浙江高三化学 第5单元17讲 化学反应速率、化学反应的方向和反应限.ppt

《浙江高三化学 第5单元17讲 化学反应速率、化学反应的方向和反应限.ppt》由会员分享，可在线阅读，更多相关《浙江高三化学 第5单元17讲 化学反应速率、化学反应的方向和反应限.ppt（31页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。

1、第十七讲化学反应速率 化学反应的方向和反应限度 考试说明 中关于化学反应中的能量变化的要求有 了解化学反应中能量转化的原因 能说出常见的能量转化形式 了解化学能与热能的相互转化 了解吸热反应 放热反应 反应热等概念 了解热化学方程式的含义 了解用盖斯定律进行有关反应热的简单计算 了解能源是人类生存和社会发展的重要基础 了解化学在解决能源危机中的重要作用 考试说明 中关于化学反应中的电能变化的要求有 了解原电池和电解池的工作原理 能写出电极反应和电池反应方程式 了解常见化学电源的种类及其工作原理 理解金属发生电化学腐蚀的原因 金属腐蚀的危害 防止金属腐蚀的措施 考试说明 中关于化学反应的速率和限

2、度的要求有 了解化学反应速率的概念 反应速率的定量表示方法 了解催化剂在生产 生活和科学研究领域中的重大作用 了解化学反应的可逆性 了解化学平衡建立的过程 理解化学平衡常数的含义 能够利用化学平衡常数进行简单的计算 理解外界条件 浓度 温度 压强 催化剂等 对反应速率和化学平衡的影响 认识其一般规律 了解化学反应速率和化学平衡的调控在生活 生产和科学研究领域中的重要作用 本部分内容在高考试题中出现频率高 选择和主观题中均有出现 且比较灵活 学习时注重理解并能建立自己分析问题的正确的思维模式 一 化学反应速率1 化学反应速率的概念 用单位时间里反应物浓度的 或生成物浓度的 来表示 2 同一反应里

3、用不同物质的浓度变化来表示反应速率时 其数值 故应标明是用哪种物质表示的化学反应速率 但这些数值表示的意义是相同的 均表示该化学反应的快慢 3 同一反应里 各物质表示的反应速率之比等于化学方程式中对应的 之比 也等于同一时间内有关物质浓度变化之比 减小 增加 并不相同 化学计量数 二 影响化学反应速率的外界条件1 浓度 对气体参加的反应或在溶液中进行的反应产生影响 在其他条件不变时 增大反应物的浓度 化学反应速率 减小反应物的浓度 化学反应速率 2 压强 对有气体参加的化学反应而言 在温度一定时 对一定量气体 增大压强就会缩小容器的体积 从而使气体浓度增大 化学反应速率 若减小压强 气体体积扩

4、大 气体浓度缩小 化学反应速率 减小 加快 减慢 加快 3 温度 温度升高 分子运动速率 化学反应速率 一般地说 温度每升高10 反应速率增大到原来的 倍 升高温度 无论是吸热反应还是放热反应 速率都 4 催化剂 催化剂能同等程度地加快正逆反应速率 但不影响平衡的移动 它只会 反应达到平衡的时间 5 其他 光 超声波 激光 放射线 电磁波 反应物颗粒大小 扩散速率 溶剂等因素也都能对某些化学反应的反应速率产生一定的影响 例如氯水经光照能加速次氯酸分解 加快Cl2与水的反应 形成原电池也是增大反应速率的一种途径 加快 加快 2 4 加快 缩短 三 化学反应的方向和限度1 化学反应方向的判断 1

5、自发过程 在一定条件下 不需要 就能自动进行的过程 2 从能量变化角度讲 H 0的反应有利于反应的自发进行 S 0的反应有利于反应的自发进行 因此 的反应一定能自发进行 的反应一定不能自发进行 的反应在高温条件下能自发进行 的反应在低温条件下能自发进行 提供能量 H0 H 0 S 0 H 0 S 0 H 0 S 0 2 化学平衡状态 1 定义 是指在一定条件下的 里 正反应和逆反应的 反应体系中所有参加反应的物质的质量或浓度 的状态 例如 在一定条件下 将0 02molCO和0 02molH2O g 通入2L密闭容器中 进行反应 CO H2O g CO2 H2 反应刚开始时 反应物浓度 正反应

6、速率 生成物浓度为 逆反应速率为 反应进行中 反应物浓度逐渐 正反应速率逐渐 生成物浓度逐渐 逆反应速率逐渐 增大 增大 减小 减小 0 0 最大 最大 保持不变 速率相等 可逆反应 达到平衡时 正反应速率与逆反应速率 此时反应物浓度 生成物浓度也 若达平衡时 水蒸气的体积分数与H2的体积分数相等 则平衡时一氧化碳的转化率为 用可逆反应中正反应速率和逆反应速率的变化表示上述过程 如图所示 50 不变 不变 相等 2 化学平衡的特征 化学平衡研究的对象是 逆 达到平衡时 等 达到平衡时反应混合物中各组分的浓度 定 由于化学平衡状态时反应仍在进行 故其是一种 动 条件改变平衡会发生 变 移动 动态

7、平衡 保持不变 正反应速率等于逆反应速率 可逆反应 有关化学反应速率的基本计算 例1 黑龙江省双鸭山一中 反应A g 3B g 2C g 2D g 在不同情况下测得化学反应速率 其中最快的是 A v D 0 4mol L s B v B 0 6mol L s C v C 0 5mol L s D v A 0 15mol L s 解释 反应速率的比较要注意 转化为同一物质 同一单位才可比较 B中v B 转化为v D 后 则为0 4mol L s C中v C 转化为v D 后 则为0 5mol L s D中v A 转化为v D 后 则为0 3mol L s 比较v D 的大小 0 5mol L s

8、 为最大 C 迁移训练1 反应4NH3 g 5O2 g 4NO g 6H2O g 在10L密闭容器中进行 半分钟后 水蒸气的物质的量增加了0 45mol 则此反应的平均速率 反应物的消耗速率或产物的生成速率 可表示为 A NH3 0 010mol L s B O2 0 001mol L s C NO 0 001mol L s D H2O 0 045mol L s C 解释 用生成物H2O来表示反应的平均速率 H2O mol L s 根据各物质的反应速率之比等于它们的化学计量数之比 可求得 NH3 0 001mol L s O2 0 00125mol L s NO 0 001mol L s 影响

9、化学反应速率的因素 例1 等质量的铁与过量的盐酸在不同的实验条件下进行反应 测定在不同时间t产生气体体积V的数据 根据数据绘制得到图1 则曲线a b c d所对应的实验组分别可能是 A 4 3 2 1B 1 2 3 4C 3 4 2 1D 1 2 4 3 A 解释 化学反应速率与温度 浓度和固体物质的表面积的大小有关 实验1的盐酸的浓度最小 反应的温度最低 所以化学反应速率最慢 由于实验3的反应温度比实验2的反应温度高 所以反应速率实验3大于实验2 而实验4和实验3反应物的状态不相同 粉末状的比块状的反应速率快 迁移训练2 2010 福建 化合物Bilirubin在一定波长的光照射下发生分解反

10、应 不可逆 反应物浓度随反应时间变化如下图所示 计算反应在4 8min间的平均反应速率和推测反应进行到16min时反应物的浓度 结果应是 A 2 5 mol L 1 min 1和2 0 mol L 1B 2 5 mol L 1 min 1和2 5 mol L 1C 3 0 mol L 1 min 1和3 0 mol L 1D 5 0 mol L 1 min 1和3 0 mol L 1 B 解释 第8min与第4min时反应物浓度差 c为10 mol L 1 所以在4 8min间的平均反应速率为2 5 mol L 1 min 1 可以排除CD两个答案 图中从0min开始到8min反应物浓度减低了

11、4倍 根据这一幅度 可以推测从第8min到第16min也降低4倍 即由10 mol L 1降低到2 5 mol L 1 所以可以排除A而选B 化学平衡状态 例3 可逆反应2NO2 2NO O2在密闭容器中反应 达到平衡状态的标志是 单位时间内生成nmolO2的同时生成2nmolNO2 单位时间内生成nmolO2的同时生成2nmolNO 用NO2 NO O2的物质的量浓度变化表示的反应速率的比为2 2 1的状态 混合气体的颜色不再改变的状态 混合气体的密度不再改变的状态 混合气体的平均相对分子质量不再改变的状态A B C D B 解释 表示v正 v逆 正确 不能表示v正 v逆 不正确 只要发生反

12、应 v NO2 v NO v O2 2 2 1 错误 混合气体颜色不变 说明各物质浓度不变 正确 因不知体积是否变化 因此混合气体密度不变不能说明已达平衡 混合气体的平均相对分子质量不变 说明气体的总物质的量不变 说明已达平衡 迁移训练2 如图是恒温下某化学反应的反应速率随反应时间变化的示意图 下列叙述与示意图不相符合的是 A 反应达平衡时 各物质的含量为定值B 该反应达到平衡态 后 增大压强 平衡发生移动 达到平衡态 C 该反应达到平衡态 后 增大反应物浓度 平衡发生移动 达到平衡态 D 同一种反应物在平衡态 和平衡态 时浓度一定不相等 B 解释 从平衡状态的概念可知 平衡状态时各物质的含量

13、是一定值 A正确 平衡状态I到平衡状态 正反应速率突然增大 而逆反应速率渐渐增大 肯定不是增大压强 缩小容器体积的结果 B错 在平衡 下 增大反应物浓度 则正反应速率突然增大 逆反应速率渐渐增大 C正确 从平衡 到平衡态 平衡发生了移动 则各物质的浓度发生了变化 D正确 1 一定温度在aL的密闭容器里进行反应2A g B g 2C g 容器内开始加入下列各组物质 初始反应速率最大的一组物质是 A 2molA和1molB 20 B 1molA和1molB 20 C 1molA和1molB 40 D 2molA和2molB 40 D 解释 反应速率与温度 浓度 压强 催化剂等因素有关 A项与B项中

14、温度相同 但A项中物质A比B项中物质A多 即浓度大 所以A项中的反应速率大 同理 C项与D项的比较中 D项的反应速率大 将A项与D项比较 D项中温度高 反应物的浓度大 所以反应速度大 2 反应C s H2O g CO g H2 g 在一可变容积的密闭容器中进行 下列条件的改变对其反应速率几乎无影响的是 A 增加C的用量B 增大反应体系的压强使体积改变C 升高体系的反应温度D 将容器的体积缩小一半 A 解释 影响反应速率的因素有 温度 浓度 压强 催化剂等 碳是固体 其浓度是一定值 增加碳的量 其浓度不变 所以反应速率不变 A正确 增大反应体系的压强使体积缩小 则物质的浓度增大 反应速率加快 升

15、温 反应速率一般是加快 容器的体积缩小 则意味着物质的浓度增大 反应速率加快 3 在一密闭容器中充入2molA和1molB发生反应 2A g B g xC g 达到平衡后 C的体积分数为W 若维持容器的容积和温度不变 按起始物质的量A0 6mol B0 3mol C1 4mol充入容器达到平衡后 C的体积分数仍为W 则下列叙述中正确的是 A 平衡时A B的物质的量之比一定为2 1B x的值可能是2 也可能是3C 平衡时A的物质的量与原平衡一定相等D C的体积分数不可能为W 解释 这是等效平衡题 要达到等效平衡的结果 一种情况是 等体反应 按原比例加入物质 相当于对原平衡进行增压或降压 而平衡不

16、移动 所以各物质的含量不变 即x 3 另一情况就是后来加入的物质经换算后 与原物质的量完全一致 即0 6 2 8 x 2 x 2 这样可得答案B 因为充入2molA和lmolB 而据反应式可知A和B以2 1的比例进行反应 所以平衡时 A B的物质的量之比仍然为2 1 可得答案A 4 下表是稀硫酸与某金属反应的实验数据 分析上述数据 回答下列问题 1 实验4和5表明 对反应速率有影响 反应速率越快 能表明同一规律的实验还有 填实验序号 2 仅表明反应物浓度对反应速率产生影响的实验有 填实验序号 3 本实验中影响反应速率的其他因素还有 其实验序号是 4 实验中的所有反应 反应前后溶液的温度变化值 约15 相近 推测其原因 定量的金属跟足量的硫酸反应放出的热量相同 6和7 开始反应温度 3和4 或其他合理答案 1和2 表面积越大 固体反应物的表面积 解释 比较表中实验1和2 实验4和5 其他条件都一样 只是金属状态由丝变成了粉末 金属消失的时间就少了很多 反应速率变快很多 也就是说明金属固体的表面积越大 速率就越快 同理 比较表中各项数据进行分析不难得出正确答案