高三化学 第三节化学反应的速率和限度2.pdf

第三节化学反应的 速率和艮度化学反应有快有慢:澹洞HCI+NaOH=NaCI+H2O千分之一秒即完成H2+Cl2=2HCI百分之一秒即完成救心丹钢铁腐蚀煤、石油等化 石燃料的形成几分钟见效若干年几千万年以上一、化学反应速率定义：化学反应速率用单位时间（如每秒，每 分，每小时）内 反应物浓度的 减小或生成物 浓度的增大来表示。（物质的量浓度）计算式：j-AC C反应前C反应后v-At At练习巩r-3在N2+3H2 2NH3反应中，自开始至2秒，氨的浓度由0变为0.6 mol/L,则以氨气表示的化学反应速率是多少?v(NH3)=c(NH3)At(0.6-0)mol/L-2s=0.3mol/(Ls)例题：反应4NH3+5O2=4NO+6H2。在5 升的密闭容器中进行，30秒后，NO的物质 的量增加了03mol,此反应的平均反应速率 用NO来表示为多少?v(NO)=0.002mol/L s问题1：若用。2的浓度变化来表示此反应速 率是多少？若用NH3来表示呢？问题2:此反应化学反应速率用不同 物质表,v(02)=0.0025mol/L,s v(NH3)=0.002mol/Les化学反应速率的特点一同一反应，可用不同物质在单位时间 内浓度的变化来表示，但必须指明是用哪种反应物或哪种生成物来表示。用不同物质在单位时间内浓度变化表示时，速率比等于方程式中的系数比 均取正值，且是某一段时间内的平均速率。练习 向一个容积为1L的密闭容器中放入2moISO2和1也。1。2,在一定条件下反 应，2S末,测得容器内有0.8moLS02,求2s 内S02,02,SO3的反应速率和反应速率比练习2在一定条件下，mA+nB=pC的反应中，各物质的化学反应速率为V(A)=amobL-hs-1,V(B)=a/2mol*L-1*s1,V(C)=amol-L-1-s-1,则该反应的化学方程式是2A+B=2C反应 A+3B=2C+2D 在种不同条件下的反应速率为：(l)v(A)=0.3mol/(L*s)(2)v(B)=0.6mol/(L-s)(3)v(C)=0.4mol/(Ls)(4)v(D)=0.45mol/(Ls)mil；4 e 柞-必an】所比必(D(4)(2)=(3)则该反应速率的快慢)1页序为：反思:比较反应的快慢，应取同一参照物二、影响化学反应速率的因素在相同条件下,等质量（金属颗粒大小相 同）的下列金属与足量lmol/L盐酸反应时，速率最快的是A镁B铝C钠D铁化学反应速率是由反应物的性质决定的;内因是主要因素外因因素:/实验2 5_)现象结论热水中产生气泡速率增大，带火星火柴复燃升高温度，反应速率增大常温有气泡冒出2H2O2=2H2O+O2冷水中产生气泡速率减小降低温度，反应速率减小(1)温度对化学反应速率的影响 规律：当其它条件不变时，升高温度，化 学反应速率增大。降低温度，化学反应速 率减小。实验测得，温度每升高10度，化学反应速 率通常增大原来的2 4倍。注意：温度对反应速率的影响不受反应物状态的限制。外因因素:实验2 6现象结论加入Mr!。？气泡冒出速率增大Mu。2能加快 反应速率加入FeCh气泡冒出速率增大FeCh能加快反应速率不加其他试 剂有气泡冒出，较慢无催化剂反应较慢(2)催化剂对化学反应速率的影响 规律：催化剂能改变化学反应的速率。有的催化剂能加快化学反应的速率，叫正催化剂；有的催化剂能减慢化学反应速率，叫负催化剂。在 实践中，如没有特殊说明，凡说催化剂都是指正催 化剂。催化剂中毒：催化剂的催化性能往往因接触少量的 杂质而明显下降甚至遭破坏，这种现象叫催化剂中 毒。催化剂只有在一定的温度下才能最大限度的显示其 催化作用，不同的催化剂对温度的要求不一样。(3)浓度对化学反应速率的影响规律：当其它条件不变时，增大反应物的浓度，化学反应速率增大。减小反应物的浓度，化学 反应速率减慢。(4)固体反应物的表面积对化学反应速率的 影响规律：当其它条件不变时，增大固体反应物的 表面积，化学反应速率增大。减小固体反应物 的表面积，化学反应速率减慢。(5)其他条件对化学反应速率的影响 练习：1、在2L的密闭容器中，发生下列 反应：3A(g)+B(g)=2C(g)+D(g)o 若最 初加入的A和B都是41no 1,在前10s A的 平均反应速率为0.12mol/(Ls),则10s时,容器中B的物质的量为 3.2mol o某温度时在2L容器中X、Y、Z三种物质的物质的量 随时间的变化曲线如图所示。由图中数据分析：1、反应开始2min内的X、Y、Z的化学反应速率 2、该反应的化学方程式为：_。把镁条投入到盛有盐酸的敞口容器中，产生氢气的速率变化如图，分析其原因:实验测定反应中生成的CO2气体体积随反应时间变化的情况，绘制如图曲线。请分析讨论以下问题c(1)在0tp tt2、t2t3各相同 的时间段里，反应速率最大的是时间段，收集到气体最多的是 时间段。(2)试分析三个时间段里，反应速率 不同的可能原因(该反应是放热反应)。开始时C(H+)大，该反应的反应速 率大;力一t2由手反应放热温度升高，所以速率迅速增大;最后是因为C(H+)减小了，反应速率减慢.图2-1 CO2的体积随时间 的变化(3)在t4后，为什么收集到的气体的体积不再增加?练习：在25C时,向100mL含HC1 14.6g的盐 酸中，放入5.6g铁粉，反应进行到2s时收集 到氢气1.12L（标况），之后反应又进行了4s,铁粉全溶解。若不考虑体积变化，则：前2s内用FeCl2表示的平均反应速率为 025mol/Ls;后4s内用HC1表示的平均反应速率为 025mol/Ls;前2s与后4s比较，反应速率前2s较快，其原因可能一前2s时段盐酸浓度比后4s时段先第三节化学反应的 速率和限度思考？我们知道在化学反应中，反应物之间是按 照化学方程式中的系数比进行反应的，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？氯水是氯气的水溶液，氯气能与水反应，而且这是 一个可逆反应。请大家回忆氯水中含有哪些微粒。Cl2能与H2。发生可逆反应：Cl2+H2O=HC1O+HC1氯水的成份：分子：Cl2、HC1O H2O/离子：H+、Cl、CIO-等 _i可干么叫做可逆反应?在同一条件下,既向正反应方向进行,同时又向逆反应方向进行的反应.正反应 H?+12(逆反应2HI典型的可逆反应有:N2+3H2催化剂_、嘀温高压2NH32so2十。2 高温2SO3S02+H20、H2sO3nh3+h2onh3-h2o启示: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。在一固定容积的密闭容器里，加ImolN2和3mol H2(合适催化剂)，能发生什么反应？高温N2+3H2 2NH32 2 催化剂 J开始阶段有什么特征？(1)开始时2)、也)大,c(NH3)=0n2+h2-nh3只有正反应，w逆尸o瞬间过后有什么特征?（2）瞬间后”2）、玛）变小c（NH3）0n2+h2-h nh3正逆反应都进行，V（逆）#0,V（正）（逆）一定时间段内有什么特征？（3）c（N2）UH?）逐渐变小，c（NH3）逐渐增大,三种物质的浓度达到一个特定值。+H2nh3W正尸v（逆）邦由于W正尸M逆）邦，虽然正、逆反应都在 进行，但各种物质的百分含量、浓度都不会 发生变化.从外表上看，反应好象“停止”。可逆反应的这种特殊状态就是我们今 天要研究的化学平衡状态。反应速率V（正）v（逆）V（正尸V（逆）平衡状态但3心甘2明二、化学平衡状态1、定义在一定条件下的可逆反应中，当正反应速 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。前提（适用范围）：可逆反应内在本质：秘（正尸M逆）封、外在标志：反应混合物中各组分_的浓度保持不变2卜化学平衡状态的特征-(1)逆等:V(正)=V(逆)(3)动：动态平衡(r(正)=r(逆)wO)(4)定：反应混合物中各组分的浓度保持 定，各组分的含量保持不变。(5)变：条件改变，原平衡被破坏，在新的条件下建立新的平衡。某温度和压强下的密闭容器中,25。2+。2里些2SO3、时间物质诲区浓度(moi)R010203040506070S0210.70.50.350.20.10.10.1020.50.350.250.180.10.050.050.05so300.30.50.650.80.90.90.9此条件下进行到什么时候达到了这个反应的限度?此时的反应是否停止了？此时为何3种物质的浓度保挂不变？可逆反应达到平衡的重要特征（D）A.反应停止了B.正、逆反应速率都为零C.反应物和生成物的浓度相等D.正、逆反应的速率相等对于可逆反应M+N j=!Q达到平衡状态时,下列说法正确的是（C）A.M、N、Q三种物质的浓度一定相等B.M、N全部变成了 QC.M、N、Q的浓度都保持不变D.反应已经停止随堂练习下列说法可以证明反应N2+3H22NH3 已达平衡状态的是（a、C）A.1个N三N键断裂的同时，有3个HH键形成B.1个N三N键断裂的同时，有3个HH键断裂C.1个N三N键断裂的同时，有6个NH键断裂D.1个N三N键断裂的同时，有6个NH键形成14co2+C I I CO,达到化学平衡后，平衡混合物中含14c的粒子有 14co2、-C、014co在一定温度下，可逆反应A(g)+3B(g)2C(g)达到平衡的标志是(C)A.A的生成速率与C分解的速率相等B.单位时间内生成nmoIA,同时生311mo1BC.A、B、C的浓度不再变化D.A、B、C的分子数比为1:3:2八 化学平衡状态的判定-对于可逆反应m A(g)-金n B(g)+p C(g)在一 定条件下达到平衡状态有以下几个标志(1)A的生成速率和分解速率相等(2)单位时间生成n mol B和p mol C的同时，生成m mol A(3)A、B、C的物质的量不再改变(4)A、B、C的浓度不再改变(5)A、B、C的百分含量不再改变在密闭容器中充入4moi HI,在一定温度下，反应2HI(g)一 H2(g)+k(g)达到平衡时，有30%的HI分解，则平衡时混合气体中氢气的物质的量为多少,混合气体总物质的量为多少？反应物的转化率化学平衡计算的一般步马聚：“三步曲”L写出有关平衡的化学方程式2.找出各物质的起始量 转化量 平衡量3根据已知条件列式在合成氨工业中，由a mol氮气，b mol氢气混合 反应达到平衡，有c mol氨气生成，则氨气在反 应混合物中所占的体积分数为c/(a+b-c)X 100%影响化学平衡的条件、化学平衡的移动口 口 条件改变 一定时间丫正=丫逆#)-V正RV逆 正盯门，丫正=丫逆我)平衡1 不平衡 平衡2A kI破坏旧平衡I I建立新平衡V正 V逆 平衡向正反应方向移动V正=V逆平衡不移动V正v V逆 平衡向逆反应方向移动定义：可逆反应中，旧化学平衡的破坏，新化学平 衡建立过程叫做化学平衡的移动。1、浓度对化学平衡的影响探究实验1FeCI3+3 KSCN-Fe（SCN）3+3KCI（黄色）（无色）（红色）（无色）现象：向第一支试管里加入几滴FeCl3溶液,颜色加深。向第二支试管里加入几滴KSCN溶液，颜色加深。1、浓度对化学平衡的影响分析结论应用增大反应物浓度或减小生成物浓度，平衡向正 反应方向移动；增大生成物浓度或减小反应物浓度,平衡向逆反应方向移动；在生产上，往往采用增大容易取得的或成本较低的 反应物浓度的方法，使成本较高的原料得到充分利用。2s。2+02 2sO3【思考练习】-1、Fe(NC3)2溶液呈浅绿色，其中存在着下列平衡：Fe2+2H2O Fe等,7+2H+往该溶液中滴加盐酸，发生的复化()AD(A)平衡向逆反应方向移动(B)平衡向正反应方向移动(C)溶液由浅绿色变成黄色(D)Fe2+物质的量增大2、温度对化学平衡的影响例如：2NO24N2O2+Q为放热反应红棕色 无色结论：其它 条件不变的 情况下，温 度升高，平 衡向吸热反 应方向移动;温度降低，平衡向放热 反应方向移 动。催化剂 对化学平衡无影响:催化剂同等程度的加快或减慢正、逆反应速率（V正=V逆）；对化学平衡无影响。催化剂能缩短平衡到达的时间O合成氨反应3H2+电=2NH3(放热反应)，原 平衡体系的温度为50,现将体系置于100C 的环境中，问：(1)平衡向何方向移动？(2)达平衡后体系温度为多少？