教师版 4高2化学反应速率图像Word下载.docx
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2.浓度--时间图2此类图像能说明各平衡体系组分(或某一成分)在反应过程中的变化情况。
如A+B
AB反应情况如图2,此类图像要注意各物质曲线的折点(达平衡)时刻相同,各物质浓度变化的内在联系及其比例符合化学方程式中的系数关系。
3.全程速率--时间图3如Zn与足量盐酸的反应,反应速率随时间的变化出现如下情况如图3,解释原因:
AB段(v渐增),因反应为放热反应,随反应的进行,温度渐增,导致反应速率的渐增;
BC段(v渐小),则主要因为随反应的迸行,溶液中[H+]渐小,导致反应速率的减小。
故分析时要抓住各阶段的主要矛盾,认真探究。
(图3)
4.含量--时间--温度(压强)(图4)
常见形式有如下几种。
(C%指产物百分数;
B%指某反应物百分数)(在其他条件不变时,改变任一条件如:
使用催化剂或温度升高或压强增大,都能缩短到达平衡的时间),这种图像的折点反映了速率大小——T(P)高低;
水平线高低对应平衡移动方向。
(a用催剂,b不用)
(T2>
T1,正反应为吸热反应)
T1,正反应为放热反应)
(P1>
P2,正反应为体积减小)
P2,正反应为体积增大)
5.恒压(温)线该类图的纵坐标为物质的平衡浓度(c)或反应物的转化率(α),横坐标为温度(T)或压强(P),常见类型有:
(图5)
6.速率——温度(压强)图6,这类图有两种情况,一是不隐含时间因素的速率——时间图,二是隐含时间变化的速率——时间图。
以2SO2(g)+O2(g)
2SO3(g);
△H<
0为例,v-t(P)图如。
v-t(P)图:
**(图6)
7.其它如图在一定条件下,将X、Y按不同的物质的量比放入密闭容器中反应,平衡后测得X和Y的转化率(α)与起始两物质的物质的量之比[n(X)/n(Y)]的关系如图7,据此可推知X、Y的反应式系数比为3:
1。
(图7)
如图8曲线是其它条件不变时,某反应物的最大转化率(α)与温度(T)的关系曲线,图中标出的1、2、3、4四个点,表示v(正)>
v(逆)的点是3,表示v(正)<
v(逆)的点是1,而2,4点表示v(正)=v(逆)。
化学反应平衡状态及影响因素
化学反应速率讨论的是化学反应快慢的问题,但是在化学研究和化工生产中,只考虑化学反应进行的快慢是不够的,因为我们既希望反应物尽可能快地转化为生成物,同时又希望反应物尽可能多地转化为生成物。
例如在合成氨工业中,除了需要考虑如何使N2和H2尽快地转变成NH3外,还需要考虑怎样才能使更多的N2和H2转变为NH3,后者所说的就是化学反应进行的程度问题——化学平衡。
二、可逆反应与不可逆反应
概念:
可逆反应是指在同一条件下能够同时向两个反应方向进行的反。
;
特点:
(1)在密闭体系中进行
(2)反应物与生成物共同存在于同一反应体系中,任何化学反应都具有可逆性,但把反应物的转化率较大(大于95%)的反应作为不可逆反应。
表示方法:
采用
来代替反应式中的====,一般向右的反应规定为正向反应,向左的反应规定为逆向反应。
如:
注意:
1、
2、
3、
2、不可逆反应:
能进行到底的反应
H2的燃烧:
酸碱中和:
生成沉淀的发应:
生成气体的反应:
一些氧化还原反应:
点睛:
能量转化类型互逆;
若正反应是放热反应,则其逆反应为吸热反应。
思考1:
对于不可逆反应存在化学平衡吗?
化学平衡的研究对象是什么?
思考2:
什么是化学平衡?
化学平衡是如何建立的?
下面我们就来讨论这一问题。
三、化学平衡状态及化学平衡的建立
类比:
溶解平衡的建立:
(以蔗糖为例)
开始时:
平衡时:
结论:
那么对于可逆反应来说,又是怎样的情形呢?
我们以CO和H2O(g)的反应为例来说明化学平衡的建立过程。
在一定条件下,将0.01molCO和0.01molH2O(g)通入1L密闭容器中,开始反应:
CO+H2O(g)
CO2+H2
开始浓度0.010.0100
一段时间后0.0050.0050.0050.005
如图:
归纳:
反应开始:
反应物浓度最大,正反应速率最大;
生成物浓度为0,逆反应速率为0
反应过程中:
反应物浓度减小,正反应速率减小;
生成物浓度增大,逆反应速率增大
一定时间后:
肯定有一时刻,正反应速率与逆反应速率相等,此时,反应物浓度不变,生成物浓度也不变。
思考:
当可逆反应达到平衡状态时,反应是否停止了?
1、化学平衡状态
(1)定义:
指在一定条件下的可逆反应里,正反应速率和逆反应速率相等,反应混合物中各组分浓度保持不变的状态。
(2)特点:
(1)“逆”:
化学平衡研究的对象是可逆反应。
(2)“等”:
化学平衡的实质是正、逆反应速率相等,即:
v(正)=v(逆)。
(3)“动”:
v(正)=v(逆)≠0
(4)“定”:
平衡体系中,各组分的浓度、质量分数及体积分数保持一定(但不一定相等),不随时间的变化而变化。
(5)“变”:
化学平衡是在一定条件下的平衡,若外界条件改变,化学平衡可能会分数移动。
(6)“同”:
在外界条件不变的前提下,可逆反应不论采取何种途径,即不论由正反应开始还是由逆反应开始,最后所处的平衡状态是相同的,即同一平衡状态。
(1)化学平衡状态,前提是“一定条件”下的可逆反应;
(2)“一定条件”一般指的是“等温等压”或“等温等容”等
(3)化学平衡状态是可逆反应达到最大限度的状态。
(4)标志是“反应混合物中各成分的浓度保持恒定”
(5)实质是“正反应速率和逆反应速率相等”。
三、化学平衡的移动
1、含义:
在一定条件下,可逆反应达到化学平衡状态,如果改变影响平衡的条件,如,浓度、温度、压强等,化学平衡状态被破坏,即v(正)≠v(逆),直至v(正)、v(逆)再次相等,在新的条件下达到新的平衡。
(1)达到化学平衡状态时,v(正)=v(逆),是指同一物质的消耗速率=生成速率,而不同物质的反应速率不一定相等。
(2)各物质的浓度和质量保持不变,但不一定相等。
四、外界条件改变对化学平衡的影响
改变影响平衡的一个条件
化学平衡移动方向
化学平衡移动结果
浓度
反应物浓度↑
→
反应物浓度↓,比原来大
反应物浓度↓
←
反应物浓度↑,比原来小
生成物浓度↑
生成物浓度↓比原来大
生成物浓度↓
生成物浓度↑比原来小
压强
体系压强↑
向气体体积↓方向移动
体系压强↓,比原来大
体系压强↓
向气体体积↑方向移动
体系压强↑,比原来小
温度
升高温度↑
向吸热反应方向移动
体系温度↓,比原来高
降低温度↓
向放热反应方向移动
体系温度↑,比原来低
1;
V平衡移动看反应速度,速度增大则反应向速度快的一方移动
2;
T平衡移动看温度,温度升高则平衡向吸热反应方向移动,温度降低则反应向放热方向移动
3;
K化学反应平衡移动看平衡常数。
平衡常数增大说明反应进行的越完全,平衡性正反应方向进行。
若平衡常数减小则平衡向逆反应方向进行
4;
C平衡移动看浓度。
反应物浓度减小则正反应速度减小平衡向正反应方向进行,反应物浓度升高则正反应速度增大,平衡向正反应方向移动。
5;
P再有气体参加的反应中增大压强平衡向物质的量减小的方向移动,减小压强平衡向物质的量增大的方向移动
[随堂练习]
[随堂练习]
1.一般都能使反应速率加快的方法是(B)。
2升温;
②改变生成物浓度;
③增加反应物浓度;
④加压
(A)①②③(B)①③(C)②③(D)①②③④
2.NO和CO都是汽车尾气里的有害物质,它们能缓慢地起反应生成氮气和二氧化碳气体:
2NO+2CO=N2+2CO2
对此反应,下列叙述正确的是(AC)
(A)使用催化剂能加快反应速率
(B)改变压强对反应速率没有影响
(C)冬天气温低,反应速率降低,对人体危害更大
(D)无论外界条件怎样改变,均对此化学反应的速率无影响
3.设C+CO2
2CO-Q1,反应速率为υ1;
N2+3H2
2NH3+Q2,反应速率为υ2。
对于上述反应,当温度升高时,υ1和υ2的变化情况为(A)。
(A)同时增大(B)同时减小
(C)υ1增大,υ2减小(D)υ1减小,υ2增大
4.把镁条投入到盛有盐酸的敞口容器中,产生H2的速率可由如图2-1-1表示,在下列因素中,①盐酸的浓度,②镁条的表面积,③溶液的温度,④氯离子的浓度,影响反应速率的因素是(C)。
(A)①④(B)③④
(C)①②③(D)②③
5.煅烧硫铁矿产生二氧化硫,为了提高生成二氧化硫的速率,下列措施可行的是(AB)。
(A)把块状矿石碾成粉末(B)向炉内喷吹氧气
(C)使用Fe2O3作催化剂(D)降低体系的温度
6.在密闭容器中发生2SO2+O2
2SO3反应,现控制下列三种不同的条件:
①在400℃时,10molSO2与5molO2反应;
②在400℃时,20molSO2与5molO2反应;
③在300℃时,10molSO2与5molO2反应;
问:
开始时,正反应速率最快的是____②_;
正反应速率最慢的是______③___。
7.对于反应
,采取下列措施时,反应速率如何变化?
压强如何变化?
(1)缩小体积;
(2)保持体积不变,通入惰性气体He;
(3)保持压强不变,通入惰性气体He。
【答案】
(1)加快
(2)不变(3)减小
8、判断化学平衡移动方向
例7、在一密闭容器中,aA(g)
bB(g)达平衡后,保持温度不变,将容器体积增加一倍,当达到新的平衡时,B的浓度是原来的60%,则()
A、平衡向正反应方向移动了B、物质A的转化率减少了
C、物质B的质量分数增加了D、a>
b
解析:
保持温度不变,将容器体积增加一倍(即减小压强),假如化学平衡不移动,则各种物质的浓度都应是原平衡时的一半,但现在生成物B的浓度却是原平衡的60%,这说明平衡向正反应方向发生移动,A的转化率升高,所以化学计量数b>
a,又由于B的物质的量增加,B的质量增加,物质B的质量分数必然增大(因为总质量保持不变)。
故本题应选AC。
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