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3 、温度对反应速率的影响. 1 、其他条件不变,温度升高,反应速率加快. T↑. → 普通分子变为活化分子. → n 活 ↑. → 活 %↑. →V↑. 2 、一般说来,温度每升高 10℃ ,速率增加 2-4 倍。. V× 倍数值 ( t2-t1)/10 = 变化后的反应速率. 3 、温度对反应速率影响的规律,对吸热反应,放热反应都适用。. 4 、反应若是可逆反应, 升高温度,正、逆反应速率都加快, 降低温度,正、逆反应速率都减小。. 能量. 活化分子能量. 反应物平均能量. → n 活 ↑. 活化分子具有能量. 生成物平均能量.
E N D
3、温度对反应速率的影响 1、其他条件不变,温度升高,反应速率加快 T↑ →普通分子变为活化分子 → n活↑ →活%↑ →V↑ 2、一般说来,温度每升高10℃,速率增加2-4倍。 V×倍数值(t2-t1)/10 = 变化后的反应速率 3、温度对反应速率影响的规律,对吸热反应,放热反应都适用。 4、反应若是可逆反应,升高温度,正、逆反应速率都加快,降低温度,正、逆反应速率都减小。
能量 活化分子能量 反应物平均能量 → n活↑ 活化分子具有能量 生成物平均能量 生成物平均能量 无催化剂 有催化剂 反应物平均能量 4、催化剂对化学反应速率的影响。 原因:改变反应路径,使发生反应所需的活化能降低,使更多的反应物分子成为活化分子,大大增加活化分子百分数,因而使反应速率加快。 正催化剂 →降低反应的活化能 →活%↑ n总不变 →V↑
五、其他如光照、反应物固体的颗粒大小、电磁波、超声波、溶剂的性质等,也会对化学反应的速率产生影响。五、其他如光照、反应物固体的颗粒大小、电磁波、超声波、溶剂的性质等,也会对化学反应的速率产生影响。 对反应速率的影响:一般是: 催化剂>温度>浓度。
1、实验室用纯锌和醋酸制取氢气的实验中,下列那些条件加快反应速率( ) A、升高温度 B、将醋酸改为稀硝酸 C、将纯锌改为粗锌 D、加入醋酸钠溶液
课堂练习: 如下图所示,相同体积的a、b、c三密闭容器,其中c容器有一活塞,a、b两容器为定容容器,起始向三容器中都加入相同量的SO2和O2使三容器压强相等,一定条件下 发生2SO2+O2=2SO3的反应。问: = ① 起始a、c两容器的反应速率大小关系为Va ___Vc; < ②反应一段时间后a、c中速率大小关系为Va ___Vc ; ③如起始在a、c两容器中通入同量的N2, 则此时三容器起始压强为Pa ___Pb Pc; > = = > 起始反应速率关系为Va ___Vb ___Vc
化学反应速率和化学平衡 化学平衡
复习:什么叫可逆反应?可逆反应有哪些特点?复习:什么叫可逆反应?可逆反应有哪些特点? 在相同条件下,既能向正反应方向进行,同时,又能向逆反应方向进行的化学反应,叫做可逆反应。 可逆反应的特点: ①同一条件、同时反应、方向对立 ②不可能完全转化 思考:化学反应速率研究反应的快慢,研究一个化学反应还需要讨论哪些内容? 还需要研究化学反应进行的程度——化学平衡
一、化学平衡的建立过程 在反应CO+H2O CO2+H2中,将0.01 mol CO和0.01 mol H2O (g)通入1L密闭容器中,反应一段时间后,各物质浓度不变。 1、反应刚开始时: 反应物浓度————,正反应速率———— ,生成物浓度为————,逆反应速率为——。 最大 最大 0 0 逐渐减小 2、反应过程中:反应物浓度———————,正反应速率——————— ,生成物浓度——————,逆反应速率———— 逐渐减小 逐渐增大 逐渐增大
v v正 v逆 t t1 3、一定时间后,必然出现 V正反应速率=V逆反应速率 4、t1时刻后, v正= v逆,即正反应消耗的反应物的量与逆反应生成的反应物的量相等,反应物和生成物的浓度不再发生变化 —— 化学平衡 · · v’正= v’逆 ·
二、化学平衡 1、概念: 在外界条件不变的情况下,可逆反应进行到一定的程度时,V正反应速率=V逆反应速率,化学反应进行到最大限度,反应物和生成物的浓度不再发生变化,反应混合物处于化学平衡状态,简称化学平衡
2、化学平衡的性质: ——条件不变是基础 ⑴反应条件: 温度、压强、浓度等不变 ⑵研究对象: ——可逆反应是前提 可逆反应,不可逆反应一般不会出现平衡状态 ⑶本质: ——速率相等是实质 v正= v逆 即同一物质消耗速率与生成速率相等 ⑷现象: ——浓度不变是标志 反应混合物组成成分的浓度保持不变
注意: 平衡时,反应混合物各组成成分的物质的量浓度、百分含量恒定,但不相等。同时,平衡状态下,反应体系的压强恒定、 反应混合气体的相对分子质量恒定
3、化学平衡的特征: 逆、动、等、定、变、同 ⑴逆: 研究的对象是可逆反应。 化学平衡是动态平衡,虽然达到平衡状,但正反应和逆反应并未停止,是一个动态平衡。 ⑵动: ⑶等: 达到化学平衡时,v正= v逆>0 ⑷定: 反应混合物各组分的浓度保持一定。 ⑸变: 化学平衡建立在一定条件下,条件改变时,平衡就会被破坏,变为不平衡,并在新条件下建立新的平衡。 在一定条件下,可逆反应不论是从正反应还是逆反应开始,还是正逆反应同时开始,只要起始浓度相当,均可以建立相同的化学平衡。即平衡的建立与途径无关。 ⑹同:
4、达到化学平衡的标志: V正=V逆和反应混合物各组分浓度保持不变是判断平衡的两大主要标志。 ⑴直接标志: ①速率关系:v正= v逆 应用:判断平衡时,要注意用“同”、“等”、“逆”的原则 同:同一种物质的V正和V逆才能比较 等:转化后的反应速率必须相等 逆:反应方向必须对立 ②含量关系:反应混合物各组分的浓度、质量分数、物质的量、物质的量分数、体积分数、分子数之比保持不变
以反应mA(g)+nB (g) pC(g)为例,达到 平衡的标志为: 相等 A的消耗速率与A的生成速率————— A的消耗速率与C的———速率之比等于——— B的生成速率与C的———速率之比等于——— A的生成速率与B的———速率之比等于——— m :p 消耗 n :p 生成 消耗 m :n 异边同向,同边异向,比例计量
例1、一定条件下,反应A2(g)+B2(g) 2AB(g)达到平衡的标志是 A、单位时间内生成n mol A2同时生成n molAB B、单位时间内生成2n mol AB 同时生成n mol B2 C、单位时间内生成n mol A2同时生成n mol B2 D、单位时间内生成n mol A2同时消耗n mol B2 √ √
例2、一定条件下,反应N2+3H2 2NH3达到平衡的标志是 A、一个N≡N键断裂的同时,有三个H-H键形成 B、一个N≡N键断裂的同时,有三个H-H键断裂 C、一个N≡N键断裂的同时,有六个N-H键断裂 D、一个N≡N键断裂的同时,有六个N-H键形成 √ √ 在判断化学平衡时,要注意化学键数与反应物质的物质的量之间的联系,同时要注意成键、断键与反应方向之间的关系。
以反应mA(g)+nB (g) pC(g)为例 ⑵间接标志: ①混合气体的总压强、总体积、总物质的量不随时间改变而———,(适用于—————————————) 改变 m+n≠p 的反应 ②、混合气体的平均相对分子质量、密度不随时间改变而————,(适用于—————————————) 改变 m+n≠p 的反应 ③各气体体积、气体分压、各物质的物质的量不随时间改变 ⑶、特殊标志: ①对于有色物质参加反应,如果体系颜色不变,反应达到平衡 ②对于吸热或放热反应,如果体系温度不变,反应达到平衡
⑷在等系数的气体反应中不能作为平衡判据的是:⑷在等系数的气体反应中不能作为平衡判据的是: 气体的总压、气体的总的物质的量、混合气体的平均相对分子质量、混合气体的密度、反应混合物平衡时物质的量之比 例3、在一定温度下,向aL密闭容器中加入1molX 气体和2molY气体发生如下反应: X(g)+2Y(g) 2Z(g),此反应达到平衡的标志是: A、容器内压强不随时间变化 B、容器内各物质的浓度不随时间变化 C、容器内X、Y、Z的浓度之比为1:2:2 D、单位时间消耗0.1molX的同时生成0.2molZ √ √
课堂练习: 【1】 在一定温度下,可逆反应A(g)+3B(g) 2C(g)达到平衡的标志是 ( ) A.C的生成速率与C分解的速率相等 B. 单位时间内生成n molA,同时生3n molB C.A、B、C的浓度不再变化 D.A、B、C的分子数比为1:3:2 AC
【2】 下列说法中可以充分说明反应: • P(g)+Q(g) R(g)+S(g) , 在恒温下已达平衡状态的是( ) • 反应容器内压强不随时间变化 • B.P和S的生成速率相等 • C. 反应容器内P、Q、R、S四者共存 • D. 反应容器内总物质的量不随时间而变化 B
【3】在一定温度下的恒容容器中,当下列物理量【3】在一定温度下的恒容容器中,当下列物理量 不再发生变化时,表明A(s)+3B(g) 2C(g)+D(g)已 达平衡状态的是 ( ) A.混合气体的压强 B.混合气体的密度 C.B的物质的量浓度 D.气体的总物质的量 BC
【4】 在一定温度下,下列叙述不是可逆反应A(g)+3B(g) 2C(g)+2D(s)达到平衡的标志的是 ①C的生成 速率与C的分解速率相等 ②单位时间内生成a molA,同时生成3a molB ③A、B、C的浓度不再变化 ④A、B、C的分压强不再变化 ⑤混合气体的总压强不再变化 ⑥混合气体的物质的量不再变化 ⑦ A、B、C、D的分子数之比为1:3:2:2 A.② ⑦ B.②⑤⑦ C.①③④⑦ D.②⑤⑥⑦ (A)