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

1、普通化學,化學工業(yè)出版社,課件制作：湖南化工職業(yè)技術學院 胡莉蓉,第五章 化學反應速率 化學平衡,學習目標：1.了解化學反應速率和化學平衡概念；2.正確書寫平衡常數(shù)的表達式；3.掌握各種因素對反應速率和化學平衡的影響及在生產(chǎn)實踐中的應用。,學習內(nèi)容,第一節(jié) 化學反應速率,第二節(jié) 化學平衡,第三節(jié) 化學平衡的移動,化學反應速率,化學反應中常涉及到的兩個問題:,(1)化學反應進行的方向、程度,(2)化學反應進行的快慢,,,可能

2、性,現(xiàn)實性,,,化學熱力學,化學動力學,化學平衡,,,炸藥爆炸、照相膠片的感光、酸堿中和反應 快塑料和橡膠的老化、煤和石油的形成 慢,化學反應速率的差別,一、 化學反應速率的表示方法,表示方法：單位時間內(nèi)反應物或生成物的濃度變化,平均速率,平均速率,第一節(jié) 化學反應速率,單位：mol/L.S或mol/L.min或mol/L.h,二、影響反應速率的因素,（一）濃度對反應速率的影響,結論：增大反應物的濃度

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

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

5、應,二、 化學平衡,對于可逆反應，當正逆反應速率相等時，系統(tǒng)所處的狀態(tài)稱化學平衡狀態(tài)。,①動態(tài)平衡：v正=v逆≠0②各物質(zhì)濃度不隨時間而改變③相對性，改變條件平衡可被打破④平衡可從正、逆兩個方向建立,化學平衡的特點:,[C]p [D]q,三、平衡常數(shù),任何可逆反應,達到化學平衡時，生成物濃度（以生成物化學式系數(shù)為指數(shù)）的乘積與反應物濃度（以反應物化學式系數(shù)為指數(shù)）的乘積之比值是一個常數(shù)。這個常數(shù)叫做化學平衡常數(shù)，簡稱平衡常數(shù)。,,

6、,,,,[A]m [B]n,K=,平衡常數(shù)表達式,濃度平衡常數(shù),[ ]濃度,注意：在平衡常數(shù)表達式中，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：,衡量反應進行程度大小，K越大，表示反應進行程度越大，即反應進行得越完全：反之，K越小，反應進行得越不完全,平衡常數(shù)與溫度有關,第三節(jié) 化學平衡的移動,定義：因為條件改變，舊的平衡被破壞，引反應系統(tǒng)中各物質(zhì)的量隨之改變，從而達到新平衡狀態(tài)的過程稱為化

7、學平衡的移動。,一、化學平衡移動原理,（一）濃度對化學平衡的影響,實驗現(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:,結論：其它條件不變時，增加反應物濃度或減小生成物濃度，化學平衡向正反應方向移動；增加生成物濃度或減小反應物濃度，化學平衡向逆反應移動。,實驗:向重鉻酸鉀溶液中滴加硫酸或氫氧化鈉,（二）壓力對化學平衡的影響,,,實驗: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、 無色,實驗現(xiàn)象:將針管活塞往外拉時，體積增大，壓力減小，顏色變深；將針管活塞往里壓時，體積減小，壓力增大，顏色變淺。,解釋:,結論：對于有氣體參加的應，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；降低壓力，平衡向氣體分子數(shù)增加的方向移動。,Δn=0的反應及溶液中的反應，平衡不隨壓力的變化而移動,注意：,（三）溫度對化學平衡的影響,實驗現(xiàn)象：升溫，紅棕色加深；降溫，紅棕色變淺.,結論：其它條

9、件不變時，升高溫度，平衡向吸熱方向移動；降低溫度，平衡向放熱方向移動。,解釋:,實驗: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：催化劑對化學平衡的移動沒有影響。但是，能大大縮短反應達到平衡所需要的時間,1887年，法國科學家Le Chatelier提出：假如改變平衡系統(tǒng)的條件之一，平衡就向減弱這個改變的方向移動。,勒夏特列原理,練習：根據(jù)Le Chatelier原理，討論：達到平衡時，操作條件改變對各物理量的平衡

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

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