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1、专题二化学反应速率与化学平衡专题二化学反应速率与化学平衡专题二化学反应速率与化学平衡专题二化学反应速率与化学平衡2-1-12-1-1化学反应速率化学反应速率余杭第二高级中学余杭第二高级中学 邹丙铎邹丙铎第一单元第一单元 化学反应速率化学反应速率烟花的爆炸是瞬间完成烟花的爆炸是瞬间完成溶洞的形成需要亿万年时间溶洞的形成需要亿万年时间CaCO3+CO2+H2O=Ca(HCO3)2Ca(HCO3)2=CaCO3+CO2+H2O一次性快餐盒、聚乙烯等塑料制品分解需一次性快餐盒、聚乙烯等塑料制品分解需要几百年。要几百年。 汽车尾气汽车尾气NONO、COCO反应能生成反应能生成N N2 2、COCO2 2
2、，但汽，但汽车尾气中仍有车尾气中仍有NONO、COCO排放，因为反应太慢了排放，因为反应太慢了有的反应我们认为快一点好有的反应我们认为快一点好!（2）橡胶老化，钢铁腐蚀；橡胶老化，钢铁腐蚀； “云龙陛石云龙陛石”近几十年腐蚀加快；近几十年腐蚀加快； 乐山大佛近几十年腐蚀特别严重。乐山大佛近几十年腐蚀特别严重。有的反应我们认为慢一点好有的反应我们认为慢一点好!一、化学反应速率一、化学反应速率1 1、定义：、定义：用来衡量化学反应进行快慢程度。用来衡量化学反应进行快慢程度。通常用单位时间内通常用单位时间内反应物浓度的减少反应物浓度的减少或或生成生成物的浓度的增加物的浓度的增加来表示。来表示。 3、
3、单位：、单位：mol/(Ls)或或molL-1min-12 2、数学表达式、数学表达式t/min012345N2O5C(N2O5)/ mol/L1.001.000.710.710.500.500.350.350.250.250.170.17 C(N2O5)/ mol/L NO2C(NO2)/ mol/L0 00.580.581.001.001.301.301.501.501.661.66 C(NO2)/ mol/L0.580.581.001.001.301.301.501.501.661.66 O2C(O2)/ mol/L0 00.150.150.250.250.330.330.380.380
4、.420.42 C(O2)/ mol/L0.150.150.250.250.330.330.380.380.420.42C(N2O5)t t/ mol/L.minC(NO2)t t/ mol/L.minC(O2)t t/ mol/L.minP33 P33 交流与讨论交流与讨论: :0.290.2900.500.2160.650.3320.3750.1660.1880.750.830.4300.5000.5800.150 0.125 0.110 0.095 0.0840.250例例1在在2L的密闭容器中，加入的密闭容器中，加入1mol和和3mol的的H2和和N2，发，发生生 N2 + 3H2 2
5、NH3 ，在，在2s末时，测得容器中含有末时，测得容器中含有0.4mol的的NH3，求该反应的化学反应速率。，求该反应的化学反应速率。【说明说明】计算反应速率一般运用计算反应速率一般运用“三段思维法三段思维法”，即，即“起始起始”、“转化转化”、“平衡平衡”时的情况来考虑，这种方法的优点在于各物质时的情况来考虑，这种方法的优点在于各物质的量的量及变化非常清晰，一目了然。及变化非常清晰，一目了然。4 4、小结：、小结： 化学反应速率是化学反应速率是平均平均速率，且均取速率，且均取正值正值。但在时。但在时间速率图像中某时刻对应的速率为瞬时速率。间速率图像中某时刻对应的速率为瞬时速率。在同一个反应里
6、，各物质表示的速率比等于该反在同一个反应里，各物质表示的速率比等于该反应方程式的系数比。应方程式的系数比。例：对于反应：例：对于反应：mA+nB=pC+qD mA+nB=pC+qD V(A)V(B)V(C)V(D)V(A)V(B)V(C)V(D)mnpqmnpq用化学反应速率来比较不同反应进行得快慢或同用化学反应速率来比较不同反应进行得快慢或同一反应在不同条件下反应的快慢时，一反应在不同条件下反应的快慢时，应选择同一物应选择同一物质来比较。质来比较。 在一定温度下，在一定温度下，固态和纯液态物质，固态和纯液态物质，物质的量浓物质的量浓度视为常数，它们的反应速率也视为常数，不用度视为常数，它们的
7、反应速率也视为常数，不用这些物质表示反应速率。如这些物质表示反应速率。如CaCOCaCO3 3 、浓硫酸等。、浓硫酸等。例例2 向一个容积为向一个容积为2L的密闭容器中加入的密闭容器中加入1molN2和和3molH2，在一定条件下发生反应，在一定条件下发生反应N2+3H2 2NH3 ,在在2s末时，测得容器中末时，测得容器中含有含有0.4mol的的NH3（1）已知在某条件下，测得该反应中）已知在某条件下，测得该反应中V(NH3)=0.6 mol/(Ls)，则，则V(N2)= ，V(H2)= 。（2）判断该反应中各物质反应速率关系正确）判断该反应中各物质反应速率关系正确的是（的是（ ）A：V(H
8、2)=V(N2)=V(NH3)B：3V(H2)=V(N2)C：V(NH3) = 1.5 V(H2)D：V(H2)=3V(N2)（3）已知）已知N2和和H2在四种不同的情况下分别在四种不同的情况下分别发生反应。反应速率如下发生反应。反应速率如下V(N2)=0.2mol/(Ls) V(H2)= 0.6 mol/(Ls)V(NH3)=0.8 mol/(Ls)V(N2)=0.3 mol/(Ls)其中反应进行快慢的顺序是其中反应进行快慢的顺序是 。 4 4、化学反应的速率的实验测定：、化学反应的速率的实验测定：测定方法有测定方法有 、直接观察某些性质（如释放出气体的体、直接观察某些性质（如释放出气体的体
9、积和体系压强）；积和体系压强）；、科学仪器测定（如颜色的深浅、光的吸、科学仪器测定（如颜色的深浅、光的吸收和发射、导电能力等）；收和发射、导电能力等）； 例例33把下列金属分别投入把下列金属分别投入0.1mol/L0.1mol/L盐酸中，能盐酸中，能发生反应但反应最缓慢的是（发生反应但反应最缓慢的是（ ）A Fe B Al C Mg D CuA Fe B Al C Mg D CuA思考与讨论：思考与讨论： 例例4实验室用铁与盐酸制取氢气时，采用哪些方实验室用铁与盐酸制取氢气时，采用哪些方法，可以增大铁与盐酸反应速率法，可以增大铁与盐酸反应速率_A.A.增大盐酸浓度增大盐酸浓度 B. B.将铁片
10、改为铁粉将铁片改为铁粉C.C.升温升温 D. D.加入少量的加入少量的CuSOCuSO4 4粉末粉末E.E.加加NaClNaCl溶液溶液 F. F.加加MnOMnO2 2作催化剂作催化剂二、影响化学反应速率的因素：二、影响化学反应速率的因素：(1)内因：内因：(2)(2)外因：外因： 对于同一化学反应，外界条件不同反应速率不对于同一化学反应，外界条件不同反应速率不同。其中重要的外界条件为同。其中重要的外界条件为: :参加反应的参加反应的物质的性质物质的性质是决定化学反应速率的重是决定化学反应速率的重要因素。要因素。浓度、温度、压强、催化剂浓度、温度、压强、催化剂, ,以及固体反应物表面以及固体
11、反应物表面积的大小、溶剂、光、电磁波、激光、超声波等积的大小、溶剂、光、电磁波、激光、超声波等都会影响化学反应的速率等。都会影响化学反应的速率等。(1)(1)浓度对反应速率浓度对反应速率的影响的影响: : c. c.实验结论实验结论: :在其它条件不变时，在其它条件不变时，增大反应物浓度，增大反应物浓度，化学反应速率加快；反之则慢化学反应速率加快；反之则慢。 实验探究实验探究:P35a.a.实验原理实验原理:_:_b.b.实验现象实验现象:_ :_ _ HCO3- + H+ = H2O+CO2 产生气体产生气体,最终气体的体积相同最终气体的体积相同,但盐酸浓度大的反应快但盐酸浓度大的反应快.d
12、.d.注意：注意：固体，纯液体固体，纯液体的浓度均可视作常数。因固的浓度均可视作常数。因固体物质间的反应只与接触面积有关，故固体物质的体物质间的反应只与接触面积有关，故固体物质的量的改变对反应速率无影响。量的改变对反应速率无影响。2.0 mol/L0.20 mol/L1.0g1.0gNaHCONaHCO3 3粉末粉末粉末粉末60mL60mL盐酸盐酸盐酸盐酸e.e.原因分析：原因分析： 增大反应物的浓度，增大反应物的浓度，可以增大活化分子的数可以增大活化分子的数目目，可以增加有效碰撞次数。则增大反应物，可以增加有效碰撞次数。则增大反应物浓度，可以使化学反应的速率增大！浓度，可以使化学反应的速率增
13、大！ 有效碰撞理论有效碰撞理论 有效碰撞：有效碰撞： 条件：条件：a.a.足够高的能量足够高的能量;b.;b.合适的取向合适的取向活化分子：活化分子：活化分子百分数：活化分子百分数：活化能活化能: :指能够发生化学反应的碰撞。指能够发生化学反应的碰撞。指能够发生有效碰撞的分子。指能够发生有效碰撞的分子。指活化分子在总分子中所占的百分数。指活化分子在总分子中所占的百分数。活化分子的平均能量与所有分子平均能量之差活化分子的平均能量与所有分子平均能量之差没足够的能量足够的能量合适的取向有效碰撞-借鉴投篮没合适的取向能能量量O 反应过程反应过程EEaEbE2E1反应热反应热反应物反应物生成物生成物图中
14、图中 表示活化表示活化分子的平均能量；分子的平均能量；_表示正反应的表示正反应的活化能；活化能； _表示反应物分表示反应物分子和生成物分子的平子和生成物分子的平均能量。均能量。正反应的活化能：正反应的活化能：Ea =_逆反应的活化能：逆反应的活化能：Eb =_此图表示该反应为此图表示该反应为_反应反应(吸热或放热吸热或放热)思考与讨论：思考与讨论：思考与讨论：思考与讨论： 浓度对反应速率的影响小结小结: 增加反应物浓度增加反应物浓度单位体积内活化分子数单位体积内活化分子数_ 活化分子百分数活化分子百分数_ 有效碰撞次数有效碰撞次数_反应速率反应速率_增加增加增加增加不变不变加快加快(2)(2)
15、压强对反应速率的影响压强对反应速率的影响: :a.a.结论结论: : 在其它条件不变时，增大反应气体的体在其它条件不变时，增大反应气体的体系压强，化学反应速率加快；反之则慢。系压强，化学反应速率加快；反之则慢。b.b.原因分析原因分析: :改变压强，对化学反应速率产生影响改变压强，对化学反应速率产生影响的根本原因是引起浓度改变。的根本原因是引起浓度改变。c.c.注意注意: :反应物为固体或液体时，可以认反应物为固体或液体时，可以认为压强对它的反应速率无影响。为压强对它的反应速率无影响。在讨论压强对反应速率的影响时，应区分在讨论压强对反应速率的影响时，应区分引起压强改变的原因。引起压强改变的原因
16、。压强对反应速率的影响小结小结: 增大反应物气体压强增大反应物气体压强单位体积内活化分子单位体积内活化分子数数_ 活化分子百分数活化分子百分数_ 有效碰撞次数有效碰撞次数_反应速率反应速率_增加增加不变不变增加增加加快加快对于气体反应体系，有以下几种情况：对于气体反应体系，有以下几种情况：反应速率加快。反应速率加快。 反应速率不变。反应速率不变。 反应速率减慢。反应速率减慢。 反应速率加快。反应速率加快。 思考与讨论：思考与讨论：思考与讨论：思考与讨论： 在一密闭容器中放入一定量的在一密闭容器中放入一定量的H2和和N2使之发生反应使之发生反应,改变下列条件时改变下列条件时,对反应速率有何影响对
17、反应速率有何影响?1.压缩容器的体积压缩容器的体积,速率速率_2.保持体积不变保持体积不变,再通入再通入1LH2,速率速率_3.保持体积不变保持体积不变,再通入再通入1LHe,速率速率_4.保持容器压强不变保持容器压强不变,再通入再通入1LHe,速率速率_(3)(3)温度对反应速率的温度对反应速率的影响影响: : 实验探究实验探究:P37a.a.实验现象实验现象:_:_b.b.实验结论实验结论:_:_C.C.原因分析原因分析: :升高温度升高温度单位体积内活化分子数单位体积内活化分子数_ 活化分子活化分子百分数百分数_ 有效碰撞次数有效碰撞次数_反应速率反应速率_d.d.规律规律: :每升高温
18、度每升高温度10,10,其反应速率增加其反应速率增加2424倍倍. . 加热的试管中溶液很快褪色加热的试管中溶液很快褪色;不加热的试管中溶液褪色不完不加热的试管中溶液褪色不完全全. 升高温度升高温度,反应速率加快反应速率加快增加增加增加增加增加增加加快加快热水热水热水热水2mL 2mL KMnOKMnO4 4 溶液溶液溶液溶液2mL 2mL HH2 2C C2 2OO4 4溶液溶液溶液溶液(4)(4)催化剂对反应速率的影响催化剂对反应速率的影响: : 实验探究实验探究:P38a.a.实验现象实验现象:_:_b.b.实验结论实验结论:_:_ 加加FeCl3和和MnO2的试管反应较快的试管反应较快
19、,没没加催化剂的试管几乎不反应加催化剂的试管几乎不反应加催化剂加快反应速率加催化剂加快反应速率c.c.原因分析原因分析: :小结小结: 使用正催化剂使用正催化剂降低反应所需的活化能降低反应所需的活化能单单位体积内活化分子数位体积内活化分子数_ 活化分子百分数活化分子百分数_ 有效碰撞次数有效碰撞次数_反应速率反应速率_反应物反应物反应物反应物生成物生成物生成物生成物能能能能量量量量反应过程反应过程反应过程反应过程过渡态理论过渡态理论 无催化剂过渡态无催化剂过渡态无催化剂过渡态无催化剂过渡态Ea2活化能活化能活化能活化能Ea1有催化剂过渡态有催化剂过渡态有催化剂过渡态有催化剂过渡态Ea1Ea2c
20、.c.原因分析原因分析: :过渡态理论过渡态理论 (5)(5)其它条件对反应速率的影响其它条件对反应速率的影响: :说出哪些因素对下列化学反应速率的影响说出哪些因素对下列化学反应速率的影响: :1.1.燃烧木柴时燃烧木柴时, ,细木柴比粗木柴烧得更旺细木柴比粗木柴烧得更旺; ;2.2.食品保存在冰箱中可以保存更入食品保存在冰箱中可以保存更入; ;3.3.硝酸银溶液通常保存在棕色试剂瓶中且放在阴暗处硝酸银溶液通常保存在棕色试剂瓶中且放在阴暗处; ;4.4.加酶洗衣粉能快速去除血渍加酶洗衣粉能快速去除血渍; ;5.5.工业合成氨要在高温高压催化剂条件下进行工业合成氨要在高温高压催化剂条件下进行6.6.在铁与盐酸反应时加入少量在铁与盐酸反应时加入少量CuSOCuSO4 4粉末可以加快反应粉末可以加快反应
