浙江省高三化学 第5单元17讲 化学反应速率、化学反应的方向和反应限度课件.ppt

第十七讲第十七讲化学反应速率、化学反应的化学反应速率、化学反应的方向和反应限度方向和反应限度2021/8/8 星期日1 考试说明中关于化学反应中的能量变化的要求有：了解化学反应中能量转化的原因，能说出常见的能量转化形式；了解化学能与热能的相互转化；了解吸热反应、放热反应、反应热等概念；了解热化学方程式的含义；了解用盖斯定律进行有关反应热的简单计算；了解能源是人类生存和社会发展的重要基础；了解化学在解决能源危机中的重要作用。考试说明中关于化学反应中的电能变化的要求有：了解原电池和电解池的工作原理，能写出电极反应和电池反应方程式，了解常见化学电源的种类及其工作原理；理解金属发生电化学腐蚀的原因，金属腐蚀的危害，防止金属腐蚀的措施。2021/8/8 星期日2 考试说明中关于化学反应的速率和限度的要求有：了解化学反应速率的概念、反应速率的定量表示方法；了解催化剂在生产、生活和科学研究领域中的重大作用；了解化学反应的可逆性；了解化学平衡建立的过程；理解化学平衡常数的含义，能够利用化学平衡常数进行简单的计算；理解外界条件(浓度、温度、压强、催化剂等)对反应速率和化学平衡的影响，认识其一般规律；了解化学反应速率和化学平衡的调控在生活、生产和科学研究领域中的重要作用。2021/8/8 星期日3 本部分内容在高考试题中出现频率高，选择和主观题中均有出现，且比较灵活，学习时注重理解并能建立自己分析问题的正确的思维模式。2021/8/8 星期日4 一、化学反应速率 1化学反应速率的概念：用单位时间里反应物浓度的_或生成物浓度的_来表示。2同一反应里用不同物质的浓度变化来表示反应速率时，其数值_，故应标明是用哪种物质表示的化学反应速率，但这些数值表示的意义是相同的，均表示该化学反应的快慢。3同一反应里，各物质表示的反应速率之比等于化学方程式中对应的_之比，也等于同一时间内有关物质浓度变化之比。减小增加并不相同化学计量数2021/8/8 星期日5 二、影响化学反应速率的外界条件 1浓度：对气体参加的反应或在溶液中进行的反应产生影响，在其他条件不变时，增大反应物的浓度，化学反应速率_，减小反应物的浓度，化学反应速率_。2压强：对有气体参加的化学反应而言，在温度一定时，对一定量气体，增大压强就会缩小容器的体积，从而使气体浓度增大，化学反应速率_。若减小压强，气体体积扩大，气体浓度缩小，化学反应速率_。减小加快减慢加快2021/8/8 星期日6 3温度：温度升高，分子运动速率_，化学反应速率_，一般地说，温度每升高10，反应速率增大到原来的_倍。升高温度，无论是吸热反应还是放热反应，速率都_ 4催化剂：催化剂能同等程度地加快正逆反应速率，但不影响平衡的移动，它只会_反应达到平衡的时间。5其他：光、超声波、激光、放射线、电磁波、反应物颗粒大小、扩散速率、溶剂等因素也都能对某些化学反应的反应速率产生一定的影响，例如氯水经光照能加速次氯酸分解，加快Cl2与水的反应。形成原电池也是增大反应速率的一种途径。加快加快24加快缩短2021/8/8 星期日7 三、化学反应的方向和限度 1化学反应方向的判断 (1)自发过程：在一定条件下，不需要_就能自动进行的过程。(2)从能量变化角度讲，H _0的反应有利于反应的自发进行，S _0的反应有利于反应的自发进行。因此，_的反应一定能自发进行；_的反应一定不能自发进行；_的反应在高温条件下能自发进行；_的反应在低温条件下能自发进行。提供能量H0H0，S0，S0H0，S02021/8/8 星期日8 2化学平衡状态 (1)定义：是指在一定条件下的_里，正反应和逆反应的_，反应体系中所有参加反应的物质的质量或浓度_的状态。例如：在一定条件下，将0.02 mol CO和0.02 mol H2O(g)通入2 L密闭容器中，进行反应：COH2O(g)CO2H2。反应刚开始时，反应物浓度_，正反应速率 _；生成物浓度为_，逆反应速率为_。反应进行中，反应物浓度逐渐_，正反应速率逐渐_，生成物浓度逐渐_，逆反应速率逐渐_。增大增大减小减小00最大最大保持不变速率相等可逆反应2021/8/8 星期日9达 到 平 衡 时，正 反 应 速 率 与 逆 反 应 速 率_，此时反应物浓度_，生成物浓度也_。若达平衡时，水蒸气的体积分数与H2的体积分数相等，则平衡时一氧化碳的转化率为_，用可逆反应中正反应速率和逆反应速率的变化表示上述过程，如图所示：50%不变不变相等2021/8/8 星期日10 (2)化学平衡的特征：化学平衡研究的对象是_；(逆)达到平衡时_；(等)达到平衡时反应混合物中各组分的浓度 _；(定)由于化学平衡状态时反应仍在进行，故其是一种_；(动)条件改变平衡会发生_。(变)移动动态平衡保持不变正反应速率等于逆反应速率可逆反应2021/8/8 星期日11 有关化学反应速率的基本计算【例1】(黑龙江省双鸭山一中)反应A(g)3B(g)2C(g)2D(g)在不同情况下测得化学反应速率，其中最快的是()Av(D)0.4 mol/(Ls)Bv(B)0.6 mol/(Ls)Cv(C)0.5 mol/(Ls)Dv(A)0.15 mol/(Ls)【解释】反应速率的比较要注意：转化为同一物质、同一单位才可比较。B中v(B)转化为v(D)后，则为0.4 mol/(Ls)；C中v(C)转化为v(D)后，则为0.5 mol/(Ls)；D中v(A)转化为v(D)后，则为0.3 mol/(Ls)。比较v(D)的大小，0.5 mol/(Ls)为最大。C2021/8/8 星期日12【迁移训练1】反应4NH3(g)5O2(g)4NO(g)6H2O(g)在10 L密闭容器中进行，半分钟后，水蒸气的物质的量增加了0.45 mol，则此反应的平均速率(反应物的消耗速率或产物的生成速率)可表示为()A.(NH3)0.010 mol/(Ls)B.(O2)0.001 mol/(Ls)C.(NO)0.001 mol/(Ls)D.(H2O)0.045 mol/(Ls)C2021/8/8 星期日13【解 释】用 生 成 物 H2O来 表 示 反 应 的 平 均 速 率：(H2O)mol/(Ls)，根据各物质的反应速率之比等于它们的化学计量数之比，可求得：(NH3)0.001 mol/(Ls)，(O2)0.00125 mol/(Ls)，(NO)0.001 mol/(Ls)。2021/8/8 星期日14 影响化学反应速率的因素【例1】等质量的铁与过量的盐酸在不同的实验条件下进行反应，测定在不同时间t产生气体体积V的数据，根据数据绘制得到图1，则曲线a、b、c、d所对应的实验组分别可能是()A4321 B1234 C3421 D1243A组别c(HCl)(molL1)温度()状态12.025块状22.530块状32.550块状42.550粉末状2021/8/8 星期日15【解释】化学反应速率与温度、浓度和固体物质的表面积的大小有关，实验1的盐酸的浓度最小，反应的温度最低，所以化学反应速率最慢；由于实验3的反应温度比实验2的反应温度高，所以反应速率实验3大于实验2；而实验4和实验3反应物的状态不相同，粉末状的比块状的反应速率快。2021/8/8 星期日16【迁移训练2】(2010福建)化合物Bilirubin在一定波长的光照射下发生分解反应(不可逆)，反应物浓度随反应时间变化如下图所示，计算反应在48min间的平均反应速率和推测反应进行到16min时反应物的浓度，结果应是()A2.5molL1min1和2.0molL1B2.5molL1min1和2.5molL1C3.0molL1min1和3.0molL1D5.0molL1min1和3.0molL1B2021/8/8 星期日17【解释】第8 min与第4 min时反应物浓度差c为10molL1，所以在48 min间的平均反应速率为2.5 molL1min1，可以排除CD两个答案；图中从0 min开始到8 min反应物浓度减低了4倍，根据这一幅度，可以推测从第8 min到第16 min也降低4倍，即由10molL1降低到2.5molL1，所以可以排除A而选B。2021/8/8 星期日18 化学平衡状态【例3】可逆反应2NO2 2NOO2在密闭容器中反应，达到平衡状态的标志是()单位时间内生成n mol O2的同时生成2n mol NO2；单位时间内生成n mol O2的同时生成2n mol NO；用NO2、NO、O2的物质的量浓度变化表示的反应速率的比为221的状态；混合气体的颜色不再改变的状态；混合气体的密度不再改变的状态；混合气体的平均相对分子质量不再改变的状态 A B C DB2021/8/8 星期日19【解释】表示v正v逆，正确。不能表示v正v逆，不正确。只要发生反应，v(NO2)v(NO)v(O2)221，错误。混合气体颜色不变，说明各物质浓度不变，正确。因不知体积是否变化，因此混合气体密度不变不能说明已达平衡。混合气体的平均相对分子质量不变，说明气体的总物质的量不变，说明已达平衡。2021/8/8 星期日20【迁移训练2】如图是恒温下某化学反应的反应速率随反应时间变化的示意图，下列叙述与示意图不相符合的是()A反应达平衡时，各物质的含量为定值 B该反应达到平衡态后，增大压强，平衡发生移动，达到平衡态 C该反应达到平衡态后，增大反应物浓度，平衡发生移动，达到平衡态 D同一种反应物在平衡态和平衡态时浓度一定不相等B2021/8/8 星期日21【解释】从平衡状态的概念可知，平衡状态时各物质的含量是一定值，A正确；平衡状态I到平衡状态，正反应速率突然增大，而逆反应速率渐渐增大，肯定不是增大压强、缩小容器体积的结果，B错；在平衡下，增大反应物浓度，则正反应速率突然增大，逆反应速率渐渐增大，C正确；从平衡到平衡态，平衡发生了移动，则各物质的浓度发生了变化，D正确。2021/8/8 星期日221.一定温度在a L的密闭容器里进行反应2A(g)B(g)2C(g)。容器内开始加入下列各组物质，初始反应速率最大的一组物质是()A2 mol A和1 mol B(20)B1 mol A和1 mol B(20)C1 mol A和1 mol B(40)D2 mol A和2 mol B(40)D 2021/8/8 星期日23【解释】反应速率与温度、浓度、压强、催化剂等因素有关。A项与B项中温度相同，但A项中物质A比B项中物质A多，即浓度大，所以A项中的反应速率大；同理，C项与D项的比较中，D项的反应速率大；将A项与D项比较，D项中温度高，反应物的浓度大，所以反应速度大。2021/8/8 星期日242.反应C(s)H2O(g)CO(g)H2(g)在一可变容积的密闭容器中进行，下列条件的改变对其反应速率几乎无影响的是()A增加C的用量 B增大反应体系的压强使体积改变 C升高体系的反应温度 D将容器的体积缩小一半 A 2021/8/8 星期日25【解释】影响反应速率的因素有：温度、浓度、压强、催化剂等。碳是固体，其浓度是一定值，增加碳的量，其浓度不变，所以反应速率不变，A正确；增大反应体系的压强使体积缩小，则物质的浓度增大，反应速率加快；升温，反应速率一般是加快；容器的体积缩小，则意味着物质的浓度增大，反应速率加快。2021/8/8 星期日263.在一密闭容器中充入2 mol A和1 mol B发生反应：2A(g)B(g)xC(g)，达到平衡后，C的体积分数为W%，若维持容器的容积和温度不变，按起始物质的量A 0.6 mol、B 0.3 mol、C 1.4 mol充入容器达到平衡后，C的体积分数仍为W%。则下列叙述中正确的是()A平衡时A、B的物质的量之比一定为21Bx的值可能是2，也可能是3C平衡时A的物质的量与原平衡一定相等DC的体积分数不可能为W%2021/8/8 星期日27【解释】这是等效平衡题。要达到等效平衡的结果，一种情况是“等体反应”，按原比例加入物质，相当于对原平衡进行增压或降压，而平衡不移动，所以各物质的含量不变，即x3；另一情况就是后来加入的物质经换算后，与原物质的量完全一致，即0.62.8/x2，x2。这样可得答案B；因为充入2 mol A和l mol B，而据反应式可知A和B以21的比例进行反应，所以平衡时，A、B的物质的量之比仍然为21，可得答案A。2021/8/8 星期日284.下表是稀硫酸与某金属反应的实验数据：实验序号金属质量/g金属状态c(H2SO4)/molL1V(H2SO4)/mL溶液温度/金属消失的时间/s反应前 反应后10.10丝0.550203450020.10粉末0.55020355030.10丝0.750203625040.10丝0.850203520050.10粉末0.85020362560.10丝1.050203512570.10丝1.05035505080.10丝1.150203410090.10丝1.1503044402021/8/8 星期日29分析上述数据，回答下列问题：(1)实验4和5表明，_对反应速率有影响，_反应速率越快，能表明同一规律的实验还有_(填实验序号)；(2)仅表明反应物浓度对反应速率产生影响的实验有_(填实验序号)；(3)本 实 验 中 影 响 反 应 速 率 的 其 他 因 素 还 有_，其实验序号是_；(4)实验中的所有反应，反应前后溶液的温度变化值(约15)相近，推测其原因 _。定量的金属跟足量的硫酸反应放出的热量相同6和7开始反应温度3和4(或其他合理答案)1和2表面积越大固体反应物的表面积2021/8/8 星期日30【解释】比较表中实验1和2、实验4和5，其他条件都一样，只是金属状态由丝变成了粉末，金属消失的时间就少了很多，反应速率变快很多，也就是说明金属固体的表面积越大，速率就越快。同理，比较表中各项数据进行分析不难得出正确答案。2021/8/8 星期日312021/8/8 星期日32