化学反应速率化学平衡ppt4-人教课标版课件.ppt
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1、(一)化学反应速率(一)化学反应速率1 1、定量表示、定量表示:2 2、平均速率、平均速率4 4、速率大小的比较:、速率大小的比较:比较反应的快慢时,要化成同一物质、相同单位后比较反应的快慢时,要化成同一物质、相同单位后才能比较才能比较 (B)=,单位:,单位:molL-1s-1,mol/(Ls)等。等。c(B)t t3、比例关系:、比例关系:v(A)v(B)v(C)m n p=化学反应速率化学反应速率 化学平衡化学平衡返回返回例:某温度时例:某温度时,把把1molN1molN2 2O O4 4气体通入体积为气体通入体积为10L10L的真空密的真空密闭容器中闭容器中,立即出现棕色立即出现棕色,
2、反应进行反应进行4s4s时时NONO2 2的浓度为的浓度为0.04mol/L,0.04mol/L,再经过一定时间后再经过一定时间后,反应达平衡反应达平衡,这时容器这时容器内压强为开始时的内压强为开始时的1.81.8倍倍,则则(1)(1)前前4s4s以以N N2 2O O4 4浓度变化表浓度变化表示的平均反应速率为示的平均反应速率为 (2)(2)在在4s4s时时容器内的压强为开始时的容器内的压强为开始时的 倍倍(3)(3)在平衡时容器内含在平衡时容器内含NONO2 2 molmol 0.005mol/L0.005mol/Ls s 1.2 1.2 1.61.6题型一、速率计算题型一、速率计算例:反
3、应例:反应aA(g)+bB(g)cC(g)+dD(g)aA(g)+bB(g)cC(g)+dD(g)取取a molAa molA和和b b molBmolB置于置于VLVL容器内。容器内。1min1min后,测得容器内后,测得容器内A A的浓度为的浓度为x x mol/Lmol/L。这时。这时B B的浓度为的浓度为 _mol/L,C_mol/L,C的浓度的浓度为为_mol/L_mol/L。这段时间内反应的平均速率若。这段时间内反应的平均速率若以物质变化来表示,应为以物质变化来表示,应为_bx/a(a/v -x)c/a(a/v-x)mol/(Lmin)返回返回题型二、速率大小比较题型二、速率大小比
4、较比较反应的快慢时,要化成同一物质、相同单位比较反应的快慢时,要化成同一物质、相同单位后才能比较后才能比较 例:若某合成氨反应在不同时间测得的反应速率记例:若某合成氨反应在不同时间测得的反应速率记录如下:录如下:v(N2)=0.1 mol/(Lmin)v(H2)=0.2 mol/(Lmin)v(NH3)=0.4 mol/(Lmin)v(NH3)=0.01 mol/(Ls)试问:哪一记录表示的反应速率最快?试问:哪一记录表示的反应速率最快?返回返回思考:思考:(1 1)从化学键的角度分析化学反应。)从化学键的角度分析化学反应。(2 2)化学反应发生的前提条件是什么?)化学反应发生的前提条件是什么
5、?(3 3)活化分子:在相同的温度下,分子的)活化分子:在相同的温度下,分子的能量并不完全相同,有些分子的能量高于分子的平均能量并不完全相同,有些分子的能量高于分子的平均能量,属于活化分子。这些分子的碰撞才有可能发生能量,属于活化分子。这些分子的碰撞才有可能发生反应。反应。(4 4)有效碰撞:只有相互碰撞的分子具有足够高的能)有效碰撞:只有相互碰撞的分子具有足够高的能量,且具有合适的取向时,才能使旧键断裂,发生化量,且具有合适的取向时,才能使旧键断裂,发生化学反应,这种碰撞叫做有效碰撞。学反应,这种碰撞叫做有效碰撞。(二)影响化学反应速率的因素:(二)影响化学反应速率的因素:内因:内因:参加反
6、应的物质的性质,是决定化学反应参加反应的物质的性质,是决定化学反应速率的主要因素。速率的主要因素。外因:外因:浓度、温度、压强、催化剂等外界条件也浓度、温度、压强、催化剂等外界条件也会影响化学反应速率。会影响化学反应速率。1 1、浓度:浓度:当其它条件不变时,增加反应物的浓度当其它条件不变时,增加反应物的浓度 ,可以增大反应速率可以增大反应速率 ,反之亦然,反之亦然.注意:固体或纯液体浓度被视为常数,他们的量的变化不会注意:固体或纯液体浓度被视为常数,他们的量的变化不会引起反应速率的变化。但固体与其他物质反应时接触面积的引起反应速率的变化。但固体与其他物质反应时接触面积的改变也会引起反应速率的
7、变化。改变也会引起反应速率的变化。如何从活化分子、有效碰撞的角度解释?如何从活化分子、有效碰撞的角度解释?增大反应物的浓度,则增加了单位体积内的活增大反应物的浓度,则增加了单位体积内的活化分子数,那么单位时间内的有效碰撞次数也相应化分子数,那么单位时间内的有效碰撞次数也相应增多,化学反应速率就增大。增多,化学反应速率就增大。2 2、压强、压强:对于:对于气体气体反应来说,在其它条件不变时,反应来说,在其它条件不变时,增大压强,增大化学反应速率,反之,则反之。增大压强,增大化学反应速率,反之,则反之。如何从活化分子、有效碰撞的角度解释?如何从活化分子、有效碰撞的角度解释?对气体来说,气体的体积与
8、其所受的压强成反对气体来说,气体的体积与其所受的压强成反比,增大压强则增大了反应物的浓度,则增加了单比,增大压强则增大了反应物的浓度,则增加了单位体积内的活化分子数,那么单位时间内的有效碰位体积内的活化分子数,那么单位时间内的有效碰撞次数也相应增多,化学反应速率就增大。撞次数也相应增多,化学反应速率就增大。3 3、温度:、温度:在其它条件不变时,温度升高,化学反在其它条件不变时,温度升高,化学反应速率加快;反之,则反之。应速率加快;反之,则反之。经过实验测得,温度每升高经过实验测得,温度每升高10100 0C C,反应速率通常,反应速率通常增大到原来的增大到原来的2-42-4倍。倍。如何从活化
9、分子、有效碰撞的角度解释?如何从活化分子、有效碰撞的角度解释?在浓度一定时,升高温度,反应物分子的能量在浓度一定时,升高温度,反应物分子的能量增加,使一部分原来能量较低的分子变成活化分子,增加,使一部分原来能量较低的分子变成活化分子,从而增加了反应物分子中活化分子百分数,使有效从而增加了反应物分子中活化分子百分数,使有效碰撞次数增多,因而使化学反应速率增大。碰撞次数增多,因而使化学反应速率增大。4、催化剂:催化剂:催化剂可以加快化学反应速率。催化剂可以加快化学反应速率。催化剂中毒:催化剂中毒:有一些物质,即使是很少量的,当有一些物质,即使是很少量的,当混入催化剂时,就会急剧降低甚至破坏催化能力
10、,这混入催化剂时,就会急剧降低甚至破坏催化能力,这种作用叫催化剂中毒。为了防止催化剂中毒,常要对种作用叫催化剂中毒。为了防止催化剂中毒,常要对原料进行净化。原料进行净化。在其它条件一定时,使用催化剂,能够降低反在其它条件一定时,使用催化剂,能够降低反应所需的能量,这样就会使更多的分子成为活化分子,应所需的能量,这样就会使更多的分子成为活化分子,使一部分原来能量较低的分子变成活化分子,从而增使一部分原来能量较低的分子变成活化分子,从而增加了反应物分子中活化分子百分数,使有效碰撞次数加了反应物分子中活化分子百分数,使有效碰撞次数增多,因而使化学反应速率增大。增多,因而使化学反应速率增大。如何从活化
11、分子、有效碰撞的角度解释?如何从活化分子、有效碰撞的角度解释?其它:其它:光、超声波、激光、放射线、电磁波、光、超声波、激光、放射线、电磁波、反应物反应物颗粒的大小、颗粒的大小、扩散速度、溶剂等。扩散速度、溶剂等。思考:如何理解影响外界条件改变对可逆反应中正思考:如何理解影响外界条件改变对可逆反应中正逆反应速率的影响?逆反应速率的影响?返回返回例:在恒温恒容条件下,能使例:在恒温恒容条件下,能使 A(g)+B(g)C(g)+D(g)正反应速率增大的是(正反应速率增大的是()A.减小减小C或或D的浓度的浓度 B.增大增大D的浓度的浓度 C.减小减小B的浓度的浓度 D.增大增大A或或B的浓度的浓度
12、D例:把锌粒投入到装有盐酸的敞口容器中,产生例:把锌粒投入到装有盐酸的敞口容器中,产生H2的速的速率可由下图表示,在下列因素中:率可由下图表示,在下列因素中:盐酸的浓度;锌粒的表面积;盐酸的浓度;锌粒的表面积;溶液的温度;溶液的温度;Cl-的浓度。的浓度。影响反应速率的因素是(影响反应速率的因素是()例:硫代硫酸钠溶液与稀硫酸反应的化学方程式为:例:硫代硫酸钠溶液与稀硫酸反应的化学方程式为:Na2S2O3+H2SO4=Na2SO4+SO2+S+H2O ,下列各组实验中最先出现浑浊的是下列各组实验中最先出现浑浊的是 D返回返回概念概念计算速率:计算速率:速率大小比较:速率大小比较:公式:公式:速
13、率比等于方速率比等于方程式系数比程式系数比单位相同单位相同具有可比性具有可比性同种物质同种物质具有可比性具有可比性题型题型影响因素影响因素内因(根本原因)内因(根本原因)外因外因催化剂催化剂温度温度浓度浓度压强压强碰碰撞撞理理论论有效碰撞有效碰撞活化分子数目活化分子数目:合适取向合适取向(单位体积内)(单位体积内)化化学学反反应应速速率率n(活)活)=n(总总)a返回返回二、化学平衡二、化学平衡 可逆反应是两个同时发生的、具有相反方向的、不同反可逆反应是两个同时发生的、具有相反方向的、不同反应的组合体。大多数反应都具有一定的可逆性。中学只强应的组合体。大多数反应都具有一定的可逆性。中学只强调弱
14、电解质的电离、盐水解、酯化、合成氨、调弱电解质的电离、盐水解、酯化、合成氨、SOSO2 2氧化、氧化、NONO2 2(N N2 2O O4 4)平衡体系、)平衡体系、HIHI及特别指出的可逆反应存在。及特别指出的可逆反应存在。(一)可逆反应(一)可逆反应 (二二)可逆反应的特点:可逆反应的特点:1.1.反应物的转化率反应物的转化率100%100%。2.2.体系中反应物和生成物共存。体系中反应物和生成物共存。3.3.反应在同一条件、同时向正、逆两个方向进行,反应在同一条件、同时向正、逆两个方向进行,所以同时存在所以同时存在(正正)和和(逆逆)。例密闭容器中进行如下可逆反应:例密闭容器中进行如下可
15、逆反应:X2(g)+3Y2(g)2Z(g),已知,已知X2、Y2、Z的的起始浓度分别为起始浓度分别为0.2 mol/L、0.6 mol/L、0.4 mol/L,当平衡时,下列数据肯定不对的是(,当平衡时,下列数据肯定不对的是()A.X2为为0.4 mol/L,Y2为为1.2 mol/L B.Y2为为1.0 mol/L C.X2为为0.3 mol/L,Z为为0.2 mol/L D.Z为为1.0 mol/LAD返回返回(三三)化学平衡状态及其标志化学平衡状态及其标志特征归纳:特征归纳:“逆、等、动、定逆、等、动、定”本质本质:(正正)=(逆逆)0对象对象:可逆反应可逆反应前提前提:一定条件(封闭体
16、系)一定条件(封闭体系)表现表现:反应混合物中各组分的浓度保持不变,:反应混合物中各组分的浓度保持不变,可逆反应进行的最大限度。可逆反应进行的最大限度。判断平衡状态的方法和依据判断平衡状态的方法和依据平衡平衡平衡平衡平衡平衡不一定不一定平衡平衡平衡平衡不一定不一定不一定不一定平衡平衡不一定不一定平衡平衡不一定不一定平衡平衡不一定不一定平衡平衡返回返回一定条件下的化学平衡(一定条件下的化学平衡(正正逆,各组分含逆,各组分含量保持一定),条件改变,平衡被破坏(量保持一定),条件改变,平衡被破坏(正正逆)逆)新的条件下建立新的平衡状态,(新的条件下建立新的平衡状态,(正正逆逆)各组分含量保持新的一定
17、。各组分含量保持新的一定。(四四).化学平衡的移动:化学平衡的移动:1、什么是化学平衡的移动?、什么是化学平衡的移动?平衡向正反应方向移动:条件改变,平衡向正反应方向移动:条件改变,正正 逆逆平衡向逆反应方向移动:条件改变,平衡向逆反应方向移动:条件改变,正正逆逆返回返回 (1 1)浓度)浓度增大反应物浓度、正逆反应速率都加快,增大反应物浓度、正逆反应速率都加快,但但正正逆,因此,平衡向正反应方向移动。逆,因此,平衡向正反应方向移动。如图所示。如图所示。2、各种条件对化学平衡的影响:、各种条件对化学平衡的影响:对于反应没有气体参加的可逆反应及反应前对于反应没有气体参加的可逆反应及反应前后气体体
18、积不改变的反应,改变压强化学平衡不移动。后气体体积不改变的反应,改变压强化学平衡不移动。对于反应前后气体体积有改变的反应,如:对于反应前后气体体积有改变的反应,如:N2+3H2 2NH3,增大压强,反应物、生成物压强都相应增大,正逆,增大压强,反应物、生成物压强都相应增大,正逆反应速率都加快,但反应速率都加快,但正正逆,平衡向正反应方向逆,平衡向正反应方向移动,如图所示。移动,如图所示。(2 2)压强)压强 无论是吸热反应还是放热反应,升高温度反应速无论是吸热反应还是放热反应,升高温度反应速率都加快,达到化学平衡的时间就短,降低温度反应率都加快,达到化学平衡的时间就短,降低温度反应速率则减慢,
19、达到化学平衡状态所需时间就长。速率则减慢,达到化学平衡状态所需时间就长。例如:例如:N N2 2+3H+3H2 2 2NH 2NH3 3,H0H0,升高温度。如图,升高温度。如图所示。所示。(3 3)温度)温度返回返回例:对已达到平衡的下列反应:例:对已达到平衡的下列反应:2A(g)+B(g)2C(g),减小压强时,对,减小压强时,对反应产生的影响是(反应产生的影响是()A.逆反应速率增大,正反应速率减小,平衡向逆反应速率增大,正反应速率减小,平衡向 逆反应方向移动逆反应方向移动 B.逆反应速率减小,正反应速率增大,平衡向逆反应速率减小,正反应速率增大,平衡向 正反应方向移动正反应方向移动 C
20、.正逆反应速率都减小,平衡向逆反应方向移动正逆反应速率都减小,平衡向逆反应方向移动 D.正逆反应速率都增大,平衡向正反应方向移动正逆反应速率都增大,平衡向正反应方向移动C答案:答案:AC例:在一密闭容器中,例:在一密闭容器中,aA(气气)bB(气气)达平衡后,达平衡后,保持温度不变,将容器体积增加一倍,当达到新的平保持温度不变,将容器体积增加一倍,当达到新的平衡时,衡时,B的浓度是原来的的浓度是原来的60%,则(,则()A平衡向正反应方向移动了平衡向正反应方向移动了 B物质物质A的转化率减少了的转化率减少了 C物质物质B的质量分数增加了的质量分数增加了 Dab返回返回3 3、化学平衡常数、化学
21、平衡常数对对 m A(g)n B(g)p C(g)q D(g),若某温度下,若某温度下,c(A)、c(B)、c(C)、c(D)表示该反应表示该反应达到平衡时达到平衡时的各的各物质的物质的量浓度,则有物质的物质的量浓度,则有:c(A)mc(B)nc(C)pc(D)q=K化学平衡常数只随温度的变化而变化,温度一定时,同一反应化学平衡常数只随温度的变化而变化,温度一定时,同一反应的的K K值不变。值不变。温度不变时,对于某时刻时各物质的浓度温度不变时,对于某时刻时各物质的浓度c(A)、c(B)、c(C)、c(D),令,令c(A)mc(B)nc(C)pc(D)qQ=QK,平衡左移平衡左移Q=K,反应达
22、到平衡反应达到平衡答案:答案:A例高温下,某反应达到平衡,平衡常数例高温下,某反应达到平衡,平衡常数K 。恒容时,温度升高,。恒容时,温度升高,H2浓度减小。浓度减小。下列说法正确的是下列说法正确的是A该反应是焓变为正值该反应是焓变为正值B恒温恒容下,增大压强,恒温恒容下,增大压强,H2浓度一定减小浓度一定减小C升高温度,逆反应速率减小升高温度,逆反应速率减小D该反应化学方程式为该反应化学方程式为COH2O CO2H2例将固体例将固体NH4I置于密闭容器中,在一定温度下发生置于密闭容器中,在一定温度下发生下列反应:下列反应:NH4I NH3+HI;2HI H2+I2。达到平衡。达到平衡时,时,
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