药学专科自考-化学反应的限度和方向课件.ppt

1、第三章第三章 第二节第二节 化学反应的限度化学反应的限度第三章 化学反应动力学第一节化学反应速率第一节化学反应速率第二节化学反应的限度第二节化学反应的限度第三节第三节 化学反应进行的方向化学反应进行的方向1.1.掌握化学平衡的概念掌握化学平衡的概念2.2.掌握标准平衡常数和实验浓度平衡常数的表示方法掌握标准平衡常数和实验浓度平衡常数的表示方法3.3.熟悉浓度、温度、压力对化学平衡的影响。熟悉浓度、温度、压力对化学平衡的影响。3本次课的学习目标本次课的学习目标第二节化学反应的限度第二节化学反应的限度第三节第三节 化学反应进行的方向化学反应进行的方向 影响影响外因外因 单位体积内单位体积内有效碰撞

2、次数有效碰撞次数化学化学反应反应速率速率分子总数分子总数活化分子数活化分子数增大反应增大反应物浓度物浓度增大压强增大压强升高温度升高温度正催化剂正催化剂增加增加增加增加增加增加加快加快增加增加增加增加增加增加加快加快不变不变不变不变增加增加增加增加加快加快加快加快增加增加增加增加影响化学反应速率的因素影响化学反应速率的因素氮气和氢气：氮气和氢气：N N2 2(g)+3H(g)+3H2 2(g)2NH(g)2NH3 3(g)(g)正反应：正反应：从左到右进行的反应从左到右进行的反应；逆反应：逆反应：从右到左进行的反应。从右到左进行的反应。可逆反应的特点：可逆反应的特点：在密闭容器中，反应不能进行

3、在密闭容器中，反应不能进行到底。到底。不可逆反应：不可逆反应：一定条件下，只能向一个方向进行的反应。一定条件下，只能向一个方向进行的反应。5可逆反应：可逆反应：同一条件下，既能向正反应方向进行又能向逆反同一条件下，既能向正反应方向进行又能向逆反应方向进行的反应，常用应方向进行的反应，常用符号符号“”“”表示可逆。表示可逆。一、可逆反应与化学平衡一、可逆反应与化学平衡第二节化学反应的限度第二节化学反应的限度可可逆反应的反应速率变化示意图：逆反应的反应速率变化示意图：化学平衡：化学平衡：在一定条件下，在一定条件下，可逆反应的正逆反应速率可逆反应的正逆反应速率相等时，反应物和生成物相等时，反应物和生

4、成物的浓度不再随时间而改变，的浓度不再随时间而改变，此时反应体系所处的状态此时反应体系所处的状态称为化学平衡。称为化学平衡。第二节化学反应的限度第二节化学反应的限度一、可逆反应与化学平衡一、可逆反应与化学平衡 化学平衡的特征：化学平衡的特征：（1 1）等等：v v正正=v v逆逆 化学平衡建立的化学平衡建立的条件条件（2 2）定定：反应混合物中各组分浓度保持：反应混合物中各组分浓度保持不变不变化学化学平衡建立的平衡建立的标志标志（3 3）有条件的有条件的动态平衡：动态平衡：(v v正正=v v逆逆0)0)，如果外界条件如果外界条件改变改变，原有化学，原有化学平衡平衡状态被破坏而发生状态被破坏而

5、发生移动移动；（4 4）化学平衡可以从两个方向达到。）化学平衡可以从两个方向达到。第二节化学反应的限度第二节化学反应的限度一、可逆反应与化学平衡一、可逆反应与化学平衡 平衡常数：平衡常数：通过实验测得反应达到平衡时生成物浓度幂的通过实验测得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为一常数。乘积与反应物浓度幂的乘积之比为一常数。任一反应：任一反应：a aA A+b bB B d dD D+e eE E8浓度表示浓度表示：分压表示：分压表示：baedcBAEDbaedpBAEDPPPP二、化学平衡常数二、化学平衡常数第二节化学反应的限度第二节化学反应的限度生成物生成物反应反应物物平

6、衡常数表达式的书写注意：平衡常数表达式的书写注意：1.1.平衡常数的大小与反应的本性和温度有关，与反应物初平衡常数的大小与反应的本性和温度有关，与反应物初始浓度无关；始浓度无关；2.2.平衡常数的表达式及其数值与方程式的写法有关；平衡常数的表达式及其数值与方程式的写法有关；3.3.纯固体或纯液体的纯固体或纯液体的“浓度浓度”可看作是常数，不写入平衡常可看作是常数，不写入平衡常数表达式中；数表达式中；4.4.水溶液中进行的反应，水的浓度不必写在平衡表达式中。水溶液中进行的反应，水的浓度不必写在平衡表达式中。9二、化学平衡常数二、化学平衡常数第二节化学反应的限度第二节化学反应的限度习题习题：写出下

7、列反应的平衡常数表达式。写出下列反应的平衡常数表达式。1.1.NH4Cl(s)NH3(g)+HCl(g)2.2.3H2(g)+N2(g)2NH3(g)3.3.N2H4(l)N2(g)+2H2(g)4.4.H2O H+OH-5.5.Ag2S(s)+H2(g)2Ag(s)+H2S(g)10第二节化学反应的限度第二节化学反应的限度三、多重平衡规则三、多重平衡规则 多重平衡：多重平衡：在相同的条件下，若干个反应式相加在相同的条件下，若干个反应式相加（或相减）所得到的化学反应的平衡常数为这些反应的（或相减）所得到的化学反应的平衡常数为这些反应的平衡常数之平衡常数之积（或商）。积（或商）。11若已知反应分

8、两步进行，有若已知反应分两步进行，有 和和 ，则：，则：1K2K21KKK第二节化学反应的限度第二节化学反应的限度化学平衡的移动：化学平衡的移动：由于外界条件的改变，可由于外界条件的改变，可逆反逆反应由应由一种平衡状态转变到另一种平衡一种平衡状态转变到另一种平衡状态状态的过程的过程。12影响化学平衡的因素：浓度、压力和温度第三节第三节 化学反应进行的方向化学反应进行的方向FeCl3溶液KSCN溶液混合血红色血红色K K3 3(SCN)(SCN)6 6 稀释后分成四份FeCl3溶液KSCN溶液NaOH溶液橙红色红色加深红色加深有红褐色沉淀，溶液颜色变浅增大反应物增大反应物浓度，平衡浓度，平衡正向

9、移动正向移动减小反应物减小反应物浓度，平衡浓度，平衡逆向移动逆向移动Fe3+3OH-=Fe(OH)3一、浓度对化学平衡的影响一、浓度对化学平衡的影响FeClFeCl3 3KSCN KKSCN K3 3(SCN)(SCN)6 6 3KCl 3KCl （血红色）（血红色）第三节第三节 化学反应进行的方向化学反应进行的方向用平衡常数判断可逆反应进行的方向和限度用平衡常数判断可逆反应进行的方向和限度baedccccQBAED%100指指定定反反应应物物的的初初始始浓浓度度应应物物的的浓浓度度平平衡衡时时已已转转化化的的指指定定反反 =K Kc c反应处于平衡状态反应处于平衡状态 K Kc c反应向正反

10、应方向进行反应向正反应方向进行 K Kc c反应向逆反应方向进行反应向逆反应方向进行 QQQ浓度商浓度商Q Q：任意任意时刻，生成物浓度幂的乘积与反应物浓时刻，生成物浓度幂的乘积与反应物浓度幂的乘积之比。度幂的乘积之比。任一反应：任一反应：a aA A+b bB B d dD D+e eE E第三节第三节 化学反应进行的方向化学反应进行的方向15一、浓度对化学平衡的影响一、浓度对化学平衡的影响第三节第三节 化学反应进行的方向化学反应进行的方向16一、浓度对化学平衡的影响一、浓度对化学平衡的影响第三节第三节 化学反应进行的方向化学反应进行的方向习题习题 下列反应在某温度时密闭进行，若下列反应在某

11、温度时密闭进行，若（1 1）当）当 和和 的起始浓度皆为的起始浓度皆为0.02mol/L0.02mol/L时，时，的转化率为多少？的转化率为多少？（2 2）当将当将 的浓度增大为原来的的浓度增大为原来的4 4倍，即为倍，即为0.08mol/L 0.08mol/L，其他条件不变，其他条件不变，的的转化率又是多少转化率又是多少？9K)(OH)(CO2gg)(H)(CO22gg OH2COCOOH2CO第二节化学反应的限度第二节化学反应的限度解解：(1)(1)起始时起始时 0.02 0.02 0 0 0.02 0.02 0 0平衡时平衡时解得解得 ，即平衡时即平衡时 的平衡转化率：的平衡转化率：)(

12、OH)(CO2gg)(H)(CO22gg 9)(0.02COOHCOH22222xxKmol/L015.022COH ccCO%75%100020.0015.0)CO(0.015xxx02.0 x02.0 x第三节第三节 化学反应进行的方向化学反应进行的方向（2 2）由前面得：由前面得：解得解得 的的平衡转化率平衡转化率：增大反应增大反应物的浓度，平衡向右移动，物的浓度，平衡向右移动，的平衡转化率最大。的平衡转化率最大。COOHCOH222K9)08.0()(0.022xxxLmolx/0194.0CO%97%100020.00194.0COCO第三节第三节 化学反应进行的方向化学反应进行的方

13、向反应前后反应前后气体分子总数不相等气体分子总数不相等实验探究实验探究 如：如：2NO2NO2 2(g)N(g)N2 2O O4 4(g)(g)（红棕色）（红棕色）（无色）（无色）20二、压力对化学平衡的影响二、压力对化学平衡的影响增增大压强大压强，平，平衡体系向着生衡体系向着生成成N N2 2O O4 4的方向，的方向，即向着即向着气体分气体分子总数减小子总数减小的的方向移动，体方向移动，体系中气体的颜系中气体的颜色由深变浅。色由深变浅。第三节第三节 化学反应进行的方向化学反应进行的方向21如：如：CO(g)CO(g)H H2 2O(g)COO(g)CO2 2(g)(g)H H2 2(g)(

14、g)反应前后反应前后气体分子数相等，增大压强气体分子数相等，增大压强反反应物和生成物的浓度发生同应物和生成物的浓度发生同等程度的变化，不改变化学反应的平衡状态，化学等程度的变化，不改变化学反应的平衡状态，化学平衡不发生移动平衡不发生移动。二、压力对化学平衡的影响二、压力对化学平衡的影响第三节第三节 化学反应进行的方向化学反应进行的方向22三、温度对化学平衡的影响三、温度对化学平衡的影响 实验：二氧化氮生成四氧化二氮实验：二氧化氮生成四氧化二氮 2NO 2NO2 2(g)N(g)N2 2O O4 4(g)(g)r rH Hm m=-=-56.9kJ/mol56.9kJ/mol吸热反应吸热反应（红

15、棕色）（红棕色）（无色）（无色）放热反应放热反应热水中热水中的气体颜色变深，说明的气体颜色变深，说明NONO2 2浓度增加，平衡向浓度增加，平衡向吸热反应吸热反应方向方向移动。移动。冰水中冰水中的气体颜色变浅，说明的气体颜色变浅，说明N N2 2O O4 4浓度增加，平衡向浓度增加，平衡向放热反应放热反应方向移动。方向移动。第三节第三节 化学反应进行的方向化学反应进行的方向23三、温度对化学平衡的影响三、温度对化学平衡的影响第三节第三节 化学反应进行的方向化学反应进行的方向 催化剂能同等程度地改变正、逆反应的速率，催化剂能同等程度地改变正、逆反应的速率，因此因此它不会使化学平衡发生移动它不会使

16、化学平衡发生移动，但可改变达到平，但可改变达到平衡所需要的时间衡所需要的时间三、影响化学平衡的因素第三节第三节 化学反应进行的方向化学反应进行的方向可逆反应的定义化学平衡的特征：等、定、动、变化学平衡的移动：浓度、压力、温度、催化剂等条件的影响勒夏特列原理反应：反应：A(g)+B(g)C(g)A(g)+B(g)C(g)是放热反应。当反应达到是放热反应。当反应达到平衡后，如果改变下列反应条件，平衡后，如果改变下列反应条件，C C的平衡浓度如何变的平衡浓度如何变化？化？（1 1）增加总压；（）增加总压；（2 2）加入）加入A(g)A(g)；（；（3 3）加入催化）加入催化剂；（剂；（4 4）移去）

17、移去B(g)B(g)。如果改变下列条件，如果改变下列条件，又如何变化？又如何变化？（5 5）增加总压）增加总压 ；（；（6 6）加入）加入A(g)A(g)；（；（7 7）加入催）加入催化剂；（化剂；（8 8）升高温度。）升高温度。K实例分析分析解得如下表：分析解得如下表：增加总压增加总压加入加入A(g)A(g)加入催化剂加入催化剂升高温度升高温度不变不变不变不变不变不变变小变小增加总压增加总压加入加入A(g)A(g)加入催化剂加入催化剂移去移去B(g)B(g)CC增大增大增大增大不变不变减少减少K第三节第三节 化学反应进行的方向化学反应进行的方向本章小结本章小结28浓度、温度及催化剂对反应速率的影响浓度、温度及催化剂对反应速率的影响化学平衡的概念及标准平衡常数的表示方法化学平衡的概念及标准平衡常数的表示方法浓度、温度、压力对化学平衡的影响浓度、温度、压力对化学平衡的影响