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文档简介
.,1,一、化学反应速率,1、概念:用来研究和描述化学反应的物理量。通常用反应物浓度的或生成物浓度的来表示化学反应的快慢。,单位内时间,减少,增加,快慢,.,2,2、公式:,通常为:molL-1s-1或molL-1min-1(或写成mol/(Ls)mol/(Lmin)),3、单位:,.,3,4.注意事项:(1)指明对象如V(物质):该物质不能是,因为它们物质的量浓度保持不变,这些物质的反应速率被视为常数.(2)无论是反应物还是生成物,反应速率都取,且都是某一段时间内的.(3)同一反应速率可以用不同物质浓度变化表示,数值可能,但意义;且不同物质表示的速率之比等于。,固体或纯液体,正值,平均反应速率,相同,化学计量数之比,不同,.,4,练习1、甲乙两密闭容器中均发生此反应AB,已知甲容器中A每分钟减少4mol,乙容器中A每分钟减少5mol,则两容器中的反应速率()A、甲中大B、乙中大C、相等D、无法确定,D,注意:V指一段时间内的浓度变化量,.,5,练习2、反应4A(s)+3B(g)2C(g)+D(g),经2minB的浓度减少0.6mol/L。对此反应速率的表示正确的是()A、用A表示的反应速率是0.4mol/(Lmin)B、分别用B、C、D表示反应的速率其比值是3:2:1C、在2min末的反应速率,用B表示是0.3mol/(Lmin)D、在这2min内V(B)=0.3mol/(Lmin),BD,.,6,练习3:已知4NH3+5O2=4NO+6H2O,若反应速率分别用V(NH3)、V(O2)、V(NO)、V(H2O)(单位:molL-1min-1)则正确的是()A、4V(NH3)=5V(O2)B、5V(O2)=6V(H2O)C、2V(NH3)=3V(H2O)D、4V(O2)=5V(NO),D,方法:取特殊值代入检验,.,7,练习4、在温度、体积不变的容器中进行N2+3H22NH3反应,若反应物N2的浓度由10mol/L降到6mol/L需20s,那么由6mol/L降到3.6mol/L,所需反应时间应为()A、10sB、12sC、12sD、12s,C,随着反应的进行,浓度降低,化学反应速率减小,.,8,练习5、对于可逆反应N2+3H22NH3下列各项所表示的反应速率大小关系为?AV(N2)=0.01mol/(LS)BV(H2)=0.2mol/(LS)CV(NH3)=1.2mol/(Lmin),比较速率快慢时:同一物质,同一单位,BA=C,.,9,练习6、已知在2L的密闭容器中发生如右图所示反应,请回答:,1、反应物是_.,2、2min内A的平均速率是_,3、写出化学方程式,A、B,1.25mol/(Lmin),注意(1)起点是否从“零”开始(2)连接符号:“=”还是,0,0,4、计算2min内A的转化率5、2min时反应混和物中C所占的体积百分比?,.,10,练习7、某化合物A的蒸气1mol充入0.5L容器中加热分解:2A(g)=B(g)+nC(g),反应到3min时,容器内A的浓度变为0.8mol/L,测得这段时间内,平均速率v(c)=0.6mol/(L.min),则化学反应方程式中n值为_,v(B)=_mol/(L.min)。,3,0.2,利用三段式解题,.,11,(1)内因:,(2)外因,温度,温度升高,V加快,浓度,浓度增大,V加快(溶液或气体才有浓度可言),压强,增大压强,V加快(适用于有气体参加的反应),催化剂,一般:使用催化剂能加快V,其他:原电池原理、固体反应物的颗粒大小、射线等,反应物本身性质,主导因素,二、影响化学反应速率的因素,.,12,1、已知FeCl3(棕黄)+3KSCN(无色)Fe(SCN)3(血红色)+3KCl,充分反应后,采取下列措施能加快化学反应速率。(1)向混合体系中加入氯化铁固体(2)向混合体系中加入硫酸铁固体(3)向混合体系中加入氯化钠固体(4)向混合体系中加入氯化钾溶液(5)向混合体系中加入NH4SCN固体,【跟踪练习】,看反应的实质,不变,减小,.,13,2、对10mL1mol/L的盐酸与一小块大理石的化学反应CaCO3+2HCl=CaCl2+H2O+CO2,下列措施能使化学反应速率提高的是(),A、增加CaCO3的量B、加入一定量的CaCl2C、加入5mLH2OD、加入15mL0.5mol/L盐酸E、加入5mL1.5mol/L盐酸F、将CaCO3固体改为粉末,EF,.,14,3、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.不用稀硫酸,改用98%浓硫酸B.加热C.滴加少量CuSO4溶液D.不用铁片,改用铁粉E.适当的增加稀硫酸的浓度,A,改变浓度不能改变化学反应的本质,.,15,4、100mL浓度为2molL-1的盐酸跟过量的锌片反应,为加快反应速率,又不影响生成氢气的总量,可采用的方法是()A加入适量的10mL6molL-1的盐酸B加入数滴CuCl2溶液C加入适量蒸馏水D加入适量的氯化钠溶液E.加入适量的氯化钠固体,B,注意:哪种物质过量,.,16,压强:对有气体参加的反应,若其他条件不变,增大压强(即压缩容器的体积),反应速率加快;减小压强,反应速率减慢,练习1、Fe与稀盐酸反应增大压强化学反应速率如何改变?合成氨反应?,不变,增大,.,17,练习2、在密闭容器里,通入xmolH2和ymol2(),改变下列条件,反应速率将如何改变?(1)升高温度;(2)体积不变,充入更多的H2;(3)扩大容器的体积;(4)体积不变,通入氖气。(5)压强不变,通入氖气。,增大,增大,减小,不变,减小,【说明】压强改变是现象,浓度改变是实质,.,18,练习3.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的量B将容器的体积缩小一半C保持体积不变,充入N2使体系压强增大D保持压强不变,充入N2使体系体积增大,AC,.,19,练习4、设NO+CO22CO(正反应吸热)反应速率为v1;N2+3H22NH3(正反应放热)反应速率为v2。对于前述反应,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,不论是放热反应还是吸热反应,升高温度,化学反应速率增大,.,20,练习5、对于可逆反应:A+BC,下列条件的改变一定能使化学反应速率加快的是()A、增加A的物质的量B、升高体系温度C、增大体系的压强D、减少C的物质的量,B,.,21,1.可逆反应(1)定义:在相同条件下,既能向正反应方向(反应物转化为生成物)进行,同时又能向逆反应方向(生成物转化为反应物)进行的化学反应,叫做可逆反应。,(2)特点:同一条件、同时反应、方向相反可逆反应一旦发生,任何物质的量均大于0不可能完全转化即转化率不可能达到100%,二、化学反应限度,.,22,1、当可逆反应2SO2+O22SO3达平衡时,通入18O2,再次平衡时,18O存在于()A.SO3O2B.SO2SO3C.SO2O2D.SO2O2SO3,D,练习,.,23,2、在某密闭容器中进行的可逆反应:N2(g)+3H2(g)2NH3(g),已知起始时N2、H2、NH3的物质浓度分别为0.1molL-1、0.3molL-1、0.2molL-1,当反应达到平衡时,可能存在的数据()A.N2为0.15molL-1B.NH3为0.4molL-1C.N2为0.2molL-1,H2为0.6molL-1D.N2、H2均为0.18molL-1,A,.,24,(2)、特征:,逆:,研究的对象是可逆反应。,动:,动态平衡,虽达到化学平衡状态,但正反应和逆反应并未停止,是一个动态平衡。,等:,达到化学平衡状态时,v正v逆0,定:,反应混合物中各组分的浓度保持恒定。,变:,化学平衡状态建立在一定条件下,条件改变时,平衡状态就会被破坏,变为不平衡,并在新条件下建立新的平衡状态。,但不一定相等,或固定为某个比例,2.化学反应限度,即当反应达到最大限度时,即达到化学平衡,.,25,、下面四个选项是四位同学在学习过化学反应速率和化学平衡理论以后,联系化工生产实际所发表的看法,你认为不正确的是A化学反应速率理论可指导怎样在一定时间内快出产品B化学平衡理论可指导怎样使用有限原料多出产品C化学反应速率理论可指导怎样提高原料的转化率D正确利用化学反应速率和化学平衡理论都可提高化工生产的综合经济效益,C,.,26,1:对化学反应的限度叙述,错误的是()A.任何可逆反应都有一定的限度B.化学反应达到限度时,正、逆反应速率相等C.化学反应的限度与时间的长短无关D.化学反应的限度是不可以改变的,2对于可逆反应A+BC达到平衡时,下列说法正确的是反应物A、B全部变成了CA、B、C三种物质的浓度一定相等C.反应已经停止D.反应混和物中各成分的质量比不再变化,D,D,.,27,A、HI的生成速率等于其分解速率,B、HI的生成速率小于其分解速率,C、HI的生成速率大于其分解速率,D、无法判断HI的生成速率和分解速率的相对大小,B,例3:把HI气体充入密闭容器中,在一定条件下发生反应:2HIH2+I2在反应趋向平衡的过程中,下列说法正确的是(),.,28,【思考】如何根据图像判断化学反应是否达到平衡?,Ct图,Vt图,t1,t1,.,29,练习2、在一定温度下,容器内某一反应中M、N的物质的量随反应时间变化的曲线如图,下列表述中正确的是:A反应的化学方程式为:2MN,Bt2时,正逆反应速率相等,达到平衡Ct3时,正反应速率大于逆反应速率Dt1时,N的浓度是M浓度的2倍,物质的量,时间,D,图像题注意看清横纵坐标表示的物理量,.,30,3、化学平衡状态的标志:,(1)直接标志:,速率标志:,、浓度标志:各组分的浓度保持不变,不同种物质:,生成速率等于它的消耗速率。,比例计量,方向相反,但不一定相等,或固定为某个比例,以x(g)+3Y(g)2Z(g)为例:,如Vx(正)Vx(逆),同种物质:,如Vx(正):VY(逆)=1:3,.,31,对于有色物质参加的反应,如果体系颜色不变,则反应达到化学平衡状态,对于吸热或放热反应,如果体系温度不变,则反应达到化学平衡状态,(3)、特殊标志:,(2)、间接标志如断键与成键、混合气体的总质量、压强、物质的量、密度等,遵循:变化着的量不再改变,即达到化学平衡状态,.,32,重要题型,能够说明该反应已达到平衡状态的是:,容器内N2、H2、NH3三者共存容器内N2、H2、NH3三者浓度相等容器内N2、H2、NH3的浓度比恰为1:3:2容器内N2、H2、NH3的浓度保持不变,1、已知N2+3H22NH3反应在定容的密闭容器中进行,.,33,某时间内断裂3molH-H键的同时,断裂6molN-H键,tmin内生成1molNH3同时消0.5molN2tmin内,生成1molN2同时消3molH2,N2+3H22NH3反应在定容的密闭容器中进行,.,34,容器内气体总质量不再改变容器内气体总物质的量不再改变容器内混合气体密度不再改变容器内压强不再改变,已知:N2+3H22NH3在定容的密闭容器中进行,.,35,课堂练习:,.,36,3、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.气体的总质量C.B的物质的量D.气体的总物质的量E.混合气体的密度,看压强时要注意状态,.,37,4、可逆反应N23H22NH3的正、逆反应速率可用各反应物或生成物浓度的变化来表示。下列各关系中能说明反应已达到平衡状态的是()A、3v正(N2)v正(H2)B、v正(N2)v逆(NH3)C、2v正(H2)3v逆(NH3)D、v正(N2)3v逆(H2),C,.,38,A、C生成的速率与分解的速率相等,B、A、B、C的浓度不在发生变化,C、单位时间内,生成nmolA,同时生成3nmolB,D、A、B、C的分子数之比为1:3:2,A、B,5、在一定温度下,可逆反应A+3B2C达到平衡状态的标志是(),.,39,6、下列说法中,正确的是()A、化学反应中的能量变化,通常只表现为热量变化B、要使硫燃烧只需要大量的氧气C、工业上常使用催化剂改变可逆反应的限度D、SO2和O2合成SO3的反应中,升温增压,都可以提高反应的速率,注意:使用催化剂只能改变化学反应速率,不能改变化学平衡状态,.,40,例某温度时,将1molNO2分解:2NO2=2NO+O2,并达到平衡,此时NO的体积分数为40%,求:(1)平衡时NO的物质的量;(2)平衡时NO2、O2的体积分数。,终(1mol-x)x0.5x,解:设平衡时NO的物质的量为x,,则:2NO2=2NO+O2,始1mol00,变xx0.5x,7.关于化学平衡的计算,.,41,第一节化学能与热能、电能,第二章化学反应与能量,.,42,化学反应中,不仅有的变化,同时还都伴随着的变化。这些能量常以能、能或能等形式表现出来。,能量,热,电,光,物质,【注意】,1、化学反应中都伴随着能量变化,2、化学反应中的能量变化通常以热能的形式表现出来,.,43,常见的放(吸)热反应,1.金属与酸的反应2.所有的燃烧反3.酸碱中和反应4.大多数化合反应,放热反应,吸热反应,1.八水氢氧化钡与氯化铵晶体的反应2.C(s)+CO2(g)=2CO(g)3.C(s)+H2O(g)=CO(g)+H2(g)4.大多数分解反应,高温,常温下就能进行,.,44,练习1、下列说法不正确的是()A、物质发生化学反应都伴随着能量变化B、化学反应中的能量变化都表现为热量的变化C、放热反应不需要加热即可发生D、吸热反应一定需要加热才能发生E、需要加热条件的化学反应都是吸热反应F、化学反应是吸热还是放热取决于生成物具有总能量和反应物具有总能量G、分解反应肯定是吸热反应H、化学反应中能量变化的主要原因是旧键的断裂和新键的形成,.,45,练习2、下列反应中,既属于氧化还原反应同时又是放热反应的是()A.Ba(OH)28H2O与NH4Cl反应B.灼热的炭与O2生成COC.铝与稀盐酸D.NaOH和盐酸反应E.铝热反应F.甲烷的燃烧G.浓H2SO4稀释H.点燃的镁条在二氧化碳中继续燃烧,练习3、下列反应中生成物总能量高与反应物总能量的是()A、液态水汽化B、高温锻烧石灰石C、H2O分解D、生石灰与水反应生成熟石灰E、硝酸铵固体溶于水F、制造水煤气,.,46,【注意】1、不论放热反应还是吸热反应均指化学反应如物质的溶解和稀释过程、同种物质三态的变化均不属于吸热反应或放热反应2、一个反应是放热反应还是吸热反应与反应条件无关3、化合反应不都是放热反应,分解反应不都是吸热反应,.,47,(2)化学反应本质(旧键断裂,新键成键),反应物总能量生成物总能量:放热反应,反应物总能量生成物总能量:吸热反应,(1)、化学反应遵循能量守恒,反应物总键能生成物总键能:吸热反应,反应物总键能生成物总键能:放热反应,2、化学反应伴随能量变化的原因,Q3B、Q1+Q22Q3C、2Q1+Q22Q3D、2Q1+Q2YXW,练习3右图是电解CuCl2溶液的装置,其中c、d为石墨电极。则下列有关的判断正确的是Aa为负极、b为正极Ba为阳极、b为阴极C电解过程中,d电极质量增加D电解过程中,氯离子浓度不变,C,正极,负极,阳极,阴极,原电池:,先:找出自发的氧化还原反应即总反应,最后:拆成两个半反应:即氧化反应和还原反应,如Zn+H2SO4=ZnSO4+H2,再标价态:找出正极和负极,(-)Zn-2e-=Zn2+(+)2H+2e-=H2,三、电极反应式的书写,.,64,电解池:,再:找出溶液中离子(包括水),最后:根据得失电子能力强弱写电极反应,如电解饱和食盐水(惰性电极),先:看阳极材料是否为活性电极(除C、Au、Pt),阳极:Cl-2e-=Cl2阴极:2H+2e-=H2,阳离子:Na+、H+阴离子:Cl-、OH-,【巩固练习】写出下列电极反应和总反应式,钢铁的析氢腐蚀与吸氧腐蚀(以Fe为例),2H+2e-=H2,O2+2H2O+4e-=4OH-,Fe-2e-=Fe2+,Fe2+2OH-=Fe(OH)24Fe(OH)2+O2+2H2O=4Fe(OH)32Fe(OH)3=Fe2O3nH2O+(3-n)H2O,酸性较强,中性或弱碱性,吸氧腐蚀比析氢腐蚀更普遍,四、根据离子反应设计原电池或电解池,(1)Fe+2Fe3+=3Fe2+负极材料:正极材料:电解质溶液:,Fe,Cu或C或Ag等,可溶性铁盐如FeCl3,Fe2(SO4)3,(2)Cu+2Ag+=Cu2+2Ag负极材料:正极材料:电解质溶液:,(3)Cu+2HCl=CuCl2+H2阳极材料:阴极材料:电解质溶液:,Cu,Ag或C等,可溶性银盐如AgNO3,原电池,原电池,电解池,Cu,Cu或C或其他能导电的物质,稀盐酸,(2).比较金属活动性强弱.,C,五、原电池原理的应用,(1).制作化学电源,(3).比较反应速率.,例3.实验室中制取氢气,最好的方法是,C.粗锌和1mol/L盐酸,A.纯锌和1mol/L硫酸,B.纯锌和18mol/L硫酸,D.粗锌和1mol/L硫酸,D,如:在轮船的外表面焊上一些锌块,(4).金属的防护,牺牲阳极的阴极保护法,利用原电池原理,六、电解池的应用1、电解精炼铜时,阴、阳极材料分别是?电解质溶液是?画出装置图2、在铜上镀银时,阴、阳极材料分别是?电解质溶液是?画出装置图,粗铜,纯铜,CuSO4,铜,Ag,AgNO3,3、电解法冶炼金属Na、Mg、Al等,.,72,4下列关于铜电极的叙述,正确的是()。A铜锌原电池中铜是正极B用电解法精炼粗铜时,纯铜作阳极C在镀件上镀铜时可用金属铜作阳极D电解稀硫酸制H2、O2时,铜作阳极,AC,.,73,工业上用电解熔融的氧化铝的方法制取金属铝(1)、请写出反应的化学方程式(2)、现欲冶炼270吨Al,电路中转移的电子数为多少?,(1)一次电池:锌锰电池(2)二次电池:铅蓄电池(3)燃料电池:氢氧燃料电池,总式:Pb+PbO2+2H2SO4=2PbSO4+2H2O,用过后不能复原,充电后能继续使用,如:氢氧燃料电池,将燃料和氧化剂中的化学能直接、连续地转化为电能的发电装置,七、化学电源(发展中的电池),A.两烧杯中铜片表面均无气泡产生B.甲中铜片是正极,乙中铜片是负极C.两烧杯中溶液的PH均增大D.产生气泡的速度甲比乙慢,C,1、将纯锌片和纯铜片按图示方式插入同浓度的稀硫酸中一段时间,以下叙述正确的是,【巩固练习】,2、银锌电池广泛用于电子仪器的电源,它的充电和放电过程可表示为:2Ag+Zn(OH)2Ag2O+Zn+H2O此电池放电时,负极发生反应的物质为,充电时,阳极发生反应的物质为。AAg2O、Zn(OH)2BZn(OH)2、ZnCZn、Zn(OH)2DZn、Ag,D,3、如图46所示的装置,在铁圈和银圈的焊接处,用一根棉线将其悬吊在盛水的烧杯中,使之平衡。小心地向烧杯中央滴入CuSO4溶液,片刻后可观察到的现象是:A.铁圈和银圈左右摇摆不定B.保持平衡状况C.铁圈向下倾斜D.银圈向下倾斜,D,.,78,4、电子计算器所用的纽扣式电池为银锌电池,其电极分别为Ag2O和Zn,电解质溶液为KOH溶液,电极反应为Zn2OH-2e-=Zn(OH)2、Ag2OH2O2e-=2Ag2OH-。下列叙述中,正确的是()A、电流由锌经导线流向Ag2OB、工作时,溶液中的PH不变C、Zn是负极,发生氧化反应;Ag2O是正极,发生还原反应D、工作时,负极区域溶液的pH减小,正极区域溶液的pH增大,CD,.,79,练习4.铅蓄电池的两极分别为Pb、PbO2,电解质溶液为H2SO4,工作时的反应为:PbPbO22H2SO4=2PbSO42H2O下列结论正确的是()A.Pb为正极被氧化B.溶液的pH不断减小C.SO42向PbO2处移动D.PbO2发生还原反应,D,.,80,9化学用语是学
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