选修4化学反应速率和限度.ppt

第二章化学反应速率和化学平衡 第一节 化学反应速率 一 化学反应速率 通常用单位时间内反应物浓度的减小量或生成物浓度的增加量 均取正值 v t c n v t mol L s 60mol L min V是单位时间内c的改变量表示 不是用n的改变量表示 V是表示某段时间内的平均反应速率 非瞬时速率 注意 例题1 在某一化学反应中 生成物B的浓度在5s内从0 5mol L变成2 0mol L 在这5s内B的化学反应速率为 例题2 一个5L的容器中 盛入8 0mol某气体反应物 5min后 测得这种气体反应物还剩余6 8mol 这种反应物的化学反应速率为 0 3mol L S 0 048mol L min 反应 N2 3H22NH3在密闭的容器中进行 各物质浓度随时间变化如下 完成表格并求在2s内的这个反应的平均率 1mol L 3mol L 0 5mol L s 1 5mol L s 1 0mol L s 思考1 化学反应速率之比与方程式中它们的计量数之比有什么关系 思考2 这个反应用哪种物质表示时其速率最快 方程式中化学计量数之比等于v之比 表示一个反应的速率时 必须指明以哪种物质为标准 但不管以哪种物质为准 数值可能不同 但表示的意义相同 一般不以纯固体或水表示反应速率 浓度视为常数 注意 3 已知4NH3 5O2 4NO 6H2O 则下列关系式正确的是 4 5V NH3 V O2 4 5V NH3 V H2O C 5 6V O2 V H2O D 4 5V O2 V NO D 4 反应A 3B 2C 2D在四种不同条件下的化学反应速率为 1 v A 0 3mol L s 2 v B 0 6mol L s 3 v C 0 4mol L s 4 v D 0 45mol L s则该反应速率的快慢顺序为 1 4 2 3 二 化学反应速率的测定 全程设计p 15 三 化学反应速率的正确理解 1 在同一化学反应中 用不同的物质表示的反应速率可能不同 但意义相同 故描述反应速率是必须指明具体的物质 2 固体或纯液体的浓度计为常数 c 0 因此不用固体或纯液体表示化学反应速率 3 化学反应速率是平均反应速率而非瞬时速率 4 四种比例关系 四 化学反应速率的计算p 29 第二节影响化学反应速率的因素 1 有效碰撞 2 活化分子 3 活化能 温故知新 1 有效碰撞 能发生化学反应的碰撞 分子间的碰撞是发生化学反应的必要条件 有效碰撞发生的条件 有效碰撞是发生化学反应的充要条件 发生碰撞的分子具有较高的能量 分子在一定的方向上发生碰撞 例如 2HI H2 I2 2 活化分子 具有较高能量 有可能发生有效碰撞的分子 1 能发生有效碰撞的分子一定是活化分子 但活化分子的碰撞不一定是有效碰撞 还与碰撞的角度有关 2 有效碰撞次数的多少与单位体积内反应物中活化分子数的多少有关 3 活化能 活化分子的平均能量与所有反应物分子的平均能量之差 1 活化能的大小由反应物分子的性质决定2 活化能越小 则一般分子成为活化分子越容易 活化分子越多 则单位时间内有效碰撞越多 反应速率越快 E1 活化能E2 活化分子变成生成物分子放出的能量E2 E1 化学反应前后的能量变化 该反应是吸热反应还是放热反应 活化能与反应热有关吗 3 活化能的大小虽然意味着一般分子成为活化分子的难易 即反应的难易 但却对这个化学反应前后的能量变化并不产生任何影响 化学反应的过程 普通分子 活化能 活化分子 合理取向 有效碰撞 新物质 能量 某一化学反应的速率大小与有关 而有效碰撞次数的多少与有关 活化分子的多少又与有关 活化能的大小是由该反应的决定的 而反应物分子的性质又与密切相关 单位时间内分子的有效碰撞次数 单位体积内反应物中活化分子的多少 该反应活化能的大小 反应物分子的性质 分子的内部结构 一 影响化学反应速率的因素 外因 浓度 压强 温度 催化剂 其他 内因 反应物的性质 二外界条件对化学反应速率的影响 1浓度对化学反应速率的影响 1 浓度与化学反应速率的关系 实验 2 2课本p 20 规律 其他条件不变 增加反应物的浓度 加快化学反应速率 2 浓度影响化学反应速率的原因 化学反应的过程 实质 具有足够能量的分子 活化分子 合适的取向 发生化学反应的先决条件 反应物分子的相互碰撞 注意 对于固体或纯液体 无浓度可言 反应速率与接触面积有关 2压强对化学反应速率的影响 规律 其他条件不变 对于气体 增大压强 加快化学反应速率 注意 对于固体 液体或溶液 改变压强 可以认为对化学反应速率无影响 恒容条件下 往合成氨的反应 N2 3H22NH3充入适量的He 体系的压强如何变化 反应速率是否改变 充入稀有气体 体系的总压强增大 但是各组分的气体的分压并没有改变 即各反应成分的浓度并没有发生改变 化学反应速率不变 充入稀有气体 容器容积增加 各组分的浓度降低 化学反应速率降低 讨论 3温度对化学反应速率的影响 实验 规律 其他条件不变 升高温度 化学反应速率加快 注意 该规律对固 液 气三态都适应 对放热反应 吸热反应都适应 吸热反应 放热反应 升高温度 反应速率大幅度增加 升高温度 反应速率小幅度增加 吸热反应 放热反应 降低温度 反应速率大幅度降低 降低温度 反应速率小幅度降低 4催化剂对化学反应速率的影响 实验2 3 规律 适当的催化剂能加快化学反应速率 注意 加快化学反应速率的催化剂叫正催化剂减缓化学反应速率的催化剂叫负催化剂如无特殊说明 凡是说催化剂都是指正催化剂 5其他因素对化学反应速率的影响 如反应物颗粒的大小 溶剂的性质 光 超声波 磁场等 外界条件对化学反应速率的影响 加快 减慢 加快 减慢 加快 减慢 加快 小结 影响化学反应速率的因素 知识回顾 化学反应的本质 旧化学键的断裂和新化学键的形成 普通分子 活化能 活化分子 合理取向的碰撞 有效碰撞 新物质 能量 一个反应要发生一般要经历哪些过程 内因 反应物自身的性质 外因 温度 浓度 压强 催化剂 影响化学反应速率的因素 一 温度 温度升高 分子活化能升高 活化分子数增多 活化分子百分含量增大 单位时间单位体积内有效碰撞次数增多 反应速率增大 温度降低 分子活化能降低 活化分子数减少 活化分子百分含量降低 单位时间单位体积内有效碰撞次数减少 反应速率降低 吸热反应 放热反应 升高温度 反应速率大幅度增加 升高温度 反应速率校小幅度增加 吸热反应 放热反应 降低温度 反应速率大幅度降低 降低温度 反应速率校小幅度降低 二 浓度 在其它条件不变时 增大反应物浓度 化学反应速率加快 减小化学反应物浓度 化学反应速率减慢 浓度增大 单位体积内活化分子数增多 单位时间单位体积内有效碰撞次数增多 反应速率增大 对于气体反应体系 分为下面几种情况讨论 1 恒温时 增大压强 体积减小 浓度增大 反应速率加快 三 压强 2 恒容时 体积不变 a 充入气体反应物 浓度增大 总压增大 反应速率加快 b 充入 惰性气体 总压增大 但各物质浓度不变 反应速率不变 3 恒压时 充入 惰性气体 体积增大 各反应物浓度减小 反应速率减慢 温馨提示 a 对于气体来说 增大压强就是增大反应物的浓度 因而可以增大化学反应速率 若参加反应的物质为固体或液体 则可以认为变化压强对化学反应速率没有影响 四 催化剂 使用正催化剂 能加快化学反应速率 若使用负催化剂化学反应速率减慢 未特殊指明时 均指正催化剂 温馨提示 1 催化剂是指能够改变其它物质的化学反应速率 而本身的状态和性质在化学反应前后都没有发生改变的物质 催化剂可以参加化学反应 物理性质可以改变 化学性质在反应过程中不改变 2 若反应是可逆反应 催化剂可同等程度地改变正 逆反应速率 规律小结 增大反应物浓度 增加单位体积内活化分子数 增大气体体系压强 单位时间单位体积内有效碰撞次数增加 化学反应速率加快 单位时间单位体积内有效碰撞次数增加 单位体积内活化分子百分数增加 升高反应温度 使用催化剂 三 影响化学反应速率的其它因素 1 增大表面积可提高化学反应速率 2 加大光照强度可提高化学反应速率 3 利用电化学原理可提高化学反应速率 4 采用不同的溶剂可改变化学反应速率 思考与交流 二 影响化学反应速率的因素 SO2 O2 结论5 对于气体参加的反应来说 压强增大化学反应速率增大 减小压强 化学反应速率减小 HCl NaOH 本质是通过影响c来影响v 思考与交流 二 影响化学反应速率的因素 充入稀有气体 体系的总压强增大 但是各组分的气体的分压并没有改变 即各反应成分的浓度并没有发生改变 化学反应速率不变 充入稀有气体 容器容积增加 各组分的浓度降低 化学反应速率降低 1 下列四种X溶液均能与盐酸反应 其中反应最快的是 A 10 20mL3mol L的X溶液B 20 30mL2mol L的X溶液C 20 10mL4mol L的X溶液D 10 10mL2mol L的X溶液 C 2 用铁片与稀硫酸反应制取氢气时 下列措施不能使反应速率加快的是 A 加热B 滴加少量的硫酸铜溶液C 不用稀硫酸 改用98 浓硫酸D 不用铁片 改用铁粉E 滴加一定量硫酸钠溶液F 增加压强 C E F 课堂练习 3 将等物质的量的A B混合于2L的密闭容器中 发生如下反应 3A g B g C g 2D g 经5min后 测得D的浓度为0 5mol L c A c B 3 5 C的平均速率为0 1mol L min 求 1 A B反应开始的物质的量 2 B的平均速率 3 的值 课堂练习 练习5 在某温度时 在2L的容器中 XYZ三种物质的物质的量随时间的变化曲线如图 由图得 该反应的化学方程式为 反应开始至2min Z的平均反应速率为 X 3Y2Z 0 05mol L min 第二章第三节化学反应的速率和限度第三课时 化学反应限度 高一12班授课人 王占超 课前复习 1 回忆化学反应速率的概念是什么 2 影响化学反应的因素有哪些 课堂目标 1 理解可逆反应 2 知道化学反应限度的概念 3 掌握化学平衡状态 以及化学平衡状态的特征及判断 2H2 O2 2H2O已知 2mol1mol 2SO2 O22SO3已知 2mol1mol 点燃 催化剂 2mol 2mol 思考 我们知道在化学反应中 反应物之间是按照化学方程式中的计量数比进行反应的 那么 在实际反应中 反应物能否按相应的计量关系完全转化为生成物呢 从以上事实可知 化学反应是有限度的 有些能进行地较彻底 有些反应是不彻底的 甚至是可逆的 逆反应 生成物 反应物 正反应 反应物 生成物 科学研究表明 不少化学反应都具有可逆性即正向反应和逆向反应能同时进行 随堂练习1 一 可逆反应 1 定义 在相同条件下能向正反应方向进行同时又能向逆反应方向进行的反应称为可逆反应 2 正反应和逆反应发生的条件相同 如果对反应体系施加影响化学反应速率的措施 正反应的速率和逆反应的速率都受影响 1 可逆反应不可能完全进行到底 3 各反应物 生成物共同存在 任何一种物质的转化率都小于1 任何一种物质的存在量都大于0 2 特点 对于以上反应 请分析讨论 1 当反应刚开始时 反应物和生成物的浓度哪个大 2 当反应刚开始时 正反应与逆反应哪个反应速率大 3 随着反应的进行 反应物和生成物浓度如何变化 4 随着反应的进行 v 正 与v 逆 怎样变化 5 反应进行到什么时候会 停止 6 此时 反应物和生成物浓度如何变化 7 给这个状态命名8 反应真的停止了 二 化学平衡的建立 三 化学平衡状态 1 定义 一定条件下 可逆反应里 正反应速率和逆反应速率相等 反应混合物中各组分的浓度保持不变的状态 分析讨论根据这幅图同学们能得出些什么 四 化学反应的限度 定义 在给定的条件下化学反应所能达到或完成的最大程度 2 平衡特征 逆等动定变 可逆反应 或可逆过程 V正 V逆不等于零 平衡时正逆反应均未停止 只是速率相等 是动态平衡 平衡时 各组分含量保持恒定 条件改变 T C P 平衡改变 随堂练习2 14CO2 14C 14CO C 2 对于可逆反应M NQ达到平衡时 下列说法正确 的是 A M N Q三种物质的浓度一定相等B M N全部变成了QC 反应物和生成物的浓度都保持不变D 反应已经停止 3 在一定条件下 某容器中充入N2和H2合成NH3 以下叙述错误的是 A 开始反应时 正反应速率最大 逆反应速率为零B 随着反应的进行 正反应速率逐渐减小 最后减小为零C 随着反应的进行逆反应速率逐渐增大 后保持恒定D 随着反应的进行 正反应速率逐渐减小 最后与逆反应速率相等且都保持恒定 B 五 化学平衡状态的判断 从平衡状态的定义入手 平衡状态强调两方面 正反应速率等于逆反应速率 等 各组分的百分含量保持不变 定 速率V正 V逆 浓度不再改变 vA 耗 vA 生 等号一边一生一死 量与系数成正比 等号两边同生共死 量与系数成正比 各组分的浓度不再变化 各组分的n m W n 不再变化 平衡状态的判断 随堂练习3 1 以3H2 N22NH3为列分析 判断下列情形是否达到平衡状态 若有1molN2消耗 则有1molN2生成 若有1molN2消耗 则有3molH2生成 若有1molN2消耗 则有2molNH3生成 若有1molN N键断裂 则有6molN H键断 若有1molN N键断裂 则有6molN H键生成 若反应体系中N2 H2 NH3的百分含量不变 是 是 否 是 否