高中化學總復習課件第2單元第8講 化學反應速率和化學平衡（1）

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歡迎進入化學課堂 2 1 熱點知識剖析化學反應速率和化學平衡這部分知識的考點有化學反應速率的表示方法與影響因素 化學平衡狀態(tài)的判斷 外界條件對化學平衡的影響 化學平衡的計算等內容 特別注意 催化劑在生產(chǎn) 生活和科學研究領域中的重大作用 化學平衡建立的過程 利用化學平衡常數(shù)進行簡單計算 把化學平衡理論與化工生產(chǎn) 生活實際結合起來 訓練處理數(shù)據(jù) 閱圖能力及定量計算能力 3 基礎知識回顧1 通常用單位時間內反應物濃度的減少或生成物濃度的增加來表示化學反應速率 即v 化學反應速率的常用單位為等 同一反應不同物質的反應速率之比等于其反應方程式中各物質的化學計量數(shù) 即系數(shù) 之比 4 c t mol L min 1或mol L s 1 在選擇題中主要考查對知識的理解層次 在非選擇題中主要考查對知識的應用層次 在復習中 要注意理清各個知識點之間的內在聯(lián)系 通過一題多解和一題多變 總結歸納解題的基本規(guī)律 增強運用基本原理分析具體問題的能力 5 2 化學反應速率與分子間的有效碰撞頻率有關 濃度越大反應速率越快 因為增大濃度使單位體積內的活化分子數(shù)目增多 有效碰撞次數(shù) 頻率 也就增加 對氣體反應加大壓強 縮小體積 氣體的濃度增大 反應速率加快 升溫使反應速率加快 因為升溫可以增大分子中活化分子的百分數(shù) 使有效碰撞次數(shù) 頻率 增加 6 使用正催化劑能夠降低反應所需的活化能 使更多的反應物成為活化分子 活化分子百分數(shù)增加 從而大大增加有效碰撞的次數(shù) 除了濃度 壓強 溫度和催化劑對反應速率產(chǎn)生影響外 還有固體顆粒大小 紫外線 微波等因素也會對反應速率產(chǎn)生影響 7 3 可逆反應是指在同一條件下既能從左向右進行 正反應 又能從右向左進行 逆反應 的反應 化學平衡狀態(tài)是指在一定條件下的可逆反應 正反應速率和逆反應速率相等 反應混合物中各組分的濃度保持不變的狀態(tài) 8 在一定溫度下 達到化學平衡時 生成物濃度冪之積與反應物濃度冪之積的比值是一個常數(shù) 這個常數(shù)就是該反應的化學平衡常數(shù) 簡稱平衡常數(shù) 對于一般的可逆反應 mA g nB g pC g qD g 化學平衡常數(shù)的表達式為 化學平衡常數(shù)越大 說明正向反應進行的程度越大 化學平衡常數(shù)只受影響 同一條件下 正逆反應的化學平衡常數(shù)之間的關系是K正 1 K逆 9 溫度 4 影響化學平衡移動的外界因素有濃度 壓強和溫度等 當增大反應物濃度或減小生成物濃度時 平衡向方向移動 當減小反應物濃度或增大生成物濃度時 平衡向 方向移動 當升高溫度時 平衡向方向移動 當降低溫度時 平衡向方向移動 改變壓強只對有氣體參與的化學平衡移動有影響 當增大壓強 縮小體系體積 時 平衡向氣體分子數(shù)總數(shù)的方向移動 10 正反應 逆反應 吸熱 放熱 減小 5 在恒容條件下 化學反應中反應物的轉化率 反應物的轉化濃度 反應物的起始濃度 100 反應物的起始濃度 反應物的平衡濃度 反應物的起始濃度 100 在化學平衡中 物質的起始濃度 轉化濃度和平衡濃度之間關系是起始濃度 轉化濃度 平衡濃度 在這三種濃度中 只有轉化濃度之比與化學反應方程式的化學計量數(shù)之比相關 11 6 自發(fā)過程是指不借助于外力就可以自動進行的過程 水總是自發(fā)地由高處向低處流 體現(xiàn)了自發(fā)過程的體系趨向于從狀態(tài)轉變?yōu)闋顟B(tài) 硝酸銨溶于水雖然要吸熱 它卻能自發(fā)地向水中擴散 體現(xiàn)了由轉變?yōu)榈膬A向 科學家把這種因素稱為 焓變和熵變與反應是否自發(fā)都有關 判斷是自發(fā)過程還是非自發(fā)過程應該由和 組合成復合判斷依據(jù) 12 高能 低能 有序 無序 熵 焓變 熵 變 重點知識歸納1 化學反應速率 1 意義 表示化學反應進行快慢的物理量 2 表示方法 定性判斷方法 根據(jù)反應物消耗 生成物產(chǎn)生的快慢 用氣體 沉淀等可見現(xiàn)象 來粗略比較 13 定量表示方法 用單位時間內反應物濃度的減少或生成物濃度的增加來表示 即 常用單位有 mol L min 1或mol L s 1 14 注意 同一反應 速率用不同物質濃度變化表示時 數(shù)值可能不同 但數(shù)值之比等于方程式中各物質的化學計量數(shù)之比 如 對于方程式 aA bBcC dD 則有v A v B v C v D a b c d 15 3 影響反應速率大小的因素 參加反應物質的性質是決定化學反應速率的內在因素 通過改變外界條件也可改變化學反應速率 影響化學反應速率的外在因素有 濃度 在其他條件不變時 增大濃度 反應速率加快 反之 反應速率則減慢 壓強 對于有氣體參加的反應 如果縮小體積增大壓強 反應速率加快 那么增大體積降低壓強 則反應速率減慢 固體 純液體濃度是常數(shù) 不可改變 16 溫度 其他條件不變時 升高溫度反應速率加快 反之 則減慢 催化劑 使用催化劑能改變化學反應速率 催化作用具有選擇性 其他因素 光 電磁波 超聲波 反應物顆粒的大小 溶劑的性質等 17 2 化學平衡狀態(tài) 1 化學平衡狀態(tài)及其特點 在一定條件下的可逆反應中 正反應速率和逆反應速率相等 反應混合物中各組分的濃度保持不變的狀態(tài)叫化學平衡狀態(tài) 化學平衡狀態(tài)有以下幾個特點 逆 即化學平衡的對象是可逆反應 達到平衡狀態(tài)可以從正反應開始 也可以從逆反應開始 18 動 化學平衡是動態(tài)平衡 反應達到平衡狀態(tài)時 反應沒有停止 反應速率不等于零 等 化學平衡時正反應速率等于逆反應速率 定 化學平衡時反應混合物中各組分的百分含量保持一個定值 變 當外界條件改變時 原平衡會被破壞 通過平衡的移動建立新的平衡 19 2 判斷化學平衡的方法一個可逆反應達到平衡狀態(tài)的最根本標志是v 正 v 逆 運用速率標志要注意 正逆反應速率相等是指用同一種物質表示的反應速率 若一個可逆反應的正逆反應速率是分別用兩種不同物質表示時 則這兩者的速率之比應等于這兩種物質的化學計量數(shù)之比時才標志達到化學平衡 20 當v 正 v 逆 時 反應混合物各組分的含量保持不變 即各組分物質的量 或物質的質量 濃度 含量 不再隨時間改變而變化 也標志達到化學平衡 如果一個可逆反應達到平衡狀態(tài) 則整個反應體系的物理參數(shù) 如總壓強 總體積 總物質的量以及氣體的平均相對分子質量和密度等肯定都要保持定值 不會再隨時間而改變 21 但在一定條件下 這些物理參數(shù)保持不變的可逆反應 不一定達到化學平衡 如 aA g bB g cC g dD g 若a b c d 由于反應前后氣體分子數(shù)始終不發(fā)生改變 使反應體系的總壓強 平均相對分子質量等參量在任何時刻都保持不變 因此 這種情況下這些物理參量不能作為化學平衡態(tài)的標志 22 3 化學平衡常數(shù) 意義 達到化學平衡時 生成物濃度冪之積與反應物濃度冪之積的比值 即 mA g nB g pC g qD g 化學平衡常數(shù) K值越大 正向反應進行的程度就越大 影響因素 溫度 正反應吸熱時 溫度升高 K增大 正反應放熱時 溫度升高 K減小 而與反應物或生成物濃度無關 23 3 化學平衡的移動 1 化學平衡移動的本質 當外界條件改變后若使v正 v逆 引起各組分百分含量與原平衡比較均發(fā)生變化 當v 正 v 逆 時 平衡向右 正向 移 當v 正 v 逆 時 平衡向左 逆向 移 24 2 影響化學平衡移動的外界因素 濃度 增大反應物濃度 v 正 增大 或減小生成物濃度 v 逆 減小 平衡向正反應方向移動 減小反應物濃度 v 正 減小 或增大生成物濃度 v 逆 增大 平衡向逆反應方向移動 壓強 對有氣態(tài)物質參加或生成的反應 縮小體積增大平衡混合物的壓強 v 正 與v 逆 都增大 v 縮 v 擴 平衡向縮小體積方向移動 減小壓強 v 正 與v 逆 都減小 v 縮 v 擴 平衡向擴大體積的方向移動 25 溫度 升高溫度 v 正 與v 逆 都增大 v 吸 v 放 平衡向吸熱反應方向移動 降低溫度 v 正 與v 逆 都減小 v 放 v 吸 平衡向放熱反應方向移動 由此可見 如果改變影響平衡的一個條件 如濃度 壓強 溫度等 平衡就向能減弱這種改變的方向移動 這是對化學平衡移動的歸納和概括 即 勒夏特列原理 26 4 等效平衡 只要求了解 1 等效平衡的概念在一定條件下 定溫 定容或定溫 定壓 甲乙兩個容器中分別進行同一個可逆反應 雖然起始時加入物質的物質的量不同 但達到化學平衡時 甲乙兩個容器中各組分的含量 體積分數(shù) 質量分數(shù)或物質的量分數(shù) 相同 甲乙兩者稱為等效平衡 27 2 等效平衡的類型在一定條件下 對同一可逆反應 n g 表示反應前后氣體的總物質的量之差 起始時加入物質的物質的量不同 達平衡時的狀態(tài)規(guī)律如下表 28 3 等效平衡的判斷方法分析等效平衡時先進行等效轉化 即按照反應方程式的計量數(shù)之比轉化到同一邊的量 與題干所給起始投料情況比較 在恒溫恒容下 對于反應前后氣體體積改變的反應 若改變起始加入情況 只要通過可逆反應的化學計量數(shù)比換算成起始時左右兩邊同一邊物質的物質的量與原平衡相同 則二平衡等效 29 在恒溫恒容下 對于反應前后氣體體積不變的反應 只要換算成開始時反應物 或生成物 的物質的量的比例與原平衡相同 則二平衡等效 在恒溫恒壓下 只要換算成開始時反應物 或生成物 的物質的量的比例與原平衡相同 則二平衡等效 30 同學們 來學校和回家的路上要注意安全 同學們 來學校和回家的路上要注意安全