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1、第二章第二章 化学反应速率化学反应速率及化学平衡复习及化学平衡复习2021/8/11 星期三1 定义：定义：化学反应速率用单位时间内反应物浓度的减少或化学反应速率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化学反应进行快慢的物理生成物浓度的增加来表示化学反应进行快慢的物理量。量。一、化学反应速率一、化学反应速率第一部分第一部分 化学反应速率化学反应速率例例1:反应：反应：3A（g）B（g）2C（g）2D（g），在），在不同条件下的反应速率分别为：不同条件下的反应速率分别为：vA=0.6mol/(L min)vB=0.45mol/(L min)vC=0.4mol/(L min)vD=0.
2、45mol/(L min)。则此反应在不同条件下，则此反应在不同条件下，进行得最快的是进行得最快的是()（A）（B）和和 （C）和和 （D）A A2021/8/11 星期三21.浓度对反应速率的影响浓度对反应速率的影响 规律：其他条件不变时，增大反应物浓度，可以增大规律：其他条件不变时，增大反应物浓度，可以增大化学反应速率；减小反应物浓度，可以减小化学化学反应速率；减小反应物浓度，可以减小化学反应速率。反应速率。注意：注意：对于纯液体和或固体反应物，其浓度是常数，对于纯液体和或固体反应物，其浓度是常数，因此改变它们的量不会改变化学反应速率。因此改变它们的量不会改变化学反应速率。对于可逆反应，反
3、应物或生成物浓度的改变，对于可逆反应，反应物或生成物浓度的改变，其正、逆反应速率的变化也符合上述规律。其正、逆反应速率的变化也符合上述规律。二、影响化学反应速率的因素二、影响化学反应速率的因素-外因外因2021/8/11 星期三32.压强对反应速率的影响压强对反应速率的影响 规律：对于有气体参加的反应，若其他条件不变，增规律：对于有气体参加的反应，若其他条件不变，增大压强，反应速率加快，减小压强，反应速率减大压强，反应速率加快，减小压强，反应速率减慢。慢。注意：注意：对于纯液体、溶液或固体反应物，由于压强对于纯液体、溶液或固体反应物，由于压强的变化对它们的浓度几乎无影响，可以认为反应的变化对它
4、们的浓度几乎无影响，可以认为反应速率不变。速率不变。对于有气体参加和有气体生成的可逆反应，对于有气体参加和有气体生成的可逆反应，增大压强，反应物和生成物浓度都增大，其正、增大压强，反应物和生成物浓度都增大，其正、逆反应速率都增大；减小压强，其正、逆反应速逆反应速率都增大；减小压强，其正、逆反应速率都减小。率都减小。2021/8/11 星期三43.温度对反应速率的影响温度对反应速率的影响 规律：若其他条件不变，升高温度，反应速率加快，规律：若其他条件不变，升高温度，反应速率加快，降低温度，反应速率减慢。降低温度，反应速率减慢。注意：注意：一般温度每升高一般温度每升高10，反应速率增加，反应速率增
5、加2-4倍。倍。对于可逆反应，升高（或降低）温度，其正、对于可逆反应，升高（或降低）温度，其正、逆反应速率都增大（或减小），但放热反应和吸热逆反应速率都增大（或减小），但放热反应和吸热反应的反应速率受温度的影响程度不同，即其正、反应的反应速率受温度的影响程度不同，即其正、逆反应速率增大（或减小）的程度不同逆反应速率增大（或减小）的程度不同。4.催化剂对反应速率的影响催化剂对反应速率的影响 规律：在许多反应中，催化剂能大大加快反应速率。规律：在许多反应中，催化剂能大大加快反应速率。2021/8/11 星期三5第二部分第二部分 化学平衡化学平衡一一.化学平衡特点：化学平衡特点：（1）逆）逆 （2）
6、等）等 （3）动）动 (4)定定 (5)变变v平衡态达到的标准：平衡态达到的标准：m A+n B=p C+q D1.直接：直接：V正正=V逆逆 化学键断裂化学键断裂=化学键生成化学键生成 各组分浓度保持不变各组分浓度保持不变 质量分数不变质量分数不变 2.间接：间接：（相关物理量恒定不变）（相关物理量恒定不变）压强压强 体系颜色体系颜色 混合气体的平均分子量混合气体的平均分子量 密度密度2021/8/11 星期三6 3.对于对于mA+nB=xC+yD平衡状态达到的标志：平衡状态达到的标志：(1)v正正=v逆逆 同一物质：该物质的生成速率等于它的消同一物质：该物质的生成速率等于它的消耗速率。如：
7、耗速率。如：VA生成生成=VA消耗消耗 不同的物质：速率之比等于方程式中的系不同的物质：速率之比等于方程式中的系数比，但必须是不同方向的速率。数比，但必须是不同方向的速率。如如:VA生成生成:VB消耗消耗=m:n2021/8/11 星期三7(2)反应混合物中各组成成分的含量保持不变反应混合物中各组成成分的含量保持不变:各组成成分的质量、物质的量、分子各组成成分的质量、物质的量、分子数、体积数、体积(气体气体)、物质的量浓度保持不变。、物质的量浓度保持不变。各组成成分的质量分数、物质的量分各组成成分的质量分数、物质的量分数、气体的体积分数保持不变。数、气体的体积分数保持不变。2021/8/11
8、星期三8 若反应前后的物质都是气体，且系数若反应前后的物质都是气体，且系数不等，总物质的量、总压强不等，总物质的量、总压强(恒温、恒容恒温、恒容)、平均摩尔质量、混合气体的密度平均摩尔质量、混合气体的密度(恒温、恒压恒温、恒压)保持不变。保持不变。(对对“等气等气”反应不适用反应不适用)反应物的转化率、产物的产率保持不反应物的转化率、产物的产率保持不变。变。体系颜色体系颜色 化学键断裂情况化学键断裂情况=化学键生成情况化学键生成情况2021/8/11 星期三9B例例2、下列说法中可以充分说明反应、下列说法中可以充分说明反应:P(气气)+Q(气气)R(气气)+S(气气),在恒温下已在恒温下已达平
9、衡状态的是（）达平衡状态的是（）A.反应容器内压强不随时间变化反应容器内压强不随时间变化 B.P和和S的生成速率相等的生成速率相等C.反应容器内反应容器内P、Q、R、S四者共存四者共存 D.反应容器内总物质的量不随时间变化反应容器内总物质的量不随时间变化2021/8/11 星期三10例例3、下列说法可以证明反应、下列说法可以证明反应N2+3H2 2NH3 已达平衡状态的是已达平衡状态的是()A.1个个NN键断裂的同时键断裂的同时,有有3个个HH键形成键形成B.1个个NN键断裂的同时键断裂的同时,有有3个个HH键断裂键断裂C.1个个NN键断裂的同时键断裂的同时,有有6个个NH键断裂键断裂D.1个
10、个NN键断裂的同时键断裂的同时,有有6个个NH键形成键形成AC2021/8/11 星期三11二、影响化学平衡的条件二、影响化学平衡的条件1、浓度对化学平衡的影响、浓度对化学平衡的影响其他条件不变的情况下，增大反应物的浓度或其他条件不变的情况下，增大反应物的浓度或减小生成物的浓度，平衡正向移动；减小反应减小生成物的浓度，平衡正向移动；减小反应物的浓度或增大生成物的浓度，平衡逆向移动物的浓度或增大生成物的浓度，平衡逆向移动2021/8/11 星期三12条件改变条件改变平衡移动方向平衡移动方向图象图象 增增反应物反应物正反应方向正反应方向减减反应物反应物逆反应方向逆反应方向增增生成物生成物逆反应方向
11、逆反应方向减减生成物生成物正反应方向正反应方向A AB BA AB BAB 生产实际中，常常通过增大廉价原料的浓生产实际中，常常通过增大廉价原料的浓度使平衡向正反应方向移动，来提高另一种价度使平衡向正反应方向移动，来提高另一种价格较高的原料的转化率。格较高的原料的转化率。2021/8/11 星期三132、压强对化学平衡的影响、压强对化学平衡的影响结论：其他条件不变的情况下，增大压强，平结论：其他条件不变的情况下，增大压强，平衡向气体体积缩小的方向移动；减小压强，平衡向气体体积缩小的方向移动；减小压强，平衡向气体体积增大的方向移动。衡向气体体积增大的方向移动。CV缩V增DV增V缩条件改变条件改变
12、平衡移动方向平衡移动方向图象图象增增压压气体缩小反应方向气体缩小反应方向减减压压气体扩大反应方向气体扩大反应方向C CD D2021/8/11 星期三14例例4 4：对于密闭容器中进行的反应：对于密闭容器中进行的反应：N N2 2+3H+3H2 2 2NH 2NH3 3，温度不变时：，温度不变时：若容器体积若容器体积不变，通入不变，通入N N2 2，则平衡，则平衡 移动；通入惰性气移动；通入惰性气体（指不与混合体系中物质反应的气体），则平体（指不与混合体系中物质反应的气体），则平衡衡 移动。移动。若容器中气体的压强保持不变，若容器中气体的压强保持不变，则通入惰性气体时，平衡则通入惰性气体时，平
13、衡 移动。移动。如反应改为如反应改为H2+I2 2HI,则上述结论又该如则上述结论又该如何？何？2021/8/11 星期三153、温度对化学平衡的影响、温度对化学平衡的影响结论：结论：其他条件不变的情况下，其他条件不变的情况下，温度升高温度升高，平，平衡向衡向吸热方向吸热方向移动；移动；温度降低温度降低，平衡向，平衡向放热方放热方向向移动。移动。条件改变条件改变平衡移动方向平衡移动方向升升温温吸热反应方向吸热反应方向降降温温放热反应方向放热反应方向FV放放V吸吸EV吸吸V放放2021/8/11 星期三164、催化剂对化学平衡无影响、催化剂对化学平衡无影响加正催化剂加正催化剂正逆正逆正逆正逆加负
14、催化剂加负催化剂2021/8/11 星期三17三、平衡移动原理（勒沙特列三、平衡移动原理（勒沙特列 原理）原理）如果改变影响平衡的一个条件（浓度、如果改变影响平衡的一个条件（浓度、压强、温度），平衡就向着能够压强、温度），平衡就向着能够减弱减弱这种改这种改变的方向移动。变的方向移动。化学平衡移动原理是一条普遍规律。勒夏特列化学平衡移动原理是一条普遍规律。勒夏特列原理适用于所有动态平衡的体系（化学平衡、原理适用于所有动态平衡的体系（化学平衡、溶解平衡、电离平衡等），不适用于未达到平溶解平衡、电离平衡等），不适用于未达到平衡的体系。衡的体系。2021/8/11 星期三18等效平衡的情况：等效平衡的
15、情况：1，等温等容时，等温等容时，2等温等容时，等温等容时，3、等温等压时，、等温等压时，四、等效平衡问题：四、等效平衡问题：反应前后气体体积不等的可逆反应，只改变起始充入反应前后气体体积不等的可逆反应，只改变起始充入量，通过方程式系数换算成同一半边的物质的物质的量，通过方程式系数换算成同一半边的物质的物质的量与原平衡相同则两平衡等效；量与原平衡相同则两平衡等效；反应前后气体体积相等的可逆反应，只要起始充入的个反应前后气体体积相等的可逆反应，只要起始充入的个物质的量（或经过转换后的量），与原平衡成比例则两物质的量（或经过转换后的量），与原平衡成比例则两平衡等效；平衡等效；改变起始充入量，只要换
16、算成同一边的个物质的物改变起始充入量，只要换算成同一边的个物质的物质的量后与原平衡成比例，则两平衡等效。质的量后与原平衡成比例，则两平衡等效。2021/8/11 星期三19 例例5、将、将3molA和和1molB放入恒温恒容的密闭容器放入恒温恒容的密闭容器中中,发生如下反应：发生如下反应：3A(g)+B(g)2C(g)+D(g)，达到平衡后达到平衡后C的浓度为的浓度为 w mol/L，若维持温度和体，若维持温度和体积不变，按下列积不变，按下列4种配比投料，平衡后种配比投料，平衡后C的浓度仍的浓度仍为为 w mol/L的是的是 （）A.6mol A+2mol B B.3mol A+1mol B+
17、2mol C C.1mol B+2mol C+1mol D D.2mol C+1mol D恒温恒压呢？恒温恒压呢？DAD E2021/8/11 星期三20例例6、在一定温度下，把、在一定温度下，把2摩摩SO2和和1摩摩O2通入一个一定容通入一个一定容积的密闭的容器里，发生如下反应：积的密闭的容器里，发生如下反应：2SO2+O2 2SO3 当此反应进行到一定程度时，反应混和物就处于化当此反应进行到一定程度时，反应混和物就处于化学平衡状态。现在该容器中，维持温度不变，令学平衡状态。现在该容器中，维持温度不变，令a、b、c分别代表初始加入的分别代表初始加入的SO2、O2和和SO3的物质的量的物质的量
18、(摩摩)。如。如果果a、b、c取不同的数值，它们必须满足一定的相互关系，取不同的数值，它们必须满足一定的相互关系，才能保证达到平衡时，反应混合物中三种气体的百分含才能保证达到平衡时，反应混合物中三种气体的百分含量仍跟上述平衡时的完全相同。请填写下列空白：量仍跟上述平衡时的完全相同。请填写下列空白：(1)若若a=0,b=0,则则c=_ (2)若若a=0.5，则，则b=c=(3)a、b、c取值必须满足的一般条件是取值必须满足的一般条件是(请用两个方程式请用两个方程式表示，其中一个只含表示，其中一个只含a和和c，另一个只含，另一个只含b和和c):20.25 1.5a+c=2，2b+c=22021/8
19、/11 星期三21熵：熵：1、概念：描述体系混乱度的物理量、概念：描述体系混乱度的物理量2、符号：、符号：S3、单位：、单位：Jmol-1K-14、熵判据：在与外界隔离的体系中，自发过程、熵判据：在与外界隔离的体系中，自发过程将导致体系的熵增大，这个原理也叫做熵增原将导致体系的熵增大，这个原理也叫做熵增原理。在用来判断过程的方向时，就称为熵判据。理。在用来判断过程的方向时，就称为熵判据。5、同一物质的熵与其聚集状态有关：、同一物质的熵与其聚集状态有关：S（g）S（l）S（s）2021/8/11 星期三227、反应进行方向的判断方法：、反应进行方向的判断方法：HTS0 反应不能自发进行反应不能自发进行6、熵变（、熵变（S）：）：S=反应物总熵反应物总熵生成物总熵生成物总熵2021/8/11 星期三238、吉布斯自由能判断反应自发进行的方向 G=H-TS NH3(g)+HCl(g)NH4Cl(s)H 0 S 0CaCO3(s)=CaO(s)+CO2(g)H 0 S0判断这两个反应什么条件下自发进行G 0,自发进行G0，可逆反应G 0，非自发进行低温可行高温可行2021/8/11 星期三24A、相同条件下，自发变化的逆过程是非自发过程；B、自发变化或非自发变化是在给定条件下而言的，若条件改变，自发过程可非自发过程，而非自发过程可自发过程；9、相互关系2021/8/11 星期三25