生
变化，这时就达到了化学平衡。
2.化学平衡的六大特征
4．(1)过程的自发性只能用于判断过 程的方向，不能确定过程是否一定会发生 和过程发生的速率。
(2)在讨论过程的方向时，指的是没有 外界干扰时体系的性质。如果允许外界对 体系施加某种作用，就可能出现相反的结 果。
(3)①放热的自发过程可能是熵减小 的过程，如铁生锈、氢气燃烧等；也可能 是熵无明显变化或增加的过程，如金刚石 和石墨的互变熵不变。②吸热的自发过程 应为熵增加的过程，如冰的融化、硝酸铵 溶于水等。③无热效应的自发过程是熵增 加的过程，如两种理想气体的混合等。
产物的浓度只影响逆反应速率，不影响正反应速率。
2.在一容积不变、温度恒定(500℃)的密闭容

A2
B3
C4
D6
某温度下，在一容积可变的容器中，反应 2Ag＋Bg 2Cg
达到平衡时，A、B和C的物质的量分别为 4 mol、2 mol和4 mol。保持温度和压强 不变，对平衡混合物中三者的物质的量做 如下调整，可使平衡右移的是 C A 均减半 B 均加倍 C 均增加1 mol D 均减少1 mol
三、化学平衡 1、可逆反应： 同一条件、同时 2、动态平衡特征：
逆、等、动、定、变
3、影响平衡移动的因素： 浓度、温度、压强
外界条件对化学平衡的影响
改变影响 条件
增大反应 物浓度
减小反应 物浓度
增大生成 物浓度
减小生成 物浓度
化学平衡的移动
向正反应方向移 动
向逆反应方向移 动
向逆反应方向移 动
向正反应方向移 动
转
等温线
m+n > p+q
化
△H<0
率
1.01107Pa
1.01106Pa
1.01105Pa
0
T
温度
2.化学平衡图象的解法
mA(g)+nB(g) pC(g)+qD(g)
看图技巧：
图象中 有 转
三个量时， “定一看
化
二”，再 率
看曲线的
变化趋势。
等压线
300C m+n > p+q
200C △H＞0
0 t1 t2 时间
练习:看图 物质百分含量——时间曲线 回答
mA(g)+nB(g) pC(g)+qD(g)
A%
P1 > P2 P2 m+n > p+q
P1

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二、解答化学反应速率、化学平衡图像题的一般原则方法 (1)看图像：一看轴，即纵、横坐标的意义；二看点：即起
点、拐点、交点、终点；三看线，即线的走向和变化趋势；四看 辅助线，即等温线、等压线、平衡线等；五看量的变化，如浓度 变化、温度变化、转化率变化、物质的量的变化等。
结束
[解析]
无论是升高温度还是增大压强，v(正)、v(逆)均应
增大。B项中v(逆)减小，D项中v(正)和v(逆)均减小，故B、D项 均错误；该反应的正反应是一个气体分子数增大的吸热反应， 升高温度，平衡向正反应方向移动，则v(正)>v(逆)，A项错 误；增加压强，平衡向逆反应方向移动，则v(逆)>v(正)，C项 正确。
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3．从曲线的变化趋势着手
对于速率－温度(或压强)图像， 由于随着温度逐渐升高或压强逐 渐增大，反应速率会逐渐增大，因此图像上出现的是平滑的递增曲 线。
根据温度或压强对化学反应速率的影响，可以判断速率曲线的 变化趋势。需要注意的是：(1)温度或压强的改变对正、逆反应速率 的影响是一致的，即要增大都增大，要减小都减小，反映到图像 上，就是v(正)、v(逆)两条曲线的走势大致相同；(2)分析外界条件 对反应速率的影响时，只能分析达到平衡之后化学反应速率的变化 情况。
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4．含量——时间——温度(压强)图

0.1mol L1 s1
υ
NH3
C NH3 t
(0.4 0.0)mol L1
2s
0.2mol L1 s1
υ H2 : υ N 2 : υ NH3 3 : 1 : 2
一、化学反应速率的定义及表示方法
02
化学反应速率的比较
二、化学反应速率的比较
①
υ H2 0.3mol L1 s 1
（2）压强改变，必须引起浓度改变，化学反应速率才会改变。 所以压强对化学反应速率影响的实质为浓度对化学反应速率的影响。
02
应用
二、应用
工业应用
原料
造 气
净 化
合 成
分 离
氨
循环气
高温、高压
N2 + 3H2
催化剂
2NH3
条件
合成氨生产的工艺流程中，氨合成工段是整个工艺过程的核心，合成压力 一般采用30MPa左右的高压操作，此时的综合费用会下降40%左右，但对设 备材料要求较高。
υ1 υ2
比较两个反应的快慢，要用同一种物质的速率进行比较。
课程小结
本节重点
无机化学
˝
有效碰撞理论
问题导入
不同的化学反应快慢是不一样的。 “化学反应速率”衡量化学反应进行快慢程度。 对于不同的化学反应，其化学反应速率为什么会不同呢？
目录
CONTENTS
01 碰撞理论
02 有效碰撞必备条件
03 活化能
据统计，约有90%以上的工业过程中使用催化剂，如化工、 石化、生化、环保等。
02
探究实验
二、探究实验
双氧水的分解 反应： 2H2O2 MnO2 2H2O+O2↑
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