第08周 第三章 化學(xué)反應(yīng)速率和化學(xué)平衡 2018.10.25

第三章化學(xué)反應(yīng)速率和化學(xué)平衡主要教學(xué)內(nèi)容

1、化學(xué)反應(yīng)速率2、化學(xué)平衡教學(xué)要求

1、掌握影響化學(xué)反應(yīng)速率的因素；2、了解質(zhì)量作用定律的數(shù)學(xué)表達(dá)式的含義；3、掌握影響化學(xué)反應(yīng)平衡的因素；4、熟悉化學(xué)平衡的特征及平衡常數(shù)表達(dá)式。

從兩個方面來認(rèn)識化學(xué)反應(yīng)：一是反應(yīng)進(jìn)行的快慢，即化學(xué)反應(yīng)速率的問題；(動力學(xué)問題)二是反應(yīng)進(jìn)行的程度，也就是化學(xué)平衡問題。(熱力學(xué)問題)第一節(jié)化學(xué)反應(yīng)速率一、化學(xué)反應(yīng)速率的概念

1、化學(xué)反應(yīng)速率是指一定條件下單位時間內(nèi)某化學(xué)反應(yīng)的反應(yīng)物轉(zhuǎn)變?yōu)樯晌锏乃俾省?）習(xí)慣用單位時間內(nèi)反應(yīng)物濃度的減少或生成物濃度的增加來表示，而且習(xí)取正值。2）濃度單位通常用mol·L-1，時間單位視反應(yīng)快慢，可分別用秒(s)、分(min)或小時(h)等表示。這樣，化學(xué)反應(yīng)速率的單位可為mol·L-1·s-1、mol·L-1·min-1、mol·L-1·h-1。例如：２N2O5＝４NO2+O2

每消耗2molN2O5就產(chǎn)生４molNO2和1molO2。三個式子都表示同一化學(xué)反應(yīng)的速率，但采用不同物質(zhì)的濃度變化來表示時，其數(shù)值不一定相同，但它們之間有內(nèi)在聯(lián)系：

即：

(N2O5):(NO2):(O2)=2:4:1

對于一般反應(yīng)：

aA+bB=cC+dD

可表示為：

(A):(B):(C):(D)=a:b:c:d化學(xué)反應(yīng)的碰撞理論⑴

化學(xué)反應(yīng)的實(shí)質(zhì)是：舊的化學(xué)鍵斷裂，新的化學(xué)鍵形成⑵

化學(xué)反應(yīng)發(fā)生的先決條件：反應(yīng)物分子相互接觸和碰撞注意：反應(yīng)物分子之間的碰撞次數(shù)很大，但并不是每一次碰撞均可發(fā)生化學(xué)反應(yīng)。

在化學(xué)上，把能夠發(fā)生化學(xué)反應(yīng)的碰撞叫有效碰撞；不能發(fā)生化學(xué)反應(yīng)的碰撞叫無效碰撞；有效碰撞次數(shù)越多，反應(yīng)速率越快。力量不夠取向不好好球！有效碰撞反應(yīng)物分子要具有什么條件才能發(fā)生有效碰撞？①

有足夠的能量使舊鍵斷裂②

碰撞時要有合理的取向⑶

在化學(xué)上，把能夠發(fā)生有效碰撞的分子叫活化分子，特點(diǎn)是：①、活化分子具有較高的能量，能量不足的分子獲取能量后才能變成活化分子。②、在溫度不變時，對某一個反應(yīng)來說，活化分子在反應(yīng)物中所占的百分?jǐn)?shù)是恒定的，且與溫度呈正比?；罨肿影俜?jǐn)?shù)=（活化分子數(shù)/反應(yīng)物分子數(shù)）×100%(4)活化能概念：

．

活化能越小，普通分子就越容易變成活化分子．即普通分子＋活化能活化分子．活化能的大小雖然表示一般分子成為活化分子的難易程度，但是卻對這個化學(xué)反應(yīng)前后的能量變化并不產(chǎn)生任何影響．活化分子比普通分子所高出的能量(5)活化能與化學(xué)反應(yīng)速率在一定條件下，活化分子所占的百分?jǐn)?shù)是固定不變的．活化分子的百分?jǐn)?shù)越大，單位體積內(nèi)的活化分子數(shù)

，單位時間內(nèi)有效碰撞的次數(shù)

，化學(xué)反應(yīng)速率就

．越多越多越大思考：濃度、壓強(qiáng)、溫度、催化劑的變化對有效碰撞的頻率有何影響？二、影響化學(xué)反應(yīng)速率的因素1．內(nèi)因參加反應(yīng)的物質(zhì)的性質(zhì)和反應(yīng)的歷程是決定化學(xué)反應(yīng)速率的主要因素．例如：鹽酸＋大理石：迅速反應(yīng)，有大量氣泡產(chǎn)生醋酸＋大理石：比較緩慢，只有少量氣泡產(chǎn)生2．外因(1)濃度①影響其他條件不變時，增大反應(yīng)物濃度，反應(yīng)速率

；減小反應(yīng)物濃度，反應(yīng)速率

．②原因其他條件不變時，增大反應(yīng)物的濃度―→單位體積內(nèi)活化分子數(shù)______―→有效碰撞幾率________―→反應(yīng)速率

．增大減小增大增多增大增大反應(yīng)物濃度

注意：a、此規(guī)律只適用于氣體或溶液的反應(yīng)，對于純固體或液體的反應(yīng)物，一般情況下其濃度是常數(shù)，因此改變它們的量不會改變化學(xué)反應(yīng)速率。b、氣體或溶液濃度的改變與反應(yīng)速率的關(guān)系并不是一概如此，若隨著濃度的改變，物質(zhì)的本質(zhì)發(fā)生了變化，那么反應(yīng)速率的含義也不同了。如：硫酸與鐵的反應(yīng)(硫酸的濃度不同，性質(zhì)也不同)(2)壓強(qiáng)①影響對于氣體反應(yīng)，相同溫度下，增大壓強(qiáng)(減小容器體積)，反應(yīng)速率

；減小壓強(qiáng)(增大容器體積)，反應(yīng)速率

．-②原因?qū)τ跉怏w反應(yīng)，在相同溫度下，增大壓強(qiáng)―→

增大―→反應(yīng)速率

．增大減小反應(yīng)物濃度增大加壓

注意：a、壓強(qiáng)影響，只適用于討論有氣體參加的反應(yīng)，當(dāng)然并不一定全部是氣體。

b、壓強(qiáng)影響反應(yīng)速率，必須伴隨有壓強(qiáng)改變時體積的改變現(xiàn)象。否則，壓強(qiáng)的變化并沒有作用到反應(yīng)的體系上。即壓強(qiáng)變則體積變，實(shí)際是濃度的變化。若容器的體積不變，因為各氣體的濃度沒有變，則速率不變。[討論]如果反應(yīng)物是固體、液體或溶液時，改變壓強(qiáng)對它們又有什么影響？適用范圍：

壓強(qiáng)的影響僅適用于反應(yīng)體系中有氣體物質(zhì)的反應(yīng)。小結(jié)：惰性氣體對反應(yīng)速率的影響

（1）如果保持恒溫恒容，加入惰性氣體后，反應(yīng)物的濃度

，因此對反應(yīng)速率

。（2）如果恒溫恒壓，加入惰性氣體后，反應(yīng)體系體積

，反應(yīng)物的濃度

，因此反應(yīng)速率會

。不變不變減小增大減小(3)溫度①影響其他條件不變，升高溫度，反應(yīng)速率

；降低溫度，反應(yīng)速率

．②原因其他條件不變，升高溫度―→活化分子百分?jǐn)?shù)______

―→有效碰撞幾率_______―→化學(xué)反應(yīng)速率

．增大減小增大升溫增大增大注意：a、溫度對化學(xué)反應(yīng)速率的影響對放熱反應(yīng)和吸熱反應(yīng)都適用。(4)催化劑①影響使用催化劑可加快反應(yīng)速率．②原因使用催化劑―→改變反應(yīng)的

，降低反應(yīng)所需

―→

增大―→

幾率增大―→化學(xué)反應(yīng)速率

．歷程活化能增大活化分子百分?jǐn)?shù)有效碰撞活化能(5)其他對化學(xué)反應(yīng)速率產(chǎn)生影響的因素如光輻照、放線輻照、超聲波、電弧、強(qiáng)磁場、高速研磨等．小結(jié)：影響化學(xué)反應(yīng)速率的外因

影響外因

單位體積內(nèi)有效碰撞次數(shù)化學(xué)反應(yīng)速率分子總數(shù)活化分子數(shù)活化分子百分?jǐn)?shù)增大反應(yīng)物濃度增大壓強(qiáng)升高溫度使用催化劑增加增加不變增加加快增加增加不變增加加快不變增加增加增加加快不變增加增加增加加快以Zn和稀H2SO4反應(yīng)制取H2為例討論，影響該反應(yīng)的速率除以上因素外還有哪些．提示：固體表面積：相同質(zhì)量的固體，顆粒越小，表面積越大，把Zn粒改為Zn粉，反應(yīng)速率加大.1．活化能越大，反應(yīng)速率越大，活化能越小，反應(yīng)速率越小。(

)提示：錯誤。因為活化能越大，普通分子變成活化分子越難，反應(yīng)速率越小。2．升高溫度，反應(yīng)加快，是因為增加了分子動能，使更多的普通分子變成了活化分子，活化分子百分?jǐn)?shù)增加，從而使反應(yīng)加快。(

)提示：正確。3．使用催化劑，反應(yīng)速率加快，是因為降低了反應(yīng)的活化能，使活化分子百分?jǐn)?shù)增加，從而加快了反應(yīng)(

)提示：正確．催化劑降低了反應(yīng)的活化能，使部分普通分子也變成了活化分子，從而加快了反應(yīng)．4．增大體系的壓強(qiáng)，反應(yīng)速率一定加快(

)提示：錯誤．增大壓強(qiáng)的因素有多種情況．關(guān)鍵看氣體的濃度是否增大，若增大氣體濃度，反應(yīng)加快，否則不能加快，如N2、H2濃度并沒增大，有效碰撞次數(shù)不增加，反應(yīng)仍不能加快．從活化分子角度解釋外界條件對反應(yīng)速率的影響活化能單位體積內(nèi)有效碰撞次數(shù)化學(xué)反應(yīng)速率分子總數(shù)活化分子數(shù)活化分子百分?jǐn)?shù)增大濃度不變增加增加不變增加增大增大壓強(qiáng)不變增加增加不變增加增大升高溫度不變不變增加增加增加增大加催化劑減小不變增加增加增加增大[特別關(guān)注](1)活化分子數(shù)發(fā)生變化，活化分子百分?jǐn)?shù)不一定變化．(2)影響有效碰撞次數(shù)的是單位體積內(nèi)的活化分子數(shù)，故影響化學(xué)反應(yīng)速率的是單位體積內(nèi)的活化分子數(shù)．理解外界因素對化學(xué)反應(yīng)速率影響的注意事項1．濃度(1)對于固體反應(yīng)物或純液體，其濃度是常數(shù)，因此增加或減少其物質(zhì)的量，反應(yīng)速率不變．(2)固體物質(zhì)的反應(yīng)速率與接觸面積有關(guān)，顆粒越細(xì)，表面積越大，反應(yīng)速率越大．2．壓強(qiáng)(1)對于固體或液體，壓強(qiáng)的變化，基本不影響濃度，也不影響其反應(yīng)速率．如反應(yīng)CuO＋H2SO4===CuSO4＋H2O，增大壓強(qiáng)，化學(xué)反應(yīng)速率不變．(2)恒容時充入“惰氣”，容器總壓強(qiáng)增大，但各反應(yīng)物的濃度不變→反應(yīng)速率不變．(3)恒壓時充入“惰氣”，容器總壓強(qiáng)不變，引起體積增大→各反應(yīng)物濃度減小→反應(yīng)速率減慢．3．溫度(1)經(jīng)驗規(guī)則：溫度每升高10℃，反應(yīng)速率通常增大到原來的2～4倍．(2)溫度對反應(yīng)速率的影響，既適用于放熱反應(yīng)，也適用于吸熱反應(yīng)．4．催化劑(1)有的反應(yīng)需要催化劑，有的反應(yīng)不需要催化劑，有的催化劑對多個反應(yīng)有催化作用，有的催化劑只對一個反應(yīng)有催化作用，使用催化劑能同等程度地改變化學(xué)反應(yīng)速率．(2)有的催化劑能增大反應(yīng)速率，叫正催化劑；有的催化劑能

減小反應(yīng)速率，叫負(fù)催化劑．(3)催化劑只有在一定溫度下才能最大限度地顯示其催化作用．三、化學(xué)反應(yīng)速率的圖像對于反應(yīng)物和生成物均為氣態(tài)的反應(yīng)，其速率與條件的圖像為：1．其他條件一定，增大氣態(tài)反應(yīng)物的壓強(qiáng)(縮小氣體容器的容積)，反應(yīng)速率隨著壓強(qiáng)的增大而增大，如圖A.三、化學(xué)反應(yīng)速率的圖像對于反應(yīng)物和生成物均為氣態(tài)的反應(yīng)，其速率與條件的圖像為：2．其他條件一定，減小氣態(tài)反應(yīng)物的壓強(qiáng)(擴(kuò)大氣體容器的容積)，反應(yīng)速率隨著壓強(qiáng)的減少而減小，如圖B.3．溫度、氣體容器的容積都一定，隨著時間的延長，SO2、H2S物質(zhì)的量逐漸減少，氣體的壓強(qiáng)逐漸減少，反應(yīng)速率逐漸減小，如圖C.三、化學(xué)反應(yīng)速率的圖像對于反應(yīng)物和生成物均為氣態(tài)的反應(yīng)，其速率與條件的圖像為：4．分別在較低溫度T1和較高溫度T2下反應(yīng)，使氣態(tài)反應(yīng)物的壓強(qiáng)都逐漸增大(縮小容器的容積)，反應(yīng)速率隨著壓強(qiáng)的增大而增大及隨著溫度的升高而增大，如圖D.三、化學(xué)反應(yīng)速率的圖像1．已知反應(yīng)CaCO3＋2HCl===CaCl2＋H2O＋CO2↑，下列措施中可使生成CO2的速率加快的是(不考慮CaCO3與HCl接觸面積改變的影響)(

)A．加大CaCO3的量

B．加大鹽酸的濃度C．加大鹽酸的量

D．減小CaCl2的濃度解析：加大反應(yīng)物的量不影響化學(xué)反應(yīng)速率，改變濃度才影響化學(xué)反應(yīng)速率，由于給定的反應(yīng)是不可逆反應(yīng)，因此，此化學(xué)反應(yīng)的速率和生成物的濃度無關(guān)．答案：B2．在氣體反應(yīng)中，改變條件：①增大反應(yīng)物的濃度，②升高溫度，③增大壓強(qiáng)，④移動生成物，⑤加入催化劑．能使反應(yīng)物中活化分子數(shù)和活化分子百分?jǐn)?shù)同時增大的方法是(

)A．①⑤

B．①③C．②⑤ D．③⑤解析：升高溫度，反應(yīng)物分子的能量升高，使更多的分子轉(zhuǎn)變?yōu)榛罨肿?，增加了活化分子的百分含量；使用催化劑是降低了化學(xué)反應(yīng)的活化能，使更多的分子在自身能量不變的前提下成為活化分子，增大了活化分子的百分含量．答案：C考查點(diǎn)三有關(guān)化學(xué)反應(yīng)速率的圖像3.將ag塊狀碳酸鈣跟足量鹽酸反應(yīng)，反應(yīng)物損失的質(zhì)量隨時間的變化曲線如圖中實(shí)線所示，在相同的條件下，bg(a＞b)粉末狀碳酸鈣與同濃度的鹽酸反應(yīng)，則相應(yīng)的曲線(圖中虛線所示)正確的是(

)[答案]

C[答案]

C[解析]

粉末狀碳酸鈣的表面積比塊狀碳酸鈣的表面積大，故在相同條件下，與相同濃度的鹽酸反應(yīng)時化學(xué)反應(yīng)速率大，即單位時間內(nèi)損失的