最新第4章 化学反应速率和化学平衡
化学反应速率和化学平衡
化学反应速率和化学平衡化学反应速率是指化学反应在单位时间内发生的变化量。
它是反应过程中物质转化的快慢程度的量化描述。
化学平衡是指当化学反应达到稳定状态时，反应物和生成物浓度之间的比例关系保持不变的状态。
反应速率和化学平衡是化学反应中两个重要的概念，它们对于我们理解和控制化学反应过程具有重要的意义。
一、化学反应速率化学反应速率的定义是单位时间内反应物消耗量或产物生成量与时间的比值。
它可以用下面的公式来表示：速率= ΔC/Δt其中，ΔC表示反应物浓度或产物浓度的变化量，Δt表示变化所用的时间。
化学反应速率受到多种因素的影响，其中最主要的有反应物浓度、温度、催化剂和反应物粒子间的碰撞频率等。
当反应物浓度增加时，反应发生的可能性就会增加，因此反应速率也会增大。
温度对于反应速率的影响很大，一般来说，温度升高时，反应速率会迅速增加。
这是因为温度升高会增加反应物的动能，提高粒子的碰撞频率，从而促进反应的进行。
催化剂是一种物质，它可以降低反应的活化能，使反应发生更容易。
催化剂通过提供一个新的反应路径，使反应能够以更低的能量发生。
因此，加入适量的催化剂可以大大加快反应速率。
此外，反应物粒子间的碰撞频率也会影响反应速率。
当反应物的浓度较低时，粒子之间的碰撞次数较少，因此反应速率较低。
二、化学平衡当一个化学反应达到平衡时，反应物和生成物的浓度之间的比例关系将保持不变。
在平衡状态下，反应物的转化速率等于生成物的转化速率。
化学平衡可以用下面的反应判断式来表示：aA + bB ⇌ cC + dD其中，A和B是反应物，C和D是生成物，a、b、c、d分别表示各物质的系数。
化学平衡是一个动态平衡，即反应物和生成物之间的转化一直在进行，但是总的浓度不再改变。
平衡常数K用来描述平衡系统中各组分浓度之间的关系。
当反应达到平衡时，平衡常数K的值将保持不变。
化学平衡可以通过改变反应条件来调节。
通过改变温度、压力或改变反应物浓度可以使平衡位置发生移动，从而改变反应的结果。
最新化学反应速率与化学平衡复习课件资料
4．一定条件下的可逆反应：2SO2(g)+O2(g) 2SO3(g) ，改变下列条件，可以提高反应物中的活化分子
百分数的是
√A．升高温度
C．增大压强
B．降低温度 D．增大反应物浓度
5．下列说法中，正确的是（ ）
A．具有较高能量的分子是活化分子
B．活化分子间的碰撞一定是有效碰撞
√C．不同化学反应需要的活化能有可能差别很大
v(N2)= 0.4 mol/(L·min) v(H2)= 1.2 mol/(L·min) v(NH3)= 0.8 mol/(L·min)
速率关系和反应快慢比较
一、同一反应的同一方向上，各物质的速率比等于 方程式的化学计量数之比，即对于反应
aA(g) + bB(g) cC(g) + dD(g) v(A) : v(B) : v(C) : v(D) = a : b : c : d 或
不变的容器中，用单位时间内，
_反__应__物__浓_度__的__减__小_或__生__成__物__浓_度__的__增__加____表
示，即v =
△c △t
=
△n △t V
注意：一般不用固体或纯液体表示速率值。
1、在1L的密闭容器中，加入8mol N2和20mol H2，发生 N2 + 3H2 2NH3 ，在5min末时 ，测得容器中含有6mol的N2，求用不同物 质表示的该反应的化学反应速率。
0.9
X
√D X+3Y 2Z 0.05mol/（Lmin） 0.7
Y
0.2
Z
t/min
7、对于反应2L(g)+ 3 M(g) xQ(g)+3R(g)， 在容积为1L的密闭容器中，将1mol气体L和 1.5mol气体M混合，当反应经2min后达平衡 时 生 成 1.2mol 气 体 R ， 并 测 得 Q 的 浓 度 为 0.4mol/L，则x的值为 1 ，L的转化率为 ，v8(0M% )= 平衡常数K= _______ 640
化学反应速率与化学平衡知识点归纳
1. 化学反应速率：⑴. 化学反应速率的概念及表示方法：通过计算式：v =Δc /Δt来理解其概念：①化学反应速率与反应消耗的时间Δt和反应物浓度的变化Δc有关；②在同一反应中,用不同的物质来表示反应速率时,数值可以相同,也可以是不同的;但这些数值所表示的都是同一个反应速率;因此,表示反应速率时,必须说明用哪种物质作为标准;用不同物质来表示的反应速率时,其比值一定等于化学反应方程式中的化学计量数之比;如：化学反应mAg + nBg pCg + qDg 的：vA∶vB∶vC∶vD = m∶n∶p∶q③一般来说,化学反应速率随反应进行而逐渐减慢;因此某一段时间内的化学反应速率,实际是这段时间内的平均速率,而不是瞬时速率;⑵. 影响化学反应速率的因素：I. 决定因素内因：反应物本身的性质;Ⅱ.条件因素外因也是我们研究的对象：①. 浓度：其他条件不变时,增大反应物的浓度,可以增大活化分子总数,从而加快化学反应速率;值得注意的是,固态物质和纯液态物质的浓度可视为常数；②. 压强：对于气体而言,压缩气体体积,可以增大浓度,从而使化学反应速率加快;值得注意的是,如果增大气体压强时,不能改变反应气体的浓度,则不影响化学反应速率;③. 温度：其他条件不变时,升高温度,能提高反应分子的能量,增加活化分子百分数,从而加快化学反应速率;④. 催化剂：使用催化剂能等同地改变可逆反应的正、逆化学反应速率;⑤. 其他因素;如固体反应物的表面积颗粒大小、光、不同溶剂、超声波等;2. 化学平衡：⑴. 化学平衡研究的对象：可逆反应;⑵. 化学平衡的概念略；⑶. 化学平衡的特征：动：动态平衡;平衡时v正==v逆≠0等：v正＝v逆定：条件一定,平衡混合物中各组分的百分含量一定不是相等；变：条件改变,原平衡被破坏,发生移动,在新的条件下建立新的化学平衡;⑷. 化学平衡的标志：处于化学平衡时：①、速率标志：v正＝v逆≠0；②、反应混合物中各组分的体积分数、物质的量分数、质量分数不再发生变化；③、反应物的转化率、生成物的产率不再发生变化；④、反应物反应时破坏的化学键与逆反应得到的反应物形成的化学键种类和数量相同；⑤、对于气体体积数不同的可逆反应,达到化学平衡时,体积和压强也不再发生变化;例1在一定温度下,反应A2g + B2g 2ABg达到平衡的标志是 CA. 单位时间生成n mol的A2同时生成n mol的ABB. 容器内的压强不随时间变化C. 单位时间生成2n mol的AB同时生成n mol的B2D. 单位时间生成n mol的A2同时生成n mol的B2⑸. 化学平衡状态的判断：举例反应 mAg ＋ nBg pCg ＋ qDg混合物体系中各成分的含量①各物质的物质的量或各物质的物质的量分数一定平衡②各物质的质量或各物质的质量分数一定平衡③各气体的体积或体积分数一定平衡④总压强、总体积、总物质的量一定不一定平衡正、逆反应速率的关系①在单位时间内消耗了m molA同时生成m molA,即v正=v逆平衡②在单位时间内消耗了n molB同时生成p molC,均指v正不一定平衡③vA:vB:vC:vD=m:n:p:q,v正不一定等于v逆不一定平衡④在单位时间内生成了n molB,同时消耗q molD,因均指v逆不一定平衡压强①m+n≠p+q时,总压力一定其他条件一定平衡②m+n=p+q时,总压力一定其他条件一定不一定平衡混合气体的平均分子量①一定时,只有当m+n≠p+q时,平衡②一定,但m+n=p+q时,不一定平衡温度任何化学反应都伴随着能量变化,在其他条件不变的条件下,体系温度一定时平衡体系的密度密度一定不一定平衡3．化学平衡移动：⑴勒沙持列原理：如果改变影响平衡的一个条件如浓度、压强和温度等,平衡就向着能够减弱这种改变的方向移动;其中包含：①影响平衡的因素：浓度、压强、温度三种；②原理的适用范围：只适用于一项条件发生变化的情况即温度或压强或一种物质的浓度,当多项条件同时发生变化时,情况比较复杂；③平衡移动的结果：只能减弱不可能抵消外界条件的变化;⑵、平衡移动：是一个“平衡状态→不平衡状态→新的平衡状态”的过程;一定条件下的平衡体系,条件改变后,可能发生平衡移动;即总结如下：⑶、平衡移动与转化率的关系：不要把平衡向正反应方向移动与反应物转化率的增大等同起来;⑷、影响化学平衡移动的条件：化学平衡移动：强调一个“变”字①浓度、温度的改变,都能引起化学平衡移动;而改变压强则不一定能引起化学平衡移动;强调：气体体积数发生变化的可逆反应,改变压强则能引起化学平衡移动；气体体积数不变的可逆反应,改变压强则不会引起化学平衡移动;催化剂不影响化学平衡;②速率与平衡移动的关系：I. v正== v逆,平衡不移动；Ⅱ. v正 > v逆,平衡向正反应方向移动；Ⅲ. v正 < v逆,平衡向逆反应方向移动;③平衡移动原理：勒沙特列原理：④分析化学平衡移动的一般思路：速率不变：如容积不变时充入惰性气体强调：加快化学反应速率可以缩短到达化学平衡的时间,但不一定能使平衡发生移动;⑸、反应物用量的改变对化学平衡影响的一般规律：Ⅰ、若反应物只有一种：aAg=bBg + cCg,在不改变其他条件时,增加A的量平衡向正反应方向移动,但是A的转化率与气体物质的计量数有关：可用等效平衡的方法分析;①若a = b + c ：A的转化率不变；②若a > b + c ： A的转化率增大；③若a < b + c A的转化率减小;Ⅱ、若反应物不只一种：aAg + bBg=cCg + dDg,①在不改变其他条件时,只增加A的量,平衡向正反应方向移动,但是A的转化率减小,而B的转化率增大;②若按原比例同倍数地增加A和B,平衡向正反应方向移动,但是反应物的转化率与气体物质的计量数有关：如a+b = c + d,A、B的转化率都不变；如a+ b>c+ d,A、B的转化率都增大；如a + b < c + d,A、B的转化率都减小;4、等效平衡问题的解题思路：⑴、概念：同一反应,在一定条件下所建立的两个或多个平衡中,混合物中各成分的含量相同,这样的平衡称为等效平衡;⑵分类：①等温等容条件下的等效平衡：在温度和容器体积不变的条件下,改变起始物质的加入情况,只要可以通过可逆反应的化学计量数比换算成左右两边同一边物质的物质的量相同,则两平衡等效,这种等效平衡可以称为等同平衡;②等温等压条件下的等效平衡：在温度和压强不变的条件下,改变起始物质的加入情况,只要可以通过可逆反应的化学计量数比换算成左右两边同一边物质的物质的量比值相同,则两平衡等效,这种等效平衡可以称为等比例平衡;③等温且△n=0条件下的等效平衡：在温度和容器体积不变的条件下,对于反应前后气体总分子数不变的可逆反应,只要可以通过可逆反应的化学计量数比换算成左右两边任意一边物质的物质的量比值相同,则两平衡等效,这种等效平衡可以称为不移动的平衡;5、速率和平衡图像分析：⑴分析反应速度图像：①看起点：分清反应物和生成物,浓度减小的是反应物,浓度增大的是生成物,生成物多数以原点为起点;②看变化趋势：分清正反应和逆反应,分清放热反应和吸热反应;升高温度时,△V 吸热＞△V放热;③看终点：分清消耗浓度和增生浓度;反应物的消耗浓度与生成物的增生浓度之比等于反应方程式中各物质的计量数之比;④对于时间——速度图像,看清曲线是连续的,还是跳跃的;分清“渐变”和“突变”、“大变”和“小变”;增大反应物浓度V正突变,V逆渐变;升高温度,V吸热大增,V放热小增;⑵化学平衡图像问题的解答方法：①三步分析法：一看反应速率是增大还是减小；二看△V正、△V逆的相对大小；三看化学平衡移动的方向;②四要素分析法：看曲线的起点；看曲线的变化趋势；看曲线的转折点；看曲线的终点;③先拐先平：对于可逆反应mAg + nBg pCg + qDg ,在转化率-时间曲线中,先出现拐点的曲线先达到平衡;它所代表的温度高、压强大;这时如果转化率也较高,则反应中m+n>p+q;若转化率降低,则表示m+n<p+q;④定一议二：图像中有三个量时,先确定一个量不变,再讨论另外两个量的关系; 化学反应速率化学反应进行的快慢程度,用单位时间反应物浓度的减少或生成物浓度的增加来表示;通常用单位时间内反应物浓度的减小或生成物浓度的减小或生成物浓度的增加来表示;表达式：△vA=△cA/△t单位：mol/L·s或mol/L·min影响化学反应速率的因素：温度,浓度,压强,催化剂;另外,x射线,γ射线,固体物质的表面积也会影响化学反应速率化学反应的计算公式:例对于下列反应:mA+nB=pC+qD有vA:vB:vC:vD=m:n:p:q对于没有达到化学平衡状态的可逆反应:v正≠v逆影响化学反应速率的因素：压强：对于有气体参与的化学反应,其他条件不变时除体积,增大压强,即体积减小,反应物浓度增大,单位体积内活化分子数增多,单位时间内有效碰撞次数增多,反应速率加快；反之则减小;若体积不变,加压加入不参加此化学反应的气体反应速率就不变;因为浓度不变,单位体积内活化分子数就不变;但在体积不变的情况下,加入反应物,同样是加压,增加反应物浓度,速率也会增加;温度：只要升高温度,反应物分子获得能量,使一部分原来能量较低分子变成活化分子,增加了活化分子的百分数,使得有效碰撞次数增多,故反应速率加大主要原因;当然,由于温度升高,使分子运动速率加快,单位时间内反应物分子碰撞次数增多反应也会相应加快次要原因催化剂：使用正催化剂能够降低反应所需的能量,使更多的反应物分子成为活化分子,大大提高了单位体积内反应物分子的百分数,从而成千上万倍地增大了反应物速率.负催化剂则反之;浓度：当其它条件一致下,增加反应物浓度就增加了单位体积的活化分子的数目,从而增加有效碰撞,反应速率增加,但活化分子百分数是不变的 ;其他因素：增大一定量固体的表面积如粉碎,可增大反应速率,光照一般也可增大某些反应的速率；此外,超声波、电磁波、溶剂等对反应速率也有影响;溶剂对反应速度的影响在均相反应中,溶液的反应远比气相反应多得多有人粗略估计有90%以上均相反应是在溶液中进行的;但研究溶液中反应的动力学要考虑溶剂分子所起的物理的或化学的影响,另外在溶液中有离子参加的反应常常是瞬间完成的,这也造成了观测动力学数据的困难;最简单的情况是溶剂仅引起介质作用的情况;在溶液中起反应的分子要通过扩散穿周围的溶剂分子之后,才能彼此接触,反应后生成物分子也要穿国周围的溶剂分子通过扩散而离开;扩散——就是对周围溶剂分子的反复挤撞,从微观角度,可以把周围溶剂分子看成是形成了一个笼,而反应分子则处于笼中;分子在笼中持续时间比气体分子互相碰撞的持续时间大10-100倍,这相当于它在笼中可以经历反复的多次碰撞;笼效应——就是指反应分子在溶剂分子形成的笼中进行多次的碰撞或振动;这种连续反复碰撞则称为一次偶遇,所以溶剂分子的存在虽然限制了反应分子作远距离的移动,减少了与远距离分子的碰撞机会,但却增加了近距离分子的重复碰撞;总的碰撞频率并未减低;据粗略估计,在水溶液中,对于一对无相互作用的分子,在依次偶遇中它们在笼中的时间约为10-12-10-11s,在这段时间内大约要进行100-1000次的碰撞;然后偶尔有机会跃出这个笼子,扩散到别处,又进入另一个笼中;可见溶液中分子的碰撞与气体中分子的碰撞不同,后者的碰撞是连续进行的,而前者则是分批进行的,一次偶遇相当于一批碰撞,它包含着多次的碰撞;而就单位时间内的总碰撞次数而论,大致相同,不会有商量级上的变化;所以溶剂的存在不会使活化分子减少;A和B发生反应必须通过扩散进入同一笼中,反应物分子通过溶剂分子所构成的笼所需要的活化能一般不会超过20kJ·mol-1,而分子碰撞进行反应的活化能一般子40 -400kJ·mol-1之间;由于扩散作用的活化能小得多,所以扩散作用一般不会影响反应的速率;但也有不少反应它的活化能很小,例如自由基的复合反应,水溶液中的离子反应等;则反应速率取决于分子的扩散速度,即与它在笼中时间成正比;从以上的讨论可以看出,如果溶剂分子与反应分子没有显着的作用,则一般说来碰撞理论对溶液中的反应也是适用的,并且对于同一反应无论在气相中或在溶液中进行,其概率因素P和活化能都大体具有同样的数量级,因而反应速率也大体相同;但是也有一些反应,溶剂对反应有显着的影响;例如某些平行反应,常可借助溶剂的选择使得其中一种反应的速率变得较快,使某种产品的数量增多;溶剂对反应速率的影响是一个极其复杂的问题,一般说来：1溶剂的介电常数对于有离子参加的反应有影响;因为溶剂的介电常数越大,离子间的引力越弱,所以介电常数比较大的溶剂常不利与离子间的化合反应;2溶剂的极性对反应速率的影响;如果生成物的极性比反应物大,则在极性溶剂中反应速率比较大；反之,如反应物的极性比生成物大,则在极性溶剂中的反应速率必变小;3溶剂化的影响,一般说来;作用物与生成物在溶液中都能或多或少的形成溶剂化物;这些溶剂化物若与任一种反应分子生成不稳定的中间化合物而使活化能降低,则可以使反应速率加快;如果溶剂分子与作用物生成比较稳定的化合物,则一般常能使活化能增高,而减慢反应速率;如果活化络合物溶剂化后的能量降低,因而降低了活化能,就会使反应速率加快;4离子强度的影响也称为原盐效应;在稀溶液中如果作用物都是电介质,则反应的速率与溶液的离子强度有关;也就是说第三种电解质的存在对于反应速率有影响.。
初三化学认识化学反应速率与化学平衡
初三化学认识化学反应速率与化学平衡初三化学：认识化学反应速率与化学平衡化学是研究物质的组成、性质、变化以及它们之间相互作用的科学。
在化学中，我们经常会遇到两个重要的概念，即化学反应速率和化学平衡。
本文将重点介绍初三化学中关于这两个概念的认识。
一、化学反应速率：化学反应速率是指单位时间内反应物消失或产品生成量的变化量。
它可以由反应物浓度的变化来表示。
1. 影响因素：化学反应速率受很多因素的影响，包括以下几个方面：（1）反应物浓度：反应物浓度越高，分子碰撞的概率越大，反应速率越快。
（2）温度：温度升高，分子运动速度加快，碰撞概率增大，反应速率增加。
（3）反应物性质：反应物分子结构和化学活性不同，反应速率也会有所差异。
（4）催化剂：催化剂能够降低反应的活化能，从而提高反应速率。
2. 反应速率的计算：反应速率可以通过实验数据进行计算，常采用初始速率法，即在反应初期，根据反应物浓度的变化情况来计算反应速率。
二、化学平衡：化学平衡是指当反应进行一段时间后，反应物浓度和生成物浓度之间的比值保持恒定的状态。
1. 平衡常数与平衡表达式：在化学平衡中，通常通过平衡常数来表示反应的平衡程度。
平衡常数是在平衡状态下，反应物浓度和生成物浓度的比值的乘积。
2. 影响平衡的因素：平衡常数的数值与温度有关，温度升高会改变平衡常数的数值。
此外，化学平衡还受到压力、浓度和催化剂等因素的影响。
三、化学反应速率与化学平衡的关系：化学反应速率和化学平衡是化学反应过程中两个重要的概念，它们之间存在一定的关系。
1. 反应速率与平衡速率：当反应速率等于平衡速率时，称为动态平衡。
在动态平衡下，反应物和生成物的浓度保持恒定。
2. 影响速率的平衡常数：平衡常数的大小反映了反应物转化成生成物的程度。
当平衡常数较大时，反应物转化程度高，反应速率较快。
反之，平衡常数较小，反应速率较慢。
3. 反应速率与平衡位置的关系：反应速率与平衡位置没有直接的定量关系，但可以通过控制温度和反应物浓度来改变反应速率和平衡位置。
第04章 化学反应速率及化学平衡
O3 (g) NO(g) NO2 (g) O2 (g)
无效碰撞
有效碰撞
4.1 化学反应速率理论基础
有效碰撞：能发生反应的碰撞 临 界 能： 分子发生有效碰撞必须具备的能量
活化分子： 能发生有效碰撞的分子 或：能量等于或大于临界能的分子 活化能(Ea)：活化分子的平均能量 E * 与反应物分子的平均能 量 E 之差
103.3 10 ln(4.3 1013 ) 10 .044 8.31 300 k 4.3 105 s 1
13 103 . 3 10 ln(4.3 10 ) 0.315 8.31 400 3
（2）T=400K时
Ea ln k ln A RT
注：对于气相反应，也可用气体的分压代替浓度
4.1 化学反应速率理论基础
例 1：
t = 0 s时c(B)/mol· L-1 t = 10 s时c(B)/mol· L-1
N2(g) + 3H2(g) = 2NH3(g)
2.0 1.0 4.0 1.0 0.0 2.0
v N2
c( N 2 ) 1.0 2.0 0.1 mol L1 s 1 t 10
5 k1 2 . 8 10 R ln 8.314ln 1 Ea 1 1 k1 k2 7 . 0 10 由ln ( )可得 Ea k2 R T1 T2 1 1 1 1 T1 T2 300 400
T2=400K
k2=7.0×10-1 L.mol-1.s-1
100982 .8J mol-1 101 kJ mol-1
c(H 2 ) 1.0 4.0 v H2 0.3 mol L1 s 1 t 10 c( NH 3 ) 2.0 0.0 v NH 3 v NH 3 v 0.1 mol L1 s 1 1 3 2
化学反应速率和化学平衡ppt课件
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。
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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
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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
(完整版)化学反应速率与化学平衡知识点归纳
•一、化学反应速率• 1. 化学反应速率（v）•⑴定义：用来衡量化学反应的快慢，单位时间内反应物或生成物的物质的量的变化•⑵表示方法：单位时间内反应浓度的减少或生成物浓度的增加来表示•⑶计算公式：v=Δc/Δt（υ：平均速率，Δc：浓度变化，Δt：时间）单位：mol/（L·s）•⑷影响因素：•①决定因素（内因）：反应物的性质（决定因素）•②条件因素（外因）：反应所处的条件• 2.※注意：（1）、参加反应的物质为固体和液体，由于压强的变化对浓度几乎无影响，可以认为反应速率不变（2）、惰性气体对于速率的影响①恒温恒容时：充入惰性气体→总压增大，但是各分压不变，各物质浓度不变→反应速率不变②恒温恒体时：充入惰性气体→体积增大→各反应物浓度减小→反应速率减慢二、化学平衡（一）1.定义：化学平衡状态：一定条件下，当一个可逆反应进行到正逆反应速率相等时，更组成成分浓度不再改变，达到表面上静止的一种“平衡”，这就是这个反应所能达到的限度即化学平衡状态。
2、化学平衡的特征逆（研究前提是可逆反应）等（同一物质的正逆反应速率相等）动（动态平衡）定（各物质的浓度与质量分数恒定）变（条件改变，平衡发生变化）3、判断平衡的依据（二）影响化学平衡移动的因素1、浓度对化学平衡移动的影响（1）影响规律：在其他条件不变的情况下，增大反应物的浓度或减少生成物的浓度，都可以使平衡向正方向移动；增大生成物的浓度或减小反应物的浓度，都可以使平衡向逆方向移动（2）增加固体或纯液体的量，由于浓度不变，所以平衡_不移动_（3）在溶液中进行的反应，如果稀释溶液，反应物浓度__减小__，生成物浓度也_减小_， V正_减小__，V逆也_减小__，但是减小的程度不同，总的结果是化学平衡向反应方程式中化学计量数之和_大_的方向移动。
2、温度对化学平衡移动的影响影响规律：在其他条件不变的情况下，温度升高会使化学平衡向着___吸热反应______方向移动，温度降低会使化学平衡向着_放热反应__方向移动。
化学反应速率与化学平衡
化学反应速率与化学平衡教案主题：化学反应速率与化学平衡一、引言化学反应速率是指化学反应中反应物消失或生成的速度，而化学平衡是指化学反应达到一种稳定状态，反应物与生成物的浓度保持不变。
本节课将介绍化学反应速率与化学平衡的相关概念和实验方法。
二、化学反应速率1. 反应速率的定义与计算- 反应速率的定义：反应速率是单位时间内反应物的消失量或生成物的生成量。
- 反应速率的计算公式：反应速率 = 反应物消失量 / 反应时间或反应速率 = 生成物生成量 / 反应时间。
2. 影响反应速率的因素- 温度：提高温度能增加反应物的分子动能，促进碰撞频率，从而加快反应速率。
- 浓度：增加反应物浓度会增加碰撞频率，因此反应速率也会增加。
- 催化剂：催化剂能提高反应物的反应活性，降低活化能，从而加快反应速率。
三、化学平衡1. 化学平衡的定义与特点- 化学平衡的定义：在封闭系统中，正向反应与逆向反应达到相同的速率时，称为化学平衡。
- 特点：化学平衡下反应物与生成物的浓度保持不变，但反应仍在进行。
2. 平衡常数与反应商- 平衡常数：在化学平衡下，反应物和生成物的浓度比值的乘积的稳定值。
- 反应商：在非平衡状态下的反应物和生成物的浓度比值的乘积。
3. 影响化学平衡的因素- 反应物浓度：增加反应物浓度会推动反应向生成物的方向移动，减少反应物浓度则推动反应向反应物的方向移动。
- 温度：增加温度会促进反应物的分解，从而推动反应向生成物的方向移动；降低温度则推动反应向反应物的方向移动。
- 压力（对气态反应）：增加压力会推动反应向物质分子数较少一方的方向移动。
四、实验活动1. 实验一：测定反应速率- 实验目的：通过观察颜色改变的反应，测定反应速率并探究影响反应速率的因素。
- 实验步骤：a) 取两个试管，分别加入蓝色试剂和红色试剂。
b) 观察颜色改变反应的时间，记录反应时间。
c) 分别改变实验条件，如温度、浓度等，重复步骤b。
- 实验结论：改变温度和浓度会影响反应速率，反应速率随温度和浓度的增加而增加。
《化学反应速率与化学平衡》课件
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
物理化学第4章-2 化学平衡
1化学反应速率与化学平衡34.3.1 可逆反应与化学平衡（一）化学反应的可逆性和可逆反应绝大多数化学反应都有一定可逆性：例如：N 2 (g) + 3 H 2 (g) 2 NH 3 (g)只有极少数反应是不可逆的：例如： 2 KClO 3(s) =2 KCl (s) + 3 O 2 (g)可逆反应：在同一条件下，能同时向两个相反方向进行的反应。
4（二）化学平衡化学平衡的特征：（1）系统的组成不随时间而改变;（2）化学平衡是动态平衡。
（3）平衡状态与达到平衡的途径无关;定义：可逆反应在一定条件下，正反应速率等于逆反应速率时，反应体系所处的状态。
4.3.1 可逆反应与化学平衡5在373 K 恒温槽中反应一段时间后，达到平衡，测得平衡时N 2O 4和NO 2 浓度。
0.1600.100NO 2开始0.370.0700.100N 2O 4从反应混合物0.0720.100NO 2开始0.370.0140N 2O 4从产物0.1200NO 2开始0.360.0400.100N 2O 4从反应物c 2(NO 2)/c (N 2O 4)平衡浓度起始浓度N 2O 4-NO 2体系的平衡浓度（mol/L ）（373K ）化学平衡的实例N 2O 4 (g) 2 NO 2(g)无色红棕色64.3.2 平衡常数1. 定义：在一定温度下，可逆反应达到平衡时，产物浓度的方程式计量系数次方的乘积与反应物浓度的方程式计量系数次方的乘积之比，为一常数，称为“平衡常数”。
用K 表示。
2. 意义：表示在一定条件下，可逆反应能进行的极限。
K 越大，正反应进行得越彻底。
7有关化学平衡常数的说明①化学平衡常数K 只是温度的函数。
②平衡常数不涉及时间概念，不涉及反应速率。
例如：N 2O 4(g) 2 NO 2(g)T /K 273 323 373K 5×10-4 2.2×10-2 3.7×10-12SO 2(g) + O 2(g) 2SO 3(g) K =3.6 ×1024(298K)K 很大，但常温下反应速率很小。
化学反应的速率与化学平衡课件
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
第四章 化学反应及平衡
2.
3.
4.
5.
2.酶 enzyme 酶作为一种特殊的生物催化剂，除上述特点外，还具有以 下特异性：
1）催化效率高； 2）反应条件温和； 3）高度选择性
用活化分子解释各种因素对反应速率的影响： 活化分子数 = 分子总数×活化分子百分数 活化分子数越多，反应速率越大。
(1) 浓度的影响 当温度一定时，活化分子百分数一定，增大反应物浓度， 使分子总数增加，从而使活化分子数增大，反应速率增大。 (2) 温度的影响 浓度一定，温度升高，活化分子百分数增大，从而使活化 分子数增大，反应速率增大。 (3) 催化剂的影响 浓度和温度都一定，催化剂降低了反应的活化能，活化分 子百分数增大，从而使活化分子数增大，反应速率增大。
若已知反应机理，可根据定速步骤 书写速率方程式。 如 2NO(g)+Br2(g)=2NOBr(g)的反应机
理为： (1) NO+Br2=NOBr2 (慢)(定速步骤) (2) NOBr2 + NO =2NOBr (快) 则速率反程为u = kc(NO)c(Br2)
例如反应：2N2O5 == 4NO2 + O2 是三步反应： N2O5 慢 N2O3 O2 （1） （2） N2O3 快 NO2 NO 最慢 （3） N2O5 NO 3NO2
[C（C）] p×[C（D）] q Qc = [C（A）] m×[C（B）] n Qc ,叫做该反应的浓度商。
Qc < K，反应向正反应方向进行 Qc = K，反应处于平衡状态 Qc > K，反应向逆方向进行
(3)计算反应物或生成物的平衡浓度及反应 物的转化率。
有关化学平衡的计算： 起始量、变化量、平衡量的计算关系
u =k
ppt课件3.1化学反应速率和化学平衡
3.温度对化学反应速率的影响
规律：其他条件不变，升高温度，化学反应速率加快。
原因：升高温度 活化分子百分比增大（主要原因） 单位体积内有效碰撞次数增多
反应速率加快。
注意：该规律对固、液、气三态都适应，对放热反应、 吸热反应都适应。
4.催化剂对化学反应速率的影响
规律：适当的催化剂能加快化学反应速率。（正催化剂）
数学表达式：
mA+nB pC+qD
[C]P . [D]q KC= [A]m . [B]n
四、影响化学平衡常数因素
对于同一个化学平衡反应 1.KC只是温度的函数，相同T时，K值相同；不同T时，K值不同。 2.T一定，KC是常数，与反应的途径无关。
KC值的意义： KC值越大，正反应进行的程度越大，转化率越大。
2 NO (g)
H = - 114 kJ/mol
因此，升高温度，反应逆向进行；反之，则正向进行。
热水
冰水
温度对二氧化氮与四氧化二氮平衡的影响
吕.查德里原理（Le Chatelier’s Principle)
——平衡移动的一般规律
当体系达到平衡后，如果改变体系的平衡条件之一（如： 温度、压力、浓度等），平衡就向着减弱这个改变的方向移动。 吕.查德里原理的应用：预测化学平衡移动的方向。
化学反应速率和化学平衡
1、掌握化学反应速度的表示方法； 2、掌握影响化学反应速度的因素； 3、熟练掌握化学平衡及其影响因素。
不同的化学反应进行的快慢不一样,有的化学反应进行的很快,比如说 炸药的爆炸、氢气的燃烧、酸碱中和反应甚至是瞬间完成；有的化学反应 却进行的很慢，如岩石的风化、金属的锈蚀，需要长年累月才能观察到变 化；而煤碳、石油的形成，则需要经过几十万年的变化才能实现。
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第4章 化学反应速率和化学平衡1．计算下列反应的Δr H m ，Δr S m 。
① N 2(g) + O 2 (g) ==== 2NO(g)② CaO(s) + H 2O(l) ==== Ca(OH) 2 (s)③ 4NH 3(g) + 5O 2 (g) ==== 4NO(g) + 6H 2O(l)④ Fe 2O 3 (s) + 3CO(g) ==== 2Fe(s) + 3CO 2 (g)⑤ 2SO 2 (g) + O 2 (g) ==== 2SO 3 (g)答：①N 2(g) + O 2 (g) ==== 2NO(g)Δr H m =2Δf H m （NO ，g ）=2⨯90.25=180.5kJ/molΔr S m =2S m （NO ）- S m （O 2）- S m （N 2）=2⨯210.761-191.61-205.138=24.774J② CaO(s) + H 2O(l) ==== Ca(OH) 2 (s)Δr H m ＝Δf H m （Ca （OH ）2）-Δf H m （H 2O ，l ）-Δf H m （CaO ）＝-986.09+285.830+635.09 ＝-65.17 kJ/molΔr S m ＝S m （Ca （OH ）2）-S m （H 2O ，l ）-S m （CaO ）＝83.39-69.91-39.75＝-26.27 kJ/mol ③ 4NH 3(g) + 5O 2 (g) ==== 4NO(g) + 6H 2O(l)Δr H m ＝4Δf H m （NO ）+6Δf H m （H 2O ，l ）-4Δf H m （NH 3）＝4⨯90.25+6⨯（-285.83）-4⨯（-46.11）＝-1169.54 kJ/molΔr S m ＝6S m （H 2O ，l ）+4S m （NO ）-4S m （NH 3）－5 S m （O 2）＝6⨯69.91+4⨯210.761－4⨯192.45－5⨯205.138＝－532.986J.mol －1.k －1 ④ Fe 2O 3 (s) + 3CO(g) ==== 2Fe(s) + 3CO 2 (g)Δr H m ＝3Δf H m （CO 2）－3Δf H m （CO ）－Δf H m （Fe 2O 3）＝3⨯（－393.509）－3⨯（－110.525）+824.2＝－24.752 kJ/molΔr S m ＝3S m （CO 2）+2S m （Fe ）-3S m （CO ）－S m （Fe 2O 3）＝3⨯213.74+2⨯27.28－3⨯197.674－87.4＝15.358 J.mol －1.k －1 ⑤ 2SO 2 (g) + O 2 (g) ==== 2SO 3 (g)Δr H m ＝2Δf H m （SO 3 ，g ）－2Δf H m （SO 2）＝2⨯（－395.72）－2⨯（－296.830）＝－197.780 kJ/molΔr S m ＝2S m （SO 3 ，g ）－2S m （SO 2）－S m （O 2）V 2O 5 Pt＝2⨯256.76－2⨯248.22－205.138＝－188.058 J.mol －1.k －12．已知下列反应的Δr H m ，求C 2H 2的Δf H m =？① C(s) + O 2 (g) ==== CO 2 (g), Δr H m (1) = –394 kJ·mol -1 ② H 2 (g) +12O 2 (g) ==== H 2O(l), Δr H m (2) = –285.8 kJ·mol -1 ③ C 2H 2 (g) +52O 2 (g) ==== 2CO 2 (g) + H 2O(l), Δr H m (3) = –1300 kJ·mol -1 答：③⨯（－1）+②+①⨯2得： －C 2H 2 (g)－25 O 2 (g)+ H 2 (g)+ 12O 2 (g)+2 C(s)+2 O 2 (g)→0整理得：H 2 (g)+ 2 C(s)→ C 2H 2 (g) ④Δf H m ＝Δr H m （④）＝－Δr H m （③）+Δr H m （②）+2Δr H m （①）＝1300－285.8－2⨯394＝226.2 kJ·mol -13．计算下列反应的Δr H m ，Δr G m (298K)和Δr S m ，并用这些数据讨论利用该反应净化汽车尾气中NO 和CO 的可能性。
CO(g) + NO(g) ==== CO 2 (g) + 1/2N 2 (g)解：Δr H m ＝Δf H m （CO 2）－Δf H m （NO ）－Δf H m （CO ）＝－393.509－90.25+110.525＝－373.234 kJ·mol -1Δr G m ＝Δf G m （CO 2）－Δf G m （NO ）－Δf G m （CO ）＝－394.359－86.55+137.168＝－343.741 kJ·mol -1Δr S m ＝S m （CO 2）+1/2S m （N 2）－S m （NO ）－S m （CO ）＝213.74+1/2⨯191.61－210..761－197.674＝－98.89 J.mol －1.k －14．计算下列反应的Δr G m (298K)，并判断反应能否自发向右进行。
① 2CO(g) + O 2 (g) ==== 2CO 2 (g)② 4NH 3(g) + 5O 2 (g) ==== 4NO(g) + 6H 2O(g)③ 4Al 2O 3 (s) + 9Fe(s)==== 8Al(s) + 3Fe 3O 4 (s)解：①2CO(g) + O2 (g) ==== 2CO2 (g)Δr G m (298K)＝2Δf G m （CO2）－2Δf G m （CO）＝2⨯（－394.359）－2⨯（－137.168）＝－514.382 kJ·mol-1自发进行②4NH3(g) + 5O2 (g) ==== 4NO(g) + 6H2O(g)Δr G m ＝4Δf G m （NO）+6Δf G m （H2O，g）－4Δf G m （NH3）＝4⨯86.55+6⨯（－228.572）－4⨯（－16.45）＝－959.432 kJ·mol-1自发进行③4Al2O3 (s) + 9Fe(s)==== 8Al(s) + 3Fe3O4 (s)Δr G m (298K)＝3Δf G m （Fe3O4）－4Δf G m （Al2O3）＝3⨯（－1015.4）－4⨯（－1582.3）＝3283 kJ·mol-1不能自发进行5．反应CO2 (g) + C(s) ==== 2CO(g) 在298.15K时能否自发进行？如不能自发进行，则需要在什么温度条件下才能自发进行？（不考虑Δr H m 、Δr S m 随温度的变化）解：CO2 (g) + C(s) ==== 2CO(g)计算Δr G m (298.15K)Δr G m (298.15K)＝2Δf G m （CO）－Δf G m （CO2）＝2⨯（－137.168）+394.359＝120.023 kJ·mol-1反应不能自发进行Δr H m ＝2Δf H m （CO）－Δf H m （CO2）＝2⨯（－110.525）+393.509＝172.459 kJ·mol-1Δr S m ＝2S m （CO）－S m （C）－S m （CO2）＝2⨯197.674－5.74－213.74＝175.868 J.mol－1.k－1不考虑Δr H m 、Δr S m 随温度的变化，反应可以自发进行，需要Δr G m (T)＝Δr H m －TΔr S m <0故T>Δr H m /Δr S m =868.175459.172⨯103K=980.62K 需要在980.62K 以上的温度下反应才可以自发进行 6．试分别计算反应Hg(l) +12O 2 (g) ==== HgO(s)在25℃，600℃时的Δr G m 。
并由计算 结果给出关于氧化汞热稳定性的结论。
解：Hg(l) +12O 2 (g) ==== HgO(s) T ＝298K 时：Δr H m ＝Δf H m （HgO ）＝－90.46 kJ·mol -1Δr S m ＝S m （HgO ）－1/2S m （O 2）－S m （Hg ，l ）＝71.1－12⨯205.138－76.02 ＝－107.489 J.mol －1.k －1Δr G m （298K ）＝Δf G m （HgO ）＝－58.409 kJ·mol -1由此可见HgO 是稳定的T ＝873K 时：假设Δr H m ，Δr S m 不随温度变化而变化Δr G m (873K)＝Δr H m －T Δr S m＝－90.46－873⨯（－107.489）⨯10－3 ＝3.378 kJ·mol -1此时HgO 不稳定7．反应2Ca(l) +ThO 2 (s) ==== 2CaO(s) +Th(s) 在T =1373K 时，Δr G m = –10.46 kJ·mol -1，T = 1473K 时，Δr G m = –8.37 kJ·mol -1，试估计Ca(l)能还原ThO 2 (s)的最高温度。
解：2Ca(l) +ThO 2 (s) ==== 2CaO(s) +Th(s)由于Δr H m ，Δr S m 随温度变化很小，此题中忽略不计T1＝1373K ：Δr G m (1373K)＝Δr H m －T1Δr S m ①T2＝1473K ：Δr G m (1473K)＝Δr H m －T2Δr S m ②联立①②解得：Δr H m ＝－39.156 kJ·mol -1，Δr S m ＝－20.9 J.mol －1.k －1设Ca(l)还原ThO 2 (s)的最高温度是TΔr G m (T)＝Δr H m －T Δr S m <0，Δr S m <0所以T<Δr H m /Δr S m =39.156/20.9=1873.5K8．已知H 2和Cl 2生成HCl 的反应速率与c (H 2)成正比，又与[c (Cl 2)]1/2成反比。
写出反应的速率方程式。
解：v＝kC（H2）[C(Cl2)]-0.59．在一定的温度范围内，反应2NO(g) + Cl2 (g)==== 2NOCl(g)为基元反应。
①写出该反应的速率方程式；②其它条件不变，如果将容器的体积增加到原来的2倍，反应速率如何变化？③如果容器体积不变，将NO的浓度增加到原来的3倍，反应速率又将如何变化？解：①v＝kC（Cl2）[C(NO)]2②体积增加到原来的2倍，浓度则相应减少到原来的0.5v＝k0.5C（Cl2）[0.5C(NO)]2＝0.125kC（Cl2）[C(NO)]2③v＝kC（Cl2）[3C(NO)]2＝9kC（Cl2）[C(NO)]210．A(g) −−→B(g)为二级反应。