1、專題專題15 15 化學反應速率與化學平衡化學反應速率與化學平衡祿豐一中高三化學備課組祿豐一中高三化學備課組1、了解化學反應速率的概念、反應速率的定量表示、了解化學反應速率的概念、反應速率的定量表示方法。方法。2、了解催化劑在生產、生活和科學研究領域中的重、了解催化劑在生產、生活和科學研究領域中的重大作用。大作用。3、了解化學反應的可逆性。、了解化學反應的可逆性。4、了解化學平衡建立的過程。理解化學平衡常數的、了解化學平衡建立的過程。理解化學平衡常數的含義，能夠利用化學平衡常數進行簡單的計算。含義，能夠利用化學平衡常數進行簡單的計算。5、理解外界條件（濃度、溫度、壓強、催化劑等）、理解外界條件

2、（濃度、溫度、壓強、催化劑等）對反應速率和化學平衡的影響，認識其一般規(guī)律。對反應速率和化學平衡的影響，認識其一般規(guī)律。6、了解化學反應速率和化學平衡的調控在生活、生、了解化學反應速率和化學平衡的調控在生活、生產和科學研究領域中的重要作用。產和科學研究領域中的重要作用?！究季V要求】【考綱要求】2、表示方法：通常用單位時間內、表示方法：通常用單位時間內反應物濃度的減反應物濃度的減少少或或生成物濃度的增加生成物濃度的增加來表示。來表示。3、計算式：、計算式： tBcBV)()(一、化學反應速率一、化學反應速率4、單位：、單位： mol/Ls 或或 mol/Lmincc表示濃度的改變量，單位為表示濃度

3、的改變量，單位為molLmolL-1-1tt表示反應所需時間，單位為表示反應所需時間，單位為S S，minmin1 1、定義：、定義：衡量化學反應進行的快慢程度的物理量。衡量化學反應進行的快慢程度的物理量。注意：注意：在表示化學反應速率時，必須注明是以哪種物在表示化學反應速率時，必須注明是以哪種物質作標準。質作標準。同一化學反應中，同一化學反應中，反應的速率之比等于它們反應的速率之比等于它們的化學計量數之比。的化學計量數之比。（還可等于其濃度變化量之比（還可等于其濃度變化量之比或物質的量變化量之比）或物質的量變化量之比）。 (A) (B) (C) (D) = mnp qC(A) C(B) C(

4、C) C(D) = mnp qn(A) n(B) n(C) n(D) = mnp q例如：例如：mA + nB = pC + qD 中：中：【例題】【例題】將將 4 mol A氣體和氣體和2 mol B氣體在氣體在2 L的容的容器中混合并在一定條件下發(fā)生如下反應：器中混合并在一定條件下發(fā)生如下反應：2A（g）B（g） 2C（g）若經）若經 2 s后測得后測得 C 的濃度為的濃度為 0.6 mol/L ，現(xiàn)有下列幾種說法：，現(xiàn)有下列幾種說法：用物質用物質 A 表示的反應的平均速率為表示的反應的平均速率為 0.3 mol/Ls用物質用物質 B 表示的反應的平均速率為表示的反應的平均速率為 0.6

5、mol/Ls 2 s 時物質時物質 A 的轉化率為的轉化率為702 s 時物質時物質 B 的濃度為的濃度為 0.7 mol/L其中正確的是（其中正確的是（ ）A. B. C. D.B 二、影響化學反應速率的因素二、影響化學反應速率的因素內因：內因：外因：外因：反應物本身的性質反應物本身的性質（主要因素）（主要因素）濃度、溫度、壓強、催化劑。濃度、溫度、壓強、催化劑。1、濃度：其他條件不變時，增大反應物濃度，、濃度：其他條件不變時，增大反應物濃度，可以加快反應速率?？梢约涌旆磻俾?。2、壓強：對于有氣體參加的反應，增大壓強可以、壓強：對于有氣體參加的反應，增大壓強可以加快反應速率。加快反應速率。

6、3、溫度：升高溫度可以加快反應速率。、溫度：升高溫度可以加快反應速率。（如果參加反應的物質是固體和液體時，可以認為壓強的（如果參加反應的物質是固體和液體時，可以認為壓強的改變不影響他們的反應速率。）改變不影響他們的反應速率。）（一般來說，溫度每升高（一般來說，溫度每升高10反應速率增大到原來的反應速率增大到原來的2-4倍。）倍。）4、催化劑：絕大多數催化劑能使化學反應速率、催化劑：絕大多數催化劑能使化學反應速率加快加快。（中學階段無特殊說明，均指正催化劑）5、其他：光、超聲波、激光、放射線、電磁波、其他：光、超聲波、激光、放射線、電磁波、反應物顆粒的大小。反應物顆粒的大小。原因：降低反應所需的

7、能量。原因：降低反應所需的能量。6 6、惰性氣體對化學反應速率的影、惰性氣體對化學反應速率的影響 充入惰性氣體充入惰性氣體 體系總壓強增大，但體系總壓強增大，但各反應成分的濃度不變，化學反應速率不變。各反應成分的濃度不變，化學反應速率不變。引起引起（1）恒溫恒容）恒溫恒容惰性氣體惰性氣體與化學反應中各成分均不起反應的氣體與化學反應中各成分均不起反應的氣體 充入惰性氣體充入惰性氣體 容器容積增大，各反應容器容積增大，各反應成分的濃度降低，反應速率降低。成分的濃度降低，反應速率降低。引起引起（2）恒溫恒壓）恒溫恒壓【例題】把鎂帶投入盛有鹽酸的敞口容器里，在【例題】把鎂帶投入盛有鹽酸的敞口容器里，在

8、下列因素中：下列因素中：鹽酸的濃度；鹽酸的濃度； 鎂帶的表面積；鎂帶的表面積；溶液的溫度；溶液的溫度； 氯離子的濃度。對反應速率氯離子的濃度。對反應速率有影響的是有影響的是( ) A. B. C. D. D 指在指在一定條件一定條件下的下的可逆反應可逆反應里，正反應和逆反里，正反應和逆反應的應的速率相等速率相等，反應物和生成物的，反應物和生成物的濃度保持不濃度保持不變的狀態(tài)。變的狀態(tài)。三、化學平衡狀態(tài)三、化學平衡狀態(tài)1. 概念：概念：逆、等、動、定、變逆、等、動、定、變2. 特征：特征：平衡狀態(tài)的判斷：平衡狀態(tài)的判斷： 1. 絕對標志：絕對標志： V正正=V逆逆 各組分濃度等不隨時間延長而改變

9、各組分濃度等不隨時間延長而改變 2. 間接標志：（相關物理量恒定不變）間接標志：（相關物理量恒定不變） 壓強壓強密度密度 體系顏色體系顏色混合氣體的平均分子量混合氣體的平均分子量【例題】對于一定條件下的可逆反應：【例題】對于一定條件下的可逆反應：A(g)+3B(g) 2C(g)達到平衡的標志是（達到平衡的標志是（ ）A、A、B、C的物質的量濃度相等；的物質的量濃度相等；B、容器內總壓強、容器內總壓強不隨時間變化而變化不隨時間變化而變化 ；C、單位時間內生成、單位時間內生成n mol A，同時生成，同時生成3n mol B；D、容器中容器中A、B、C的物質的量之比為的物質的量之比為1 3 2。B

10、1. 定義定義 :在在一定溫度一定溫度下，當一個可逆反應達到下，當一個可逆反應達到平衡狀態(tài)平衡狀態(tài)時，時，生成物濃度冪之積生成物濃度冪之積與與反應物濃度冪之積反應物濃度冪之積的比值是的比值是一個常數，這個常數稱為化學平衡常數，簡稱平衡常一個常數，這個常數稱為化學平衡常數，簡稱平衡常數。用數。用K表示。表示。四、平衡常數四、平衡常數 K2. 平衡常數的數學表達式；平衡常數的數學表達式； 對于反應對于反應:）（）（）（BADCKnmqpccc)(c)(n)g(mgBA)()(gqDgpC(2)平衡常數平衡常數K只與溫度有關，與反應物或生成物的濃度只與溫度有關，與反應物或生成物的濃度無關。無關。(3

11、)反應中的反應中的固體固體或或純液體純液體不列入平衡常數的表達式中。不列入平衡常數的表達式中。3、注意的幾個問題：、注意的幾個問題：(1) K 值越大，表示反應進行的程度越大，反應物的平值越大，表示反應進行的程度越大，反應物的平衡轉化率越大；反之亦然。衡轉化率越大；反之亦然。4、 應用應用:(1) 利用利用K可以判斷反應的熱效應：可以判斷反應的熱效應：若升高溫度，若升高溫度， K 值增大，正反應是值增大，正反應是吸熱反應吸熱反應;若升高溫度，若升高溫度， K 值減小，正反應是值減小，正反應是放熱反應放熱反應。 對于可逆反應對于可逆反應: mA(g)+nB (g) pC(g)+qD(g)(2)

12、借助借助K判斷在某溫度下，某時刻反應是否達平衡。判斷在某溫度下，某時刻反應是否達平衡。若未達平衡，反應進行的方向若未達平衡，反應進行的方向Q k，未達平衡，反應逆向進行。，未達平衡，反應逆向進行。Q = k，反應達平衡。，反應達平衡。Q k，未達平衡，反應正向進行。，未達平衡，反應正向進行。)()()()(BcAcDcCcQnmqp=濃度商濃度商Q：(4) 平衡常數的計算平衡常數的計算(平衡計算平衡計算)(3) 判斷反應的熱效應。判斷反應的熱效應。 練習：高爐煉鐵中發(fā)生的反應有練習：高爐煉鐵中發(fā)生的反應有:FeO(s)+CO(g) Fe(s)+CO2(g) H 、V(逆逆)，平衡正向移動。平衡

13、正向移動。V(正正)V(逆逆)，平衡逆向移動。平衡逆向移動。V(正正)=V(逆逆)，平衡不移動。平衡不移動。（1）濃度：其他條件不變時增大反應物濃度或減小）濃度：其他條件不變時增大反應物濃度或減小生成物濃度，平衡向著正反應方向移動；反之亦然。生成物濃度，平衡向著正反應方向移動；反之亦然。3 3、影響平衡移動的因素：、影響平衡移動的因素：增大反應物濃度增大反應物濃度減小生成物濃度減小生成物濃度增大生成物濃度增大生成物濃度0Vtt1V( (逆逆) )V( (正正) )減小反應物濃度減小反應物濃度V(逆逆)V(正正)0Vtt1V(正正)V(逆逆)【應用】【應用】化工生產中，常通過增大某一廉價、易得反

14、應物的化工生產中，常通過增大某一廉價、易得反應物的濃度來提高另一貴重的反應物的轉化率。濃度來提高另一貴重的反應物的轉化率。生產過程中常將產物及時從體系中移走，使化學平生產過程中常將產物及時從體系中移走，使化學平衡不斷向右移動。衡不斷向右移動。例如例如在硫酸工業(yè)里，常用過量的空氣使二氧化硫充分在硫酸工業(yè)里，常用過量的空氣使二氧化硫充分氧化，以生成更多的三氧化硫。氧化，以生成更多的三氧化硫。例如例如合成氨工業(yè)里，及時從平衡體系中移走氨，從而使合成氨工業(yè)里，及時從平衡體系中移走氨，從而使平衡不斷向右移動。平衡不斷向右移動。（2）壓強）壓強結結 論：論： 說說 明明:（1）平衡混合物中平衡混合物中只涉

15、及固體或液體的反應，改變壓只涉及固體或液體的反應，改變壓強，平衡不會移動。（強，平衡不會移動。（反應中有反應中有氣體參加氣體參加。）。）（2）對于反應前后氣體總體積不變（）對于反應前后氣體總體積不變（ Vg=0 ）的可）的可逆反應，只改變壓強，平衡不移動。逆反應，只改變壓強，平衡不移動。在其他條件不變情況下，增大壓強，平衡向在其他條件不變情況下，增大壓強，平衡向氣體總體積減少的方向移動；反之亦然。氣體總體積減少的方向移動；反之亦然?；瘜W反應的限度化學反應的限度壓強引起平衡移動的相關圖象壓強引起平衡移動的相關圖象當當 m + n p + q時：時：V(正正)V(逆逆)V(正正)V(逆逆)Vt0V

16、(正正)V(逆逆)V(逆逆)V(正正)增大壓強增大壓強減小壓強減小壓強改變壓強，改變壓強， v縮縮變化程度大變化程度大反應反應 m A (g) + n B (g) p C (g) + q D (g)化學反應的限度化學反應的限度Vt0V(正正)V(逆逆)V(逆逆)V(正正)增大壓強增大壓強減小壓強減小壓強Vt0V(正正)V(逆逆)V(正正)V(逆逆)說明：壓強對化學平衡的影響實質上是濃度對平衡的說明：壓強對化學平衡的影響實質上是濃度對平衡的影響。影響。反應反應 m A (g) + n B (g) p C (g) + q D (g)（3）溫度）溫度結結 論：論：在其他條件不變時，升高溫度，平衡向吸

17、熱在其他條件不變時，升高溫度，平衡向吸熱反應的方向移動；降低溫度，平衡向放熱的方向移動。反應的方向移動；降低溫度，平衡向放熱的方向移動。當當 H 0 時：時：Vt0V(正正)V(逆逆)V(正正)V(逆逆) 升高溫度升高溫度 降低溫度降低溫度Vt0V(正正)V(逆逆)V(正正)V(逆逆)改變溫度，改變溫度，v吸吸變化更大變化更大說明：溫度對化學平衡的影響是通過改變平衡常數說明：溫度對化學平衡的影響是通過改變平衡常數K來來實現(xiàn)的。實現(xiàn)的。加正催化劑加正催化劑正逆正逆正逆正逆加負催化劑加負催化劑（4） 催化劑催化劑催化劑能同等程度地改變正、逆反應速率，因此對催化劑能同等程度地改變正、逆反應速率，因此

18、對平衡無影響。平衡無影響。惰性氣體對化學平衡的影響：惰性氣體對化學平衡的影響： 恒溫、恒壓時，充入惰性氣體恒溫、恒壓時，充入惰性氣體體積增大體積增大 濃度減小濃度減小相當于增大容積減小壓強相當于增大容積減小壓強 恒溫、恒容時，充入惰性氣體恒溫、恒容時，充入惰性氣體體積不變體積不變 濃度不變濃度不變反應速率不變，平衡不移動反應速率不變，平衡不移動對于反應前后氣體分子數不變的可逆反應，充入惰性對于反應前后氣體分子數不變的可逆反應，充入惰性氣體，不論什么情況，平衡都不會移動氣體，不論什么情況，平衡都不會移動向氣體體積增大的方向移動向氣體體積增大的方向移動t1時，時， 平衡平衡 移動。移動。t2時，時

19、， 平衡平衡 移動。移動。t3時，時， 平衡平衡 移動。移動。t4時，時， 平衡平衡 移動。移動。討論：對于反應：討論：對于反應：2SO2（g）+O2（g） 2SO3（g）；）； (正反應放熱正反應放熱) 增大反應物濃度增大反應物濃度正向正向升溫升溫逆向逆向減小壓強減小壓強逆向逆向不不使用催化劑使用催化劑tV正正V逆逆t1t2t3vV逆逆V正正V逆逆V正正t4練習練習1： 在密閉容器中進行下列反應在密閉容器中進行下列反應CO2(g) +C(s ) 2CO(g ) H0達到平衡后，改變下列條件，則指定物質的濃度及平達到平衡后，改變下列條件，則指定物質的濃度及平衡如何變化：衡如何變化：(1)增加，

20、平衡增加，平衡，c(CO) ;(2)減小密閉容器體積，保持溫度不變，則平衡減小密閉容器體積，保持溫度不變，則平衡移動，移動， c(CO2) ；(3)通入通入N2，保持密閉容器體積和溫度不變，則平衡，保持密閉容器體積和溫度不變，則平衡， c(CO2) ；(4)保持密閉容器體積不變，升高溫度，則平衡保持密閉容器體積不變，升高溫度，則平衡移動，移動， c(CO) 。練習練習2： 在一定溫度下，將一定量的混合氣體充入密在一定溫度下，將一定量的混合氣體充入密閉容器中，閉容器中，mA(g)+nB(g) pC(g)+qD(g)，達到平，達到平衡時測得衡時測得B的濃度為的濃度為0.6mol/L；在恒溫下將密閉

21、容器的；在恒溫下將密閉容器的體積擴大一倍，重新達到平衡時，測得體積擴大一倍，重新達到平衡時，測得B的濃度為的濃度為0.4mol/L，下列正確的是（，下列正確的是（ ）A. m+nS(l)S(s)（3）反應的熵變）反應的熵變:S = S（反應產物）（反應產物）- - S（反應物）（反應物）（4）熵增加過程：）熵增加過程：固體溶解、物質的汽化、墨水的固體溶解、物質的汽化、墨水的擴散、氣體的擴散擴散、氣體的擴散 熵增加的反應：熵增加的反應：產生氣體的反應，氣體的物質產生氣體的反應，氣體的物質的量增加的反應的量增加的反應S0說明：熵變是與反應能否自發(fā)進行有關的又一因素，但說明：熵變是與反應能否自發(fā)進行有關的又一因素，但 也也不是唯一因素。不是唯一因素。（5）熵增加有利于反應的自發(fā)進行）熵增加有利于反應的自發(fā)進行H- -TS0 反應不能自發(fā)進行反應不能自發(fā)進行判據的應用：判據的應用：H0 所有溫度下反應都自發(fā)進行所有溫度下反應都自發(fā)進行H0 S0 S0 高溫下自發(fā)進行高溫下自發(fā)進行H0 S0 低溫下自發(fā)進行低溫下自發(fā)進行即即:在溫度、壓強一定的條件下，自發(fā)反應總是向在溫度、壓強一定的條件下，自發(fā)反應總是向 H- -TS可采取的措施是（可采取的措施是（ ）A、加入催化劑、加入催化劑 B、增大、增大Y的濃度