《揭示化学反应速率和平衡之谜》

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1、第六章 揭示化学反应速 率和平衡之谜6.1 6.1 化学反应为化学反应为 什么有快有慢什么有快有慢举出几例你在生活中所遇到 与化学反应快慢有关的事例演示实验钠、镁分别与水的反应分析观察到的实验现象一、化学反应有快有慢决定化学反应速率的因素，既有反应物本 身的性质，又有外界条件。决定决定 化学化学 反应反应 快慢快慢 的因的因 素素内因内因外因外因反应物本身反应物本身 的性质的性质外界条件外界条件（ 如温度、压强如温度、压强 、浓度、催化、浓度、催化 剂）剂）二、化学反应速率1、化学反应速率的含义化学反应速率是用来衡量化学反应进 行快慢的尺度。它与两个因素有关：一个是反应的时间； 另一个是反应物

2、或生成物的浓度。反应物浓度随着反应的进行而不断减小， 生成物浓度随着反应的不断进行而增大。2、化学反应速率的表示化学反应速率用单位时间（如每秒，每分 ，每小时）内反应物浓度的减小或生成物浓度 的增大来表示。某一物质的化学反应速率的计算式为：v = c t试根据以上计算式推出v 的单位是什么？mol/(mol/(LsLs); mol/(); mol/(LminLmin); mol/(); mol/(LhLh) )在容积为2L的一密闭容器中充入一定量的 A2气体和B2气体，在一定条件下发生如下反应 ： A2(g)+B2(g)2C(g)，反应前，容器中A2为 0.1mol，经2s后测得A2为0.06

3、mol，求A2在这2s 内的平均反应速率。V(AV(A2 2)=)=2 2=0.01mol/(Ls)=0.01mol/(Ls)0.10.12 20.060.062 2那么，B2和C在这2s内的平均反 应速率如何计算？V(BV(B2 2)=V(A)=V(A2 2)=0.01mol/(Ls)=0.01mol/(Ls)V(C)=2V(AV(C)=2V(A2 2)=0.02mol/(Ls)=0.02mol/(Ls)从上例可以看出，用不同物质表示 同一反应时，反应速率不一定相等 。化学方程式中某些物质的系化学方程式中某些物质的系 数数不不同，表示它们的浓度变化值同，表示它们的浓度变化值 不不同，则分别用

4、这些物质表示其同，则分别用这些物质表示其 化学反应速率就化学反应速率就不不同；同；化学方程式中某些物质的系化学方程式中某些物质的系 数数相相同，表示它们的浓度变化值同，表示它们的浓度变化值 相相同，则分别用这些物质表示其同，则分别用这些物质表示其 化学反应速率就化学反应速率就相相同。同。结论：对同一反应，各物质的 反应速率之比等于化学方程式中 各物质前面的系数比。mA(g)+nB(gmA(g)+nB(g) ) pC(g)+qD(gpC(g)+qD(g) ) V(AV(A) ) mmV(BV(B) ) n nV(CV(C) ) p pV(DV(D) ) q q= = = =需指出：用不同物质表示

5、同一反应时，尽管其 化学反应速率的数值不一定相同，但这个化学 反应的快慢是一定的。例题：反应4NH3+5O2 4NO+6H2O 在5升的密闭容器中进行，30秒后，NO 的物质的量增加了0.3mol，此反应的平 均反应速率用NO来表示为多少？若用 O2的浓度变化来表示此反应速率是多 少？v(NO)=0.002mol/(Ls)v(O2)=0.0025mol/(Ls)注意： 1、在同一反应体系中用不同的物质来表示反 应速率时，其数值是可以不同的，但是这些数 值都表示同一个反应速率。因此化学反应速率 的表示必须说明用哪种物质来做标准。 2、用同一反应体系中不同物质表示同一速率 时，其数值比一定等于化学

6、方程式中相应的 化学计量数之比。 3、一般来说，化学反应的速率随着反应的进 行可不断变化。因此某一时间段内的反应速率 实际是指这一时间段内的平均速率，而不是指 瞬时速率。练习一：反应 A + 3B = 2C + 2D 在四种 不同条件下的反应速率为：(1) v(A)=0.3mol/(Ls) (2) v(B)=0.6mol/(Ls) (3) v(C)=0.4mol/(Ls) (4) v(D)=0.45mol/(Ls)则该反应速率的快慢顺序为。(1)(4)(2)=(3)所以比较反应速率大小时，不仅要看 反应速率数值本身的大小，还要结合化学 方程式中物质的化学计量数的大小来说明 。练习二：在25时，

7、向100mL含HCl 14.6g 的盐酸中，放入5.6g铁粉，反应进行到2s时收 集到氢气1.12L(标况)，之后反应又进行了4s， 铁粉全溶解。若不考虑体积变化，则：(1)前2s内用FeCl2表示的平均反应速率为 ；(2)后4s内用HCl表示的平均反应速率为 ；(3)前2s与后4s比较，反应速率 较快 ，其原因可能 。0.25mol/(Ls)0.25mol/(Ls)前2s 前2s时段盐酸浓度比后4s时段大练习三： 1、在2L的密闭容器中，发生下列反 应： 3A(g)+ B(g)=2C(g)+D(g)。若最初加入的 A 和B 都是4mol，在前10sA 的平均反应速率 为0.12mol/(Ls

8、)，则10s时，容器中B的物质的 量为 。 2、一定温度下，向一容积为2L的真空容 器中加入1mol氮气，3mol氢气，3min后测得 容器内的压强是起始时压强的0.9倍，在此时间 内用氢气的变化来表示反应速率为 。3.2mol0.1mol/(Lmin) 三、影响化学反应速率的因素反反 应应 物物 浓浓 度度温温度度催催 化化 剂剂气气 体体 压压 强强其其 他他 因因 素素固固 体体 颗颗 粒粒 大大 小小固体颗粒越细 ,反应速率越 快浓度越大, 反应速率越快 气体的压强越大, 反应速率越快加入催化剂能加 快 反应速率温度升高, 反应速率加快光、超声波、 激光、放射线 、电磁波、溶 剂、扩散

9、速度 等在分别盛有块状大理石和 粉状大理石的试管中，同时加 入相同浓度的稀盐酸，粉状大 理石产生气泡的速率快得多。外界条件对化学反应速率的影响什么是有效碰撞？什么是活化分子？化学反应能发生的先决条件是：反应物分 子(离子)之间发生碰撞。但是并不是每次碰撞 都能发生化学反应，只有具备一定能量的分子 (离子)相互碰撞才可能发生反应。有效碰撞：能够发生化学反应的碰撞。活化分子：能够发生有效碰撞的分子。 活化分子百分数： （活化分子数/反应物分子数）100%1、浓度对化学反应速率的影响原因：在其他条件不变时，对某一反应来 说，活化分子百分数是一定的，即单位体积 内的活化分子数与反应物的浓度成正比。所

10、以当反应物的浓度增大时，单位体积内的分 子数增多，活化分子数也相应的增多，反应 速率也必然增大。规律：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。注意：a、此规律只适用于气体或溶液的反应 ，对于纯固体或液体的反应物，一般情况下其 浓度是常数，因此改变它们的量不会改变化学 反应速率。b、化学反应若是可逆反应，反应物或 生成物的浓度改变，其正反应速率和逆反应 速率的改变也符合上述规律。c、气体或溶液浓度的改变与反应速率 的关系并不是一概如此，若随着浓度的改变 ，物质的本质发生了变化，那么反应速率的 含义也不同了。2、压强对反应速率的影响原因：对

11、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 可以增大化学反应的速率。规律：对于有气体参加的反应，若 其他条件不变，增大压强，反应速率加 快；减小压强，反应速率减慢。注意：a、压强影响，只适用于讨论有气体参加的 反应，当然并不一定全部是气体参加的反应 。 b、压强影响反应速率，必须伴随有压强改 变时体积的改变现象。否则，压强的变化并 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。若容器的体积不变 ，因为各气体的浓度没有变，则速率不变。 如在密闭容器中通入惰性气体。3、温度对化学反应速率的影响原因：(1)浓度一定时，升高温度

12、，分子的能 量增加，从而增加了活化分子的数量，反应 速率增大。 (2)温度升高，使分子运动的速度加快 ，单位时间内反应物分子间的碰撞次数增加 ，反应速率也会相应的加快。前者是主要原 因。规律：其他条件不变时，升高温度，可以增 大反应速率，降低温度，可以减慢反应速率 。注意：a、温度对化学反应速率的影响对放热反应 和吸热反应都适用。b、反应若是可逆反应，升高温度时，正反应 速率、逆反应速率都加快，但吸热反应比放 热反应增加的程度要大；降低温度时，正反 应速率、逆反应速率都减小，但吸热反应速 率减小的程度比放热反应减小的程度要大。4、催化剂对化学反应速率的影响原因：在其他条件不变时，使用催化剂 可

13、以大大降低反应所需要的能量，会使更多 的反应物分子成为活化分子，大大增加活化 分子百分数，因而使反应速率加快。规律：催化剂可以改变化学反应的速率。 正催化剂：能够加快反应速率的催化剂。 负催化剂：能够减慢反应速率的催化剂。如不特意说明，则指正催化剂。注意：a、凡是能改变反应速率而自身在化学变化 前后化学性质和质量没有发生变化的物质叫 催化剂。b、同一催化剂能同等程度的改变化学反应 的速率。c、催化剂中毒：催化剂的活性因接触少量的 杂质而明显下降甚至遭到破坏，这种现象叫 催化剂中毒。5、其他如光照、反应物固体的颗粒大 小、电磁波、超声波、溶剂的性质等 ，也会对化学反应的速率产生影响练习1：对于在

14、溶液间进行的反应，对反应速 率影响最小的因素是（ ）A、温度 B、浓度 C、压强 D、催化剂练习2：下列条件的变化，是因为降低反应所 需的能量而增加单位体积内的反应物活化分 子百分数致使反应速率加快的是（ ）A、增大浓度 B、增大压强 C、升高温度 D、使用催化剂C CD D练习3： 设NO+CO2 2CO(正反应吸热)反应速 率为v1；N2+3H2 2NH3(正反应放热)反应 速率为v2。对于上述反应，当温度升高时，v1和v2变化 情况为（ ） A、同时增大 B、 同时减小 C、v1减少,v2增大 D、v1增大,v2减小A A练习4：KClO3和NaHSO3间的反应生成Cl-和 SO42-离子的速度与时间关系如图所示，已知反 应速率随c(H+)的增加而加快，试说明(1)为什么反应开始时，反应速率增大？ (2)反应后期速率降低的主要原因是什么？反应速率时间6.2 6.2 反应物如何尽反应物如何尽 可能转变成生成物可能转变成生成物我们知道,在一定条件下,有的 化学反应能够发生,有的化学反 应不能发生;有的反应进行得很 快,有的反应却进行得很慢.那 么,能够发生的化学反应是否能 趋于完成,也就是说反应物是否 能全部转变成生成物呢?一、可逆反应中的化学平衡1、什么是