化學反應速率與化學平衡復習課件1

濃度壓強溫度催化劑其它濃度壓強溫度適宜條件選擇合成氨工藝流程一、化學反應速率1.化學反應速率2.影響反應速率的條件二、化學平衡1.化學平衡的建立3.影響平衡的條件4.等效平衡三、合成氨簡介第七章化學反應速率和化學平衡2.化學平衡的移動四、有關化學平衡的計算內因外因濃度壓強溫度催化劑其它濃度壓強1一、化學反應速率1、定義：用來衡量化學反應進行快慢程度的物理量2、表示方法：通常用單位時間內某種反應物濃度的減少或某種生成物濃度的增加來表示。2、表示方法：ひ(A)=△

C(A)△t————=————化學反應速率

mA（g）+nB（g）pC（g）+qD（g）△n(A)

V△t

一、化學反應速率1、定義：用來衡量化學反應進行快慢程度的物理23、單位：⑶只適用于g、aq；對于s、純液體不適用1.ひ(A)：ひ(B)：ひ(C)：ひ(D)==m：n：p：qmol/(L·S)或mol/(L·min)或mol/(L·h)4、特點：⑴指明物質，物質不同，ひ不同⑵ひ為平均值，為正值（4）同一反應在同一時間內，各物質的速率之比等于化學計量數之比。2.△C(A)：△C(B)：△C(C)：△C(D)==m：n：p：q

△n(A)：

△n

(B)：

△n

(C)：

△n

(D)==m：n：p：q△t△

Cひ·=3.△nV

=ひ·△t·3、單位：⑶只適用于g、aq；對于s、純液體不適用1.ひ(A3[1]

反應A+3B2C+2D在四種不同的情況下的反應速率分別為：①ひ（A）=0.15mol/(L·S)

②ひ（B）=0.6mol/(L·S)③ひ（C）=0.4mol/(L·S)

④ひ（D）=0.45mol/(L·S)該反應在四種情況下的快慢順序為

.④>③=②>①[分析]

①根據反應速率之比等于物質的計量數之比來判斷。②將不同物質表示的反應速率換算成同一物質表示的反應速率來判斷。在同一個反應中，用不同的物質來表示反應速率時，其數值可以是不同的，但表示這個反應速率的含義是相同的。例題[1]反應A+3B2C+2D在四種④>③=②>4[2]

將化合物A的蒸氣1mol充入0.5L容器中加熱分解:2A(g)B(g)+nC(g)。反應到3min時，容器內A的濃度為0.8mol/L，測得這段時間內，平均速率v(C)＝0.6mol/(L·min)，則化學方程式中的n值為

，v(B)＝

。[分析]

因為反應方程式中各物質化學計量數之比,等于它們的反應速率之比。欲求n值，應先求v(A)的值。

起始時：1mol3min末：0.4mol變化量：0.6mol

所以 v(A)＝＝0.4mol/(L·min)v(A)∶v(C)＝0.4∶0.6＝2∶3=2∶n

n＝3答案：n＝3v(B)＝0.2mol/(L·min)v(B)＝v(A)＝×0.4mol/(L·min)＝0.2mol/(L·min)30.2mol/(L·min)

2A(g)

B(g)+nC(g)[2]將化合物A的蒸氣1mol充入0.5L容器中加熱分解5[3]

一定溫度下，向一個容積為2L的真空密閉容器中(事先裝入催化劑)，通入1molN2和3molH2，3min后，測得容器內的壓強是開始時的0.9倍，在此時間v(H2)為()A.0.2mol/(L·min) B.0.6mol/(L·min) C.0.1mol/(L·min) D.0.3mol/(L·min)[分析]

欲求在3min內氫氣的反應速率v(H2)，須求出在3min內H2減少的物質的量?？墒紫雀鶕瑴亍⑼瑝合職怏w的體積與其物質的量成正比的關系，求出3min末反應混合氣體的物質的量。然后根據化學方程式，找到3min末各物質的物質的量(設未知數)，并列方程式求出H2的變化量。

[解析]

3min末混合氣體的物質的量為(1mol+3mol)×0.9＝3.6mol設3min內消耗N2

xmol。 N2+3H2====

2NH3起始

1mol 3mol 0mol轉化xmol3xmol2xmol3min末

(1-x)mol(3-3x)mol 2xmol

(1-x)+(3-3x)+2x＝3.6

x＝0.2molv(H2)＝/3min＝0.1mol/(L·min)C想一想[3]一定溫度下，向一個容積為2L的真空密閉容器中(事先裝6二、影響化學反應速率的因素反應物本身的結構、性質1、內因：（主要）二、影響化學反應速率的因素反應物本身的結構、性7是影響化學反應速率的四大因素

此外還有

等也影響了反應速率。2、外因濃度、壓強、溫度、催化劑光、超聲波、激光、放射性、電磁波、反應物的顆粒的大小、擴散速率、溶劑效應

8外界條件對化學反應速率影響的規(guī)律(1)C:C(反應物)↑→ひ↑

①使用于g或aq的反應

②可逆反應中:ひ正↑、ひ逆↑。C(反應物)↓

→ひ↓

(2)P:P↑→V(容器)↓→C↑→ひ↑P↓→V(容器)↑→C↓→ひ↓①適用于g②實質：C發(fā)生了變化(3):T(1)T↑→ひ↑

(2)T↓

→ひ↓

一切體系(4):催化劑(1)使用正催化劑→ひ↑

(2)使用負催化劑→ひ↓

②可逆反應中，可同等程度增大ひ正↑、ひ逆↑①特定反應(5):SS↑→ひ↑

外界條件對化學反應速率影響的規(guī)律(1)C:C(反應物)↑9P對速率的影響1.對于無g參與：P↑→C不變→ひ不變2.對于有g參與：（1）恒溫：P↑→V(容器)↓→C↑→ひ↑（2）恒溫，恒容：①充入氣體反應物→C(反應物）↑→P↑→ひ↑（3）恒溫，恒壓：①充入不參與反應的氣體→V(容器)↑→C(反應物）↓→

ひ不變②充入不參與反應的氣體→P↑→C(反應物）不變→

ひ不變P對速率的影響1.對于無g參與：P↑→C不變→ひ不變210

1.

在相同的條件下，做H2O2分解對比實驗，其中(1)加入MnO2催化，(2)不加MnO2催化。下圖是反應放出O2的體積隨時間的變化關系示意圖，其中正確的是()O2OtO2OtO2OtO2Ot(1)(2)(1)(2)(1)(2)(1)(2)[解析]

催化劑的加入能改變化學反應速率，但不能改變反應進行的程度。所以同樣的H2O2分解放出的氧氣量不會因MnO2的加入而改變，所以B、C錯；MnO2是H2O2分解的正催化劑，可以加快分解，所以D不正確，只有A正確。

A1.在相同的條件下，做H2O2分解對比實驗，其中11

2.

把除去氧化膜的鎂條投入到盛有少量稀鹽酸的試管中，發(fā)現氫氣發(fā)生的速率變化情況如圖所示，其中t1～t2速率變化的主要原因是__________________________________________________；

t2～t3速率變化的主要原因是_________________________________________________。

反應是放熱反應，溫度升高使化學反應速率提高

HCl物質的量濃度變小使化學反應速率降低

2.把除去氧化膜的鎂條投入到盛有少量稀鹽酸12

3.

對于反應I2(g)＋H2(g)2HI(g)，在其他條件相同時，采取下列措施，壓強如何變化，反應速率如何變化?(1)縮小體積；

(2)保持體積不變，通入惰性氣體He；

(3)保持壓強不變，通入惰性氣體He；

(4)保持體積不變，通入少量H2。(1)縮小體積濃度增大，壓強增大反應速率增大(2)體積不變，通入He

混合氣體的總壓增大，但反應物及產物濃度沒有變化反應速率不變(3)壓強不變，通入He

體積增大，體系各物質濃度減少反應速率減小

(4)通入H2，因體積不變，壓強增大

c(H2)增大，反應速率增大

3.對于反應I2(g)＋H2(g)13

4.

現有反應：A(g)+B(g)===C

(g)，從正反應開始，在其他條件不變時，某一反應物的濃度、反應時間、反應溫度跟反應速率之間的關系曲線如圖所示，其中明顯錯誤的是（）

ひC(A)O

(A)ひC(B)Oひ時間Oひ溫度O

(B)

(C)

(D)B4.現有反應：A(g)+B(g)===14

5.

進行如下實驗，在A瓶中放入10g黃豆大小的碳酸鈣，在B瓶中放入5g粉末狀碳酸鈣，分別加入50mL1mol/L鹽酸，下圖中橫軸X代表時間，縱軸Y代表瓶中碳酸鈣減小的質量，其中能正確表示實驗結果的圖是（）

(A)

(B)

(C)

(D)BABABABAYXYYYXXXC5.進行如下實驗，在A瓶中放入10g黃豆大小的(15B圖中陰影部分面積表示（）A、A的濃度的減少B、B物質的量的減少C、C的濃度的增加D、A物質的量的減少C

6.

在容積固定的2L的密閉容器中，充入A和B各4mol，發(fā)生可逆反應：A(g)+2B(g)2C(g)，并達到平衡，以B的濃度改變表示的反應速率V正、V逆與時間的關系，如右圖。則B的平衡濃度的表示式正確的是（式中S指對應區(qū)域的面積）（）A、4Saob

B、2Saob

C、4SabdoD、2Sbod

VBB圖中陰影部分面積表示（）A、A的濃度的減少16一、化學平衡狀態(tài)1、可逆反應：在同一條件下，既能向正反應方向進行，又能向逆反應方向進行的化學反應。（1）表示方法““正：左→右逆：右→左（2）特點：A、相同條件下，同時進行B、反應不能進行到底，反應物不能完全轉化C、反應物、生成物同時存在于反應體系中一、化學平衡狀態(tài)在同一條件下，既能向正反應方向進行，（1）表171.建立化學平衡一、化學平衡的建立開始：C（反應物）最大–

C（生成物）=0--ひ正最大ひ逆=01.建立化學平衡一、化學平衡的建立開始：C（反應182.化學平衡狀態(tài)

概念：在一定條件下的可逆反應里，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)，稱為化學平衡狀態(tài)。概念的理解：前提

是一定條件下的可逆反應實質是ひ正=ひ逆≠0標志是反應混合物中各組分的濃度保持不變2.化學平衡狀態(tài)概念：在一定條件下的可逆反應里193.化學平衡的特征(1)逆——可逆反應

變——當濃度、壓強、溫度等條件改變時，化學平衡即發(fā)生移動(2)等——ひ正=ひ逆≠0(3)動——動態(tài)平衡(平衡時,正、逆反應仍在進行)

定——平衡狀態(tài)時，反應混合物中各組分的濃度保持不變勤思善解3.化學平衡的特征(1)逆——可逆反應變——當濃204.判斷化學平衡狀態(tài)的方法⑴項目mA(g)+nB(g)pC(g)+qD(g)是否平衡混合體系中各組分的含量各物質的物質的量或物質的量的分數一定各物質的質量或質量分數一定各氣體的體積或體積分數一定總壓強、總體積、總物質的量一定平衡平衡平衡不一定平衡4.判斷化學平衡狀態(tài)的方法⑴項目mA(g)+nB(g)21項目mA(g)+nB(g)pC(g)+qD(g)是否平衡正逆反應速率關系在單位時間內消耗了mmolA的同時生成了mmolA

在單位時間內消耗了nmolB的同時消耗了pmolC在單位時間內生成了nmolB的同時消耗了qmolD(均指ひ逆)ひ(A)?ひ(B)?ひ(C)?ひ(D)==m?n?p?q（ひ正不一定等于ひ逆）4.判斷化學平衡狀態(tài)的方法⑵平衡平衡不一定平衡不一定平衡項目mA(g)+nB(g)pC(g)+qD(g)是否22項目mA(g)+nB(g)pC(g)+qD(g)是否平衡壓強當m+n≠p+q時，總壓力一定(其它條件一定)當m+n=p+q時，總壓力一定(其它條件一定)混合氣體的平均相對分子質量(M)當m+n≠p+q時，M一定當m+n=p+q時，M一定4.判斷化學平衡狀態(tài)的方法⑶平衡不一定平衡平衡不一定平衡項目mA(g)+nB(g)pC(g)+qD(23項目注意化學反應的特點是否平衡密度(ρ)C(s)+CO2(g)2CO(g)(ρ一定)N2(g)+3H2(g)2NH3(g)(ρ一定)H2(g)+I2(g)2HI(g)(ρ一定)4.判斷化學平衡狀態(tài)的方法⑷不一定平衡不一定平衡不一定平衡項目注意化學反應的特點是否平衡密度C(s)+CO2(g)24

1.下列方法中可以證明A(s)+2B2(g)2C2(g)+D2(g)已經達到平衡狀態(tài)的是______________________.⑵、一個B—B鍵的斷裂的同時有一個C—C鍵的生成⑼、百分組成B2%=C2%=D2%⑴、單位時間內生成了2molC的同時也生成了1molA⑶、反應速率ひ(B2)=ひ(C2)=1/2ひ(D2)⑷、C(B2):C(C2):C(D2)=2:2:1⑸、溫度、體積一定時，[B2]、[C2]、[D2]濃度不再變化⑹、溫度、體積一定時，容器內的壓強不再變化⑺、條件一定時，混合氣體的平均相對分子質量不再變化⑻、溫度、體積一定時，混合氣體的密度不再變化⑴、⑸、⑹、(8)〖思考與練習〗1.下列方法中可以證明A(s)+2B2(g)25

2.在一定溫度下，可逆反應：A2(氣)+B2(氣)2AB(氣)達到平衡的標志是()(A)A2、B2、AB的濃度不再變化(B)容器中的壓強不再隨時間變化C)單位時間內生成n

mol的A2同時生成2n

mol的AB

(D)A2、B2、AB的濃度之比為1:1:2AC2.在一定溫度下，可逆反應：AC26小結：化學平衡的標志①正反應速率等于逆反應速率（ひ正=ひ逆）

②各成分的百分含量保持不變

③各物質的濃度不變

④各物質的轉化率不變

⑤對于氣體計量數和前后不相等的反應,壓強保持不變······⑥對于有顏色物質參加或生成的可逆反應，顏色不變。⑦對于吸熱或放熱反應，絕熱體系的溫度不變。⑧對于同物質而言，斷裂化學鍵的數目與生成化學的數目相等。小結：化學平衡的標志①正反應速率等于逆反應速率（ひ正=ひ27二、化學平衡移動

1.概念：對一個可逆反應，達到化學平衡狀態(tài)以后，反應條件(如溫度、壓強、濃度等)發(fā)生改變，平衡混合物里各組分的濃度也就隨著改變而達到新的平衡狀態(tài)，這個過程叫做化學平衡移動。

2.化學平衡移動的根本原因：外界條件改變，引起ひ正、ひ逆發(fā)生改變，且：ひ正≠ひ逆≠0，造成化學平衡移動。

3.化學平衡移動的結果:

速率、體系中各組分含量與原平衡比較均發(fā)生變化。

4.化學平衡移動的方向：ひ正＞ひ逆，正反應方向移動。

ひ正＜ひ逆，逆反應方向移動。

ひ正＝ひ逆，平衡不移動。二、化學平衡移動1.概念：對一個可逆反應，達到化28

三、影響化學平衡移動的因素在其他條件不變時，增大反應物濃度或減小生成物濃度都可使化學平衡向正反應方向移動；反之化學平衡向逆反應方向移動。1.濃度三、影響化學平衡移動的因素在其他條件不29

注意：加入不溶性固體物質或不溶性液態(tài)物質時，由于其“濃度”為一常數，不隨其量的增減而變化，故改變這些物質的投入量，對平衡沒有影響。注意：加入不溶性固體物質或不溶性液態(tài)物質時，由于其“30

對于反應前后氣體總體積發(fā)生變化的可逆反應，在其他條件不變時，增大壓強，化學平衡向氣體體積縮小的方向移動；反之，化學平衡向氣體體積增大的方向移動。

其他條件不變時，壓強增大，ひ正、ひ逆都提高，但氣體體積之和大的反應速率增大的幅度更大。N2(g)+3H2(g)2NH3(g)

2.壓強：對于反應前后氣體總體積發(fā)生變化的可逆反應，在31

壓強對平衡的影響，只考慮對參加反應的氣態(tài)物質的影響。H2(g)+I2(g)2HI(g)壓強對平衡的影響，只考慮對參加反應的氣態(tài)物質的32注意的幾個問題

①當反應混合物中無氣態(tài)物質時，壓強的變化對平衡無影響。②對于氣體分子數無變化的反應，壓強的變化對平衡無影響。

③恒容時，通入惰性氣體，壓強增大，但平衡不移動；恒壓時，通入惰性氣體，壓強不變，體積增大，反應物、生成物濃度同等倍數減小，相當于減小壓強，平衡向氣體總體積增大的方向移動。

④同等程度地改變氣態(tài)反應混合物中各物質的濃度時，應視為壓強的影響。

⑤在恒容的容器中，改變其中一種物質的濃度（氣態(tài)物質）時，必然同時引起壓強的變化。判斷移動方向時以濃度的影響考慮；判斷反應混合物中各組分的百分含或物質的量分數或體積分數時，以壓強的影響考慮。如：在密閉容器中有可逆反應：

2NO2N2O4,平衡后，向容器中再通入NO2，平衡向正反應方向移動；若再通入N2O4，則平衡向逆反應方向移動。重新達平衡時，NO2的百分含量都比原平衡時小。注意的幾個問題⑤在恒容的容器中33DB

[例1]在一個固定體積的密閉的容器中，放入3升X(氣)和2升Y(氣)，在一定條件下發(fā)生下列反應:4X(氣)+3Y(氣)2Q(氣)+nR(氣)。達到平衡后，容器內溫度不變，混合氣體的壓強比原來增加5%，X的濃度減小1/3，則該反應方程式中的n值是()(A)3(B)4(C)5(D)6

[例2]在密閉容器中進行反應N2+3H22NH3；△H＜0，一定溫度下達到平衡，若將平衡體系中各物質濃度都增加到原來的2倍，則產生結果是①平衡不移動②平衡向正反應方向移動③NH3的百分含量增加④H2的轉化率增大⑤達到新平衡后容器的壓強等于原平衡的壓強的2倍⑥C(N2)減?、逤(NH3)新>2C(NH3)原()

(A)①②③④(B)②③④⑦(C)③④⑤⑥(D)④⑤⑥⑦

〖例題選講〗DB[例1]在一個固定體積的密閉的容器中，放入3升X(氣34

3.溫度

在其他條件不變的情況下，升高溫度，化學平衡向吸熱反應方向移動，降低溫度，化學平衡向放熱反應方向移動。升高溫度，吸熱反應方向的速率增大的幅度更大。降低溫度，吸熱反應方向的速率降低的幅度更大。N2(g)+3H2(g)2NH3(g)；△H＜03.溫度升高溫度，吸熱反應方向的速率增大的幅度更大。降35B[例1]對于平衡：①C2H2+H2

C2H4；△Ha和平衡：②2CH4

C2H4+2H2；△Hb在其他條件不變時，溫度降低①式向右移動②式相左移動。則熱化學方程式：

C(固)+2H2(氣)=CH4(氣)；△H1=-Q1KJ/mol2C(固)+H2(氣)=C2H2(氣)；△H2=-2Q2KJ/mol2C(固)+2H2(氣)=C2H4(氣)；△H3=-2Q3KJ/mol中Q1、Q2、Q3值的大小比較是()(A)Q1>Q2>Q3(B)Q1>Q3>Q2

(C)Q2>Q1>Q3(D)Q3>Q2>Q1△Ha=2Q2-2Q3<0△Hb=2Q1-2Q3>0〖例題選講〗B[例1]對于平衡：①C2H2+H236它的使用能同等程度地改變正、逆反應速率（即反應速率改變但仍然相等），可以改變化學反應達到平衡所需要的時間。正催化劑可以加快反應速率，縮短反應達到平衡所需要的時間。t1t2t產物含量使用催化劑4.催化劑對化學平衡移動無影響它的使用能同等程度地改變正、逆反應速率（即37勒夏特列原理：

——化學平衡移動原理

若改變影響平衡的一個條件(濃度、壓強、溫度)，平衡就向能夠減弱這種改變的方向移動。勒夏特列原理：若改變影響平衡的一個條件(濃度、38D

[例1]反應X(g)+Y(g)2Z(g)(正反應放熱)，從正反應開始經t1時間達到平衡狀態(tài)，在t2末由于條件變化，平衡受到破壞，在t3時達到新的平衡，下圖表示上述反應過程中物質的濃度與反應時間的變化關系，試問圖中的曲線變化是由哪種條件的改變引起的？（）A、增大X或Y的濃度B、增大壓強C、增大Z濃度D、降低溫度〖例題選講〗D[例1]反應X(g)+Y(g)39B

[例2]

下圖表示可逆反應：A(g)+B(g)C(g)，當增大壓強時，平衡由a點移動到b點，正確的曲線是（）。B[例2]下圖表示可逆反應：40D

[例3]

對于可逆反應：A(g)+2B(g)2C(g)；△H＞0，下列圖像中正確的是（）。D[例3]對于可逆反應：41

[例4]如圖曲線是在其他條件一定時，反應：2NO2N2O4；△H

<O中，NO2最大轉化率與溫度的關系曲線。圖上標有A、B、C、D、E5點，其中表示未達到平衡狀態(tài)且ひ(正)>ひ(逆)的點是（）（A）A或E（B）C（C）B（D）DB[例4]如圖曲線是在其他條件一定時，反應：（A）42CD

[例5]可逆反應：mA(s)+nB(g)pC(g)；△H＜0在一定溫度的密閉容器中進行，B的體積分數(VB%)與壓強關系如圖所示。下列敘述正確的是（）（A）m+n<p（B）n>p（C）n<p（D）x點時:ひ(正)>ひ(逆)CD[例5]可逆反應：mA(s)+nB(g)43

[例7]

已建立化學平衡的某可逆反應，當改變條件使化學平衡向正反應方向移動時,下列有關敘述正確的是()①生成物的百分含量一定增加②生成物的產量一定增加③反應物的轉化率一定增大④反應物濃度一定降低⑤正反應速率一定大于逆反應速率⑥使用了合適的催化劑A①②(B)②⑤(C)③⑤(D)④⑥B

[例6]

下列事實中不能用平衡移動原理解釋的是()(A)密閉、低溫是存放氨水的必要條件

(B)實驗室用排飽和食鹽水法收集氯氣

(C)硝酸工業(yè)生產中，使用過量空氣以提高NH3的利用率

(D)在FeSO4溶液中，加入鐵粉以防止氧化D[例7]已建立化學平衡的某可逆反應，當改變條件使化學平44

[例8]

對于平衡體系：

mA(氣)+nB(氣)pC(氣)+qD(氣)；△H＜0，下列判斷正確的是()(A)若溫度不變，將容器的體積增大1倍，此時A的濃度變?yōu)樵瓉淼?.48倍,則m+n>p+q

(B)若平衡時，A、B的轉化率相等，說明反應開始時A、B的物質的量之比為m:n

(C)若平衡體系共有氣體amol，再向其中加入bmolB物質，當重新達到平衡時，氣體的總物質的量等于a+b)mol，則m+n=q+p

(D)溫度不變時，若壓強增大為原來的2倍，達到新平衡時，總體積一定比原體積的1/2要小BC[例8]對于平衡體系：BC45

[例9]

對于反應mA(g)＋nB(g)qC(g)有如右圖所示關系，則:p1與p2的關系___________；m＋n與q的關系____________；T1與T2的關系__________；(選填“＞”“＜”或“＝”)正反應是吸熱還是放熱?正反應為放熱反應。

p1＜p2m＋n＞qT1＞T2[例9]對于反應mA(g)＋nB(g)46四、等效平衡1、等效平衡的含義

在一定條件(定溫、定容或定溫、定壓)下，只是起始加入情況不同的同一可逆反應達到平衡后，任何相同組分的分數(體積、物質的量)均相同，這樣的化學平衡互稱等效平衡。2、等效平衡的規(guī)律

⑴、定溫、定容條件下的等效平衡

I類：對于一般可逆反應，在定T、V條件下，改變起始加入情況，只要按可逆反應的化學計量數比換算成平衡式左右兩邊同一邊物質的量與原平衡起始量相同，則兩平衡等效。四、等效平衡1、等效平衡的含義在一定條件(定47

Ⅲ類：對于一般可逆反應，在定T、P條件下，改變起始加入情況，只要按可逆反應的化學計量數比換算成平衡式左右兩邊同一邊物質的量比與原平衡相同，則兩平衡等效。⑵、定溫、定壓條件下的等效平衡

Ⅱ類：對于一般可逆反應，在定T、V條件下，對于反應前后氣體分子數不變的可逆反應，只要反應物(或生成物)的物質的量的比與原平衡相同，則兩平衡等效。

mA(g)+nB(g)pC(g)+qD(g)定T、V定T、Pm+n≠p+qm+n=p+q極限相等法極限成比例法極限成比例法m+n≠p+qm+n=p+qⅢ類：對于一般可逆反應，在定T、P條件下，改變起始加入情48

[例1]在一定容密閉容器中，加入mmolA，nmolB發(fā)生下列反應：mA(氣)+nB(氣)pC(氣)，平衡時C的濃度為wmol·L-1，若維持容器體積和溫度不變，起始加入amolA,bmolB，cmolC，要使平衡后C的濃度仍為wmol·L-1，則：a、b、c必須滿足的關系是()(A)a:b:c=m:n:p

(B)a:b=m:n；ap/m+c=p(C)mc/p+a=m；nc/p+b=n(D)a=m/3；b=n/3;c=p/3

BC〖例題選講〗分析:mA(氣)+nB(氣)pC(氣)

mp(mc/p)c所以有:ap/m+c=p故B正確分析:mA(氣)+nB(氣)pC(氣)

mnp(mc/p)(nc/p)c故c正確[例1]在一定容密閉容器中，加入mmolA，nm49

[例2]有兩只密閉容器A和B，A容器有一個可移動的活塞能使容器內保持恒壓，B容器能保持恒容。起始時間這兩只容器中分別充入等量的體積比為2∶1的SO2和O2的混合氣體，并使A和B容積相等，如右圖。在保持400℃的條件下使之發(fā)生如下反應：2SO2+O22SO3請?zhí)羁障铝锌瞻祝孩胚_到平衡時所需的時間A容器比B容器

(多、少)A容器中SO2的轉化率比B容器中

(大、小)。⑵達到⑴所述平衡后，若向兩容器中通入數量不多的等量的H2，A容器中化學平衡

移動。B容器中化學平衡

移動。(向左、向右不移動)。⑶達到⑴所述平衡后，若向兩容器中再通入等量的原反應氣體，達到平衡時，A容器中SO3的百分含量

。B容器中SO3的百分含量

。(增大、減小、不變。)少大向左不不變增大[例2]有兩只密閉容器A和B，A容器有一個可移動50

選項A是錯誤的。因為4molA和2molB比題目所給出的已知量多出了1倍，達到平衡時C的濃度必然大于wmol/L，二者不相等。

選項B是錯誤的。當將3molC和1molD完全轉化為A和B時，可得2molA和1molB，比題干多給了1molB，故平衡時C的濃度必然大于wmol/L。

選項C也是錯誤的。因為若把3molC和1molD放入容器中，當完全轉化為A和B，可得2molA和1molB，加入已知2molA和1molB，則可得該混合氣體與4molA和2molB是等價的。因此，達到平衡狀態(tài)時，C的濃度必然大于wmol/L。

[例3]

在一個固定體積的密閉容器中，加入2molA和1molB，發(fā)生反應2A(g)+B(g)3C(g)+D(g)，達平衡時，C的濃度為wmol/L，若維持容器的體積和溫度不變，按下列四種配比作為起始物質，達到平衡后，C的濃度仍為wmol/L的是()A.4molA+2molBB.3molC+1molD+1molBC.2molA+1molB+3molC+1molDD.3molC+1molDD

選項D是正確的。因為若把3molC和1molD放入容器中，當完全轉化為A和B可得2molA和1molB，與直接加入2molA和1molB是等價的。因此，達到平衡狀態(tài)時，C的濃度必然等于wmol/L。選項A是錯誤的。因為4molA和2molB比題目51[例4]

兩個體積相同的密閉容器A、B，在A中充入SO2和O2各1mol，在B中充入SO2和O2各2mol，加熱到相同溫度，有如下反應:2SO2(g)+O2(g)2SO3(g)。對此反應，下列判斷不正確的是()A.反應速率A＝BB.平衡時SO2的轉化率B＞AC.平衡時各組分的質量分數B＝AD.平衡時容器內壓強B＞AA選項中，B容器中SO2和O2的濃度均大于A容器，根據增大反應物的濃度可增大反應速率的規(guī)律，可知反應速率B＞A。故A選項錯誤。B選項是典型的恒溫、恒容條件下的“等效平衡”問題，可作如下思考：1molSO21molO21molSO21molO2轉化率a%V、TV、T(平衡Ⅰ)(平衡Ⅲ)(平衡Ⅱ)壓縮(過渡)2molSO22molO22molSO22molO2轉化率a%2molSO22molO22molSO22molO2轉化率b%2V、T2V、TV、TV、T設想容積為V的密閉容器中裝入SO2和O2各1mol，建立平衡Ⅰ時，SO2的轉化率為a%；容積為V的密閉容器中裝入SO2和O2各2mol，建立平衡Ⅱ時SO2的轉化率為b%。欲比較a%和b%的大小，可設計另一條達到平衡Ⅱ的途徑：在容積為2V的密閉容器中裝入SO2和O2各2mol，并建立平衡Ⅲ，將平衡Ⅲ由2V壓縮至V便得到平衡Ⅱ。平衡Ⅲ與平衡Ⅰ完全相同，SO2的轉化率均為a%。由平衡Ⅲ壓縮至平衡Ⅱ時，由于SO2和O2生成SO3的反應為氣體體積縮小的反應，所以平衡向生成SO3的方向移動，使SO2的轉化率增大，即b%＞a%。故B正確。答案：A、C[例4]兩個體積相同的密閉容器A、B，在A中充入SO2和O52[例5]

在一固定容積的密閉容器中，充入3molA和1molB，發(fā)生反應：3A(g)＋B(g)xC，達平衡后，C的物質的量分數為w。若體積、溫度都不變，以0.9molA、0.3molB和1.4molC為起始物質，達到平衡后，C的物質的量分數也為w，則x的值是()A.4B.3C.2 D.1分析題意：

在恒溫、恒容下達同一平衡，則投入物質必相當。即3molA1molB平衡狀態(tài)0.9molA0.3molB1.4molC起始起始3molA1molB平衡狀態(tài)0.9molA0.3molB1.4molC起始起始

3A＋B xC起始(1) 3mol 1mol 0起始(2) 0.9mol 0.3mol 1.4mol相當于變化 2.1mol 0.7mol1.4mol即計量數比為3∶1∶2，所以x＝2

另一種情況是：當x＝4時，方程式左右兩邊計量數之和相等，加壓或減壓不能使平衡發(fā)生移動，不能改變C的物質的量分數。只要起始投料比相等就可建立等效平衡。正好題中所給(1)3molA與1molB，(2)0.9molA，0.3molB，1.4molC，兩情況投料比均為當C＝0mol時，A與B物質的量之比為3∶1，所以x也可以為4。

AC[例5]在一固定容積的密閉容器中，充入3molA和1mol53

合成氨適宜條件的選擇在實際生產中，需要綜合考慮反應速率、化學平衡、原料選擇、產品和設備等各方面的情況，還要兼顧實際條件和生產成本，以確定最佳生產條件。⑴催化劑：催化劑雖不能改變化學平衡，但可加快反應速率，提高單位時間內的產量。⑵溫度：升高溫度可加快反應速率，但從平衡移動考慮，此反應溫度不宜太高。選擇溫度的另一個重要因素是要使催化劑的活性最大。(即催化劑的活性溫度)1、理論分析：合成氨的反應原理為：N2(g)+3H2(g)2NH3(g)；△H＜0，這是一個氣體體積縮小的、放熱的可逆反應。合成氨適宜條件的選擇在實際生產中，需要綜合54⑶壓強：無論是反應速率，還是化學平衡，都要求壓強要大，但生產設備又不能承受太大的壓強，而且壓力越大，消耗的動力越大、能源越多。⑷濃度：在實際生產過程中，不斷補充N2和H2，及時分離出NH3，不但可以加快反應速率，還能使平衡右移，提高NH3的產量。2、合成氨的適宜條件N2(g)+3H2(g)2NH3(g)20MPa~50MPa5000C;鐵觸媒⑴濃度：n(N2)

：n(H2)略大于1：3，以提高H2的利用率。⑵壓強：20MPa~50MPa⑶溫度：5000C左右（此時催化劑的活性最大）⑷催化劑：鐵觸媒反應原理為：⑶壓強：無論是反應速率，還是化學平衡，都要求壓強要大553、合成氨工業(yè)的簡要流程原料氣的制取凈化液氨分離合成壓縮N2、H2（1）原料氣的制備、凈化和壓縮N2來源于空氣：方法Ⅰ：液化空氣（N2先逸出）方法Ⅱ：消耗空氣中的O2(例：

C+O2=CO2，除去CO2可得N2)

H2來源于水和燃料：水煤氣法C+H2O（氣）CO+H2CO+H2O（氣）CO2+H2ΔΔ催化劑3、合成氨工業(yè)的簡要流程原料氣凈化液氨分離合成壓縮N2、H256（2）氨的合成：N2(g)+3H2(g)2NH3(g)20MPa~50MPa5000C;鐵觸媒（3）氨的分離：通過冷凝器將氨液化，然后將氨分離，分離出的混合氣體經循環(huán)操作繼續(xù)合成。（2）氨的合成：N2(g)+3H2(g)57

1.

合成氨工廠通過測定反應前后混合氣體的密度來確定氨的轉化率。某工廠測得合成塔中N2、H2混合氣體的密度為0.5536g/L(標況)，從合成塔中出來的混合氣體在相同條件下密度為0.693g/L，求該合成氨廠N2的轉化率。解：反應前混合氣

反應后混合氣據十字交叉法：反應前N2和H2的體積比為2∶3。解得：N2轉化率=〖思考與練習〗1.合成氨工廠通過測定反應前后混合氣體的密度58化學反應速率與化學平衡復習課件159有關化學平衡的計算

1.可逆反應達到平衡過程中物質濃度的變化關系⑴反應物的平衡量==起始量轉化量⑵生成物的平衡量==起始量+轉化量⑶各物質轉化濃度之比等于它們在化學方程式中化學計量數之比⑷化學平衡前后，同種元素原子的物質的量相等

2.反應的轉化率C反應物起始濃度C反應物平衡濃度C反應物起始濃度×100%n反應物起始時物質的量n反應物平衡時物質的量n反應物起始時物質的量×100%（體積變化也可以）有關化學平衡的計算1.可逆反應達到平衡過程中物質濃度的變60反應達到平衡后，CA↑，B的轉化率可提高，但A的轉化率一般降低；CB↑，A的轉化率可提高，但B的轉化率一般降低。

4.反應物轉化率與濃度的關系⑴對于多種物質參加的反應(氣、液態(tài))同時按比例增加A、B的濃度，A、B的轉化率都增大。

m+n>

p+q

m+n<p+q同時按比例增加A、B的濃度，A、B的轉化率都減小。

m+n=p+q同時按比例增加A、B的濃度，A、B的轉化率都不變。

mA(g)+nB(g)

pC(g)+qD(g)

3.產率產率==×100%

實際生成產物的物質的量（或體積、質量）理論上可得到產物的物質的量（或體積、質量）反應達到平衡后，CA↑，B的轉化率可提高，61⑵對于分解反應，要視反應前后物質的化學計量數而定。不論如何改變反應物的濃度，反應物的轉化率都不變。增加反應物的濃度時，反應物的轉化率減小。m=n

+

pm<n

+pm>n+

p

mA(g)nB(g)+pC(g)例：2HI

(g)H2(g)+I2(g)例：2NH3(g)N2(g)+3H2(g)⑵對于分解反應，要視反應前后物質的化學計量數而定。不論如62AA

2.

在一密閉容器中，用等物質的量的A和B發(fā)生如下反應：A(g)+2B(g)2C(g)，反應達到平衡時，若混合氣體A和B的物質的量之和與C的物質的量相等，則這時A的轉化率為()A.40% B.50%C.60%D.70%〖思考與練習〗

1.

某體積可變的密閉容器，盛有一定質量的A和B的混合氣體，在一定條件下發(fā)生反應：A+3B2C，若維持溫度和壓強不變當達到平衡時，容器的體積為VL，其中C的氣體體積占10%，下列推斷正確的是()①原混合氣體的體積為1.2VL②原混合氣體的體積為1.1VL③反應達到平衡時氣體A消耗掉0.05VL④反應達到平衡時氣體B消耗掉0.05VLA.②③B.②④C.①③D.①④AA2.在一密閉容器中，用等物質的量的A和B發(fā)生如63

[例3].

在一個容積固定的反應器中，有一個可左右滑動的隔板，兩側分別進行如圖所示的可逆反應。各物質的起始加入量如下：A、B、C均為4.0mol，D為6.5mol，F為2.0mol。設E為Xmol。當X在一定范圍內變化時，均可以通過調節(jié)反應器的溫度，使兩側反應都達到平衡，并且隔板恰好處于反應器的正中位置。請?zhí)顚懭缦驴瞻祝孩湃鬤＝4.5時，則右側反應在起始時間

(填“正反應”“逆反應”)方向進行。欲使起始反應維持向該方向進行，則X的最大取值應小于

。⑵若X分別為4.5和5.0時，則在這兩種情況下，為反應達平衡時，A的物質的量是否相等?

(填“相等”、“不相等”或“不能確定”)。其理由是

。正反應

7.0不相等

D(g)+2E(g)2F(g)6.5x26.5-x/20x+26.5+x+2＞12(6.5-x/2)+0+(x+2)＜12因為兩種情況是在兩個不同溫度下建立的化學平衡，平衡狀態(tài)不同，所以物質的量也不相同。[例3].在一個容積固定的反應器中，有一個可左右64[例4]將一定量的Ag2SO4固體置于容積不變的密閉容器中，在一定溫度下加入催化劑后發(fā)生如下反應：Ag2SO4(s)Ag2O(s)+SO3(g)2SO3(g)2SO2(g)+O2(g)經10min后反應達到平衡，此時c(SO3)＝0.4mol/L，c(SO2)＝0.1mol/L。下列判斷正確的是()。①用SO2表示的反應速率v(SO2)＝0.01mol/(L·min)；②用O2表示的反應速率v(O2)＝0.01mol/(L·min)；③SO3的分解率為10%；④SO3的分解率為20%。A.①④ B.①③ C.②③ D.只有④

SO2起始濃度為0，10min末為0.1mol/L，因此可得：

(SO2)＝＝0.01mol/(L·min)，①正確。根據化學方程式中的化學計量數之比可得：v(O2)＝v(SO2)＝0.005mol/()，②錯誤。

本題的難點是求SO3的分解率。題目給的是兩個連續(xù)反應，Ag2SO4分解生成的SO3有一部分繼續(xù)分解生成SO2和O2。因此，欲求SO3的分解率，必須知道Ag2SO4分解總共生成多少SO3，又有多少SO3分解了。由反應：2SO3(g)2SO2(g)+O2(g)可知，平衡時SO2的濃度即為SO3分解減少的濃度，而Ag2SO4分解總共生成的SO3的濃度，應為SO3的平衡濃度與分解減少的濃度之和。所以有：

SO3的分解率 100%

＝

100%

＝