化学反应速率及影响因素.ppt

化学反应速率及影响因素1.化学反应速率的概念与计算2.了解活化分子、活化能、有效碰撞理论等概念。3.理解浓度、压强、温度和催化剂等因素对化学反应速率的影响。能用碰撞理论解释外界条件对化学反应速率的影响。4.初步学会实验数据的处理和图表的绘制。达成目标：概念:通常用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化学反应快慢的物理量。定义表达式：tcv△△其单位,通常为：mol·L-1·s-1或mol·L-1·min-1。注意:同一反应中,各物质的速率之比等于反应方程式的计量数之比.增加固体和纯液体的量，对反应速率没有影响。考点一：化学反应速率的有关计算1、2L容器中加入100molA和200molB,发生如下反应:2A+3B=C+4D2分钟后,测得D的物质的量为20mol,求:(1)υ(A)=υ(B)=(2)为得到30molD,还需要多少时间?(3)绘出υ(A)与时间t的关系图2.5mol/(L·min)3.75mol/(L·min)大于1分钟υ(A)t0练习：内因:反应物的性质外因:浓度、压强、温度、催化剂是影响化学反应速率的四大因素此外还有光、超声波、激光、放射性、电磁波、反应物颗粒的大小、扩散速率、溶剂效应等也影响了反应速率考点二：影响化学反应速率的因素反应物分子活化分子普通分子有效碰撞发生反应不反应无效碰撞凡是能使单位体积内活化分子总数增加的因素都能使化学反应速率加快。浓度温度压强催化剂碰撞理论活化能：活化分子具有的平均能量与所有分子的平均能量之差。教材《化学反应原理》P36反应物浓度增大反应速率增大增加不变活化分子百分数单位体积内活化分子数有效碰撞次数气体反应增大压强反应速率增大容器体积减小增加增加不变活化分子百分数单位体积内活化分子数有效碰撞次数增加使用催化剂活化分子总数大量增加活化分子百分数大量增加单位体积活化分子数大量增加反应速率大幅加快温度升高反应速率增大增加增加增加活化分子百分数单位体积内活化分子数有效碰撞次数过渡状态理论反应物转化为生成物的过程中要经过能量较高的过渡状态。过渡状态的平均能量与反应物分子的平均能量的差为反应的活化能。反应历程反应物E4E2E3生成物BB’E1能量说明图中E1、E2、E3、E4分别代表什么含义，并分析反应过程中催化剂的作用。1、催化剂能降低正反应活化能，也能降低逆反应的活化能。2、催化剂是改变化学反应速率的最有效手段。3、催化剂本身也参加反应。教材《化学反应原理》P381、下列各组反应速率最快的是A.200ml0.4mol/LH2SO4与3gZn粒B.400ml0.2mol/LH2SO4与6gZn粒C.200ml0.4mol/LH2SO4与6gZn粒D.200ml0.4mol/LH2SO4与3gZn粉注意：改变固体和纯液体的量，对速率无影响。但固体的表面积大小对速率有影响；水的量的增加对其它物质浓度的改变而影响速率。要加快Zn与稀硫酸反应制氢气的速率，你还可采取哪些措施？加热、Cu、滴几滴CuSO4溶液D练习：问题：2、按X和Y进行实验，其中图象正确表示实验结果的是C变式训练1：3、若先在X和Y两只烧杯中盛足量的稀硫酸，再分别往其中加入等质量的铁粉，最后往X中滴加几滴硫酸铜溶液，则以下图象正确表示实验结果的是D变式训练2：4、已知反应N2+3H2⇌2NH3;ΔH＜0,下列说法中正确的是A.恒压条件下，通入氦气，反应速率不变B.恒容条件下，通入氦气，反应速率加快C.增大压强，反应达成平衡的时间缩短D.增大压强，正反应速率增大而逆反应速率减小C5、已知反应N2+3H2⇌2NH3;ΔH＜0,下列说法中正确的是A.升高温度,正反应速率加快,逆反应速率减慢B.升高温度,正反应速率减慢,逆反应速率加快C.降低温度,正反应速率加快,逆反应速率减慢D.降低温度,正、逆反应速率都减慢D6、已知反应N2+3H2⇌2NH3；ΔH＜0，下列说法中不正确的是A.使用催化剂会使正逆反应速率都加快B.使用催化剂使NH3分子中活化分子总数增加C.使用催化剂对已达成平衡的反应没有影响D.使用催化剂使N2的转化率增大D生成物反应物E4E2E3BB’E1能量7、右图是中学常见反应物与能量关系图。(1)若该图表示反应物与生成物能量关系,则该反应属于___热反应.(2)若该图表示反应热与键能关系,则该反应物的键能之和是____(3)若该图表示碰撞理论,则E4表示_______(4)若该B’图表示是过渡态理论,则活化能是_____(5)E2-E1表示什么含义______8、已知过二硫酸钾（K2S2O8）具有强氧化性可将I－氧化为I2：S2O82－＋2I－=2SO42－＋I2通过改变反应途径，Fe3＋、Fe2＋均可催化上述反应。试用离子方程式表示Fe3＋对上述反应催化的程。__________________________、___________________________。2Fe3++2I-=2Fe2++I22Fe2++S2O82-=2SO42-+2Fe3+9、观察下图回答如下问题：（1）若该图表示制取氢气时，氢气的产生速率与反应时间关系。开始时反应速率增大的原因是，后来反应速率逐渐减小的原因是。反应放热反应的浓度减小时间（2）若该图表示H2O2在酶的作用下分解生成H2O和O2的速率与温度的关系。则开始反应速度增大的原因是。该图象说明酶的催化的效应。酶的催化活性在提高温度温度（3）若该图表示A（g）+B（g）C（g）生成C的物质的量与温度的关系。则该反应的△H0。原因是。温度二、化学反应的方向与限度1、可逆反应的特征2、利用焓变和熵变判断反应的方向3、化学平衡状态的特征与判断4、平衡常数的表达式、计算与应用考点一：化学反应方向的判断理解几个概念：自发反应—在一定条件下，不需要外界帮助就能自动进行的反应。焓变（△H）—反应前后体系能量的变化熵变（△S）—反应前后体系混乱度的变化1.请判断下列变化，△H0还是△H0？A.碳酸钙分解B.二氧化硫和氧气化合生成三氧化硫C.盐酸与NaOH中和反应D.硝酸铵固体溶于水E.甲烷燃烧F.工业合成氨G.金属钠与水的反应常见放热反应:燃烧反应金属与酸的反应中和反应化合反应铝热反应常见的吸热反应:大多数分解反应盐的水解弱电解质的电离H2\C\CO做还原剂还原金属氧化物的反应请判断下列变化过程中，△S0还是△S0？A.冰变成水变成水蒸气B.NaCl固体溶于水C.盐酸与NaOH中和反应D.KMnO4受热分解E.甲烷在常温下燃烧F.工业合成氨G.金属钠与水的反应H.镁条的燃烧化学反应能否自发进行主要决定因素△H＜0△S0一定自发△H0△S＜0一定非自发△H＜0△S＜0或者△H0△S0不一定低温可行高温可行△H和△S焓变熵变能量变化混乱度变化⊿H＜０，有利于反应自发进行⊿S越大，有利于反应自发进行练习：判断下列反应在什么条件下能自发进行，并说明理由。A.NH3(g)+HCl(g)=NH4Cl(s)△H＜0B.CaCO3(s)＝CaO(s)+CO2(g)△H＞0C.2H2O(l)=2H2(g)+O2(g)D.3Fe（s）+4O2（g）=Fe3O4（s）E.N2(g)+3H2(g)=2NH3(g)△H＜0G.2CO(g)=2C(s)+O2(g)1．反应的自发性只能用于判断反应的方向，不能确定反应是否一定会发生和过程发生的速率。注意事项2．在讨论过程的方向时，指的是没有外界干扰时体系的性质。如果允许外界对体系施加某种作用，就可能出现相反的结果。3.所谓自发反应：在一定条件下，无需外界帮助就能自动进行的反应。一定条件指：一定的温度和压强；而外界帮助可以是通电等持续做功的行为。自发反应也需要在一定条件下实现。考点二：可逆反应平衡状态的特征及判断1、理解几个概念：可逆反应——化学平衡状态——同一条件下，能同时向正向和逆向进行的反应。一定条件下的可逆反应，当正反应速率与逆反应速率相等，反应混合物中各组分含量不再改变的状态。2、如何判断可逆反应是否达平衡？（1）v(正)=v(逆)≠0（2）各组分的含量（或浓度或物质的量）保持不变。理解平衡状态的两个特征：实质：凡是随化学反应的进行要发生改变的“因素”不再改变时，就表明该反应达到了平衡。(变到定)(1)反应物浓度等于生成物浓度(2)容器中N2、H2、NH3的浓度之比为1:3:2(3)单位时间内生成2nmolSO2,同时生成nmolO2(4)反应混合体系的压强不随时间的变化而变化(5)O2的生成速率等于SO3的生成速率(6)容器内混合气体的密度不再变化不能不能不能能不能不能(2)容器中SO2、O2、SO3的浓度之比为2:1:21.在一定条件下,固定容积的密闭容器中进行如下的可逆反应:2SO2(g)+O2(g)2SO3(g)请判断下列各情况是否说明该反应已经达到化学平衡.312.在一定的温度下，可逆反应：A(g)+3B(g)2C(g)达到平衡的标志是A.C的生成速率与C的分解速率相等B.单位时间生成nmolA，同时生成3nmolBC.A、B、C的物质的量浓度保持不变D.A、B、C的分子数之比为1：3：2E.容器中气体的密度保持不变F.混合气体的平均摩尔质量保持不变G.容器中气体的总压强保持不变ACFG3.下列说法中可以充分说明反应:P(气)+Q(气)R(气)+S(气),在恒温下已达平衡状态的是A.反应容器内压强不随时间变化B.P和S的生成速率相等C.反应容器内P、Q、R、S四者共存D.反应容器内总物质的量不随时间而变化B4.下列说法可以证明反应N2+3H22NH3已达平衡状态的是A.1个N≡N键断裂的同时,有3个H－H键形成B.1个N≡N键断裂的同时,有3个H－H键断裂C.1个N≡N键断裂的同时,有6个N－H键断裂D.1个N≡N键断裂的同时,有6个N－H键形成AC5.在一定温度下的恒容容器中，当下列物理量不再发生变化时，表明反应:A(s)+3B(g)2C(g)+D(g)已达平衡状态的是A.混合气体的压强B.混合气体的密度C.B的物质的量浓度D.气体的总物质的量BCA(s)+3B(g)2C(g)6、可逆反应2NO22NO+O2,在恒容密闭容器中反应，达到平衡状态的标志是①单位时间内生成nmolO2的同时生成2nmolNO2②单位时间内生成nmolO2的同时，生成2nmolNO③NO2、NO、O2的反应速率之比为2:2:1的状态④混合气体的颜色不再改变的状态⑤混合气体的密度不再改变的状态⑥混合气体的平均相对分子质量不再改变的状态A、①④⑥B、②③⑤C、①③④D、①②③④⑤⑥A7.在一定温度下,下列叙述不是可逆反应A(气)+3B(气)2C(气)+2D(固)达到平衡的标志的是①C的生成速率与C的分解速率相等②单位时间内生成amolA,同时生成3amolB③A、B、C的浓度不再变化④A、B、C的分压强不再变化⑤混合气体的总压强不再变化⑥混合气体的物质的量不再变化⑦单位时间内消耗amolA,同时生成3amolB⑧A、B、C、D的分子数之比为1:3:2:2考点三：可逆反应平衡常数的表达式、计算及应用aA（g）+bB（g）mM（g）+nN（g）在一定温度下，下列可逆反应达到平衡后：K=cm(M).cn(N)ca(A).cb(B)平衡常数表达式为:请写出下列反应的平衡常数表达式。（1）N2（g）+3H2（g）2NH3（g）（2）C（s）+H2O（g）CO（g）+H2（g）（3）CH3COOC2H5(aq)+H2O(l)CH3COOH(aq)+C2H5OH(aq)（4）2HBr(g)H2(g)+Br2(g)（5）H2(g)+Br2(g)HBr(g)1212（1）K值的大小，表示反应在该温度下达到平衡时该反应进行的程度（反应的限度）K值越大，表明反应进行的程度越大；反之则越小。（2）K值与浓度、压强、催化剂无关，随温度变化而变化。（3）平衡常数的表达式与方程式的书写方式有关，表达式中，固体、液态水不写。（4）利用K值可判断某状态是否处于平衡状态，及反应向哪个方向进行。（5）某一反应物平衡转化率的意义：也能表示在一定温度和一定起始浓度下反应进行的限度。