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1、第二章第二章 化学平衡化学平衡第一节第一节 化学反应速率化学反应速率2021/8/11 星期三1回忆钠和钾分别与水反应的现象。回忆钠和钾分别与水反应的现象。比较等物质的量浓度的盐酸和醋酸与大理石反应的快慢。比较等物质的量浓度的盐酸和醋酸与大理石反应的快慢。不同的化学反应快慢是不一样的。怎么样来比较和描不同的化学反应快慢是不一样的。怎么样来比较和描述不同反应的快慢呢？述不同反应的快慢呢？化学反应速率是用来衡量化学反应进行快慢程度的一个物化学反应速率是用来衡量化学反应进行快慢程度的一个物理量。理量。2021/8/11 星期三22CO+2NO=2CO2+N2现实生活中，汽车的尾气里会发生如下反应现实
2、生活中，汽车的尾气里会发生如下反应但反应速度非常缓慢，但反应速度非常缓慢，2H2+O2=2H2O，反应在常温下就有发生的趋势，但反应在常温下就有发生的趋势，但反应速度太小，将氢气和氧气放在同一容器中，长久也看反应速度太小，将氢气和氧气放在同一容器中，长久也看不到生成水的迹象。不到生成水的迹象。化学反应是否是越快越好呢？举例说明化学反应是否是越快越好呢？举例说明？橡胶老化，钢铁生锈。橡胶老化，钢铁生锈。2021/8/11 星期三3速度指单位时间内某种物理量的变化值。如：米速度指单位时间内某种物理量的变化值。如：米/秒，秒，千米千米/小时。小时。化学反应速率通常用单位时间内反应物浓度的减化学反应速
3、率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来表示。少或生成物浓度的增加来表示。浓度常用单位浓度常用单位mol/L时间常用单位时间常用单位s或或min化学反应速率常用单位化学反应速率常用单位mol/(Ls)或或mol/(Lmin)表达式：表达式：v=c/t一、化学反应速率的表示一、化学反应速率的表示2021/8/11 星期三4【例题】在【例题】在2L的密闭容器中，加入的密闭容器中，加入1molN2和和3molH2，发生发生N2+3H2=2NH3，在在2s末时，测得容器中含有末时，测得容器中含有0.4mol的的NH3，求该反应的化学反应速率。求该反应的化学反应速率。N2+3H2=2NH3
4、起始浓度（起始浓度（mol/L）0.51.502s末浓度（末浓度（mol/L）0.21.20.4v(N2)=(0.5-0.4)/2=0.05mol/(Ls)v(H2)=(1.5-1.2)/2=0.15mol/(Ls)v(NH3)=(0.2-0)/2=0.1mol/(Ls)观察并回答，分别用三种物质表示的反应速率之间观察并回答，分别用三种物质表示的反应速率之间有什么关系？有什么关系？问题问题1 12021/8/11 星期三5同一个反应，用不同的物质来表示反应速率，数值同一个反应，用不同的物质来表示反应速率，数值是不一样的，所以应注明是由哪种物质表示的。是不一样的，所以应注明是由哪种物质表示的。同
5、一反应中，各物质的速率之比等于他们在化学方同一反应中，各物质的速率之比等于他们在化学方程式中的化学计量数之比。程式中的化学计量数之比。如在如在N2+3H2=2NH3中，中，v(N2):v(H2):v(NH3)=1:3:2我们得到的速率是指什么时候的速率？我们得到的速率是指什么时候的速率？结论结论2、我们所说的速率是指在整个过程中的平均速率。且、我们所说的速率是指在整个过程中的平均速率。且均为正值均为正值结论结论1 1问题问题2 22021/8/11 星期三6常见题型例举常见题型例举1、用不同的物质来表示反应速率。、用不同的物质来表示反应速率。例例1、反应、反应4NH3+5O2=4NO+6H2O
6、在在5L的密闭容器中的密闭容器中进行，进行，30s后，后，NO的物质的量增加了的物质的量增加了0.3mol，则此反应的平则此反应的平均速率可表示为：均速率可表示为：A、v(O2)=0.01mol/(Ls)B、v(NO)=0.008mol/(Ls)C、v(H2O)=0.003mol/(Ls)D、v(NH3)=0.002mol/(Ls)v(NO)=0.3/（530）=0.002mol/(Ls)2021/8/11 星期三72、比较反应速率的大小、比较反应速率的大小例、反应例、反应A+3B=2C+2D在四种不同情况下的反应速率在四种不同情况下的反应速率分别为分别为VA=0.15molL-1s-1VB=
7、0.6molL-1s-1Vc=0.4molL-1s-1VD=0.45molL-1s-1则该反应在不同条件下速率快慢顺序是则该反应在不同条件下速率快慢顺序是=结论结论3、在同一反应中，反应速率的大小不能单纯地看数值大、在同一反应中，反应速率的大小不能单纯地看数值大小，所以反应速率的大小不能单纯地看数值大小小，所以反应速率的大小不能单纯地看数值大小2021/8/11 星期三83、根据各物质的反应速率之比写出化学方程式。、根据各物质的反应速率之比写出化学方程式。例、某温度下，浓度都是例、某温度下，浓度都是1mol/L的两种气体的两种气体X2和和Y2，在密在密闭容器中反应生成气体闭容器中反应生成气体Z
8、，经过经过tmin后，测得物质的量浓后，测得物质的量浓度分别为度分别为:c(X2)=0.4mol/L,c(Y2)=0.8mol/L,c(Z)=0.4mol/L,则该反应的反应方程式可表示为：则该反应的反应方程式可表示为：3X2+Y2=2Z3X2+Y2=2X3Y2021/8/11 星期三9习题、把习题、把0.6molX气体和气体和0.4molY气体混合于气体混合于2L容器中，容器中，发生反应：发生反应：3X(g)+Y(g)=nZ(g)+2W(g).5min末已末已生成生成0.2molW，若测知以若测知以Z浓度的变化来表示平均速率浓度的变化来表示平均速率为为0.01mol/(Lmin),则则(1)
9、上述反应上述反应Z气体的计量系数气体的计量系数n的值是的值是_(2)上述反应在上述反应在5min末时，已用去的末时，已用去的Y占原来物质的占原来物质的质量分数是质量分数是_125%2021/8/11 星期三10习题：一定温度下，向一个容积为习题：一定温度下，向一个容积为2L的事先装入催化剂的的事先装入催化剂的真空密闭容器中通入真空密闭容器中通入1mol氮气和氮气和3mol氢气，氢气，3min后测得容后测得容器内的压强是起始时压强的器内的压强是起始时压强的0.9倍，在此时间内，用氢气的倍，在此时间内，用氢气的量的变化来表示的该反应的平均反应速率量的变化来表示的该反应的平均反应速率v(H2)是：是
10、：A、0.2mol/(Lmin)B、0.6mol/(Lmin)C、0.1mol/(Lmin)D、0.3mol/(Lmin)C2021/8/11 星期三11习题：已知反应习题：已知反应N2+3H22NH3，根据下图判断根据下图判断1、A是是_物质的量浓度物质的量浓度变化情况变化情况2、C是是_物质的量浓度物质的量浓度变化情况变化情况3、2分钟内分钟内N2的平均速率是多的平均速率是多少？少？H2NH30.5mol/(Lmin)2021/8/11 星期三12根据下图回答：根据下图回答：1、反应物是、反应物是_.2、2min内内A的平均速率的平均速率是是_3、写出化学方程式、写出化学方程式A、B2.5
11、mol/(Lmin)5A+4B 4C 2021/8/11 星期三13二、外界条件对反应速率的影响二、外界条件对反应速率的影响内因：反应物的分子结构内因：反应物的分子结构外因：浓度、温度、压强、催化剂外因：浓度、温度、压强、催化剂1 1、浓度对反应速率的影响、浓度对反应速率的影响实验实验在两支装有少量大理石的试管里，分别加入等体积在两支装有少量大理石的试管里，分别加入等体积1mol/L和和0.1mol/L的盐酸的盐酸现象现象加入加入1mol/L盐酸的试管产生气体速度更快。盐酸的试管产生气体速度更快。结论结论其他条件不变，增大反应物的浓度，可以增大化学反应其他条件不变，增大反应物的浓度，可以增大化
12、学反应速率；减小反应物的浓度，可以减小化学反应速率速率；减小反应物的浓度，可以减小化学反应速率2021/8/11 星期三14为什么浓度能影响化学反应速率呢为什么浓度能影响化学反应速率呢？反应物分子反应物分子活化分子活化分子碰撞碰撞有效碰撞有效碰撞旧化学键断裂旧化学键断裂新化学键生成新化学键生成少数能量较高少数能量较高能能发发生生发发应应的的碰碰撞撞有效碰撞理论有效碰撞理论有有合合适适的的取取向向2021/8/11 星期三15反应物浓度与有效碰撞次数关系反应物浓度与有效碰撞次数关系在其他条件不变时，对一个反应来说，活化分子在反在其他条件不变时，对一个反应来说，活化分子在反应中所占的百分数是一定的
13、。应中所占的百分数是一定的。因此单位体积内活化分子的数目与单位体积内反应物因此单位体积内活化分子的数目与单位体积内反应物分子的总数成正比，也就是和反应物的浓度成正比。分子的总数成正比，也就是和反应物的浓度成正比。当浓度增大时，单位体积内活化分子的数目增加，当浓度增大时，单位体积内活化分子的数目增加，有效碰撞的次数也增多，反应速率增大。有效碰撞的次数也增多，反应速率增大。2021/8/11 星期三16浓度增大浓度增大单位体积内活化分子的数目增大单位体积内活化分子的数目增大碰撞机会增多碰撞机会增多有效碰撞增多有效碰撞增多反应速率增大反应速率增大2021/8/11 星期三17 1、浓度对反应速率的影
14、响，只适用于气体与液体，不适用于固体、浓度对反应速率的影响，只适用于气体与液体，不适用于固体备备注注 2、反应速率快慢与浓度有关，而与物质的总量无关、反应速率快慢与浓度有关，而与物质的总量无关3、相同量的固体参加反应，表面积越大，反应速率越快、相同量的固体参加反应，表面积越大，反应速率越快2021/8/11 星期三18例、把下列四种例、把下列四种X溶液分别加进溶液分别加进4个均盛有个均盛有10mL2mol/L盐盐酸的烧杯中，并立即都加入水稀释至酸的烧杯中，并立即都加入水稀释至50mL，此时此时X和盐酸和盐酸进行反应，其中反应速率最快的是进行反应，其中反应速率最快的是A、20mL,2.5mol/
15、LB、20mL,2mol/LC、10ml,5mol/LD、30mL,2mol/LD2021/8/11 星期三19例、对例、对10mL1mol/L盐酸与一小块大理石的化学反应盐酸与一小块大理石的化学反应CaCO3+2HCl=CaCl2+CO2+H2O,下列措施能使化学反下列措施能使化学反应速率提高的是应速率提高的是A、加入一定量的加入一定量的CaCl2B、加入加入5mL1.5mol/L盐酸盐酸C、加入加入15mL0.5mol/L盐酸盐酸D、加入加入5mLH2OB析：析：CaCl2是生成物，其浓度的增大不能增大反应速率。是生成物，其浓度的增大不能增大反应速率。影响反应速率的是浓度，与总量没有必然的
16、联系。影响反应速率的是浓度，与总量没有必然的联系。2021/8/11 星期三202 2、压强对化学反应速率的影响、压强对化学反应速率的影响在温度一定时，一定量气体的体积与其所受压力成反比在温度一定时，一定量气体的体积与其所受压力成反比当压强增加到原来的当压强增加到原来的2倍时，气体的体积就缩小到原来倍时，气体的体积就缩小到原来的的1/2，单位体积内的分子数就增大到原来的，单位体积内的分子数就增大到原来的2倍。即气倍。即气体反应物的浓度增大，反应速率增大。体反应物的浓度增大，反应速率增大。结论结论对有气体参加的反应，若其他条件不变，增大对有气体参加的反应，若其他条件不变，增大压强，反应速率加快；
17、减小压强，反应速率减压强，反应速率加快；减小压强，反应速率减慢慢2021/8/11 星期三21备注备注1、全部由固体或液体参加的反应，压强的改、全部由固体或液体参加的反应，压强的改变对反应速率没有影响变对反应速率没有影响2、压强对反应的影响本质上是浓度的影响。当用不同方法、压强对反应的影响本质上是浓度的影响。当用不同方法改变反应的压强时，应从本质出发，具体分析。改变反应的压强时，应从本质出发，具体分析。若气体反应物浓度增大，则反应速率增大。若浓度不变，若气体反应物浓度增大，则反应速率增大。若浓度不变，则反应速率不变；浓度减小，反应速率减小。则反应速率不变；浓度减小，反应速率减小。例、在一密闭容
18、器中，加入例、在一密闭容器中，加入SO2和和O2发生发生2SO2+O2=2SO3，试试分析下列情况对反应速率的影响。分析下列情况对反应速率的影响。1、容器体积变为原来的、容器体积变为原来的2/3气体反应物浓度增大气体反应物浓度增大反应速率增大反应速率增大2021/8/11 星期三222、容器体积不变，加入、容器体积不变，加入SO2，（，（O2）气体反应物浓度增大气体反应物浓度增大化学反应速率增大化学反应速率增大3、恒温、恒压时，充入惰性气体、恒温、恒压时，充入惰性气体要保持压强不变要保持压强不变体积增大体积增大浓度减小浓度减小反应速率减慢反应速率减慢4、恒温、恒容时，充入惰性气体、恒温、恒容时
19、，充入惰性气体体积不变体积不变浓度不变浓度不变反应速率不变反应速率不变2021/8/11 星期三233 3、温度对化学反应速率的影响、温度对化学反应速率的影响当其他条件不变的的情况时，升高温度可以增大反当其他条件不变的的情况时，升高温度可以增大反应速率。应速率。结论结论原理原理升高温度时反应物的能量增加，使一部分原来能量较升高温度时反应物的能量增加，使一部分原来能量较低的分子变为活化分子，增加了低的分子变为活化分子，增加了反应物中活化分子的反应物中活化分子的百分数，从而使有效碰撞的次数增多，反应速率加快。百分数，从而使有效碰撞的次数增多，反应速率加快。2021/8/11 星期三24经验规律经验
20、规律温度每升高温度每升高10，化学反应速率通常增大到，化学反应速率通常增大到原来的原来的24倍。倍。升高温度，反应物能量增加升高温度，反应物能量增加活化分子增多活化分子增多有效碰撞增多有效碰撞增多反应速率增大反应速率增大2021/8/11 星期三251、温度对反应速率的影响，无论是放热反应，还是吸热、温度对反应速率的影响，无论是放热反应，还是吸热反应都适用。反应都适用。2、温度对反应速率的影响，无论固体、液体、气体都适、温度对反应速率的影响，无论固体、液体、气体都适用。用。4 4、催化剂对化学反应速率的影响、催化剂对化学反应速率的影响实验实验在两支试管里分别加在两支试管里分别加5mL质量分数为
21、质量分数为5%的的H2O2溶液溶液和溶液溶液和3滴洗涤剂；滴洗涤剂；向其中一支试管加少量向其中一支试管加少量MnO2粉末，粉末，现象现象加入加入MnO2的试管，立即产生大量的气泡。没有假的试管，立即产生大量的气泡。没有假如如MnO2的试管只有少量气泡出现的试管只有少量气泡出现2021/8/11 星期三26结论结论催化剂能够催化剂能够改变改变化学反应速率化学反应速率催化剂：在反应前后质量和催化剂：在反应前后质量和化学性质化学性质都保持不变的物质都保持不变的物质催化剂有正、负之分。催化剂有正、负之分。能加快化学反应速率的催化剂叫正催化剂能加快化学反应速率的催化剂叫正催化剂能减慢化学反应速率的催化剂
22、叫负催化剂能减慢化学反应速率的催化剂叫负催化剂催化剂中毒催化剂中毒催化剂的催化性能因接触少量杂质而明显下降甚至遭到催化剂的催化性能因接触少量杂质而明显下降甚至遭到破坏，称为催化剂中毒。破坏，称为催化剂中毒。为防止催化剂中毒，应对原料进行净化。为防止催化剂中毒，应对原料进行净化。2021/8/11 星期三27正催化剂能加快反应速率的原因。正催化剂能加快反应速率的原因。它能够降低化学反应所需要的能量，使更多的它能够降低化学反应所需要的能量，使更多的反应物分子成为活化分子，提高了活化分子百反应物分子成为活化分子，提高了活化分子百分数分数,使单位体积内的活化分子数目增加。使单位体积内的活化分子数目增加
23、。催化剂催化剂反应所需能反应所需能量降低量降低活化分子活化分子增多增多反应速反应速率加快率加快对于可逆反应，催化剂对正、逆反应速率的影响是等同的对于可逆反应，催化剂对正、逆反应速率的影响是等同的2021/8/11 星期三285 5、其他因素对化学反应速率的影响、其他因素对化学反应速率的影响光、超声波、放射线、电磁波、反应物颗粒大小、溶光、超声波、放射线、电磁波、反应物颗粒大小、溶剂等对反应速率也有影响。剂等对反应速率也有影响。在各种外界条件中，温度对反应速率的影响能适在各种外界条件中，温度对反应速率的影响能适应所有的反应。应所有的反应。2021/8/11 星期三29例、把除去氧化膜的镁条投入到
24、放有稀盐酸的试管中，发现例、把除去氧化膜的镁条投入到放有稀盐酸的试管中，发现H2发生的速率变化情况如图，其中发生的速率变化情况如图，其中t1t2速率变化的主要原因是速率变化的主要原因是t2t3速率变化的主要原因是速率变化的主要原因是本题中影响其反应速率的本题中影响其反应速率的主要因素是主要因素是浓度浓度温度。温度。从从t1t2虽然浓度是逐渐降低的，虽然浓度是逐渐降低的，但由于反应放热，温度升高起但由于反应放热，温度升高起主要作用，所以速率由慢到快，主要作用，所以速率由慢到快，t2t3由于由于c(HCl)下降成为主下降成为主要因素，速率减小要因素，速率减小温度升高温度升高盐酸浓度下降盐酸浓度下降
25、2021/8/11 星期三30例、一定量的盐酸跟过量的铁粉反应时，为了例、一定量的盐酸跟过量的铁粉反应时，为了减缓反应速率，且不影响生成氢气的总量，可减缓反应速率，且不影响生成氢气的总量，可向盐酸中加入适量的（向盐酸中加入适量的（）A.NaOH(固固)B.H2OC.NH4Cl(固固)D.CH3COONa(固固)解析：解析：该题主要考查浓度对化学反应速率的影响。铁该题主要考查浓度对化学反应速率的影响。铁跟盐酸反应的实质是铁与盐酸中的跟盐酸反应的实质是铁与盐酸中的H+反应：反应：Fe+2H+=Fe2+H2，显然，要减缓反应速率，又不影响生成显然，要减缓反应速率，又不影响生成H2的的总量，就必满足：
26、总量，就必满足：“既减小既减小H+浓度，又不影响浓度，又不影响H+的物的物质的量质的量”的这一要求。的这一要求。BD2021/8/11 星期三31预备知识：外界条件对可逆反应的影响预备知识：外界条件对可逆反应的影响N2+3H22NH31、浓度、浓度增大正反应的反应物浓度，正反应速率加快增大正反应的反应物浓度，正反应速率加快增大逆反应的反应物浓度，逆反应速率加快增大逆反应的反应物浓度，逆反应速率加快2、压强（指可以引起浓度变化的压强）、压强（指可以引起浓度变化的压强）若两边都有气体，则增大压强正、逆反应速率都增大，若两边都有气体，则增大压强正、逆反应速率都增大，当反应前后体积不一样，速率增大倍数
27、不一样，体积大当反应前后体积不一样，速率增大倍数不一样，体积大的增大倍数大于体积小的。的增大倍数大于体积小的。如上述反应中，正反应速率增大倍数大于逆反应速率如上述反应中，正反应速率增大倍数大于逆反应速率2021/8/11 星期三323、温度、温度升高温度，正、逆反应速率都增大，但增大的倍数不升高温度，正、逆反应速率都增大，但增大的倍数不一样，吸热反应增大的倍数大于放热反应的一样，吸热反应增大的倍数大于放热反应的降低温度，正、逆反应速率都减小，但降低的倍数不降低温度，正、逆反应速率都减小，但降低的倍数不一样，吸热反应降低的倍数大于放热反应的一样，吸热反应降低的倍数大于放热反应的当反应前后体积相同
28、时，增大倍数相同。当反应前后体积相同时，增大倍数相同。减小压强正、逆反应速率都减小，当反应前后体积不一减小压强正、逆反应速率都减小，当反应前后体积不一样，样，体积大的减小倍数大于体积小的。体积大的减小倍数大于体积小的。如上述反应中，正反应速率减小倍数大于逆反应速率如上述反应中，正反应速率减小倍数大于逆反应速率总之，若反应前后气体不同，当压强改变时，体积大的一边总之，若反应前后气体不同，当压强改变时，体积大的一边反应速率改变倍数大。反应速率改变倍数大。2021/8/11 星期三334、催化剂、催化剂催化剂能同等程度改变正、逆反应速率。催化剂能同等程度改变正、逆反应速率。讨论讨论增大反应物浓度、升
29、高温度、使用催化剂都可增大反应物浓度、升高温度、使用催化剂都可以使反应速率增大，其原因相同吗？以使反应速率增大，其原因相同吗？2021/8/11 星期三34反反 应应 条条 件件影影 响响 原原 因因 结结 论论（1）增大）增大反应物浓度反应物浓度单位体积内分子数增加单位体积内分子数增加（活化分子百分数不变），（活化分子百分数不变），活化分子数相应增加活化分子数相应增加单位体积单位体积内活化分内活化分子数增加，子数增加，有效碰撞有效碰撞次数增多，次数增多，反应速率反应速率加快。加快。（2）增加）增加气体压强气体压强（3）升高）升高 温度温度反应物分子能量增加反应物分子能量增加，活活化分子百分数增加化分子百分数增加（4）合适）合适催化剂催化剂降低反应所需的能量，使降低反应所需的能量，使活化分子百分数增加活化分子百分数增加2021/8/11 星期三35例、右图为反应例、右图为反应2A（g）=B（g）+C（g）的速率的速率（A）变化的图像，其中变化的图像，其中纵坐标可能是（纵坐标可能是（）A.温度温度B.压强压强C.A的浓度的浓度D.反应时间反应时间0（A）D2021/8/11 星期三36