1、第第2 2章章化学反应的方向、限度与速率化学反应的方向、限度与速率单元复习单元复习第第1 1课时课时 基础知识回顾应用基础知识回顾应用适用判据应注意的问题：适用判据应注意的问题：1、化学反应的方向、用焓变和熵变综合判断反应方向、化学反应的方向、用焓变和熵变综合判断反应方向GH-TS研究表明等温等压及除了体积功外不做其他功的条件下，自发反应总是向研究表明等温等压及除了体积功外不做其他功的条件下，自发反应总是向H-TS0 的方向进行，直至达到平衡状态。的方向进行，直至达到平衡状态。判据与反应的自发性：判据与反应的自发性： 0 反应不能自发进行反应不能自发进行反应具有自发性，只能说明这个反应有进行的
2、趋势，但这个反应到底能反应具有自发性，只能说明这个反应有进行的趋势，但这个反应到底能不能反应，那还要看反应进行的限度和反应进行的速率。不能反应，那还要看反应进行的限度和反应进行的速率。判断反应的自发性要同时考虑判断反应的自发性要同时考虑H、S、和温度，利用、和温度，利用H-TS进行判断；进行判断；给定条件不能自发地反应，通过改变条件使反应能够正向自发进行；给定条件不能自发地反应，通过改变条件使反应能够正向自发进行；一基础知识知识回顾一基础知识知识回顾2 2、化学平衡常数（、化学平衡常数（K K）对于反应对于反应 aA + bB cC + dD平衡常数的大小反映了化学反应可能进行的程度，平衡常数
3、的数值越大，说平衡常数的大小反映了化学反应可能进行的程度，平衡常数的数值越大，说明反应进行得越完全。明反应进行得越完全。对于一个具体反应，对于一个具体反应，K 只与温度只与温度 T 有关，与初始浓度、压强等无关。有关，与初始浓度、压强等无关。平衡常数平衡常数K的的应用应用 判断、比较可逆反应进行程度的大小。判断、比较可逆反应进行程度的大小。 判断可逆反应是否达到化学平衡状态判断可逆反应是否达到化学平衡状态压强平衡常数压强平衡常数( (K Kp)p)及应用及应用对于反应对于反应 aA(g)+bB(g) cC(g)+dD(g)其中：其中：分别为平衡混合气体中分别为平衡混合气体中A、B、C、D气体的
4、平衡分压。气体的平衡分压。对于化学反应对于化学反应aAbB cCdD，反应物，反应物A的平衡转化率可以表的平衡转化率可以表示为示为:3 3、平衡转化率、平衡转化率()()表达式：表达式：对于溶液体系和恒容的气态反应体系，可以用物质的量浓度进行计算。对于溶液体系和恒容的气态反应体系，可以用物质的量浓度进行计算。=C(始始)C(平平)100% C(始始)n(始始)n(平平)100% n(始始)C(转转)100%C(始始) 有关化学平衡问题的计算有关化学平衡问题的计算,可按下列步骤建立模式可按下列步骤建立模式,确定关系进行确定关系进行计算。例如：可逆反应计算。例如：可逆反应mA(g)nB(g) pC
5、(g)qD(g)，假定，假定反应物反应物A、B的起始加入量分别为的起始加入量分别为a mol、b mol，达到平衡时，达到平衡时,设设A物质转化的物质的量为物质转化的物质的量为mx mol。 (1)模式：模式：m A(g)n B(g) p C(g)q D(g)起始量起始量 a b 0 0转化量转化量 mx nx px qx平衡量平衡量 amx bnx px qx对于反应物：对于反应物：n(平平)n(始始)n(变变)对于生成物：对于生成物：n(平平)n(始始)n(变变)强调：强调：各物质间的转化量须根据化学方程式计算各物质间的转化量须根据化学方程式计算利用三段式计算平衡常数、平衡转化率：利用三段
6、式计算平衡常数、平衡转化率：内容：受温度、压强或浓度变化的影响，化学反应由一种平内容：受温度、压强或浓度变化的影响，化学反应由一种平衡状态变为另一种平衡状态的过程。衡状态变为另一种平衡状态的过程。4 4化学平衡的移动化学平衡的移动图示表示图示表示平衡移动平衡移动Q=KQ KQ=K根据速率判断根据速率判断若若v(正正)_v(逆逆)，则平衡，则平衡正向移动。正向移动。若若v(正正)_v(逆逆)，则平衡，则平衡不移动。不移动。若若v(正正)_v(逆逆)，则平衡，则平衡逆向移动。逆向移动。根据结果判断根据结果判断 对于一个已达到化学平衡状态的反应，如平衡移动的结果对于一个已达到化学平衡状态的反应，如平
7、衡移动的结果使使反应产物浓度更大反应产物浓度更大，则称平衡，则称平衡正向移动正向移动或或向右移动向右移动；如平衡；如平衡移动的结果使移动的结果使反应物浓度更大反应物浓度更大，称平衡，称平衡逆向移动逆向移动或或向左移动向左移动。平衡移动方向的判断平衡移动方向的判断 注意：注意：反应速率改变时平衡不一定移动，但平衡移动时反应速反应速率改变时平衡不一定移动，但平衡移动时反应速率一定改变。率一定改变。浓度的影响：浓度的影响：在其它条件不变的情况下：在其它条件不变的情况下： c反应物反应物 增大增大 或或 c产物产物 减小，减小，(Q K) 平衡正向移动；平衡正向移动； c产物产物 增大或增大或 c反应
8、物反应物 减小，减小，(Q K) 平衡逆向移动。平衡逆向移动。对于确定的化学反应，改变浓度，化学平衡发生移动，平衡常数对于确定的化学反应，改变浓度，化学平衡发生移动，平衡常数K不变。不变。5、外部条件对化学平衡的影响、外部条件对化学平衡的影响温度的影响：温度的影响：在其它条件不变的情况下：在其它条件不变的情况下： 升高温度，使吸热反应的平衡常数增大，平衡向吸热方向移动；升高温度，使吸热反应的平衡常数增大，平衡向吸热方向移动； 降低温度，使放热反应的平衡常数增大，平衡向放热方向移动。降低温度，使放热反应的平衡常数增大，平衡向放热方向移动。 温度对化学平衡的影响是通过改变平衡常数实现的，温度的变化
9、对吸热反温度对化学平衡的影响是通过改变平衡常数实现的，温度的变化对吸热反应影响大。应影响大。压强对化学平衡的影响压强对化学平衡的影响对于反应对于反应 aA(g)+bB(g) cC(g)+dD(g)若若 ab c + d (g 0)增大压强，平衡向增大压强，平衡向化学方程式中气体系数减小化学方程式中气体系数减小的方向移动；的方向移动；减小压强，平衡向减小压强，平衡向化学方程式中气体系数增大化学方程式中气体系数增大的方向移动。的方向移动。若若 abc + d (g 0) ，改变压强，平衡，改变压强，平衡不不移动。移动。对于只涉及固体或液体的反应，对于只涉及固体或液体的反应，压强对平衡影响极其微弱，
10、可以不予考虑。压强对平衡影响极其微弱，可以不予考虑。催化剂对化学反应的限度不影响。催化剂对化学反应的限度不影响。勒夏特列原理：勒夏特列原理：均相、封闭体系中，如果仅改变平衡体系的一个条件，化均相、封闭体系中，如果仅改变平衡体系的一个条件，化学平衡总是朝着能学平衡总是朝着能这个改变的方向移动。这个改变的方向移动。6 6、化学反应速率、化学反应速率单位单位: molL-1h-1 、molL-1min-1、molL-1s-1或或 mol/(Lh) 、 mol/(Lmin)、 mol/(Ls)(1)(1)定义式：定义式：对于反应对于反应 aA(g)+bB(g) cC(g)+dD(g)v(A)v(B)v
11、(C)v(D)v(A)v(B )v(C)v(D)速率大小比较：把各种物质的速率换算成同一种物质表示速率大小比较：把各种物质的速率换算成同一种物质表示各物质的速率数值除以各物质的系数然后比较大小：各物质的速率数值除以各物质的系数然后比较大小：7 7、外部条件对化学反应速率的影响、外部条件对化学反应速率的影响当其它条件不变时，当其它条件不变时， 增大反应物的浓度，可以提高化学反应速率；增大反应物的浓度，可以提高化学反应速率； 减小反应物的浓度，可以降低化学反应速率。减小反应物的浓度，可以降低化学反应速率。对于气体参加的反应，当其它条件不变时对于气体参加的反应，当其它条件不变时: : 增大压强，可以
12、提高化学反应速率；增大压强，可以提高化学反应速率； 减小压强，可以降低化学反应速率。减小压强，可以降低化学反应速率。当其它条件不变时，当其它条件不变时， 升高温度，化学反应速率一般要加快；升高温度，化学反应速率一般要加快； 降低温度，化学反应速率一般要减慢。降低温度，化学反应速率一般要减慢。催化剂对化学反应速率的影响催化剂对化学反应速率的影响催化剂是能改变化学反应速率而在反应前后本身质量和化学性质不变的物质。催化剂是能改变化学反应速率而在反应前后本身质量和化学性质不变的物质。当其它条件不变时，采用适当的当其它条件不变时，采用适当的 催化剂可以加快化学反应速率。催化剂可以加快化学反应速率。二、化
13、学反应的限度和速率综合应用解题思想二、化学反应的限度和速率综合应用解题思想 1 1图像问题解题步骤图像问题解题步骤 (1)(1)看懂图像：看懂图像： 看面看面( (即弄清纵坐标与横坐标的意义即弄清纵坐标与横坐标的意义) )； 看线看线( (即弄清线的走向和变化趋势即弄清线的走向和变化趋势) )； 看点看点( (即弄清起点、拐点、交点、终点的意义即弄清起点、拐点、交点、终点的意义) )； 看是否要作辅助线看是否要作辅助线( (如等温线、等压线如等温线、等压线) )； 看定量图像中有关量的多少。看定量图像中有关量的多少。(3)(3)作出判断：作出判断：根据图像中表现的关系与所学规律相对比，作根据图
14、像中表现的关系与所学规律相对比，作出符合题目要求的判断。出符合题目要求的判断。(2)(2)联想规律：联想规律：联想外界条件的改变对化学反应速率和化学平联想外界条件的改变对化学反应速率和化学平衡的影响规律。衡的影响规律。示例示例1、在容积相同的不同密闭容器内、在容积相同的不同密闭容器内,分别充入同量的分别充入同量的N2和和H2,在在不同温度不同温度,任其发生反应任其发生反应N2(g)+3H2(g) 2NH3(g),在第在第7秒时分秒时分别测定其中的体积分数别测定其中的体积分数,并绘成下图曲线。并绘成下图曲线。 此反应的正反应是此反应的正反应是_热反应。热反应。 T1到到T2变化时，变化时，V正正
15、 V逆逆，T3时，时，V正正 V逆逆， T3到到T4变化变化时，时，V正正 V逆逆。放放A、B、C、D、E中，尚未达中，尚未达到化学平衡状态的点是到化学平衡状态的点是 。 =c3 B:a+b=92.4 C:2p2p3 D:a1+a31BD示例示例3、如图所示如图所示,当关闭阀门当关闭阀门K时时,向甲中充入向甲中充入1.5 mol A、3.5 mol B,向乙向乙中充入中充入3 mol A、7 mol B，起始时，起始时,甲、乙体积均为甲、乙体积均为V L。在相同温度和有。在相同温度和有催化剂存在的条件下催化剂存在的条件下,两容器中各自发生下列反应：两容器中各自发生下列反应： 3A(g)2B(g
16、)C(g)2D(g)；H0达到平衡（达到平衡（）时，）时，V(乙乙)=0.86V L。请回（请回（1）乙中）乙中B的转化率为的转化率为 ；（2）甲中）甲中D和乙中和乙中C的物质的量比较：的物质的量比较： （填（填“相等相等”、“前者大前者大”、“后者大后者大”）；）；（3）打开）打开K，过一段时间重新达平衡（，过一段时间重新达平衡（）时，乙的体积为时，乙的体积为 （用含（用含V的代数式表的代数式表 ）200.29V后者大后者大示例示例4、甲烷裂解可能发生的反应有甲烷裂解可能发生的反应有:2CH4(g) C2H2(g)+ 3H2(g) , 2CH4(g) C2H4(g)+2H2(g)。 1725
17、时，向时，向1L恒容密闭容器中充入恒容密闭容器中充入0.3 molCH4，达到平衡时，达到平衡时测得测得c(C2H2)=c(CH4) 。 则则CH4生成生成C2H2的平衡转化率为的平衡转化率为_；甲烷裂解时，甲烷裂解时，几种气体平衡几种气体平衡时分压（时分压（Pa）与温度（与温度（）之间的关系如之间的关系如图所示。图所示。62.5甲烷裂解可能发生的反应有：甲烷裂解可能发生的反应有：2CH4(g) C2H2(g)+3H2(g) , 2CH4(g) C2H4(g)+2H2(g)。 甲烷裂解时，甲烷裂解时，几种气体平衡几种气体平衡时分压（时分压（Pa）与温度（与温度（）之间的关系如之间的关系如图所示
18、。图所示。1725时时,反应反应2CH4(g） C2H2(g)+3H2(g) 的平衡常数的平衡常数Kp=_（用平衡分压代替平衡浓度）；（用平衡分压代替平衡浓度）；11013甲烷裂解可能发生的反应有：甲烷裂解可能发生的反应有：2CH4(g) C2H2(g)+3H2(g) , 2CH4(g) C2H4(g)+2H2(g)。 甲烷裂解时，甲烷裂解时，几种气体平衡几种气体平衡时分压（时分压（Pa）与温度（与温度（）之间的关系如之间的关系如图所示。图所示。由图可知，甲烷裂解制乙炔有副产物乙烯生成。为提高甲烷由图可知，甲烷裂解制乙炔有副产物乙烯生成。为提高甲烷制乙炔的产率，除改变温度外，还可采取的措施有制乙炔的产率，除改变温度外，还可采取的措施有_。充入适量乙烯充入适量乙烯
