《第二章第三节化学反应的速率和限度》1.化学反应速率的含义:通常用单位时间内反应物浓度的减少或生成物浓度的增加(均取正值)来表示。浓度的变化——△C时间的变化——△t表达式:v=△C/△t单位:mol/(L•s)或mol/(L•min)注意:(1)在同一反应中用不同物质来表示时,其反应速率的数值可以不同,但都表同一反应的速率。(必须标明用哪种物质来做标准)(2)起始浓度与化学计量数比无关,但是变化浓度一定与化学计量数成比例。(3)同一反应各物质的反应速率之比等于化学计量数之比。例如:2A(g)+3B(g)C(g)+4D(g)ν(A):ν(B):ν(C):ν(D)=2:3:1:4(3)化学反应速率均用正值来表示,且表示的是平均速率而不是瞬时速率(4)一般不用纯液体或固体来表示化学反应速率(5)改变压强对无气体参与的反应的化学反应速率无影响。【例1】某一反应物的初始浓度是2摩尔/升,经过两分钟的反应,它的浓度变成了摩尔/升,求该反应的反应速率。[mol/(L•min)]【例2】某温度时,2L容器中X、Y、Z三种物质的量随时间的变化如图所示。由图中数据分析,该反应的化学方程式为3X+Y==2Z;反应开始至2min,Z的平均反应速率为:mol/(L•min)【例3】在2A+B=3C+4D的反应中,下列表示该反应的化反速率最快的是---------------(B)A.V(A)=mol/(L·s)B.V(B)=mol/(L·s)C.V(C)=mol/(L·s)D.V(D)=1mol/(L·s)【总结】对于同一反应,比较用不同反应物或生成物表示的反应速率大小时,要换算成同一物质表示的速率,才能比较。3.影响化学反应速率的因素内因:由参加反应的物质的性质决定。影响反应速率的因素有外因:浓度、温度、压强、催化剂、其它因素。(1)浓度:其它条件不变时,增大反应物浓度,可以增大反应速率。注意:“浓度”是指“溶液中溶质的浓度”或“气体的浓度”;固体和纯液体的浓度可看成是一常数。对固体,反应速率与其表面积大小有关,固体的颗粒度越小(表面积越大,则反应速率越快。(2)温度:其它条件不变时,升高温度可以增大反应速率;降低温度可以减小反应速率。(3)压强:对于有气体参加的反应,其它条件不变时,增大压强可以增大反应速率;减小压强,可以减小化学反应速率。解释:在温度、气体的物质的量不变时,增大压强,必缩小容器——引起气体的浓度增大,所以,反应速率加快。(4)催化剂:选择适当的催化剂可以成千上万倍的加快反应速率。“催化剂”:能改变反应速率,而在反应前后本身的组成和化学性质不发生变化。(5)其他:如:固体的表面积(颗粒度)、激光、射线、超声波、紫外线、溶剂等。(6)惰性气体对反应速率的影响:①恒温恒容,加入惰性气体(或不参加反应的气体),容器P增大,但各物质C不变,v不变。②恒温恒压,加入惰性气体(或不参加反应的气体),容器V增大,各物质C减小,v减小。1.下列措施肯定能使化学反应速率增大的是-------------------------------------------------------()A.增大反应物的量B.增大压强C.升高温度D.使用催化剂二、化学反应的限度(一)可逆反应:1、定义:在同一条件下,同时向正、反两个方向进行的反应2、特点:(1)向两个相反的方向进行的两个化学反应,在相同的条件下同时进行、共存,两个化学反应构成了一个对立的统一体。(2)符号:“”号(3)通常从左向右的反应称为正反应,从右向左的反应称为逆反应;(4)在反应体系中,与化学反应有关的各种物质浓度均不能为零。(二)化学反应限度1、定义:.当一个可逆反应进行到正向反应速率与逆向反应速率相等时,反应物和生成物的浓度_不再改变_,达到表面上静止的一种“_状态_”,这就是这个反应所能达到的限度;此时这个状态就叫做化学平衡状态。反应开始:υ正υ逆反应过程中:υ正逐渐减小,υ逆逐渐增大;反应物浓度减小,生成物浓度增大;平衡时:υ正==υ逆;各组分的浓度不再变化。2.化学平衡的特征:逆------研究对象是可逆反应等:υ正=υ逆;定:各组分的浓度一定;动:动态平衡。变:如果外界条件的改变,原有的化学平衡状态将被破坏,平衡发生移动。【例1】.在可逆反应体系2SO2(g)+O2(g)2SO3(g)加入18O2后,哪些物质中会含有18O?答:SO2、O2、SO3中均含有18O。3.影响化学平衡的条件:(催化剂不影响化学平衡)(1)浓度:增大反应物的浓度或减少生成物的浓度,平衡向正反应方向移动;减少反应物的浓度或增大生成物的浓度,平衡向逆反应方向移动。(2)温度:升高温度平衡向吸热反应方向移动;降低温度平衡向放热反应方向移动。(3)压强:(只对于有气体参加且反应前后气体总体积发生变化的反应)增大压强平衡向气体总体积缩小的方向移动;减小压强平衡向气体总体积增大的方向移动【知识拓展】判断可逆反应达到平衡状态的方法和依据[例1]一定温度下的密闭容器中进行可逆反应,N2(g)+3H2(g)2NH3(g),下列情况能说明反应已达平衡的是------------------------()A.混合气体的总物质的量不随时间而变化B.混合气体的压强不随时间而变化C.混合气体的密度不随时间而变化D.生成6molN—H键的同时有3molH—H键生成E.生成1molN2的同时有3molH2的生成【例2】在一定条件下,反应A(g)+3B(g)2C(g)达到平衡的标志是--------(CD)A.A、B、C的分子数比为1:3:2B.C的体积分数比B、A大C.单位时间内生成amolA同时生成2amolCD.单位时间内生成C的物质的量与消耗C的物质的量相等对于反应:2SO2+例举反应mA(g)+nB(g)pC(g)+qD(g)混合物体系中各成分的含量①各物质的物质的量或各物质的物质的量的分数一定平衡②各物质的质量或各物质质量分数一定平衡③各气体的体积或体积分数一定平衡④总体积、总压强、总物质的量一定不一定平衡正、逆反应速率的关系①在单位时间内消耗了mmolA同时生成mmolA,即V(正)=V(逆)平衡②在单位时间内消耗了nmolB同时消耗了pmolC,则V(正)=V(逆)平衡③V(A):V(B):V(C):V(D)=m:n:p:q,V(正)不一定等于V(逆)不一定平衡④在单位时间内生成nmolB,同时消耗了qmolD,因均指V(逆)不一定平衡压强①m+n≠p+q时,总压力一定(其他条件一定)平衡②m+n=p+q时,总压力一定(其他条件一定)不一定平衡混合气体平均相对分子质量Mr①Mr一定时,只有当m+n≠p+q时平衡②Mr一定时,但m+n=p+q时不一定平衡温度任何反应都伴随着能量变化,当体系温度一定时(其他不变)平衡体系的密度密度一定不一定平衡其他如体系颜色不再变化等(平衡体系中有带颜色气体参加)平衡O22SO3,当其他条件不变时,只改变一个条件,将生成SO3的反应速率的变化填入下表格里(填“增大”、“减小”或“不变”)。编号改变的条件生成的SO3的速率①升高温度增大②降低温度减小③增大O2的浓度增大④使用催化剂增大⑤压缩体积增大⑥恒容下充入Ne不变可逆反应A+3B=2C+2D,在各种不同的情况下的反应速率分别为:①v(A)=mol·L-1·s-1②v(B)=mol·L-1·s-1③v(C)=mol·L-1·s-1④v(D)=mol·L-1·s-1该反应进行最快的是------------------------------------------------------------------------------------()A.④B.②和③C.①D.①和④4.反应2SO2+O22SO3经一段时间后,SO3的浓度增加了·L-1,在这段时间内用O2表示的平均反应速率为mol/(L·s),则这段时间为---------------------------------------()5.已知反应A+3B=2C+D在某段时间内以A的浓度变化表示的化学反应的速率为1mol/(L·min),则此段时间内以C的浓度变化表示的化学反应速率为-----------------------()mol/(L·min)mol/(L·min)mol/(L·min)mol/(L·min)