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化学反应速率与化学平衡化学反应速率与化学平衡化学反应碰撞理论化学反应碰撞理论主主要要知知识识点点 反应进行的快慢反应进行的快慢反应进行的程度反应进行的程度反应进行的方向反应进行的方向化学反应速率化学反应速率化学平衡化学平衡复习要求：复习要求：1.1.知道化学反应速率的概念及定量表示方法。知道化学反应速率的概念及定量表示方法。2.2.了解活化分子、活化能、有效碰撞等概念。了解活化分子、活化能、有效碰撞等概念。3.3.理解浓度、压强、温度和催化剂等因素对理解浓度、压强、温度和催化剂等因素对化学反应速率的影响。化学反应速率的影响。第一单元第一单元 化学反应速率化学反应速率一、化学反应速率一、化学反应速率1 1、概念：、概念：化学反应速率是用来衡量化学反应进行化学反应速率是用来衡量化学反应进行快慢程度的物理量。通常用来表示：单位时间快慢程度的物理量。通常用来表示：单位时间内反应物浓度的减少或生成物浓度的增加。内反应物浓度的减少或生成物浓度的增加。3 3、单位：、单位：mol/(Lmol/(LS)S)或或mol/(Lmol/(Lmin)min)或或mol/(Lmol/(Lh)h)2 2、数学表达式：、数学表达式：c(B)tv(B)=4 4、特点：、特点：化学反应速率是平均速率，且均取正值。化学反应速率是平均速率，且均取正值。但在时间速率图像中某时刻对应的速率为但在时间速率图像中某时刻对应的速率为瞬时速率。瞬时速率。在同一个反应里，虽然用不同的物质表示在同一个反应里，虽然用不同的物质表示的化学反应速率不一定相同，但是它们表示的化学反应速率不一定相同，但是它们表示的意义相同，且各物质表示的速率比等于该的意义相同，且各物质表示的速率比等于该反应方程式的系数比。反应方程式的系数比。例：对于反应：例：对于反应：mA+nB=pC+qDmA+nB=pC+qD V(A)V(B)V(C)V(D)V(A)V(B)V(C)V(D)mnpqmnpq【例【例1 1】某温度时，在某温度时，在2L2L容器容器中中X X、Y Y、Z Z三种物质的物质的三种物质的物质的量随时间的变化曲线如图所量随时间的变化曲线如图所示，由图中数据分析，该反示，由图中数据分析，该反应的化学方程式为：应的化学方程式为：。反应开始至。反应开始至2min2min，Z Z的平均的平均反应速率为反应速率为 .3X +Y 2Z0.05mol/(Lmin)有关化学反应速率的计算有关化学反应速率的计算n/molt/min 1 2 30.10.20.30.40.50.60.70.80.91.01.11.2YXZ4 4、特点：、特点：用化学反应速率来比较不同反应进行用化学反应速率来比较不同反应进行得快慢或同一反应在不同条件下反应的得快慢或同一反应在不同条件下反应的快慢时，应选择同一物质来比较。快慢时，应选择同一物质来比较。【例【例2 2】反应反应 A+3B=2C+2D A+3B=2C+2D 在四种不同情况在四种不同情况下的反应速率分别为下的反应速率分别为:v(A:v(A)=0.15mol/(L)=0.15mol/(Ls);s);v(Bv(B)=0.6mol/(L)=0.6mol/(Ls)s)v(Cv(C)=0.4mol/(L)=0.4mol/(Lmin);min);v(Dv(D)=0.45mol/(L)=0.45mol/(Ls)s)则该反应进行的快慢顺则该反应进行的快慢顺序为序为 。4 4、特点：、特点：在一定温度下，固态和纯液态在一定温度下，固态和纯液态物质，物质的量浓度视为常数，物质，物质的量浓度视为常数，它们的反应速率也视为常数，不它们的反应速率也视为常数，不用这些物质表示反应速率。如用这些物质表示反应速率。如CaCOCaCO3 3 、浓硫酸等。、浓硫酸等。【演练【演练】将等物质的量的将等物质的量的A A、B B混合于混合于2 L2 L的密闭容器中，的密闭容器中，发生如下反应：发生如下反应：3A3A(g(g)+B(g)xC(g)+2D(g),)+B(g)xC(g)+2D(g),经经5min5min后，后，测得测得D D的浓度为的浓度为0.5mol0.5molL L-1-1，c(A)c(Bc(A)c(B)=35,C)=35,C的平均的平均反应速率是反应速率是0.1mol0.1molL L-1-1minmin-1-1。求：。求：（1 1）此时）此时A A的浓度及反应开始前放入容器中的浓度及反应开始前放入容器中A A、B B的物质的物质的量；（的量；（2 2）B B的平均反应速率；（的平均反应速率；（3 3）x x值是多少？值是多少？有关化学反应速率的计算有关化学反应速率的计算二、影响化学反应速率的因素二、影响化学反应速率的因素1 1、内因：、内因：参加反应物质的性质和反应的历程，参加反应物质的性质和反应的历程，是决定化学反应速率的主要因素是决定化学反应速率的主要因素2 2、外因：、外因：浓度、压强、温度、催化剂等因素浓度、压强、温度、催化剂等因素1 1、反应物分子间必须相互碰撞才有可能发生反应，但不、反应物分子间必须相互碰撞才有可能发生反应，但不是每次碰撞都能发生反应，能发生反应的碰撞称为有效碰是每次碰撞都能发生反应，能发生反应的碰撞称为有效碰撞。撞。碰撞理论碰撞理论2 2、有效碰撞必须满足两个条件：、有效碰撞必须满足两个条件：是发生碰撞的分子具有较高的能量；是发生碰撞的分子具有较高的能量；是分子在一定的方向上发生碰撞；是分子在一定的方向上发生碰撞；在化学反应中，能量较高，有可能发生有效碰撞的分子在化学反应中，能量较高，有可能发生有效碰撞的分子称为活化分子。称为活化分子。活化分子的平均能量与普通反应物分子的平均能量的差活化分子的平均能量与普通反应物分子的平均能量的差值称为活化能。值称为活化能。能能量量反应过程反应过程E1E2反应物反应物生成物生成物活化分子活化分子活化能活化能活化分子活化分子变成生成变成生成物分子放物分子放出的能量出的能量反应热反应热a.a.活化分子的碰撞不一定都是有效活化分子的碰撞不一定都是有效碰撞。碰撞。b.b.活化分子数越多，有效碰撞次数活化分子数越多，有效碰撞次数就越多，反应速率就越快。就越多，反应速率就越快。说明说明碰撞理论碰撞理论归归 纳纳 总总 结结一个反应要发生一般要经历哪些过程？一个反应要发生一般要经历哪些过程？普通普通分子分子活化活化能能活化活化分子分子合理合理取向的取向的碰撞碰撞有效有效碰撞碰撞新物质新物质能量能量反应反应物本物本身的身的性质性质活化活化能的能的大小大小单位单位体积体积内活内活化分化分子的子的多少多少单位单位时间时间内有内有效碰效碰撞次撞次数的数的多少多少化学化学反应反应速率速率的快的快慢慢决定决定决定决定决定决定决定决定决定决定决定决定决定决定决定决定 内因内因决定一个化学反应速率的因素决定一个化学反应速率的因素主要因素，无法改变主要因素，无法改变1 1、浓度对化学反应速率的影响、浓度对化学反应速率的影响【结论【结论】其他条件不变，增大反应物其他条件不变，增大反应物浓度反应速率加快，减小反应物浓度浓度反应速率加快，减小反应物浓度反应速率减小。反应速率减小。当反应物浓度增大时，活化分子数相当反应物浓度增大时，活化分子数相应增加，单位体积内分子数也增多，应增加，单位体积内分子数也增多，所以反应速率必然增大。所以反应速率必然增大。注意事项：注意事项：1 1）此规律只适用于气体反应或溶液中的反应，对）此规律只适用于气体反应或溶液中的反应，对于纯液体或固体反应物一般情况下其浓度是常数，于纯液体或固体反应物一般情况下其浓度是常数，因此改变它们的量不会改变化学反应速率。因此改变它们的量不会改变化学反应速率。一般来说，固体反应物表面积越大，反应速率一般来说，固体反应物表面积越大，反应速率越大，固体反应物表面积越小，反应速率越小。越大，固体反应物表面积越小，反应速率越小。2 2）化学反应为可逆反应，反应物或生成物浓度的）化学反应为可逆反应，反应物或生成物浓度的改变，其正反应速率或逆反应速率的变化也符合改变，其正反应速率或逆反应速率的变化也符合上述的规律上述的规律。【演练演练】pHpH相同，体积也相同的盐酸与醋酸溶相同，体积也相同的盐酸与醋酸溶液，分别同时与过量的锌粒（大小相同）反应，液，分别同时与过量的锌粒（大小相同）反应，正确的描述为（正确的描述为（）A.A.开始时产生氢气的速率：开始时产生氢气的速率：v(HClv(HCl)v(CHv(CH3 3COOH)COOH)B.B.开始时产生氢气的速率：开始时产生氢气的速率：v(HClv(HCl)v(CHv(CH3 3COOH)COOH)C.C.经过经过7 7秒钟产生氢气的速率：秒钟产生氢气的速率：v(CHv(CH3 3COOH)COOH)v(HClv(HCl)D.D.最终产生氢气的量：最终产生氢气的量：n(HCln(HCl)=n(CH)=n(CH3 3COOH)COOH)C C2、压强对化学反应速率的影响、压强对化学反应速率的影响其其他他条条件件不不变变气气体体的的压压强强增增大大气气体体浓浓度度增增大大反反应应速速率率加加快快气气体体体体积积减减小小【结论【结论】其他条件不变，增大压其他条件不变，增大压强（减小容器容积），反应速率强（减小容器容积），反应速率加快；减小压强（增大容器容积）加快；减小压强（增大容器容积），反应速率减慢；，反应速率减慢；注意事项：注意事项：1 1）压强对固体和液体（溶液）间的反应无）压强对固体和液体（溶液）间的反应无影响；影响；2 2）对于有气体参加的可逆反应，增大压强，）对于有气体参加的可逆反应，增大压强，正反应速率，逆反应速率都增大；减小压正反应速率，逆反应速率都增大；减小压强，正反应速率，逆反应速率都减小；强，正反应速率，逆反应速率都减小；3 3）注意）注意“真真”变和变和“假假”变。若体系变。若体系的压强变化而使反应物或生成物的浓度的压强变化而使反应物或生成物的浓度发生变化即发生变化即“真真”变，否则是变，否则是“假假”变。变。如：如：2SO2SO2 2+O+O2 2 2SO 2SO3 3A.A.恒压时充入恒压时充入HeHe：B.B.恒容时充入恒容时充入HeHe：注意事项：注意事项：【演练演练】反应反应C(s)+HC(s)+H2 2O(g)CO(g)+HO(g)CO(g)+H2 2(g)(g)在一可变容积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的密闭容器中进行，下列条件的改变对其反应速率几乎没有影响的是（乎没有影响的是（）A.A.增加增加C C的量的量B.B.将容器的体积缩小一半将容器的体积缩小一半C.C.保持体积不变，充入保持体积不变，充入N N2 2使体系压强增大使体系压强增大D.D.保持压强不变，充入保持压强不变，充入N N2 2使体系体积增大使体系体积增大ACAC3、温度对化学反应速率的影响、温度对化学反应速率的影响温度温度升高升高【结论【结论】其他条件不变，升高温度反应速其他条件不变，升高温度反应速率增大；降低温度反应速率减小；率增大；降低温度反应速率减小；分子获得更分子获得更高的能量高的能量碰撞频碰撞频率提高率提高有效碰撞有效碰撞频率提高频率提高反应速率反应速率因此加快因此加快（1 1）一般，温度每升高）一般，温度每升高1010，化学反应速率增，化学反应速率增大到大到2 24 4倍；倍；（2 2）温度对反应速率影响的规律，对吸热反应，）温度对反应速率影响的规律，对吸热反应，放热反应都适用。放热反应都适用。（3 3）反应若是可逆反应，升高温度，正、逆反）反应若是可逆反应，升高温度，正、逆反应速率都加快，降低温度，正、逆反应速率都减应速率都加快，降低温度，正、逆反应速率都减小。小。注意事项：注意事项：C+CO C+CO2 2 2CO 2CO 反应反应(正反应为吸热反应正反应为吸热反应)的反应的反应速率为速率为1 1，N N2 2+3H+3H2 2 2NH 2NH3 3(正反应为放热反应正反应为放热反应)的反的反应速率为应速率为2 2，对于上述反应，当温度升高时，对于上述反应，当温度升高时，1 1和和2 2的变化情况是的变化情况是（）A A同时增大同时增大 B B1 1增大，增大，2 2减小减小 C C同时减小同时减小 D D1 1减小，减小，2 2增大增大A A4 4、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催化化剂剂正催化剂正催化剂负催化剂负催化剂加快化学反应速率加快化学反应速率减慢化学反应速率减慢化学反应速率注：不说明指正催化剂注：不说明指正催化剂能能量量反应过程反应过程E E1 1E E2 2反应物反应物生成物生成物活化分子活化分子活化能活化能活化分子活化分子变成生成变成生成物分子放物分子放出的能量出的能量反应热反应热没加催没加催化剂化剂加了催化剂加了催化剂使用催化剂，使发生反应所需的活化能量降低，使用催化剂，使发生反应所需的活化能量降低，这样会使更多的反应物的分子成为活化分子，大这样会使更多的反应物的分子成为活化分子，大大增加单位体积内反应物分子中活化分子所占的大增加单位体积内反应物分子中活化分子所占的百分数，从而使有效碰撞的几率提高，因而使反百分数，从而使有效碰撞的几率提高，因而使反应速率加快。应速率加快。注意事项注意事项1 1）同一催化剂能同等程度的改变化学反应同一催化剂能同等程度的改变化学反应的速率。的速率。2 2）催化剂只能改变反应速率，不能将不反催化剂只能改变反应速率，不能将不反应变成反应应变成反应3 3）催化剂有一定的选择性和活化温度：催化剂有一定的选择性和活化温度：5.5.其它：固体颗粒大小、光、电、射线等其它：固体颗粒大小、光、电、射线等 进行如下实验，在进行如下实验，在A A锥形瓶中放入锥形瓶中放入10g10g块状块状CaCOCaCO3 3，在，在B B锥形瓶中放入锥形瓶中放入5g5g粉末状粉末状CaCOCaCO3 3，分别，分别加入加入50mL2mol/L50mL2mol/L盐酸。右图中能正确表示实验盐酸。右图中能正确表示实验结果的是结果的是C各条件对速率的影响大小是：各条件对速率的影响大小是：催化剂催化剂 温度温度 浓度浓度=压强压强(体积变化引体积变化引起的起的)。各种影响都有其局限性，要针对具体反各种影响都有其局限性，要针对具体反应具体分析。应具体分析。总结总结:外界条件对化学反应速率的影响（总结）外界条件对化学反应速率的影响（总结）影响因素影响因素 分子总数分子总数活化分子活化分子总数总数活化分子活化分子百分数百分数单位体积单位体积活化分子活化分子数数反应速反应速率率增大浓度增大浓度增大压强增大压强升高温度升高温度正催化剂正催化剂增加增加不变不变不变不变不变不变不变不变不变不变增加增加增加增加增加增加增加增加增加增加增加增加增加增加增加增加增加增加不变不变增加增加增加增加增加增加增加增加对于在一定条件下进行的化学反应：对于在一定条件下进行的化学反应：2SO2SO2 2+O+O2 2 2SO 2SO3 3，改变下列条件可以提高反应物中的活化分子百分数的是改变下列条件可以提高反应物中的活化分子百分数的是 （）A A、增大压强、增大压强 B B、升高温度、升高温度 C C、加入催化剂、加入催化剂 D D、减小反应物的浓度、减小反应物的浓度BCBC 1 1、在、在 C(C(固固)+CO)+CO2 2(气气)2CO()2CO(气气)的的反应中。现采取下列措施：反应中。现采取下列措施：（1 1）增大压强）增大压强 ；（；（2 2）增加碳的量）增加碳的量（3 3）恒容下恒容下通入通入COCO2 2；（；（4 4）恒容下充入）恒容下充入N N2 2；（5 5）恒压下充入）恒压下充入N N2 2 哪些措施能够使反应速率增大？为什么？哪些措施能够使反应速率增大？为什么？答案答案：（：（1 1）（）（3 3）2 2、如下图所示，相同体积的、如下图所示，相同体积的a a、c c两密闭容器，两密闭容器，其中其中c c容器有一活塞，容器有一活塞，a a为定容容器，起始向容为定容容器，起始向容器中都加入相同量的器中都加入相同量的SOSO2 2和和O O2 2，一定条件下发生，一定条件下发生2 2SOSO2 2+O O2 2 2 2SOSO3 3的反应。的反应。起始起始a a、c c两容器的反应速率大小关系为两容器的反应速率大小关系为V Va a _ V Vc c；反应一段时间后反应一段时间后a a、c c中速率大小关系为中速率大小关系为V Va a _V Vc c ；=a a、c c容器的容器的SOSO2 2转化率大小关系为转化率大小关系为V Va a _ V Vc c；