化学反应速率和化学平衡 (3).ppt
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1、关于化学反应速率和化学平衡 (3)现在学习的是第1页,共121页回忆钠和钾分别与水反应的现象。回忆钠和钾分别与水反应的现象。 比较等物质的量浓度的盐酸和醋酸与大理石比较等物质的量浓度的盐酸和醋酸与大理石反应的快慢。反应的快慢。 不同的化学反应快慢是不一样的。怎么样不同的化学反应快慢是不一样的。怎么样来比较和描述不同反应的快慢呢?来比较和描述不同反应的快慢呢? 化学反应速率是化学反应速率是用来衡量化学反应进行快慢用来衡量化学反应进行快慢程度程度的一个物理量。的一个物理量。现在学习的是第2页,共121页 化学反应速率通常用化学反应速率通常用单位时间内反应物浓度的减少或单位时间内反应物浓度的减少或生
2、成物浓度的增加生成物浓度的增加来表示。来表示。浓度常用单位:浓度常用单位:mol/Lmol/L时间常用单位:时间常用单位:s s 、 minmin、h h化学反应速率常用单位化学反应速率常用单位:mol/(Ls) :mol/(Ls) 或或 mol/(Lmin)mol/(Lmin)表达式:表达式:v = v = c/c/t t一、化学反应速率的表示一、化学反应速率的表示v = v = n/(Vn/(Vt)t)PSPS:1 1、通常用单位时间内反应物浓度的减小或生成物浓度的增加来表示,、通常用单位时间内反应物浓度的减小或生成物浓度的增加来表示,所以反应速率是正值。所以反应速率是正值。2 2、中学阶
3、段的化学反应速率是平均速率。、中学阶段的化学反应速率是平均速率。3 3、浓度仅指溶液或气体的,固体、纯液体无浓度可言。、浓度仅指溶液或气体的,固体、纯液体无浓度可言。现在学习的是第3页,共121页【例题】在【例题】在2L2L的密闭容器中,加入的密闭容器中,加入1molN1molN2 2和和3molH3molH2 2,发生,发生 N N2 2+3H+3H2 2 = =2NH2NH3 3 ,在,在2s2s末时,测得容器中含有末时,测得容器中含有0.4mol0.4mol的的NHNH3 3,求该反应,求该反应的化学反应速率。的化学反应速率。起始浓度起始浓度(mol/L)(mol/L)2s2s末浓度末浓
4、度(mol/L)(mol/L) 观察并回答,分别用三种物质表示的反应速率之间有观察并回答,分别用三种物质表示的反应速率之间有什么关系?什么关系?问题问题1 122332NHNH(2)0.1mol/0.05mol/st2sNCLVL()(2)0.3mol/0.15mol/st2sHCLVL()变化浓度变化浓度(mol/L)(mol/L) 三步法三步法0.51.500.20.20.30.10.41.2(3)0.2mol/0.10mol/st2sNHCLVL()现在学习的是第4页,共121页 同一个反应,用不同的物质来表示反应速率,数值是不同一个反应,用不同的物质来表示反应速率,数值是不一样的,所以
5、应注明是由哪种物质表示的。一样的,所以应注明是由哪种物质表示的。 同一反应中,各物质的速率之比等于他们在化学方程同一反应中,各物质的速率之比等于他们在化学方程式中的化学计量数之比。式中的化学计量数之比。如在如在N2 + 3H2 = 2NH3 中,中, v(N2):v(H2):v(NH3)=1:3:2结论结论1 1abcdABCD对于具体反应:(A)(B)(C)(D)VVVV有abcd(A)(B)(C)(D)CCCCabcd(A)(B)(C)(D)nnnnabcd现在学习的是第5页,共121页常见题型例举常见题型例举1、用不同的物质来表示反应速率。、用不同的物质来表示反应速率。例例1、反应、反应
6、4NH3 + 5O2 = 4NO + 6H2O 在在5L的密闭容器中进行,的密闭容器中进行,30s后,后,NO的物质的量增加了的物质的量增加了0.3mol,则此反应的平均速率可表示,则此反应的平均速率可表示为:为:A、v (O2)=0.01 mol/Ls B、 v (NO)=0.008 mol/LsC、 v (H2O)=0.003 mol/Ls D、 v (NH3)=0.002 mol/Ls v (NO)=0.3/(530) =0.002 mol/Ls 现在学习的是第6页,共121页2、比较反应速率的大小、比较反应速率的大小例例2、反应、反应A + 3B = 2C + 2D在四种不同情况下的反
7、应速率在四种不同情况下的反应速率分别为分别为VA = 0.15molL-1s-1 VB = 0.6molL-1s-1 Vc = 0.4molL-1s-1 VD = 0.45molL-1s-1 则该反应在不同条件下速率快慢顺序是则该反应在不同条件下速率快慢顺序是 = 结论结论2:在同一反应中,反应速率的大小不能单纯地看数值大小。在同一反应中,反应速率的大小不能单纯地看数值大小。应化为同一种物质的反应速率再进行比较。应化为同一种物质的反应速率再进行比较。现在学习的是第7页,共121页3、根据各物质的反应速率之比写出化学方程式。、根据各物质的反应速率之比写出化学方程式。例例3、某温度下,浓度都是、某
8、温度下,浓度都是1mol/L的两种气体的两种气体X2和和Y2,在,在密闭容器中反应生成气体密闭容器中反应生成气体Z,经过,经过t min后,测得物质的量浓度后,测得物质的量浓度分别为:分别为:c(X2)=0.4mol/L,c(Y2)=0.8mol/L ,c(Z)=0.4mol/L,则该反应的反应方程式可表示为:则该反应的反应方程式可表示为:3X2 + Y2 = 2Z3X2 + Y2 = 2X3Y现在学习的是第8页,共121页习题:已知反应习题:已知反应N2 +3H2 2NH3 ,根据下图判断,根据下图判断1、A是是_物质的量浓度变化物质的量浓度变化情况情况2、C是是_物质的量浓度变化物质的量浓
9、度变化情况情况3、2分钟内分钟内N2的平均速率是多少?的平均速率是多少?H2NH30.5mol/(L min )现在学习的是第9页,共121页化学反应速率的测量化学反应速率的测量 2、化学反应进行的时候,反应物和生成物的浓度都在不断地变化,由于反应体系中一种反应物浓度的变化,必然引起其他物质浓度发生相应的变化。因此,化学反应速率只要用反应体系中任何一种物质(反应物或生成物)的浓度变化来表示,一般以最容易测定的物质表示。3 3、在物质的诸多性质中、在物质的诸多性质中, ,特别是在溶液中特别是在溶液中, ,当反应物或生成当反应物或生成本身有比较明显的颜色时本身有比较明显的颜色时, ,人们常常利用颜
10、色深浅和显色物人们常常利用颜色深浅和显色物质浓度间的正比关系来跟踪反应的过程和测量反应的速率质浓度间的正比关系来跟踪反应的过程和测量反应的速率. .1、化学反应速率是通过实验测定的。 现在学习的是第10页,共121页1、下列反应中下列反应中2SO2+O22SO3起始浓度(起始浓度(mol/L)0.40.202s后浓度(后浓度(mol/L)0.2求:求:V(SO2)、)、V(O2)、)、V(SO3)2、在、在500mL的密闭容器中装入的密闭容器中装入1.5molH2,0.5molN2和和0.05molNH3。若该反应的反应速率。若该反应的反应速率V(H2)=0.3mol/(Lmin)时,求)时,
11、求3分钟末时分钟末时NH3的浓度?的浓度?现在学习的是第11页,共121页3、把、把0.6molX气体的气体的0.4molY气体混合于气体混合于2L容器中,容器中,使它们发生如下反应:使它们发生如下反应:3X+Y=nZ+2W。2min末已生末已生成成0.2molW,若测知,若测知V(z)=0.1mol/(Lmin),则,则上述反应中上述反应中Z气体的计量数气体的计量数n的值是的值是()A.1B.2C.3D.4上述反应在上述反应在2min末时,已消耗的末时,已消耗的Y占原来的百分比是占原来的百分比是()A.20%B.25%C.33%D.50%DB反应物的消耗量反应物的消耗量转化率转化率=反应物的
12、起始量反应物的起始量100%现在学习的是第12页,共121页4、在、在4个不同的容器中,在不同的条件下进行合成氨个不同的容器中,在不同的条件下进行合成氨反应,根据在相同时间内测定的结果判断,生成氨的反应,根据在相同时间内测定的结果判断,生成氨的速率最快的是(速率最快的是()AV(H2)=0.1mol/LminBV(N2)=0.2mol/LminCV(NH3)=0.15mol/LminDV(H2)=0.3mol/Lmin注:此类题均换算为同一物质的速率为标准比较注:此类题均换算为同一物质的速率为标准比较B现在学习的是第13页,共121页5、一定温度下,向一个容积为、一定温度下,向一个容积为2L的
13、事先装入催化剂的的事先装入催化剂的真空密闭容器中通入真空密闭容器中通入1molN2和和3molH2,3min末测此末测此容器内压强是起始时压强的容器内压强是起始时压强的0.9倍。在此时间内用倍。在此时间内用H2的量的变化来表示该反应的平均反应速率的量的变化来表示该反应的平均反应速率是(是()A、0.2mol/Lmin B、0.6mol/Lmin C、0.1mol/LminD、0.1mol/LminC现在学习的是第14页,共121页6、将固体、将固体NH4Br置于密闭容器中,在某温度下,置于密闭容器中,在某温度下,发生下列反应:发生下列反应:NH4Br(s)NH3(g)+HBr(g),2HBr(
14、g)Br2(g)+H2(g)2min后,测知后,测知H2的浓度为的浓度为0.5mol/L,HBr的浓度为的浓度为4mol/L,若上述反应速率用,若上述反应速率用V(NH3)表示,求表示,求V(NH3)现在学习的是第15页,共121页7、某温度时,在、某温度时,在2L容器中,容器中,X、Y、Z三种气体物三种气体物质的物质的量随时间变化的曲线图,由图中数据分质的物质的量随时间变化的曲线图,由图中数据分析,该反应的化学方程式为?反应开始至析,该反应的化学方程式为?反应开始至2min,Z的平均反应速率?的平均反应速率?由图知,由图知,2min内内X、Y、Z物质的量的变化为物质的量的变化为0.3mol、
15、0.1mol、0.2mol比值为比值为3 1 2,可知,可知3X+Y=2Z,V(Z)=0.05mol/(Lmin)min222.0Lmol现在学习的是第16页,共121页第二章 化学反应速率和化学平衡实验中学实验中学 高二化学备课组高二化学备课组9/2/20229/2/2022第二节第二节影响化学反应速率的因素影响化学反应速率的因素现在学习的是第17页,共121页 1 1、 在通常情况下,在通常情况下,NaNa与水的反应和与水的反应和MgMg与水的反与水的反应哪个剧烈应哪个剧烈( (反应速率快反应速率快) )?为什么?为什么? 2 2、将等物质的量的碳酸钠与碳酸氢钠放入等体积等、将等物质的量的
16、碳酸钠与碳酸氢钠放入等体积等浓度的盐酸中,产生浓度的盐酸中,产生COCO2 2的速率哪个较快?为什么?的速率哪个较快?为什么? 3 3、石油的形成要多少年?炸药的爆炸呢?、石油的形成要多少年?炸药的爆炸呢? 以上说明化学反应速率的决定因素是什么以上说明化学反应速率的决定因素是什么? 决定化学反应速率的因素是参加反应的决定化学反应速率的因素是参加反应的物质物质本身的化学性质本身的化学性质。现在学习的是第18页,共121页 影响反应速率的因素影响反应速率的因素(2 2)外部因素:)外部因素:(1 1)内部因素(主要因素)内部因素(主要因素): ):参加反应物质的性参加反应物质的性质质浓度:浓度:压
17、强:压强:温度:温度:催化剂:催化剂:其他因素:光、颗粒大小、溶剂等。其他因素:光、颗粒大小、溶剂等。现在学习的是第19页,共121页没合适的取向没合适的取向没足够的能量没足够的能量足够的能量足够的能量 +合适的取向合适的取向类比法:类比法:借鉴投篮借鉴投篮 碰碰 撞撞 理理 论论 现在学习的是第20页,共121页n n活活= =n n总总活活% %活化分子百分数:活化分子百分数: (活化分子数(活化分子数/ /反应物分子数)反应物分子数)100%100%化学反应速率主要取决于:化学反应速率主要取决于:所有所有能够改变内能能够改变内能, ,运动速率运动速率, ,以及碰撞几率以及碰撞几率的方法,
18、的方法,都都可以用来改变、控制反应的速率可以用来改变、控制反应的速率。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有效碰撞的几率有效碰撞的几率现在学习的是第21页,共121页一、浓度对反应速率的影响一、浓度对反应速率的影响浓度增大浓度增大单位体积内单位体积内n n总总T T不变,不变,活活% %不变不变n n活活增大增大有效碰撞有效碰撞VV1 1、在其他条件不变时,、在其他条件不变时,增大反应物浓度,可以增大增大反应物浓度,可以增大反应速率反应速率实验实验2-22-2结论:浓度大的结论:浓度大的H H2 2C C2 2O O4 4
19、(aqaq)先褪色先褪色2KMnO2KMnO4 4 + 5H + 5H2 2C C2 2O O4 4 +3H +3H2 2SOSO4 4=K=K2 2SOSO4 4 +2MnSO +2MnSO4 4 +10CO +10CO2 2+8H+8H2 2O O规律:规律:其他条件不变时,增大反应物的浓度,可以增大反应其他条件不变时,增大反应物的浓度,可以增大反应速率;减小反应物的浓度,可以减小化学反应的速率。速率;减小反应物的浓度,可以减小化学反应的速率。现在学习的是第22页,共121页浓度对反应速率的影响浓度对反应速率的影响本本质质原原因因反应物浓度增大,单位体积内反应物浓度增大,单位体积内活化分子
20、数增活化分子数增多多,有效碰撞的频率增加,反应速率增大。,有效碰撞的频率增加,反应速率增大。现在学习的是第23页,共121页 a a、此规律、此规律只适用于气体或溶液的反应只适用于气体或溶液的反应,对于纯固体或,对于纯固体或液体的反应物,一般情况下其浓度是常数,因此改变它们的量液体的反应物,一般情况下其浓度是常数,因此改变它们的量一般不会改变化学反应速率。一般不会改变化学反应速率。 c c、随着化学反应的进行,反应物的浓度会逐渐减小,因、随着化学反应的进行,反应物的浓度会逐渐减小,因此一般反应速率也会逐渐减小。此一般反应速率也会逐渐减小。注意:注意:应用应用1 1:一定条件下,在一定条件下,在
21、CaCOCaCO3 3( (块状块状)+2HCl=CaCl)+2HCl=CaCl2 2+H+H2 2O+COO+CO2 2 反应中,为了加快反应的速率,下列那些方法可行:反应中,为了加快反应的速率,下列那些方法可行:A A、增加、增加HClHCl的浓度的浓度 B B、加水、加水 C C、增加同浓度盐酸的量、增加同浓度盐酸的量 D D、改加、改加CaCOCaCO3 3粉末粉末 b b、一般来说,固体反应物表面积越大,反应速率越大,、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。固体反应物表面积越小,反应速率越小。现在学习的是第24页,共121页原因:原因:对气
22、体来说,若其他条件不变,增大压强,就是增加对气体来说,若其他条件不变,增大压强,就是增加单位体积的反应物的物质的量,即增加反应物的浓度,因而单位体积的反应物的物质的量,即增加反应物的浓度,因而可以增大化学反应的速率。可以增大化学反应的速率。2、压强对反应速率的影响。、压强对反应速率的影响。 请试根据浓度对化学反应速率的影响推出压强对化请试根据浓度对化学反应速率的影响推出压强对化学反应速率的影响情况学反应速率的影响情况 现在学习的是第25页,共121页规律:规律:对于有气体参加的反应对于有气体参加的反应,若其他条件不,若其他条件不变,增大压强,变,增大压强,气体体积缩小,浓度增大,气体体积缩小,
23、浓度增大,反应反应速率加快;减小压强,反速率加快;减小压强,反应速率减慢。应速率减慢。压强增大压强增大 体积减小体积减小 其他条件不变其他条件不变VC增大增大 压强对于反应速率的影响是压强对于反应速率的影响是通过对浓度的影响通过对浓度的影响实现的实现的 P增大增大C成比例成比例增大,增大,P减小减小C成比例成比例减小减小压强只对于压强只对于有气体参加的反应有气体参加的反应的速率有影响的速率有影响发散思考发散思考:压强对于任意化学反应的速率都有影响吗?压强对于任意化学反应的速率都有影响吗?现在学习的是第26页,共121页思考思考:在在N2+3H2 2NH3中,当其他外界条件不变时:中,当其他外界
24、条件不变时:减小体系压强,该反应的速率怎么变?减小体系压强,该反应的速率怎么变?在反应中保持体系容积不变,充入在反应中保持体系容积不变,充入N2 ,反应的速率怎么变?,反应的速率怎么变?在反应中保持体系容积不变,充入在反应中保持体系容积不变,充入He,反应的速率怎么变?,反应的速率怎么变?在反应中保持体系压强不变,充入在反应中保持体系压强不变,充入He,反应的速率怎么变?,反应的速率怎么变?压强对反应速率的影响压强对反应速率的影响 压强影响反应速率,压强影响反应速率,必须伴随有压强改变时体积的改变必须伴随有压强改变时体积的改变现象现象。否则,压强的变化并没有作用到反应的体系上。否则,压强的变化
25、并没有作用到反应的体系上。即压强变则体积变,实际是浓度的变化。若容器的体积即压强变则体积变,实际是浓度的变化。若容器的体积不变,因为各气体的浓度没有变,则速率不变。不变,因为各气体的浓度没有变,则速率不变。如在密如在密闭容器中通入惰性气体。闭容器中通入惰性气体。注意:注意:现在学习的是第27页,共121页对于气体有下列几种情况对于气体有下列几种情况:1、恒温时:、恒温时:增大压强增大压强体积减少体积减少C增大增大反应速反应速率增大率增大2、恒容时:、恒容时:A、充入气体反应物、充入气体反应物反应物浓度增大反应物浓度增大总压总压增大增大反应速率增大反应速率增大;B、冲入、冲入“无关气体无关气体”
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