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文档简介
专题第讲化学反应速率1第一页,共五十五页,编辑于2023年,星期四2.计算式 表达式中Δc表示浓度的改变量,单位为mol/L。对于Δc(反应物)=c(初)-c(末),对于Δc(生成物)=c(末)-c(初)。Δt表示反应所需时间,单位为s、min、h等。2第二页,共五十五页,编辑于2023年,星期四3.单位一般为
或
或
。4.意义衡量化学反应进行的快慢程度。5.特点(1)同一化学反应用不同物质浓度的改变量表示速率,数值可能不同,但表示意义
(填“相同”或“不相同”)。因此,在表示化学反应速率时,必须注明是以哪种物质作标准的。(2)同一化学反应中以不同物质表示的反应速率之比一定等于它们的化学计量数之比。如对任一反应aA+bBcC+dD,v(A)∶v(B)∶v(C)∶v(D)=
。mol/(L·s)mol/(L·min)mol/(L·h)相同a∶b∶c∶d3第三页,共五十五页,编辑于2023年,星期四
①一般来说,化学反应速率随反应的进行而逐渐减慢。因此,某一段时间内的反应速率,实际是一段时间内的平均速率,而不是指瞬时速率。②固体或纯液体(不是溶液),其浓度可视为常数,因此不用固体或纯液体表示化学反应速率。误区警示4第四页,共五十五页,编辑于2023年,星期四【典例精析1】
将4molA气体和2molB气体在2L的容器中混合,并在一定条件下发生如下反应:2A(g)+B(g)2C(g),若经2s后测得C的浓度为0.6mol/L,现有下列几种说法:①用物质A表示反应的平均速率为0.3mol/(L·s)②用物质B表示反应的平均速率为0.6mol/(L·s)③2s时物质A的转化率为70%④2s时物质B的浓度为0.7mol/L其中正确的是()A.①③ B.①④ C.②③ D.③④答案
B5第五页,共五十五页,编辑于2023年,星期四要点精讲
1.化学反应速率的简单计算(1)数学表达式:(2)对某一具体的化学反应来说,用不同物质的浓度变化来表示化学反应速率时,数值往往不同,其数值之比等于化学方程式中化学计量数之比,如:
aA+bBdD+eE
v
(A)∶v(B)∶v(D)∶v(E)=a∶b∶d∶e,或6第六页,共五十五页,编辑于2023年,星期四(3)化学反应速率的计算求解化学反应速率的计算题一般按以下步骤:①写出有关反应的化学方程式;②找出各物质的起始量、转化量、某时刻量;③根据已知条件列方程式计算。例如:反应mA+nBpC起始浓度(mol/L)a
b
c转化浓度(mol/L)x
某时刻浓度(mol/L)a-x
7第七页,共五十五页,编辑于2023年,星期四误区警示①无论浓度的变化是增加还是减少,化学反应速率均取正值。②计算化学反应速率时,要注意题目要求用何种物质表示,且注意是单位时间内物质的量浓度的变化量,一般不用物质的量的变化量来表示。8第八页,共五十五页,编辑于2023年,星期四2.化学反应速率大小的比较(1)同一化学反应速率用不同物质表示时数值可能不同,但比较反应速率的快慢不能只看数值的大小,而要通过转化换算成同一物质表示,再比较数值的大小。(2)比较化学反应速率与化学计量数的比值,即比较与若则A表示的反应速率比B大。(3)注意反应速率单位的一致性。(4)注意外界条件对化学反应速率的影响规律。9第九页,共五十五页,编辑于2023年,星期四跟踪练习1.
一定温度下在密闭容器内进行着某一反应,X气体、Y气体的物质的量随反应时间变化的曲线如右图。下列叙述中正确的是()A.反应的化学方程式为5YXB.t1时,Y的浓度是X浓度的1.5倍C.t2时,正、逆反应速率相等D.t3时,逆反应速率大于正反应速率答案B10第十页,共五十五页,编辑于2023年,星期四2.在容积为2L的密闭容器中,有反应:mA(g)+nB(g)
pC(g)+qD(g),经过5min达到平衡,此时,各物质的变化为A减少了amol/L,B的平均反应速率vB=a/15mol/(L·min),C增加了2a/3mol/L,这时,若增加系统压强,发现A与C的百分含量不变,则m∶n∶p∶q为()A.3∶1∶2∶2 B.1∶3∶2∶2C.1∶3∶2∶1 D.1∶1∶1∶1答案A11第十一页,共五十五页,编辑于2023年,星期四二、影响化学反应速率的因素自我诊断1.在下列事实中,什么因素影响了化学反应的速率?(1)集气瓶中有H2和Cl2的混合气体,在瓶外点燃镁条时发生爆炸
;(2)黄铁矿煅烧时要粉碎成细小的矿粒
;(3)KI晶体和HgCl2晶体混合后无明显现象,若一起投入水中,很快生成红色HgI2
;
光反应物的接触面积在溶液中,水作溶剂,增大了接触面积12第十二页,共五十五页,编辑于2023年,星期四(4)熔化的KClO3放出气泡很慢,撒入少量MnO2很快产生气体
;(5)同浓度、同体积的盐酸中放入同样大小的锌粒和镁块,产生气体有快有慢
;(6)同样大小的石灰石分别在0.1mol/L的盐酸和1mol/L的盐酸中反应速率不同
;(7)夏天的食品易变霉,冬天就不易发生该现象
。催化剂反应物本身的性质反应物的浓度反应温度13第十三页,共五十五页,编辑于2023年,星期四2.影响化学反应速率的因素(1)内因(主要因素):反应物本身的
,如金属与水反应的速率:Na
Mg
Al。(2)外因(其他条件不变,改变一个条件)性质>>14第十四页,共五十五页,编辑于2023年,星期四【要点深化1】平衡体系条件变化速率变化平衡变化速率变化曲线任一平衡体系增大反应物的浓度v正、v逆均增大,且v正>v逆正向移动减小反应物的浓度v正、v逆均减小,且v逆>v正逆向移动增大生成物的浓度v正、v逆均增大,且v逆>v正逆向移动减小生成物的浓度v正、v逆均减小,且v正>v逆正向移动15第十五页,共五十五页,编辑于2023年,星期四正反应方向为气体体积增大的放热反应增大压强或升高温度v正、v逆均增大,且v逆>v正逆向移动减小压强或降低温度v正、v逆均减小,且v正>v逆正向移动任意平衡或反应前后气体化学计量数和相等的平衡正催化剂或增大压强v正、v逆同等倍数增大平衡不移动负催化剂或减小压强v正、v逆同等倍数减小16第十六页,共五十五页,编辑于2023年,星期四特别提醒
(1)浓度改变时反应速率图象的变化中,v′正或v′逆是连续的,无跳跃性;温度、压强改变时其图象中v′正或v′逆是不连续的,有跳跃性。(2)气体反应体系充入惰性气体(或无关气体)时,对反应速率的影响:①恒容:充入“惰性气体”总压强增大物质浓度不变(活化分子浓度不变),反应速率不变。②恒压:充入“惰性气体”体积增大物质浓度减小(活化分子浓度减小)反应速率减慢。引起引起引起引起17第十七页,共五十五页,编辑于2023年,星期四(3)根据速率—时间图象可判断条件改变后平衡移动的方向,以及新平衡和原平衡速率的大小。条件改变后平衡右移,一定是v正>v逆,反之一定是v正<v逆。v(原平衡)与v(新平衡)的大小关系取决于条件如何改变,如温度升高,一定为v(原平衡)<v(新平衡)。(4)一般条件改变(温度、压强、催化剂、一种物质的浓度改变等),v正、v逆均增大或减小,但改变不同,若v正>v逆,平衡右移;若v正<v逆,平衡左移。18第十八页,共五十五页,编辑于2023年,星期四1.化学反应速率理论(1)有效碰撞反应物分子间能
的碰撞。发生条件:①发生碰撞的分子具有较高的能量;②分子在
发生碰撞。(2)活化分子化学反应中,能量较高、有可能发生
的分子。(3)活化能活化分子的
与所有分子的
之差。发生反应一定的方向上有效碰撞平均能量平均能量【要点深化2】19第十九页,共五十五页,编辑于2023年,星期四2.外界条件对化学反应速率影响的原因分析
20第二十页,共五十五页,编辑于2023年,星期四规律总结
浓度、压强、温度、催化剂影响反应速率的实质——改变了单位体积内活化分子的数目。单位体积内活化分子的数目增加,反应速率加快;反之减小。误区警示①压强对速率的影响是通过改变体积而使浓度改变来实现的。②温度改变对任何反应的速率都有影响。21第二十一页,共五十五页,编辑于2023年,星期四跟踪练习1.
少量铁粉与100mL0.01mol/L的稀盐酸反应,反应速率太慢。为了加快此反应速率而不改变H2的产量,可以使用如下方法中的()①加H2O②加NaOH固体③滴入几滴浓盐酸④加CH3COONa固体⑤加NaCl溶液⑥滴入几滴硫酸铜溶液⑦升高温度(不考虑盐酸挥发)⑧改用10mL0.1mol/L盐酸A.①⑥⑦ B.③⑤⑧C.③⑦⑧ D.⑤⑦⑧答案C22第二十二页,共五十五页,编辑于2023年,星期四2.下列说法正确的是()A.增大反应物浓度可增大单位体积内活化分子的百分数,从而使有效碰撞次数增大B.有气体参加的化学反应,若增大压强(即缩小反应容器的体积),可增加活化分子的百分数,从而使反应速率增大C.升高温度能使化学反应速率增大的主要原因是增加了反应物分子中活化分子的百分数D.催化剂能增大单位体积内活化分子的百分数,使平衡转化率增大答案C23第二十三页,共五十五页,编辑于2023年,星期四三、化学反应速率的测定自我诊断1.按图安装两套装置,通过分液漏斗分别加入40mL1mol/L和40mL4mol/L的硫酸,比较二者收集10mLH2所用的时间。实验现象:两套装置中加入H2SO4溶液后都立即产生气泡,但加入1mol/L硫酸的装置中产生气泡的速率较
,收集10mLH2用的时间较
;加入4mol/L硫酸的装置中产生气泡的速率较
,收集10mLH2用的时间较
。
慢长快短24第二十四页,共五十五页,编辑于2023年,星期四实验结论:通过两套装置收集10mLH2所用的时间就能比较二者反应速率的大小。用时间少的反应速率大,用时间多的反应速率小,进而计算出各自的反应速率。25第二十五页,共五十五页,编辑于2023年,星期四【知识梳理】
化学反应的速率是通过
测定的,与其中任何一种化学物质的浓度(或质量)有关的性质在测量反应速率时都可以加以利用,包括能够直接观察的某些性质,如
和
,也包括必须依靠科学仪器才能测量的性质,如
、
、
、
等。在溶液中,当反应物或产物本身有比较明显的颜色时,人们常常利用
关系来跟踪反应的过程和测量反应速率。实验释放出气体的体积体系压强颜色的深浅光的吸收光的发射导电能力颜色深浅和显色物质浓度间的正比26第二十六页,共五十五页,编辑于2023年,星期四1.(2009·宁夏理综,10)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()实验反应温度/℃Na2S2O3溶液稀H2SO4H2OV/mLc/(mol/L)V/mLc/(mol/L)V/mLA2550.1100.15B2550.250.210C3550.1100.15D3550.250.210答案D27第二十七页,共五十五页,编辑于2023年,星期四2.(2009·福建理综,12)某探究小组利用丙酮的溴代反应(CH3COCH3+Br2CH3COCH2Br+HBr)来研究反应物浓度与反应速率的关系。反应速率v(Br2)通过测定溴的颜色消失所需的时间来确定。在一定温度下,获得如下实验数据:分析实验数据所得出的结论不正确的是()HCl实验序号初始浓度c/mol/L溴颜色消失所需时间t/sCH3COCH3HClBr2①0.800.200.0010290②1.600.200.0010145③0.800.400.0010145④0.800.200.002058028第二十八页,共五十五页,编辑于2023年,星期四A.增大c(CH3COCH3),v(Br2)增大B.实验②和③的v(Br2)相等C.增大c(HCl),v(Br2)增大D.增大c(Br2),v(Br2)增大答案D实验序号初始浓度c/mol/L溴颜色消失所需时间t/sCH3COCH3HClBr2①0.800.200.0010290②1.600.200.0010145③0.800.400.0010145④0.800.200.002058029第二十九页,共五十五页,编辑于2023年,星期四一、可逆反应第23讲化学平衡基础回归可逆反应
条件下,既能向
方向进行,又能向
方向进行的化学反应。相同正反应逆反应【典例精析】72页30第三十页,共五十五页,编辑于2023年,星期四1、概念一定条件下的可逆反应中,正反应速率与逆反应速率
,反应体系中所有参加反应的物质的
保持不变的状态。2、平衡特点相等质量二、化学平衡状态31第三十一页,共五十五页,编辑于2023年,星期四三、化学平衡状态的判断1.化学平衡状态的标志(1)v正=v逆——反应体系中同一物质的消耗速率和生成速率相等。(速率标志)(2)平衡混合物中各组成成分的含量保持不变
——各组分的物质的量浓度、质量分数、物质的量分数、体积分数(有气体参加的可逆反应)、反应物的转化率等保持不变。(组成标志)32第三十二页,共五十五页,编辑于2023年,星期四2.实例分析例举反应
mA(g)+nB(g)pC(g)+qD(g)
是否平衡状态
混合物体系中各成分的量
①各物质的物质的量或各物质的物质的量分数一定
②各物质的质量或各物质的质量分数一定
③各气体的体积或体积分数一定
④总体积、总压强、总物质的量、总浓度一定
正反应速率与逆反应速率的关系
①在单位时间内消耗了mmolA,同时生成mmolA,即v正=v逆
②在单位时间内消耗了nmolB,同时消耗了pmolC,则v正=v逆
③vA∶vB∶vC∶vD=m∶n∶p∶q,v正不一定等于v逆
④在单位时间内生成nmolB,同时消耗qmolD,均指v逆,v正不一定等于v逆
是
是
是
不一定
是
是
不一定
不一定
33第三十三页,共五十五页,编辑于2023年,星期四压强
①若m+n≠p+q,总压强一定(其他条件不变)
②若m+n=p+q,总压强一定(其他条件不变)
混合气体相对平均分子质量(M)
①M一定,m+n≠p+q
②M一定,m+n=p+q
温度
任何化学反应都伴随着能量变化,当体系温度一定(其他条件不变)
体系的密度(ρ)
密度一定
例举反应
mA(g)+nB(g)pC(g)+qD(g)
是否平衡状态
是不一定是不一定是不一定
34第三十四页,共五十五页,编辑于2023年,星期四【典例精析】1、下列方法可以证明H2(g)+I2(g)2HI(g)已达平衡状态的是
(填序号)。①单位时间内生成nmolH2的同时,生成nmolHI②一个H—H键断裂的同时有两个H—I键断裂③百分含量w(HI)=w(I2)④反应速率v(H2)=v(I2)=v(HI)⑤c(HI)∶c(H2)∶c(I2)=2∶1∶1⑥温度和体积一定时,某一生成物浓度不再变化⑦温度和体积一定时,容器内压强不再变化⑧条件一定,混合气体的平均相对分子质量不再变化⑨温度和体积一定时,混合气体颜色不再变化⑩温度和压强一定时,混合气体的密度不再变化答案②⑥⑨35第三十五页,共五十五页,编辑于2023年,星期四2、《全品》73页变式题36第三十六页,共五十五页,编辑于2023年,星期四3.
在容积不同的密闭容器内,分别充入等量的N2和H2,在不同温度下,任其发生反应N2(g)+3H2(g)
2NH3(g),并分别在t秒时测定其中NH3的体积分数,绘图如右图所示:(1)A,B,C,D,E五点中,尚未达到化学平衡状态的点
。(2)此可逆反应的正反应是
反应(填“放热”或“吸热”)。(3)AC段的曲线是增函数,CE段曲线是减函数,试从反应速率和平衡角度说明理由:
。37第三十七页,共五十五页,编辑于2023年,星期四答案(1)A、B(2)放热(3)AC:反应开始v正>v逆,反应向右进行生成NH3;CE:已达平衡,升温使平衡左移,NH3的体积分数减小38第三十八页,共五十五页,编辑于2023年,星期四基础回归1.概念在一定温度下,当一个可逆反应达到时,生成物
与反应物
的比值是一个常数,用符号
表示。2.表达式对于反应mA(g)+nB(g)pC(g)+qD(g),K=(固体和纯液体的浓度为常数,通常不计入平衡常数表达式中)。化学平衡浓度计量数次方的乘积浓度计量数次方的乘积三、化学平衡常数K39第三十九页,共五十五页,编辑于2023年,星期四3.意义(1)K值越大,反应物的转化率
,正反应进行的程度
。(2)K只受
影响,与反应物或生成物的浓度变化无关。(3)化学平衡常数是指某一具体反应的平衡常数。若反应方向改变,则平衡常数改变。若方程式中各物质的系数等倍扩大或缩小,尽管是同一反应,平衡常数也会改变。越大越大温度40第四十页,共五十五页,编辑于2023年,星期四4、平衡常数与浓度商的关系对于反应mA(g)+nB(g)pC(g)+qD(g),平衡常数:K=浓度商:Qc=二者关系:K=Qc达平衡状态K>QC未达平衡状态,反应向正方向进行。K<QC未达平衡状态,反应向逆方向进行。应用:进行程度、平衡状态、平衡移动。41第四十一页,共五十五页,编辑于2023年,星期四【跟踪练习】1.一定温度下,在一个容积为1L的密闭容器中,充入1molH2(g)和1molI2(g),发生反应H2(g)
+I2(g)2HI(g),经充分反应达到平衡后,生成的HI(g)占气体体积的50%,在该温度下,在另一个容积为2L的密闭容器中充入1molHI(g)
发生反应HI(g)H2(g)+I2(g),则下列判断正确的是()A.后一反应的平衡常数为1B.后一反应的平衡常数为0.5C.后一反应达到平衡时,H2的平衡浓度为
0.25mol/LD.后一反应达到平衡时,HI(g)的平衡浓度为
0.5mol/LB42第四十二页,共五十五页,编辑于2023年,星期四2.下列关于平衡常数的说法中,正确的是()A.在平衡常数表达式中,反应物浓度用起始浓度表示,生成物浓度用平衡浓度表示B.化学平衡常数较大的可逆反应,所有反应物的转化率一定大C.可以用化学平衡常数来定量描述化学反应的限度D.平衡常数的大小与温度、浓度、压强、催化剂有关C43第四十三页,共五十五页,编辑于2023年,星期四3.关于化学平衡常数的叙述不正确的是()A.温度一定,一个化学反应的平衡常数是一个常数B.两种物质反应,不管怎样书写化学方程式,平衡常数不变C.温度一定时,对于给定的化学反应,正、逆反应的平衡常数互为倒数D.浓度商Qc<Kc时,v正>v逆答案
B44第四十四页,共五十五页,编辑于2023年,星期四4.化学平衡常数K的数值大小是衡量化学反应进行程度的标志,在常温下,下列反应的平衡常数的数值如下:
2NO(g)N2(g)+O2(g)K1=1×10302H2(g)+O2(g)2H2O(g)K2=2×10812CO2(g)2CO(g)+O2(g)K3=4×10-92
请填写下列空白:(1)常温下,NO分解产生O2的反应的平衡常数表达式为
。(2)常温下,水分解产生O2,此时平衡常数的数值约为
。45第四十五页,共五十五页,编辑于2023年,星期四(3)常温下,NO、H2O、CO2三种化合物分解放出O2的倾向由大到小的顺序为
。(4)随着轿车进入家庭,汽车尾气污染成为备受关注的环境问题,某市政府要求全市对所有汽车尾气处理装置进行改装,改装后的尾气处理装置主要是加了有效催化剂。请你根据以上有关数据分析,仅使用催化剂
(填“能”或“否”)消除污染气体。答案
(1)(2)5×10-82(3)NO>H2O>CO2(4)能46第四十六页,共五十五页,编辑于2023年,星期四四、电离常数自我诊断1.已知下面三个数据:7.2×10-4、4.6×10-4、4.9×10-10分别是下列有关的三种酸的电离常数,若已知下列反应可以发生:
NaCN+HNO2HCN+NaNO2
NaCN+HFHCN+NaF
NaNO2+HFHNO2+NaF由此可判断下列叙述不正确的是()47第四十七页,共五十五页,编辑于2023年,星期四
A.K(HF)=7.2×10-4
B.K(HNO2)=4.9×10-10
C.根据两个反应即可得出结论
D.K(HCN)<K(HNO2)<K(HF)答案
B48第四十八页,共五十五页,编辑于2023年,星期四【知识梳理1】1.概念弱电解质的电离平衡是指在一定条件下(温度、浓度),弱电解质
的速率
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