化学反应速率和化学平衡ppt课件.ppt
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1、第七章 化学反应速率和化学平衡第一节 化学反应速率及影响因素一、化学反应速率一、化学反应速率1.1.定义定义单位时间内单位时间内_。2.2.表达式表达式v=c/t,v=c/t,单位单位:_,:_,如密闭容器如密闭容器中中, ,合成氨的反应合成氨的反应N N2 2+3H+3H2 2 2NH2NH3 3, ,开始时开始时c(Nc(N2 2)=8 molL)=8 molL-1-1, ,2 min2 min后后c(Nc(N2 2)=4 molL)=4 molL-1-1, ,则用则用N N2 2表示的反应速率为表示的反应速率为_。反应物浓度的减少或生成物浓度的增加反应物浓度的减少或生成物浓度的增加mol
2、LmolL-1-1ss-1-1或或molLmolL-1-1minmin-1-12 molL2 molL-1-1minmin-1-13.3.化学反应速率与化学计量数关系化学反应速率与化学计量数关系对于已知反应对于已知反应mA(g)+nB(g)=pC(g)+qD(g),mA(g)+nB(g)=pC(g)+qD(g),其化学反应速率其化学反应速率可用不同的反应物或生成物来表示可用不同的反应物或生成物来表示, ,当单位相同时当单位相同时, ,化学反应速化学反应速率的数值之比等于率的数值之比等于_之比之比, ,即即v(A)v(B)v(C)v(A)v(B)v(C)v(D)=_v(D)=_。如在一个如在一个
3、2 L2 L的容器中发生反应的容器中发生反应:3A(g)+B(g)=2C(g),:3A(g)+B(g)=2C(g),加入加入2 mol A,1 s2 mol A,1 s后剩余后剩余1.4 mol,1.4 mol,则则v(A)=_,v(A)=_,v(B)=_, v(C)=_v(B)=_, v(C)=_。化学计量数化学计量数mnpqmnpq0.3 molL0.3 molL-1-1ss-1-10.1 molL0.1 molL-1-1ss-1-10.2 molL0.2 molL-1-1ss-1-1二、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.内因内因反应物本身的性质是主要因素。如相同条件
4、下反应物本身的性质是主要因素。如相同条件下MgMg、AlAl与稀盐酸与稀盐酸反应的速率大小关系为反应的速率大小关系为_。MgAlMgAl2.2.外因外因增增大大减小减小增大增大减小减小增大增大减小减小增大增大增大固体表面积增大固体表面积如黄铁矿煅烧时要粉碎成细小的矿粒如黄铁矿煅烧时要粉碎成细小的矿粒,_,_,加加快反应速率快反应速率; ;熔化的熔化的KClOKClO3 3放出气泡很慢放出气泡很慢, ,撒入少量撒入少量MnOMnO2 2很快产很快产生气体生气体, ,是因为是因为MnOMnO2 2的的_;_;夏天的食品易变霉夏天的食品易变霉, ,冬天就不冬天就不易发生该现象易发生该现象, ,是因为
5、夏天是因为夏天_。增大了固体表面积增大了固体表面积催化作用催化作用温度高温度高3.3.理论解释理论解释有效碰撞理论有效碰撞理论(1)(1)活化分子、活化能、有效碰撞活化分子、活化能、有效碰撞: :活化分子活化分子: :能够发生有效碰撞的分子。能够发生有效碰撞的分子。活化能活化能: :如图如图图中图中:E:E1 1为为_,_,使用催化剂时的活化能为使用催化剂时的活化能为_,_,反应热反应热为为_。有效碰撞有效碰撞: :活化分子之间能够引发化学反应的碰撞。活化分子之间能够引发化学反应的碰撞。反应的活化能反应的活化能E E3 3E E1 1-E-E2 2(2)(2)活化分子、有效碰撞与反应速率的关系
6、活化分子、有效碰撞与反应速率的关系: :分子分子总数总数不变不变增加增加分子总数分子总数增加增加增加增加【思考辨析思考辨析】1.1.化学反应速率一定随着时间的延长而减小。化学反应速率一定随着时间的延长而减小。( )( )【分析】【分析】大多数反应的反应速率是随着时间的延长而减小大多数反应的反应速率是随着时间的延长而减小, ,但但是对于一些放热反应是对于一些放热反应, ,如活泼金属与酸的反应如活泼金属与酸的反应, ,反应速率是先增反应速率是先增大后减小。大后减小。2.2.决定化学反应速率快慢的根本因素是温度、浓度和催化剂。决定化学反应速率快慢的根本因素是温度、浓度和催化剂。 ( ) ( )【分析
7、】【分析】化学反应速率的决定因素是反应物自身的性质。化学反应速率的决定因素是反应物自身的性质。3.(20123.(2012江苏高考江苏高考)N)N2 2(g)+3H(g)+3H2 2(g) 2NH(g) 2NH3 3(g)(g)H0,0,其他条件不变时升高温度其他条件不变时升高温度, ,反应速率反应速率v(Hv(H2 2) )和和H H2 2的平衡转的平衡转化率均增大。化率均增大。( )( )【分析】【分析】升高温度可以使反应速率加快升高温度可以使反应速率加快, ,但因该反应为放热反但因该反应为放热反应应, ,升温时平衡逆向移动升温时平衡逆向移动,H,H2 2的转化率减小。的转化率减小。4.(
8、20104.(2010福建高考福建高考) )同时改变两个变量来研究反应速率的变化同时改变两个变量来研究反应速率的变化, ,能更快得出有关规律。能更快得出有关规律。( )( )【分析】【分析】同时改变两个变量研究反应速率的因素同时改变两个变量研究反应速率的因素, ,难以判断影难以判断影响反应速率的主导因素响反应速率的主导因素, ,无法得出相关规律。应仅改变一个条无法得出相关规律。应仅改变一个条件固定其他条件不变来研究化学反应速率的规律。件固定其他条件不变来研究化学反应速率的规律。5.5.二氧化锰能加快所有化学反应的速率。二氧化锰能加快所有化学反应的速率。( )( )【分析】【分析】催化剂都有选择
9、性催化剂都有选择性, ,二氧化锰并不是二氧化锰并不是“万能万能”催化剂催化剂, ,它只能催化某些反应。它只能催化某些反应。6.6.锌与硫酸反应时锌与硫酸反应时, ,硫酸的浓度越大硫酸的浓度越大, ,产生产生H H2 2的速率越快。的速率越快。( )( )【分析】【分析】当硫酸浓度增大为浓硫酸时当硫酸浓度增大为浓硫酸时,Zn,Zn与浓硫酸反应不产生与浓硫酸反应不产生H H2 2。7.7.恒压恒压, ,增加惰性气体的量增加惰性气体的量, ,原化学反应速率减慢。原化学反应速率减慢。( )( )【分析】分析】恒压时增加惰性气体的量会使体积增大恒压时增加惰性气体的量会使体积增大, ,反应物浓度反应物浓度
10、减小减小, ,反应速率减慢。反应速率减慢。8.8.增大反应物的浓度增大反应物的浓度, ,能够增大活化分子的百分含量能够增大活化分子的百分含量, ,所以反应所以反应速率增大。速率增大。( )( )【分析】【分析】增大反应物的浓度增大反应物的浓度, ,不能增大活化分子的百分含量不能增大活化分子的百分含量, ,只只能增大单位体积内活化分子的个数。能增大单位体积内活化分子的个数。考点考点 1 1 化学反应速率的计算及大小比较化学反应速率的计算及大小比较1.1.计算化学反应速率的基本模式计算化学反应速率的基本模式只要列出了平衡建立过程中三个阶段的量只要列出了平衡建立过程中三个阶段的量, ,不论是计算反应
11、速不论是计算反应速率、转化率还是平衡常数率、转化率还是平衡常数, ,都能迎刃而解都能迎刃而解, ,堪称万能模式。解题堪称万能模式。解题模式可表示如下模式可表示如下, ,其中的其中的a a、b b可以是物质的量、浓度或体积等。可以是物质的量、浓度或体积等。mAmA + + nBnB pCpC+ +qDqD起始量起始量: a: a b b 0 0 0 0转化量转化量: mx: mx nx nx px px qx qx平衡量平衡量: a-mx: a-mxb-nxb-nx px px qx qx2.2.计算化学反应速率的常用依据计算化学反应速率的常用依据“速率之比等于化学计量速率之比等于化学计量数之比
12、数之比”同一个反应的速率同一个反应的速率, ,用不同物质表示时用不同物质表示时, ,数值之比等于方程式的数值之比等于方程式的计量数之比计量数之比, ,即对于反应即对于反应:aA+bB=cC+dD,:aA+bB=cC+dD,有有v(A)v(B) v(A)v(B) v(C)v(D)=abcdv(C)v(D)=abcd或或 ; ;可可利用此比例关系计算用不同物质表示的反应速率或计算方程式利用此比例关系计算用不同物质表示的反应速率或计算方程式中各物质的化学计量数。中各物质的化学计量数。 1111v Av Bv Cv Dabcd3.3.比较反应速率大小的方法比较反应速率大小的方法“一看二转三比较一看二转
13、三比较”比较用不同物质表示的反应速率相对大小时比较用不同物质表示的反应速率相对大小时: :第一步看单位是否统一第一步看单位是否统一; ;第二步是若单位不统一第二步是若单位不统一, ,转化成同一单位转化成同一单位, ,不同物质表示时转化不同物质表示时转化成用同一物质表示成用同一物质表示; ;第三步是比较数值的大小。第三步是比较数值的大小。【高考警示】【高考警示】(1)(1)由于固体、纯液体的浓度视为常数由于固体、纯液体的浓度视为常数, ,所以不计算它们的化学所以不计算它们的化学反应速率。反应速率。(2)(2)单位时间内反应物或生成物的物质的量变化大单位时间内反应物或生成物的物质的量变化大, ,反
14、应速率不反应速率不一定快一定快, ,因为化学反应速率是用单位时间内反应物或生成物的因为化学反应速率是用单位时间内反应物或生成物的浓度变化量来表示的。浓度变化量来表示的。【典例【典例1 1】(2013(2013太原模拟太原模拟) )一定温度下一定温度下, ,向容积为向容积为2 L2 L的密闭的密闭容器中通入两种气体发生化学反应容器中通入两种气体发生化学反应, ,反应中各物质的物质的量反应中各物质的物质的量变化如图所示变化如图所示, ,对该反应的推断合理的是对该反应的推断合理的是( () )A.A.该反应的化学方程式为该反应的化学方程式为3B+4D 6A+2C3B+4D 6A+2CB.B.反应进行
15、到反应进行到1 s1 s时时,v(A)=v(D),v(A)=v(D)C.C.反应进行到反应进行到6 s6 s时时,B,B的平均反应速率为的平均反应速率为0.05 molL0.05 molL-1-1ss-1-1D.D.反应进行到反应进行到6 s6 s时时, ,各物质的反应速率相等各物质的反应速率相等【解题指南】【解题指南】解答该题应该注意以下解答该题应该注意以下2 2点点: :(1)(1)根据物质的量随时间的变化确定反应物与生成物。根据物质的量随时间的变化确定反应物与生成物。(2)(2)根据相同时间段内各物质的物质的量变化确定化学计量数根据相同时间段内各物质的物质的量变化确定化学计量数与反应速率
16、之间的关系。与反应速率之间的关系。【解析】【解析】选选C C。根据各物质的物质的量随时间的变化图像可。根据各物质的物质的量随时间的变化图像可知知,A,A、D D为生成物为生成物,B,B、C C为反应物为反应物, ,在在6 s6 s时反应达到平衡时反应达到平衡,A,A、B B、C C、D D的物质的量变化分别为的物质的量变化分别为1.2 mol1.2 mol、0.6 mol0.6 mol、0.8 mol0.8 mol、0.4 mol0.4 mol。根据化学计量数之比等于变化的物质的量之比可知。根据化学计量数之比等于变化的物质的量之比可知A A、B B、C C、D D的化学计量数之比为的化学计量数
17、之比为6342,6342,所以反应方程式所以反应方程式为为3B+4C 6A+2D,A3B+4C 6A+2D,A错错; ;反应过程中和反应达到平衡时各物反应过程中和反应达到平衡时各物质的反应速率之比等于化学计量数之比质的反应速率之比等于化学计量数之比,B,B、D D错错; ;反应进行到反应进行到6 s6 s时时,B,B的平均反应速率为的平均反应速率为0.6 mol/(2 L0.6 mol/(2 L6 s)=6 s)=0.05 molL0.05 molL-1-1ss-1-1,C,C对。对。【互动探究】【互动探究】(1)(1)用用A A、B B、C C、D D四种物质表示的该反应的反应四种物质表示的
18、该反应的反应速率速率, ,数值最大的是哪种物质数值最大的是哪种物质? ?提示提示: :A,A,根据反应速率之比等于化学计量数之比可知根据反应速率之比等于化学计量数之比可知, ,化学计量化学计量数越大数越大, ,表示的反应速率越大。表示的反应速率越大。(2)(2)反应进行到反应进行到1 s1 s时时,C,C的反应速率为多少的反应速率为多少? ?提示提示: :1 s1 s时时D D的反应速率为的反应速率为0.2 mol/(2 L0.2 mol/(2 L1 s)=1 s)=0.1 molL0.1 molL-1-1ss-1-1, ,所以所以C C的反应速率为的反应速率为v(C)=2v(D)=v(C)=
19、2v(D)=0.2 molL0.2 molL-1-1ss-1-1。考点考点 2 2 化学反应速率图像及其应用化学反应速率图像及其应用1.1.全程速率全程速率时间图时间图如如ZnZn与足量盐酸的反应与足量盐酸的反应, ,反应速率随时间的变化出现如图情况。反应速率随时间的变化出现如图情况。解释原因解释原因:AB:AB段段(v(v渐大渐大),),因反应为放热反应因反应为放热反应, ,随反应的进行随反应的进行, ,温温度渐高度渐高, ,导致反应速率的渐大导致反应速率的渐大;BC;BC段段(v(v渐小渐小),),则主要因为随反应则主要因为随反应的进行的进行, ,溶液中溶液中c(Hc(H+ +) )渐小渐
20、小, ,导致反应速率渐小。导致反应速率渐小。2.2.物质的量物质的量( (或浓度或浓度)时间图像时间图像例如例如: :某温度时某温度时, ,在定容在定容(V L)(V L)容器中容器中,X,X、Y Y、Z Z三种物质的物质三种物质的物质的量随时间的变化曲线如图所示。的量随时间的变化曲线如图所示。(1)(1)由图像得出的信息是由图像得出的信息是: :X X、Y Y是反应物是反应物,Z,Z是产物是产物; ;t t3 3时反应达平衡时反应达平衡,X,X、Y Y没有全部反应。没有全部反应。(2)(2)根据图像可进行如下计算根据图像可进行如下计算: :某物质的平均速率、转化率某物质的平均速率、转化率,
21、,如如v(X)= molLv(X)= molL-1-1ss-1-1,Y,Y的转化率的转化率= = 100%100%。确定化学方程式中的化学计量数之比确定化学方程式中的化学计量数之比如如X X、Y Y、Z Z三种物质的化学计量数之比为三种物质的化学计量数之比为(n(n1 1-n-n3 3)(n)(n2 2-n-n3 3)n)n2 2。133nnV t232nnn3.3.化学平衡移动与速率的关系图像化学平衡移动与速率的关系图像以以aA(g)+bB(g) cC(g)+dD(g)aA(g)+bB(g) cC(g)+dD(g)Hc+d)c+d)为例为例: :【高考警示】【高考警示】(1)(1)压强对反应
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- 化学反应 速率 化学平衡 ppt 课件
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