第二章--化学反应速率和化学平衡

一、化学反应速率用单位时间内反应物或生成物浓度的变化来表示。符号：v单位：moL/(L·min)或moL/(L·s)等表达式tcv1、化学反应速率②反应速率比=方程式系数比=浓度变化量比①指明反应速率所属物质同一反应，如用不同物质表示，数值可能不同，但表示的意义相同。2、注意问题③化学反应速率为平均速率且速率取正值练习：反应A+3B=2C+2D在四种不同条件下的反应速率为：(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)练习：在25℃时，向100mL含HCl14.6g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：(1)前2s内用FeCl2表示的平均反应速率为；(2)后4s内用HCl表示的平均反应速率为；(3)前2s与后4s比较，反应速率较快，其原因可能。0.25mol/(L·s)0.25mol/(L·s)前2s前2s时段盐酸浓度比后4s时段大练习：1、在2L的密闭容器中，发生下列反应：3A(g)+B(g)=2C(g)+D(g)。若最初加入的A和B都是4mol，在前10sA的平均反应速率为0.12mol/L·s，则10s时，容器中B的物质的量为。2、一定温度下，向一容积为2L的真空容器中加入1mol氮气，3mol氢气，3min后测得容器内的压强是起始时压强的0.9倍，在此时间内用氢气的变化来表示反应速率为。3.2mol0.1mol/(L·min)根据下图填空:(1)反应物是_____;生成物是_____。(2)2min内A、B、C三者的反应速率是多少？该反应的化学方程式是____________Ａ、ＢＣ３Ａ＋２Ｂ３Ｃ二、化学反应速率模型1、有效碰撞并不是每次碰撞都能发生化学反应，只有其中的部分气体的碰撞能发生化学反应——有效碰撞活化分子、正确取向（1）碰撞过轻（2）碰撞取向不好（3）活化分子的有效碰撞HI分子的几种可能的碰撞模式分子运动相互碰撞分子具有足够能量有合适的取向有效碰撞化学反应n活=n总×活%活化分子有效碰撞理论反应速率与活化分子的百分率（活%）成正比二、化学反应速率模型2、活化分子具有较高能量，能够发生有效碰撞的分子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。二、化学反应速率模型3、活化能E1是反应的活化能E2是活化分子变成生成物分子放出的能量E2-E1是反应热普通分子活化能活化分子合理取向有效碰撞新物质能量第二章化学反应速率和化学平衡第二节影响化学反应速率的因素主要因素：参加反应的物质的性质外界条件：浓度、压强、温度、催化剂等光、电磁波、超声波、反应物颗粒的大小、溶剂的性质、原电池等。次要因素:化学反应速率的影响因素一、浓度对反应速率的影响1、结论：当其它条件不变时，增加反应物的浓度，可增大反应速率。2、微观解释单位体积内活化分子数增多活化分子百分数不变（与温度、活化能有关）有效碰撞次数增多，反应速率加快3、适用范围适用范围：气体、溶液（固体或纯液体的浓度视为常数）二、压强对反应速率的影响1、结论：当其它条件不变时，增加压强，可增大反应速率。2、微观解释单位体积内活化分子数增多活化分子百分数不变（与温度、活化能有关）有效碰撞次数增多，反应速率加快只适用于气体（必须引起反应或生成物气体浓度改变）3、适用范围三、温度对反应速率的影响1、结论：当其它条件不变时，升高温度，化学反应速率一般要加快。2、微观解释活化分子百分数增加（主要）碰撞频率提高（次要）3、适用范围所有状态所有反应温度每升高10℃，v增大到原来的2~4倍四、催化剂对反应速率的影响1、结论：使用催化剂可加快化学反应速率2、微观解释降低反应所需的活化能使得活化分子百分数增加活化分子能量反应物平均能量生成物平均能量有催化剂3、适用范围催化剂具有专一性1、决定化学反应的主要因素是A、温度B、压强C、浓度D、催化剂E、反应物本身的性质2、盐酸与碳酸钙固体反应时，能使反应的初速率明显加快的是A、增加碳酸钙固体的量B、盐酸的量增加一倍C、盐酸的用量减半，浓度加倍D、碳酸钙固体减半，盐酸浓度加倍3、足量铁粉与一定量盐酸反应，为了减慢反应速率，但不减少氢气的产量，可加入下列物质中的A、水B、NaOH固体C、Na2CO3固体D、NaCl溶液4、增加压强，下列反应速率不会变大的是A、碘蒸气和氢气化合成碘化氢B、稀硫酸和氢氧化钠溶液反应C、二氧化碳通入澄清石灰水中D、氨的催化氧化5、在一定温度下的密闭容器中发生的反应N2＋2O2＝2NO2，下列措施能加快反应速率的是A、缩小体积使压强增大B、恒容，充入氮气C、恒压，充入HeD、恒容，充入HeE、恒压，充入氮气增大反应物的浓度使反应速率加快的主要原因（）对于气体参与体系增大压强使反应速率加快的主要原因是（）升高温度使反应速率加快的主要原因是（）使用催化剂使反应速率加快的主要原因是（）A、活化分子百分数不变，但提高单位体积内活化分子的总数B、增大分子的运动速率而使有效碰撞增加C、升高反应物分子的能量，使活化分子的百分数增加D、降低反应所需的能量，使活化分子百分数增加AACD1、将一定浓度的盐酸倒入碳酸钙中，若作如下改变的情况，其中能使最初的化学反应速率增大的是（）A、盐酸的浓度不变，而使盐酸的用量一倍B、盐酸的浓度增大一倍，而使盐酸的用量减少到原来的一半C、盐酸的浓度和用量都不变，增加碳酸钙的量D、盐酸和碳酸钙不变，增大压强一倍E、加入CaCl2溶液F、加入CaCl2固体G、将CaCO3用CaCO3粉末代替BG2、硫代硫酸钠（Na2S2O3）与稀硫酸发生如下反应：Na2S2O3+H2SO4=Na2SO4+SO2+S↓+H2O下列四种情况中最早出现浑浊的是：（）（1）10℃时0.1mol/LNa2S2O3和0.1mol/LH2SO4各5mL（2）10℃时0.1mol/LNa2S2O3和0.1mol/LH2SO4各5mL，加水10mL（3）20℃时0.1mol/LNa2S2O3和0.1mol/LH2SO4各5mL（4）20℃时0.2mol/LNa2S2O3和0.1mol/LH2SO4各5mL，加水10mLC第二章化学反应速率和化学平衡第三节化学平衡一、可逆反应与不可逆反应1、可逆过程固体溶质溶液中的溶质溶解结晶现象：浓度不变或晶体质量不变本质：溶解速率=析出速率为什么饱和溶液不再溶解溶质？2、可逆反应在同一条件下，既能向正反应方向进行同时又能向逆反应方向进行的反应特点：同一条件、同时进行、反应物生成物同时存在（反应不能进行到底）V=1L的密闭容器，800℃，1atm,CO+H2OCO2+H2催化剂高温根据浓度对反应速率的影响试画出该反应的速率与时间的图象Vt●V正●V逆V正V逆V正＝V逆二、化学平衡状态1、化学平衡状态指在一定条件下的可逆反应里，正反应和逆反应的速率相等，反应混合物中各组分的浓度保持不变的状态。①前提条件：一定条件（T、P、V）②研究对象：密闭容器的可逆反应③平衡本质：V正=V逆≠0④平衡标志：各物质的浓度不变V=1L的密闭容器，800℃，1atm,CO+H2OCO2+H2始0.10.100（mol/L)0.5min0.080.080.020.021min0.060.060.040.042min0.050.050.050.054min0.050.050.050.05催化剂高温2、化学平衡的特征①动：动态平衡②等：V正=V逆≠0③定：反应条件一定,反应混合物中各组分的浓度一定④变：条件改变，平衡将被破坏。在一定温度下，反应X2(g)＋Y2(g)2XY(g)达到平衡的标志是⑴单位时间内同时生成nmolX2和nmolXY⑵单位时间内生成2nmolXY的同时生成nmolY2⑶容器内总压强不随时间变化⑷单位时间内有nmolX—X键断裂，同时有nmolY—Y键断裂⑸单位时间内生成nmolX2同时生成nmolY2⑹V正＝V逆＝0在一定温度下，反应X2(g)＋Y2(g)2XY(g)达到平衡的标志是⑺X2、Y2或XY的浓度不再随时间的改变而改变⑻容器中X2、Y2、XY物质的量之比为1∶1∶2⑼X2、Y2的物质的量浓度相等⑽容器中气体的总质量不随时间的改变而改变⑾若只有X2有颜色，容器中的颜色不随时间的改变而改变3、化学平衡状态的判定①浓度、温度、颜色、各种分数、转化率②总压强、总体积、总物质的量、密度平均分子量③速率相等同一物质，正逆反应不同物质，正逆反应速率成比例三、化学平衡的影响因素1、浓度因素增大反应物浓度，平衡向正向移动Fe3++3SCN—Fe(SCN)3Cr2O72—+H2O2CrO42—+2H+黄红橙黄2、温度因素升高温度，平衡向吸热反应正向移动2NO2(g)N2O4(g)△H=-56.9kJ/mol红棕色无色3、压强因素同浓度增大压强，向气体系数和小的方向移动4、催化剂因素（不使平衡移动）5、勒夏(沙)特列原理如果改变影响平衡的条件之一，平衡将向着减弱这种改变的方向移动练习：判断平衡移动的方向PT加C通入O2通入O2加入CaCO3加入NH4Cl2、4NH3+5O24NO+6H2O(气)△H＜03、3NO2+H2O2HNO3+NO△H＜01、CaO+3CCaC2+CO△H＞04、N2+O22NO△H＞05、CaCO3CaO+CO2△H＞06、2NH3N2+3H2500~600℃△H＞0练习：1、2NO2N2O4P正P逆2、2NH3N2+3H2逆正3、3NO2+H2O2HNO3+NO正逆4、CO+H2O(g)CO2+H25、CH3COOH+C2H5OHCH3COOC2H5（液）+H2O牙齿的损坏实际是牙釉质[Ca5(PO4)3OH]溶解的结果。在口腔中存在着如下平衡：Ca5(PO4)3OH5Ca2++3PO43-+OH-当糖附着在牙齿上发酵时，会产生H+，试用化学平衡理论说明经常吃甜食对牙齿的影响。练习1:在新制的氯水中存在下列平衡：Cl2+H2OHCl+HClO，若向氯水中投入少量CaCO3粉末,则：A、平衡不移动B、平衡向正反应方向移动，氯水颜色变浅C、平衡移动，且HClO浓度减小D、平衡移动，且HClO浓度增大B、D练习2:在某容器中，C+H2O(g)CO+H2反应达到平衡，在温度、体积不变的情况下，向容器中充入一定量H2，当建立新平衡时：A、CO、H2的浓度都比原平衡时的要小B、CO、H2的浓度都比原平衡时的要大C、H2、H2O(g)的浓度都比原平衡时的要大D、CO、H2O(g)的浓度都比原平衡时的要大C练习3:当化学反应PCl5PCl3+Cl2处于平衡状态时，向其中加入一种37Cl含量较多的Cl2，平衡发生移动。在建立新平衡以前，PCl3中所含37Cl的质量分数比原平衡状态时（“增加”或“减少”），理由是增加平衡左移，使PCl5中37Cl增加，PCl5分解生成的PCl3中37Cl也会增加。四、化学平衡图像1、速率平衡图像像谁动，谁在上上下动，看速率上图表示该反应的速率（v）随时间（t）变化的关系，t2、t3、t5时刻外界条件有所改变，但都没有改变各物质的初始加入量。下列说法中正确的是（）A．t2时加入了催化剂B．t3时降低了温度C．t5时增大了压强D．t5时增大了X浓度Att1v(正)v(逆)v(正)v(逆)vt2t3v(正)v(逆)t4t5t62、拐点图像先拐先平数值大，固定一个看其他T2T1mA(g)+nB(g)pC(g)+qD(g);△H=QkJ/molC%时间0t1t2T1T2Q0判断:mA(g)+nB(g)pC(g)+qD(g);△H=QkJ/molP2P1A转化率时间0t1t2判断:P1P2m+np+q在相同压强不同温度下的反应：A(g)+B(g)C(g)；A的含量和温度的关系如右图所示，下列结论正确的是（）A．T1T2，正反应吸热B．T1T2，正反应吸热C．T1T2，正反应放热D．