化学反应速率和化学平衡省公共课一等奖全国赛课获奖课件.pptx
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1、第1页化学反应原理三主要组成部分化学反应原理三主要组成部分化学反应进行方向化学反应进行方向 化学反应三个主要原理化学反应三个主要原理化学反应进行快慢化学反应进行快慢化学反应进行程度化学反应进行程度-化学反应速率化学反应速率-化学平衡化学平衡-能量判据和熵判据能量判据和熵判据第2页第3页一、一、化学反应速率化学反应速率(1)单位时间:)单位时间:s、min、h。(2)用浓度改变量:浓度指物质量浓度。用浓度改变量:浓度指物质量浓度。(3)化学反应速率是指平均速率,不取负值。)化学反应速率是指平均速率,不取负值。v(B)=c(B)/t1、定义:、定义:2、计算公式:、计算公式:3、单位:、单位:mo
2、l /(Ls)mol /(Lmin)mol /(Lh)mol L-1s-1mol L-1min-1mol L-1h-1通常是用通常是用单位时间单位时间内反应物内反应物浓度减小量浓度减小量或生成物或生成物浓度浓度增加量增加量(均取正值均取正值)来表示。)来表示。表示表示化学反应快慢化学反应快慢物理量物理量。=n(B)/V t 化学反应中固体或纯液体浓度普通看作是常数,化学反应中固体或纯液体浓度普通看作是常数,故故不用固体物质来表示化学反应速率不用固体物质来表示化学反应速率。第4页(t 相同相同)(v和和t相同相同)(1)对于)对于aA+bB =dD+eE,既可用反应物也,既可用反应物也可用生成物
3、浓度改变表示化学反应速率:可用生成物浓度改变表示化学反应速率:=nA:nB:nD:nEVA:VB:VD:VE=CA:CB:CD:CE=a:b:d:e(2)同一反应,用不一样物质表示速率,数值不一样,同一反应,用不一样物质表示速率,数值不一样,数值大反应速率不一定快。数值大反应速率不一定快。要比较快慢,先用相同物质表示再比较数值要比较快慢,先用相同物质表示再比较数值二、二、化学反应速率规律及应用化学反应速率规律及应用1、规律:、规律:2、应用:、应用:(1)已知一个物质反应速率)已知一个物质反应速率,求其它物质反应速率求其它物质反应速率(2)比较不一样物质反应速率大小)比较不一样物质反应速率大小
4、(3)由反应速率之比写出相关化学方程式)由反应速率之比写出相关化学方程式第5页练习练习1:对于反应:对于反应A2+3B2=2AB3以下表示反应以下表示反应速率中,速率最大是(速率中,速率最大是()A、v(A2)=0.4molL-1min-1B、v(B2)=0.8molL-1min-1C、v(AB3)=0.6molL-1min-1D、v(A2)=0.01molL-1S-1D注意注意:1、取相同参考物取相同参考物 2、普通找、普通找系数小物质为参考物系数小物质为参考物.3、注意时间单位注意时间单位对于任何反应对于任何反应aA+bB =dD+eEVA/VB=a/bVAVBbabVBVAa则则:VAV
5、B假如假如:则则:VAVB第6页 练习练习2:反应:反应 2A+3B=C+3D 在四种不一样在四种不一样(1)(4)(2)=(3)练习练习3:反应:反应 4NH3+5O2=4NO+6H2O正确关系正确关系是是()A、4v(NH3)=5v(O2)B、5v(O2)=6v(H2O)C、2v(NH3)=3v(H2O)D、4v(O2)=5v(NO)D一定要化为一定要化为VA/VB=a/b形式判断形式判断条件下反应速率为:条件下反应速率为:(1)v(A)=0.6mol/(Ls)(2)v(B)=0.6mol/(Ls)(3)v(C)=0.2mol/(Ls)(4)v(D)=0.75mol/(Ls)则该反应速率快
6、慢次序为则该反应速率快慢次序为 。第7页练习练习4 4:2L2L密闭容器发生:密闭容器发生:3A(g)+B(g)=2C(g)+D(g)3A(g)+B(g)=2C(g)+D(g)若最初加入若最初加入A A和和B B都是都是4mol4mol,前,前10s A10s A平均反平均反应速率为应速率为0.12mol/L0.12mol/Ls s,则,则10s10s时,容器中时,容器中B B物质量为物质量为 .开始和开始和10s后压强比为后压强比为 .B在在10s后转化率为后转化率为 .D在在10s后产率为后产率为 .3A(g)+B(g)=2C(g)+D(g)n起起(mol):n末末(mol):n(mol)
7、:44002.40.81.60.81.63.21.60.83.2molc起起(mol/L):c末末(mol/L):c(mol/L):22 0 01.2 0.4 0.6 0.40.81.6 0.6 0.410:920%PV=nRTp1/p2=n1/n2转化率转化率=反应量反应量/起始用量起始用量 产率产率=实际产量实际产量/理论产理论产量量转化率和过量判断无关,产率和过量判断相关转化率和过量判断无关,产率和过量判断相关.60%第8页练习练习5 5:一定温度下,向一容积为:一定温度下,向一容积为2L2L真空容器中真空容器中加入加入1mol1mol氮气,氮气,3mol3mol氢气,氢气,2min2m
8、in后测得容器内压后测得容器内压强是起始时压强强是起始时压强0.90.9倍,在此时间内用氢气改变来倍,在此时间内用氢气改变来表示反应速率为表示反应速率为 。0.15mol/(Lmin)N2+3H2=2NH3n起起(mol):n末末(mol):n(mol):130X3X2X1-X3-3X2X(4-2X)/4=0.9X=0.2V(H2)=n(H2)/Vt=0.15mol/(Lmin)第9页t/minc/moLL-1ABC8 6 4 2 021 1、反应物是、反应物是 ;生成物;生成物 。2 2、在、在2min2min内内A A,B B,C C三者反应速率值各是多三者反应速率值各是多少?该反应化学方
9、程式是少?该反应化学方程式是A、BC练习练习7 7:依据右图填空:依据右图填空:3A+2B 3C第10页三、化学反应速率试验测定三、化学反应速率试验测定阅读课文阅读课文P18试验试验2-1,思索以下问题,思索以下问题:1、对比定性:、对比定性:对比观察对比观察反应物消失速率或生成物出现速率反应物消失速率或生成物出现速率如:如:Zn+H2SO4=ZnSO4+H2多套装置,多人同时进行,不需测定时间多套装置,多人同时进行,不需测定时间2、测量定性:、测量定性:试验试验2-1(3)分液漏斗中硫酸应怎样加入?)分液漏斗中硫酸应怎样加入?一次快速加入一次快速加入(2)判断反应物硫酸和锌粒谁过量?)判断反
10、应物硫酸和锌粒谁过量?硫酸过量硫酸过量(4)加硫酸前注射器读数为)加硫酸前注射器读数为0,读数多少停顿计时?读数多少停顿计时?(1)该试验试验目标是什么)该试验试验目标是什么?经过测定产生相同体积经过测定产生相同体积H2所需时间,证实其它所需时间,证实其它条件不变,反应物浓度越大,反应速率越大条件不变,反应物浓度越大,反应速率越大40mL空气空气+10mLH2=50mL不可取不可取第11页(9)测定该反应反应速率可否还有其它方法?)测定该反应反应速率可否还有其它方法?相同质量锌完全溶解所用时间不一样相同质量锌完全溶解所用时间不一样Zn+2H+=Zn2+H2相同时间内硫酸浓度改变相同时间内硫酸浓
11、度改变(8)该试验注意事项有哪些?)该试验注意事项有哪些?锌粒颗粒大小基本相同锌粒颗粒大小基本相同 40mL硫酸要快速加入硫酸要快速加入装置气密性要好,计时要准确装置气密性要好,计时要准确(5)测定产生)测定产生10mLH2时间,何时开始计时?时间,何时开始计时?一次性快速加入硫酸开始计时一次性快速加入硫酸开始计时pH计测计测c(H+)(7)试验过程中能否用手掌顶住注射器活塞)试验过程中能否用手掌顶住注射器活塞?不能,压强增大,气体体积缩小,产生不能,压强增大,气体体积缩小,产生10mLH2所需时间变长,反应速率减小所需时间变长,反应速率减小(6)可否用长颈漏斗代替分液漏斗?)可否用长颈漏斗代
12、替分液漏斗?能够,下口液封能够,下口液封第12页第13页一、化学反应过程:一、化学反应过程:旧键断开,新键形成旧键断开,新键形成二、化学反应条件:二、化学反应条件:反应物分子反应物分子原子原子生成物分子生成物分子元素种类、原子数目、质量都不变元素种类、原子数目、质量都不变旧键断开旧键断开新键形成新键形成物质物质发生发生化学化学反应反应分子分子碰撞碰撞有效碰撞有效碰撞无效碰撞无效碰撞碰后断键碰后断键有化学反应有化学反应碰后反弹碰后反弹无化学反应无化学反应高能分子高能分子=活化分子活化分子低能分子低能分子=普通分子普通分子分子发生分子发生“有效碰撞有效碰撞”分子相互分子相互碰撞碰撞1、必要条件:、
13、必要条件:2、充分条件:、充分条件:第14页三、决定原因:三、决定原因:四、影响原因:四、影响原因:内因内因 反应物本身性质反应物本身性质外因外因 浓度浓度 压强压强 温度温度 催化剂催化剂1、浓度对化学反应速率影响、浓度对化学反应速率影响(1)规律:)规律:其它条件不变其它条件不变,增大反应物浓度增大反应物浓度,速率速率 增大增大,减小反应物浓度减小反应物浓度,反应速率减小。反应速率减小。(3)原理:)原理:(2)注意:)注意:反应物浓度改变影响全部化学反应速率反应物浓度改变影响全部化学反应速率.固体和纯溶剂浓度为常数,改变量不影响固体和纯溶剂浓度为常数,改变量不影响 浓度,固体对速率影响用
14、接触面积来讨论。浓度,固体对速率影响用接触面积来讨论。增大浓度增大浓度有效碰撞次数增多有效碰撞次数增多反应速率增大反应速率增大P20试验试验2-2单位体积活化分子数目单位体积活化分子数目,百分数不变百分数不变2KMnO4+5H2C2O4+3H2SO4=K2SO4+2MnSO4+10CO2+8H2O第15页2、压强对化学反应速率影响、压强对化学反应速率影响(1)规律:)规律:有气体参加反应有气体参加反应或有气体生成可逆或有气体生成可逆 反应,反应,其它条件不变其它条件不变,压强压强(减小体积减小体积),速率速率。压强。压强(增大致积增大致积),速率,速率。(2)注意:)注意:压强对速率影响实际上
15、是浓度影响压强对速率影响实际上是浓度影响,对于没有气体反应,压强对速率无影响。对于没有气体反应,压强对速率无影响。恒温恒容充入反应气体恒温恒容充入反应气体,浓度增大浓度增大,速率增大;速率增大;恒温恒压充入反应气体恒温恒压充入反应气体,分情况讨论;分情况讨论;恒温恒容充入惰性气体恒温恒容充入惰性气体,浓度不变浓度不变,速率不变;速率不变;恒温恒压充入惰性气体恒温恒压充入惰性气体,浓度减小浓度减小,速率减小。速率减小。(3)原理:)原理:增大压强增大压强单位体积活化分子数目单位体积活化分子数目,百分数不变百分数不变有效碰撞次数增多有效碰撞次数增多反应速率增大反应速率增大密闭容器不等于体积不变。密
16、闭容器不等于体积不变。第16页3、温度对化学反应速率影响、温度对化学反应速率影响(1)规律:)规律:不论是吸热反应还是放热反应,其它不论是吸热反应还是放热反应,其它 条件不变,条件不变,升高温度,反应速率增大。升高温度,反应速率增大。降低温度,反应速率减小。温度每升高降低温度,反应速率减小。温度每升高 100C,速率增大,速率增大24倍。倍。经验公式:经验公式:t1、v1 t2、v2(2)原理:)原理:升高温度升高温度活化分子百分数活化分子百分数,单位体积数目,单位体积数目有效碰撞次数增多有效碰撞次数增多反应速率增大反应速率增大v2/v1 =(24)(t2-t1)/10P21试验试验2-3:N
17、a2S2O3+H2SO4=Na2SO4+SO2+S+H2O(硫代硫酸钠硫代硫酸钠)+2+40第17页科学探究:温度与反应速率关系科学探究:温度与反应速率关系-P21反应原理:反应原理:4H+4I-+O2=2I2+2H2O试剂种类试剂种类用量用量试验温度试剂加入次序理由试验现象结论结论0.1mol/LH2SO45mL1mol/LKI5mL3滴淀粉溶液滴淀粉溶液置于置于热水热水中中KI溶液溶液+淀粉淀粉+H2SO4溶液溶液防止产生碘而检测不到防止产生碘而检测不到变蓝色变蓝色早早升高温度,可加紧反应速率升高温度,可加紧反应速率0.1mol/LH2SO45mL1mol/LKI5mL3滴淀粉溶液滴淀粉溶
18、液置于置于冷水冷水中中变蓝色变蓝色晚晚第18页4、催化剂对化学反应速率影响、催化剂对化学反应速率影响(1)规律:)规律:其它条件不变其它条件不变,催化剂能够大大地,催化剂能够大大地 改变改变反应速率。无说明,催化剂指正催化剂。反应速率。无说明,催化剂指正催化剂。(2)注意:)注意:不是全部反应都要催化剂;一个反应催化剂不是全部反应都要催化剂;一个反应催化剂 可能唯一,也可能各种。可能唯一,也可能各种。一些杂质会使催化剂催化性能显著降低一些杂质会使催化剂催化性能显著降低 或遭到破坏,这种现象叫或遭到破坏,这种现象叫催化剂中毒催化剂中毒。催化剂只有在一定温度下才能显示最大催化剂只有在一定温度下才能
19、显示最大 活性。不一样催化剂对温度要求不一样。活性。不一样催化剂对温度要求不一样。(3)原理:)原理:使用催化剂使用催化剂百分数剧增,单位体积活化分子数目剧增百分数剧增,单位体积活化分子数目剧增有效碰撞次数有效碰撞次数大大增多大大增多反应速率反应速率剧增剧增降低反应所需活化能降低反应所需活化能P22试验试验2-4:2H2O2=2H2O+O2MnO2第19页科学探究:催化剂与反应速率关系科学探究:催化剂与反应速率关系-P23加入试剂加入试剂H2O2+FeCl3H2O2+CuSO4气泡快慢气泡快慢结论结论加入试剂加入试剂KMnO4+H2C2O4KMnO4+H2C2O4+MnSO4褪色时间褪色时间结
20、论结论加入试剂加入试剂硫酸硫酸+淀粉淀粉+碘水碘水 唾液唾液+淀粉淀粉+碘水碘水褪色快慢褪色快慢结论结论气泡气泡快快气泡气泡慢慢Mn2+是反应催化剂是反应催化剂,可加紧反应速率可加紧反应速率时间时间长长时间时间短短都能催化都能催化H2O2分解分解,FeCl3催化能力强催化能力强褪色褪色慢慢(加热加热)褪色褪色快快硫酸硫酸、唾液唾液都催化都催化淀粉淀粉水解水解,唾液唾液催化强催化强第20页小结:小结:条件改变 活化分子量改变速率改变反应物反应物浓浓 度度增大增大减小减小气体反气体反应压强应压强增大增大减小减小反应物反应物温温 度度升高升高减低减低反应物反应物催化剂催化剂使用使用撤去撤去 其其 他
21、他光、电磁波、颗粒大小、溶剂等光、电磁波、颗粒大小、溶剂等单位体积总数目增多,百分数不变单位体积总数目增多,百分数不变增大增大减小减小增大增大减小减小增大增大减小减小剧增剧增剧减剧减有影响有影响单位体积总数目减小,百分数不变单位体积总数目减小,百分数不变单位体积总数目增多,百分数不变单位体积总数目增多,百分数不变单位体积总数目减小,百分数不变单位体积总数目减小,百分数不变百分数增大,单位体积总数目增多百分数增大,单位体积总数目增多百分数减小,单位体积总数目减小百分数减小,单位体积总数目减小百分数剧增,单位体积总数目剧增百分数剧增,单位体积总数目剧增百分数剧减,单位体积总数目剧减百分数剧减,单位
22、体积总数目剧减四种原因影响大小:四种原因影响大小:催化剂催化剂 温度温度 浓度浓度=压强压强温度改变,对任何反应反应速率都有影响温度改变,对任何反应反应速率都有影响第21页五、可逆反应反应速率五、可逆反应反应速率对于:对于:2NO2 N2O4 (正反应放热)(正反应放热)V正正=V放热放热=VNO2化合化合=VN2O4生成生成V逆逆=V吸热吸热=VN2O4分解分解=VNO2生成生成1、浓度改变(、浓度改变(条件改变瞬间条件改变瞬间)增大反应物浓度:增大反应物浓度:减小反应物浓度:减小反应物浓度:增大生成物浓度:增大生成物浓度:减小生成物浓度:减小生成物浓度:V正正突然增大突然增大,V逆逆不变不
23、变(随即增大随即增大)V正正突然减小突然减小,V逆逆不变不变(随即减小随即减小)V逆逆突然增大突然增大,V正正不变不变(随即增大随即增大)V逆逆突然减小突然减小,V正正不变不变(随即减小随即减小)2、压强改变、压强改变增大压强,增大压强,V正、正、V逆逆都突然增大,但都突然增大,但V正正增幅大。增幅大。减小压强,减小压强,V正、正、V逆逆都突然减小,但都突然减小,但V正正降幅大。降幅大。压强对方程式中气体分子总数多一方影响大压强对方程式中气体分子总数多一方影响大第22页对于:对于:2NO2 N2O4 (正反应放热)(正反应放热)3、温度改变、温度改变升高温度升高温度,吸热放热速率都增大,但吸热
24、增大多吸热放热速率都增大,但吸热增大多升高温度,升高温度,V正正、V逆逆都突然增大,但都突然增大,但V吸吸增幅大增幅大降低温度,降低温度,V正正、V逆逆都突然减小,但都突然减小,但V吸吸降幅大降幅大4、使用催化剂、使用催化剂V正正、V逆逆同时突然改变,且改变幅度相同同时突然改变,且改变幅度相同不论反应是否可逆反应,也不论是可逆反应不论反应是否可逆反应,也不论是可逆反应正反应或是逆反应,浓度正反应或是逆反应,浓度、压强、压强、温度、温度、使用催化剂,反应速率都增大使用催化剂,反应速率都增大改变温度,对吸热反应影响大。改变温度,对吸热反应影响大。降低温度,吸热放热速率都减小,但吸热减小多降低温度,
25、吸热放热速率都减小,但吸热减小多第23页课堂练习:课堂练习:1、甲、乙两容器都在进行、甲、乙两容器都在进行A B反应,甲中每分钟反应,甲中每分钟 降低降低4molA,乙中每分钟降低,乙中每分钟降低2molA,则两容器,则两容器 反应速率(反应速率()A、甲快、甲快 B、乙快、乙快 C、相等、相等 D、无法确定、无法确定2、反应、反应E+F=G在温度在温度T1下进行,反应下进行,反应M+N=K在温度在温度 T2下进行,已知下进行,已知T1T2,且,且E和和F浓度均大于浓度均大于M和和N 浓度浓度(其它条件相同其它条件相同),则二者反应速率(,则二者反应速率()A、前者大、前者大 B、后者大、后者
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