反应速率反应方向和限度

1、专题专题7 化学反应速率与化学平衡化学反应速率与化学平衡第一单元第一单元 化学反应速率化学反应速率一、化学反应速率的概念及表示方法一、化学反应速率的概念及表示方法1、概念：单位时间内反应物浓度的减少或生成、概念：单位时间内反应物浓度的减少或生成 物浓度的增加来表示物浓度的增加来表示v = c / v = c / t t（是（是平均值平均值，只适用于，只适用于气体、溶液气体、溶液）V V反应物反应物=C C起始起始- - C C终了终了t tV V生成物生成物=C C终了终了- - C C起始起始t t2、意义：、意义：（1）衡量化学反应快慢的程度，随着反应的进行，衡量化学反应快慢的程度，随着反

2、应的进行， 反应物的浓度减少，生成物的浓度增加反应物的浓度减少，生成物的浓度增加（2）同一个反应中，）同一个反应中，用不同的物质来表示化学反应用不同的物质来表示化学反应 速率时，其数值不一定相同，但这些数值表示速率时，其数值不一定相同，但这些数值表示 的都是同一个反应速率。因此，表示速率时，的都是同一个反应速率。因此，表示速率时， 必须说明是用哪种物质表示必须说明是用哪种物质表示在在2L密闭容器中加入密闭容器中加入4molA和和6molB发生下列反发生下列反应：应：4A(g)+6B(g) 4C(g)+5D(g)若经若经5s后后,剩剩下下A是是2.5mol,则则B的反应速率是的反应速率是( )A

3、.0.45molL-1s-1 B. 0.15molL-1s-1 C. 0.225molL-1s-1 D. 0.9molL-1s-1 A A反应反应2SO2+O2 2SO3经一段时间后经一段时间后,SO3的的浓度增加了浓度增加了0.40 0molL-1,在这段时间内用在这段时间内用O2表示表示的反应速率为的反应速率为0.04molL-1s-1,则这段时间为则这段时间为( ) A.0.1s B.2.5s C.5s D.10s金太阳金太阳9191页变式训练页变式训练C C二、化学反应速率大小的比较与应用二、化学反应速率大小的比较与应用 a A + b B = c C + d D(A(A) :) :(

4、B(B) ) : :(C(C) ) : :(D(D) ): : : :C(A):C(A):C(B)C(B) : :C(C)C(C) : :C(D)C(D)n n(A):(A):n n(B(B) ) : : n n(C)(C) : : n n (D) (D)(1)可用于确定方程式中的系数可用于确定方程式中的系数(2)可用于比较化学反应速率的大小可用于比较化学反应速率的大小(将不同物质的将不同物质的速率换算成同一物质的速率且同一单位后再比较速率换算成同一物质的速率且同一单位后再比较)反应反应4A(g)+5B(g) 4C(s)+6D(g)在在0.5L密闭密闭容器中进行容器中进行,半分钟后半分钟后,A

5、减少了减少了0.90mol,则此反应则此反应的速率可表示为的速率可表示为( )A.A=3.6molL-1s-1 B.B=0.075molL-1s-1C.C=0.030molL-1s-1D.D=0.60molL-1s-1B B将将N2、H2混合气体分别充入甲、乙、丙三个容器混合气体分别充入甲、乙、丙三个容器中进行合成氨反应，经过一段时间后反应速率为：中进行合成氨反应，经过一段时间后反应速率为：甲甲(氢气氢气)=0.05molL-1s-1,乙乙(氮气氮气)=2molL-1min-1 丙丙(氨气氨气)=1molL-1min-1.则在这段时间内三个容器则在这段时间内三个容器中合成氨气的反应速率为中合成

6、氨气的反应速率为( )A.甲甲乙乙丙丙 B.甲甲=乙乙=丙丙C.乙乙甲甲丙丙 D.甲甲丙丙乙乙 在容器中进行在容器中进行可逆反应可逆反应,A与与B反应生成反应生成C,且反应速且反应速率分别为率分别为A 、 B 、 C，且且A 、 B 、 C存在存在如下关系：如下关系： B =3 A 、3 C=2 B 、 C=2 A 。则此反应可表示为（则此反应可表示为（ ）A. A+B C B. 2A+2B 3C C. 3A+B 2C D. A+3B 2C 已知反应已知反应N N2 2 +3H +3H2 2 2NH 2NH3 3 ，根据下图判断：根据下图判断：1 1、A A是是_ _ _物质的量浓度变化情况；

7、物质的量浓度变化情况；2 2、C C是是_ _ _物质的量浓度变化情况；物质的量浓度变化情况；3 3、2 2分钟内分钟内N N2 2的平均速率是多少？的平均速率是多少？H H2 2NHNH3 30.50.5mol/(L min )mol/(L min )根据下图回答：根据下图回答：1 1、反应物是、反应物是_；2 2、2 2minmin内内A A的平均速率是的平均速率是_ _ _ _ _ _ _；3 3、写出化学方程式、写出化学方程式A A、B B2.52.5mol/(Ls)mol/(Ls)5 5A+4B 4C A+4B 4C 把把0.6molX气体和气体和0.4molY气体混合于气体混合于2

8、L容器中容器中,使使它们发生如下的反应它们发生如下的反应: 3X(g)+Y(g)=nZ(g)+2W(g),在在5min时已生成时已生成0.2molW,若测知以若测知以Z的浓度变化表示的浓度变化表示的平均反应速率为的平均反应速率为0.01molL-1min-1,则则n值是值是( )A.1 B.2 C.3 D.4A A金太阳金太阳8989页第页第1 1和和2 2两题两题三、影响化学反应速率的因素三、影响化学反应速率的因素1、内因：物质本身的性质、内因：物质本身的性质 在同样的条件下，若反应物分子中化学键键能在同样的条件下，若反应物分子中化学键键能 越大，断裂就越难，其反应速率就越小；反之，越大，断

9、裂就越难，其反应速率就越小；反之， 越大。越大。金太阳金太阳8989页第页第3 3题、第题、第5 5题题2、外因、外因（1）浓度（改变固体、纯液体的量对速率没有影响）浓度（改变固体、纯液体的量对速率没有影响）在温度不变在温度不变, ,恒容的容器中进行反应恒容的容器中进行反应H H2 2 2H 2HQ Q, ,若若反应物的浓度由反应物的浓度由0.1mol0.1molL L-1-1降到降到0.06mol0.06molL L-1-1需需20s,20s,那那么由么由0.06mol0.06molL L-1-1降到降到0.036mol0.036molL L-1-1, ,所需反应时间应所需反应时间应( )(

10、 )A.A.等于等于1010 B.B.等于等于1212 C.C.大于大于1212 D.D.小于小于1212C C一定量的铁与过量的稀硫酸反应制取氢气一定量的铁与过量的稀硫酸反应制取氢气, ,一定温度一定温度下为加快反应速率而又不影响氢气的量下为加快反应速率而又不影响氢气的量, ,可向其中加可向其中加入入( ) ( ) A.KClA.KCl固体固体 B.ZnB.Zn粉粉 C.SOC.SO3 3固体固体 D.CuSOD.CuSO4 4晶体晶体C C（2）压强（）压强（只对有气体参加的反应有影响只对有气体参加的反应有影响）恒温时：增大反应气体的压强，速率越快；恒温时：增大反应气体的压强，速率越快；恒

11、容时：充入气体反应物，总压增大，速率加快；恒容时：充入气体反应物，总压增大，速率加快； 充入惰性气体或非反应气体，总压增大，充入惰性气体或非反应气体，总压增大， 但各反应气体分压不变，速率不变但各反应气体分压不变，速率不变恒压时：充入惰性气体或非反应气体，引起体积恒压时：充入惰性气体或非反应气体，引起体积 增大，各反应气体的分压减小，速率减小增大，各反应气体的分压减小，速率减小在某一在某一容器中发生下列反应容器中发生下列反应:A(g)+B(g) C(g)+D(g),下列叙述正确的是下列叙述正确的是( )A.增大容器的体积增大容器的体积,正反应速率减小正反应速率减小,逆反应速率不变逆反应速率不变

12、B.缩小容器体积缩小容器体积,正、逆反应的速率都增大正、逆反应的速率都增大C.保持体积不变保持体积不变,充入氦气充入氦气,正反应速率增大正反应速率增大,逆反应速逆反应速 率不变率不变D.保持压强不变保持压强不变,充入氦气充入氦气,正逆反应速率都不变正逆反应速率都不变B B金太阳金太阳8989页第页第4 4题题9393页经典考题页经典考题2 2(3)温度温度(升高温度升高温度,任何化学反应的速率一定加快任何化学反应的速率一定加快) 每升高每升高100C，速率增大为原来的速率增大为原来的24倍倍(4)催化剂催化剂:正催化剂正催化剂,加快速率加快速率;负催化剂负催化剂,减慢减慢速率。速率。(5)接触

13、面积接触面积:将固体粉碎将固体粉碎,接触面积增大接触面积增大,速率加快速率加快(6)扩散速率扩散速率:搅拌搅拌,扩散速率增大扩散速率增大,速率加快速率加快T T2 2-T-T1 110102 2=1 1221 144T T2 2-T-T1 110109090页例页例1,931,93页经典考题页经典考题1 1在恒温恒容条件下，能使在恒温恒容条件下，能使A(g)+B(g) C(g)+D(g)正反应速率增大的措施是（正反应速率增大的措施是（ ）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的浓度的浓度四、速率四、速率- -时间图像及应用时

14、间图像及应用9292页表格页表格2 2，例，例3 3，变式训练，经典考题，变式训练，经典考题4 4D D用纯净的用纯净的CaCO3和稀和稀HCl反应制取反应制取CO2,实验过程实验过程记录如右图所示记录如右图所示,下列分析正确的是下列分析正确的是( )A.OE段表示反应速率最快段表示反应速率最快B.EF段表示反应速率最快段表示反应速率最快C.GF段收集的段收集的CO2最多最多D.OG段表示反应速率越来段表示反应速率越来 越快越快0 1 2 30EFG224672784VCO2(mL)t(min)B B第二单元第二单元 化学反应的方向和限度化学反应的方向和限度一、化学反应的方向一、化学反应的方向

15、1、自发反应：在一定条件下，无需外界帮助就、自发反应：在一定条件下，无需外界帮助就 能自动进行的反应能自动进行的反应（1）自发是在一定条件下进行的）自发是在一定条件下进行的（2）注意外界帮助和一定条件的区别）注意外界帮助和一定条件的区别“一定条件一定条件”是指是指“一定的温度一定压强一定的温度一定压强”。 在没有任何语言环境下在没有任何语言环境下, ,即没有上下文的情况下讲即没有上下文的情况下讲: : CaCOCaCO3 3CaO+COCaO+CO2 2是不自发的是不自发的,并没有实际意义的并没有实际意义的, , 因为该反应在常温常压是非自发的因为该反应在常温常压是非自发的, ,而在高温常压而

16、在高温常压 下则是自发发生的下则是自发发生的. .我们通常讲我们通常讲 某某反应不自发某某反应不自发“ 某某反应自发某某反应自发 其实都是指在常温常压下的反应。其实都是指在常温常压下的反应。(2)(2)“外界的帮助外界的帮助”并不包括并不包括“升温升温”“”“加压加压”, ,因为因为 讨论一个反应能否自发进行的前提是讨论一个反应能否自发进行的前提是 一定条件下一定条件下, 即一定的温度一定压强下即一定的温度一定压强下, ,所以所以“升温升温“”“”加压加压”并并 非我们所讨论的非我们所讨论的“帮助帮助”。 2H2H2 2+O+O2 22H2H2 2O O常温下是自发的常温下是自发的, ,但通常

17、须要点燃才能使两者但通常须要点燃才能使两者发生反应，如果仅是将发生反应，如果仅是将H H2 2与与O O2 2混合，常温下并不能观察到混合，常温下并不能观察到有明显现象，即通常被认为不能发生反应。有明显现象，即通常被认为不能发生反应。其实可通过一定手段就可以在常温下观察该反应确实能自其实可通过一定手段就可以在常温下观察该反应确实能自发进行，例如将发进行，例如将2H2H2 2+O+O2 22H2H2 2O O设计成原电池反应，通过观设计成原电池反应，通过观察电流计的电流变化来确定反应在常温下就能自发进行，察电流计的电流变化来确定反应在常温下就能自发进行，也能通过加入催化剂使也能通过加入催化剂使H

18、 H2 2与与O O2 2的混合气体快速生成水。这的混合气体快速生成水。这里里设计原电池或加入催化剂的以作用与点燃是一样的，都设计原电池或加入催化剂的以作用与点燃是一样的，都是加快反应速度率，放大实验现象，使得反应过程更容易是加快反应速度率，放大实验现象，使得反应过程更容易被观察被观察。所以。所以“设计原电池设计原电池”“”“加入催化剂加入催化剂”点燃点燃”并不并不是是“外界的帮助外界的帮助”。 那么到底什么样的那么到底什么样的“帮助帮助”是是“外界的帮助外界的帮助”呢？从热力呢？从热力学来学来分析分析“外界的帮助外界的帮助”应该是对体系做应该是对体系做“有用功有用功”，那么什，那么什么是么是

19、“有用功有用功”呢？呢？ 例如例如2H2O2H2+O2常温下是不自发的，但可以设计一个常温下是不自发的，但可以设计一个电解池，使电解池，使H2O分解成分解成H2和和O2，显然，显然“通电通电”即是我们即是我们所所讨论的讨论的“外界的帮助外界的帮助”，也就是热力学中所述的，也就是热力学中所述的“有用功有用功”的的一种。一种。2、影响反应能否自发进行的因素、影响反应能否自发进行的因素（1）焓变：如果一个化学反应是放热反应，自动发）焓变：如果一个化学反应是放热反应，自动发 生的可能性就比较大生的可能性就比较大（2）熵变：熵增的反应，自动发生的可能比较大）熵变：熵增的反应，自动发生的可能比较大同种物质

20、的熵值同种物质的熵值: :气态气态 液态液态 固态固态3、判断能否自发进行的方法、判断能否自发进行的方法 G = G = H - TH - TS S G0,G0,G 0,不能自发不能自发 H0 H0,S0,任何温度都可以自发进行任何温度都可以自发进行 H0 H0 S0,S0 H0 S0,S0 H0 S0,S0,高温自发进行高温自发进行某某反应的反应的H=-30kJ/mol H=-30kJ/mol S=-300J/molS=-300J/molK,K,则则该反应在该反应在 可以自发进行。可以自发进行。某反应的某反应的H=-230kJ/mol H=-230kJ/mol S=68J/molS=68J/

21、molK,K,则则该反应在该反应在 可以自发进行。可以自发进行。9595页第页第1 1题题二、可逆反应二、可逆反应特点特点:1.:1.相同条件下相同条件下, ,正、逆反应同时进行正、逆反应同时进行; ; 2. 2.反应物与生成物同时存在反应物与生成物同时存在; ; 3. 3.任一组分的转化率均小于任一组分的转化率均小于100%100%9595页第页第2 2题题活页第活页第3 3题题三、化学平衡状态三、化学平衡状态1 1、概念、概念: :一定条件下的可逆反应中，正、逆反应速率一定条件下的可逆反应中，正、逆反应速率 相等，反应混合物各组分的浓度保持不变的状态相等，反应混合物各组分的浓度保持不变的状

22、态2 2、特征：逆、动、等、定、变、特征：逆、动、等、定、变3 3、判断平衡状态的方法、判断平衡状态的方法（1 1）直接法：）直接法：正正= = 逆逆; ;各组分浓度保持不变各组分浓度保持不变（2 2）间接法：各组分质量、物质的量、质量分数、）间接法：各组分质量、物质的量、质量分数、 物质的量分数保持不便；物质的量分数保持不便； 各气体分压、体积保持不变；各气体分压、体积保持不变； 键的断裂和形成。键的断裂和形成。（3 3）特殊法：）特殊法： 等温等容，且反应前后系数和不相等的气态反应：等温等容，且反应前后系数和不相等的气态反应： a.a.体系总压保持不变时达到平衡体系总压保持不变时达到平衡

23、b. b.混合气体的平均摩尔质量保持不变时达平衡混合气体的平均摩尔质量保持不变时达平衡9696页思考页思考 9595页第页第3 3题题9696页例页例1 1 活页第活页第2 2题题 在在一定温度下一定温度下, ,反应反应N N2 2(g)+3H(g)+3H2 2(g) 2NH(g) 2NH3 3(g)(g)达到达到化学平衡状态的标志是化学平衡状态的标志是( )( )A.C(NA.C(N2 2): C(H): C(H2 2) : C(NH) : C(NH3 3)=1:3:2)=1:3:2B.NB.N2 2、 H H2 2、 NH NH3 3的质量分数不再改变的质量分数不再改变C.NC.N2 2和

24、和H H2 2的物质的量之和是的物质的量之和是NHNH3 3的物质的量的的物质的量的2 2倍倍D.D.单位时间内每增加单位时间内每增加1 1molNmolN2 2, ,同时增加同时增加3 3molHmolH2 2在在一个固定容积的密闭容器中发生下列反应一个固定容积的密闭容器中发生下列反应: :2 2NONO2 2(g) N(g) N2 2O O4 4(g)(g)达到平衡状态的标志是达到平衡状态的标志是( )( )A.A.容器内的压强保持不变容器内的压强保持不变B.B.气体的颜色不再发生变化气体的颜色不再发生变化C.C.容器内气体的密度保持不变容器内气体的密度保持不变D.NOD.NO2 2的生成

25、速率与的生成速率与N N2 2O O4 4的生成速率相等的生成速率相等在一在一恒压容积可变的密闭容器中发生下列反应恒压容积可变的密闭容器中发生下列反应: :A(s)+2B(g) C(s)+3D(g)A(s)+2B(g) C(s)+3D(g)下列不能作为达到下列不能作为达到平衡状态标志的是平衡状态标志的是( )( )A.A.混合气体的密度保持不便混合气体的密度保持不便B.B.混合气体的平均摩尔质量保持不变混合气体的平均摩尔质量保持不变C.C.体系的压强保持不变体系的压强保持不变D.D.各物质的物质的量保持不变各物质的物质的量保持不变三、化学平衡常数三、化学平衡常数1 1、概念：、概念：在一定温度

26、下，当一个可逆反应达到在一定温度下，当一个可逆反应达到 平衡时，生成物浓度系数次方之积与反平衡时，生成物浓度系数次方之积与反 应物浓度系数次方之积的比值是一个常应物浓度系数次方之积的比值是一个常 数。这个常数就是该反应的化学平衡常数。这个常数就是该反应的化学平衡常 数（简称平衡常数）数（简称平衡常数）aA + bB cC + dD一定温度达化平衡时：一定温度达化平衡时：cC(C)cd(D)ca(A) cb(B)K=注意点：注意点：（1 1）K K与反应物的浓度无关，只与温度有关与反应物的浓度无关，只与温度有关（吸热（吸热 反应，反应，K K随温度升高而增大；放热反应。随温度升高而增大；放热反应

27、。K K随温随温 度升高而减小）度升高而减小）（2 2）同一条件下，同一个反应的正、逆反应的平衡）同一条件下，同一个反应的正、逆反应的平衡 常数互成倒数常数互成倒数（3 3）K K与方程式的书写有关，即与化学计量数有关与方程式的书写有关，即与化学计量数有关（4 4）固体、纯液体、液态水的浓度视为定植，不列）固体、纯液体、液态水的浓度视为定植，不列 入平衡常数的表达式中入平衡常数的表达式中2 2、意义、意义（1 1）平衡常数数值的大小可以判断反应进行的程度：）平衡常数数值的大小可以判断反应进行的程度： K K值越大，反应越完全，反应物的转化率越大；值越大，反应越完全，反应物的转化率越大； 反之，反应越不完全，反应物的转化率越小。反之，反应越不完全，反应物的转化率越小。（2 2）如果知道一定温度时，某可逆反应的平衡常数，）如果知道一定温度时，某可逆反应的平衡常数， 可以通过一些数据的测定，判断反应是否达到可以通过一些数据的测定，判断反应是否达到 平衡状态平衡状态9595页第页第4 4和和5 5题、题、9797页例页例2