普通化學(xué)第二版課件 教學(xué)課件 ppt 作者 陳東旭 吳衛(wèi)東 主編 胡莉蓉 副主編5第五章化學(xué)反應(yīng)速率

1、普通化學(xué),化學(xué)工業(yè)出版社,課件制作：湖南化工職業(yè)技術(shù)學(xué)院 胡莉蓉,第五章 化學(xué)反應(yīng)速率 化學(xué)平衡,學(xué)習(xí)目標(biāo)：1.了解化學(xué)反應(yīng)速率和化學(xué)平衡概念；2.正確書寫平衡常數(shù)的表達(dá)式；3.掌握各種因素對(duì)反應(yīng)速率和化學(xué)平衡的影響及在生產(chǎn)實(shí)踐中的應(yīng)用。,學(xué)習(xí)內(nèi)容,第一節(jié) 化學(xué)反應(yīng)速率,第二節(jié) 化學(xué)平衡,第三節(jié) 化學(xué)平衡的移動(dòng),化學(xué)反應(yīng)速率,化學(xué)反應(yīng)中常涉及到的兩個(gè)問(wèn)題:,(1)化學(xué)反應(yīng)進(jìn)行的方向、程度,(2)化學(xué)反應(yīng)進(jìn)行的快慢,,,可能

2、性,現(xiàn)實(shí)性,,,化學(xué)熱力學(xué),化學(xué)動(dòng)力學(xué),化學(xué)平衡,,,炸藥爆炸、照相膠片的感光、酸堿中和反應(yīng) 快塑料和橡膠的老化、煤和石油的形成 慢,化學(xué)反應(yīng)速率的差別,一、 化學(xué)反應(yīng)速率的表示方法,表示方法：?jiǎn)挝粫r(shí)間內(nèi)反應(yīng)物或生成物的濃度變化,平均速率,平均速率,第一節(jié) 化學(xué)反應(yīng)速率,單位：mol/L.S或mol/L.min或mol/L.h,二、影響反應(yīng)速率的因素,（一）濃度對(duì)反應(yīng)速率的影響,結(jié)論：增大反應(yīng)物的濃度

3、，會(huì)加快反應(yīng)速率；而降低反應(yīng)物的濃度，會(huì)減慢反應(yīng)速率。,實(shí)驗(yàn)：余燼的火柴插入盛有純氧氣的試 管中，火柴復(fù)燃,（二）壓力對(duì)反應(yīng)速率的影響,結(jié)論：對(duì)于有氣體物質(zhì)參加的反應(yīng)，增大壓力，反應(yīng)速率加快。降低壓力， 反應(yīng)速率減慢。,（三）溫度對(duì)反應(yīng)速率的影響,結(jié)論：在其他條件不變的情況下，升高溫度 ，化學(xué)反應(yīng)速率增大。溫度每升高10℃，反應(yīng)速率大約增加2～4倍。,（四）催化劑對(duì)反應(yīng)速率的影響,催化劑:凡能改變反應(yīng)速率而本身的組成和質(zhì)量在反應(yīng)前后保持

4、不變的物質(zhì)。,催化反應(yīng)：有催化劑參加的反應(yīng)；催化作用：催化劑在化學(xué)反應(yīng)中所起的作用,正催化劑：能加快反應(yīng)速率的催化劑負(fù)催化劑：能減慢反應(yīng)速率的催化劑叫負(fù)催化劑,橡膠和塑料制品中的防老化劑,注意:催化劑只能改變反應(yīng)速率，但不能使不發(fā)生反應(yīng)的物質(zhì)之間發(fā)生反應(yīng)，也不能提高反應(yīng)收率。,第二節(jié) 化學(xué)平衡,一、可逆反應(yīng),不可逆反應(yīng)：只能向一個(gè)方向進(jìn)行“到底”的反應(yīng)。,,,表達(dá)：,可逆反應(yīng)：既能向一個(gè)方向又能向相反方向進(jìn)行的反應(yīng),正反應(yīng),逆反

5、應(yīng),二、 化學(xué)平衡,對(duì)于可逆反應(yīng)，當(dāng)正逆反應(yīng)速率相等時(shí)，系統(tǒng)所處的狀態(tài)稱化學(xué)平衡狀態(tài)。,①動(dòng)態(tài)平衡：v正=v逆≠0②各物質(zhì)濃度不隨時(shí)間而改變③相對(duì)性，改變條件平衡可被打破④平衡可從正、逆兩個(gè)方向建立,化學(xué)平衡的特點(diǎn):,[C]p [D]q,三、平衡常數(shù),任何可逆反應(yīng),達(dá)到化學(xué)平衡時(shí)，生成物濃度（以生成物化學(xué)式系數(shù)為指數(shù)）的乘積與反應(yīng)物濃度（以反應(yīng)物化學(xué)式系數(shù)為指數(shù)）的乘積之比值是一個(gè)常數(shù)。這個(gè)常數(shù)叫做化學(xué)平衡常數(shù)，簡(jiǎn)稱平衡常數(shù)。,,

6、,,,,[A]m [B]n,K=,平衡常數(shù)表達(dá)式,濃度平衡常數(shù),[ ]濃度,注意：在平衡常數(shù)表達(dá)式中，不包括固體物質(zhì)或純液體，只包括氣體和溶液的濃度。,K = [CO2],平衡常數(shù)的意義：,衡量反應(yīng)進(jìn)行程度大小，K越大，表示反應(yīng)進(jìn)行程度越大，即反應(yīng)進(jìn)行得越完全：反之，K越小，反應(yīng)進(jìn)行得越不完全,平衡常數(shù)與溫度有關(guān),第三節(jié) 化學(xué)平衡的移動(dòng),定義：因?yàn)闂l件改變，舊的平衡被破壞，引反應(yīng)系統(tǒng)中各物質(zhì)的量隨之改變，從而達(dá)到新平衡狀態(tài)的過(guò)程稱為化

7、學(xué)平衡的移動(dòng)。,一、化學(xué)平衡移動(dòng)原理,（一）濃度對(duì)化學(xué)平衡的影響,實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象:滴加H2SO4，溶液的橙紅色加深；滴加NaOH，溶液的黃色加深；,解釋:,結(jié)論：其它條件不變時(shí)，增加反應(yīng)物濃度或減小生成物濃度，化學(xué)平衡向正反應(yīng)方向移動(dòng)；增加生成物濃度或減小反應(yīng)物濃度，化學(xué)平衡向逆反應(yīng)移動(dòng)。,實(shí)驗(yàn):向重鉻酸鉀溶液中滴加硫酸或氫氧化鈉,（二）壓力對(duì)化學(xué)平衡的影響,,,實(shí)驗(yàn):用注射器吸入N02和N2O4的混合氣體后，用橡皮塞封閉針頭。,棕紅色

8、 無(wú)色,實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象:將針管活塞往外拉時(shí)，體積增大，壓力減小，顏色變深；將針管活塞往里壓時(shí)，體積減小，壓力增大，顏色變淺。,解釋:,結(jié)論：對(duì)于有氣體參加的應(yīng)，其它條件不變，增大壓力，平衡向氣體分子數(shù)減小的方向移動(dòng)；降低壓力，平衡向氣體分子數(shù)增加的方向移動(dòng)。,Δn=0的反應(yīng)及溶液中的反應(yīng)，平衡不隨壓力的變化而移動(dòng),注意：,（三）溫度對(duì)化學(xué)平衡的影響,實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象：升溫，紅棕色加深；降溫，紅棕色變淺.,結(jié)論：其它條

9、件不變時(shí)，升高溫度，平衡向吸熱方向移動(dòng)；降低溫度，平衡向放熱方向移動(dòng)。,解釋:,實(shí)驗(yàn):將N02平衡儀的兩端分別置于盛有冷水和熱水的燒杯內(nèi)。,注意：催化劑對(duì)化學(xué)平衡的移動(dòng)沒(méi)有影響。但是，能大大縮短反應(yīng)達(dá)到平衡所需要的時(shí)間,1887年，法國(guó)科學(xué)家Le Chatelier提出：假如改變平衡系統(tǒng)的條件之一，平衡就向減弱這個(gè)改變的方向移動(dòng)。,勒夏特列原理,練習(xí)：根據(jù)Le Chatelier原理，討論：達(dá)到平衡時(shí)，操作條件改變對(duì)各物理量的平衡

10、數(shù)值有何影響,吸熱反應(yīng),例 H2SO4生產(chǎn)中SO2(g)氧化為SO3(g)的反應(yīng) SO2(g) + 1/2O2(g) SO3(g),分析：這是一個(gè)氣體分子數(shù)減少(?n<0)的放熱反應(yīng)根據(jù)平衡移動(dòng)原理:增大壓力、升高溫度愈低愈有利于平衡轉(zhuǎn)化率的提高。,二、化學(xué)反應(yīng)速率和化學(xué)平衡移動(dòng)原理在化工生產(chǎn)中的應(yīng)用,SO2平衡轉(zhuǎn)化率與溫度、壓力的關(guān)系,討論：增加壓力既能提高平衡轉(zhuǎn)化率

11、，又增加了氣體濃度，對(duì)加快反應(yīng)速率也有利。但由于常壓平衡轉(zhuǎn)化率已很高，而增加壓力要消耗能源并相應(yīng)增加對(duì)設(shè)備材料的要求，所以實(shí)際生產(chǎn)采用常壓過(guò)程。同時(shí)，由于SO2成本較高，O2 可從空氣中任意獲取，為盡量利用SO2使用過(guò)量的O2。 綜合化學(xué)平衡和反應(yīng)速率兩方面的因素，SO2的轉(zhuǎn)化反應(yīng)條件為： 壓力：常壓(101.3kPa) 催化劑：V2O5(主)、K2O(助)，SiO2載體 溫度：673K?773 K；