浙江省高三化學(xué) 第5單元17講 化學(xué)反應(yīng)速率、化學(xué)反應(yīng)的方向和反應(yīng)限度

第十七講化學(xué)反應(yīng)速率、化學(xué)反應(yīng)的方向和反應(yīng)限度整理ppt

《考試說(shuō)明》中關(guān)于化學(xué)反應(yīng)中的能量變化的要求有：了解化學(xué)反應(yīng)中能量轉(zhuǎn)化的原因，能說(shuō)出常見(jiàn)的能量轉(zhuǎn)化形式；了解化學(xué)能與熱能的相互轉(zhuǎn)化；了解吸熱反應(yīng)、放熱反應(yīng)、反應(yīng)熱等概念；了解熱化學(xué)方程式的含義；了解用蓋斯定律進(jìn)行有關(guān)反應(yīng)熱的簡(jiǎn)單計(jì)算；了解能源是人類生存和社會(huì)發(fā)展的重要基礎(chǔ)；了解化學(xué)在解決能源危機(jī)中的重要作用。

《考試說(shuō)明》中關(guān)于化學(xué)反應(yīng)中的電能變化的要求有：了解原電池和電解池的工作原理，能寫出電極反應(yīng)和電池反應(yīng)方程式，了解常見(jiàn)化學(xué)電源的種類及其工作原理；理解金屬發(fā)生電化學(xué)腐蝕的原因，金屬腐蝕的危害，防止金屬腐蝕的措施。整理ppt

《考試說(shuō)明》中關(guān)于化學(xué)反應(yīng)的速率和限度的要求有：了解化學(xué)反應(yīng)速率的概念、反應(yīng)速率的定量表示方法；了解催化劑在生產(chǎn)、生活和科學(xué)研究領(lǐng)域中的重大作用；了解化學(xué)反應(yīng)的可逆性；了解化學(xué)平衡建立的過(guò)程；理解化學(xué)平衡常數(shù)的含義，能夠利用化學(xué)平衡常數(shù)進(jìn)行簡(jiǎn)單的計(jì)算；理解外界條件(濃度、溫度、壓強(qiáng)、催化劑等)對(duì)反應(yīng)速率和化學(xué)平衡的影響，認(rèn)識(shí)其一般規(guī)律；了解化學(xué)反應(yīng)速率和化學(xué)平衡的調(diào)控在生活、生產(chǎn)和科學(xué)研究領(lǐng)域中的重要作用。整理ppt

本部分內(nèi)容在高考試題中出現(xiàn)頻率高，選擇和主觀題中均有出現(xiàn)，且比較靈活，學(xué)習(xí)時(shí)注重理解并能建立自己分析問(wèn)題的正確的思維模式。整理ppt

一、化學(xué)反應(yīng)速率

1．化學(xué)反應(yīng)速率的概念：用單位時(shí)間里反應(yīng)物濃度的__________或生成物濃度的__________來(lái)表示。

2．同一反應(yīng)里用不同物質(zhì)的濃度變化來(lái)表示反應(yīng)速率時(shí)，其數(shù)值________________，故應(yīng)標(biāo)明是用哪種物質(zhì)表示的化學(xué)反應(yīng)速率，但這些數(shù)值表示的意義是相同的，均表示該化學(xué)反應(yīng)的快慢。3．同一反應(yīng)里，各物質(zhì)表示的反應(yīng)速率之比等于化學(xué)方程式中對(duì)應(yīng)的__________________之比，也等于同一時(shí)間內(nèi)有關(guān)物質(zhì)濃度變化之比。減小增加并不相同化學(xué)計(jì)量數(shù)整理ppt

二、影響化學(xué)反應(yīng)速率的外界條件

1．濃度：對(duì)氣體參加的反應(yīng)或在溶液中進(jìn)行的反應(yīng)產(chǎn)生影響，在其他條件不變時(shí)，增大反應(yīng)物的濃度，化學(xué)反應(yīng)速率__________，減小反應(yīng)物的濃度，化學(xué)反應(yīng)速率__________。2．壓強(qiáng)：對(duì)有氣體參加的化學(xué)反應(yīng)而言，在溫度一定時(shí)，對(duì)一定量氣體，增大壓強(qiáng)就會(huì)縮小容器的體積，從而使氣體濃度增大，化學(xué)反應(yīng)速率__________。若減小壓強(qiáng)，氣體體積擴(kuò)大，氣體濃度縮小，化學(xué)反應(yīng)速率__________。減小加快減慢加快整理ppt

3．溫度：溫度升高，分子運(yùn)動(dòng)速率__________，化學(xué)反應(yīng)速率__________，一般地說(shuō)，溫度每升高10℃，反應(yīng)速率增大到原來(lái)的__________倍。升高溫度，無(wú)論是吸熱反應(yīng)還是放熱反應(yīng)，速率都__________4．催化劑：催化劑能同等程度地加快正逆反應(yīng)速率，但不影響平衡的移動(dòng)，它只會(huì)__________反應(yīng)達(dá)到平衡的時(shí)間。5．其他：光、超聲波、激光、放射線、電磁波、反應(yīng)物顆粒大小、擴(kuò)散速率、溶劑等因素也都能對(duì)某些化學(xué)反應(yīng)的反應(yīng)速率產(chǎn)生一定的影響，例如氯水經(jīng)光照能加速次氯酸分解，加快Cl2與水的反應(yīng)。形成原電池也是增大反應(yīng)速率的一種途徑。加快加快

2～4

加快縮短整理ppt

三、化學(xué)反應(yīng)的方向和限度

1．化學(xué)反應(yīng)方向的判斷(1)自發(fā)過(guò)程：在一定條件下，不需要________就能自動(dòng)進(jìn)行的過(guò)程。

(2)從能量變化角度講，ΔH_______0的反應(yīng)有利于反應(yīng)的自發(fā)進(jìn)行，ΔS_______0的反應(yīng)有利于反應(yīng)的自發(fā)進(jìn)行。因此，__________________的反應(yīng)一定能自發(fā)進(jìn)行；_________________的反應(yīng)一定不能自發(fā)進(jìn)行；___________________的反應(yīng)在高溫條件下能自發(fā)進(jìn)行；__________________的反應(yīng)在低溫條件下能自發(fā)進(jìn)行。提供能量

<

>

ΔH<0，ΔS>0

ΔH>0，ΔS<0

ΔH>0，ΔS>0

ΔH<0，ΔS<0

整理ppt2．化學(xué)平衡狀態(tài)(1)定義：是指在一定條件下的_________________里，正反應(yīng)和逆反應(yīng)的_________________，反應(yīng)體系中所有參加反應(yīng)的物質(zhì)的質(zhì)量或濃度_________________的狀態(tài)。

例如：在一定條件下，將0.02molCO和0.02molH2O(g)通入2L密閉容器中，進(jìn)行反應(yīng)：CO＋H2O(g)CO2＋H2。①反應(yīng)剛開始時(shí)，反應(yīng)物濃度__________，正反應(yīng)速率________；生成物濃度為_______，逆反應(yīng)速率為________。②反應(yīng)進(jìn)行中，反應(yīng)物濃度逐漸__________，正反應(yīng)速率逐漸__________，生成物濃度逐漸__________，逆反應(yīng)速率逐漸__________。增大增大減小減小0

0

最大最大保持不變速率相等可逆反應(yīng)整理ppt③達(dá)到平衡時(shí)，正反應(yīng)速率與逆反應(yīng)速率__________，此時(shí)反應(yīng)物濃度__________，生成物濃度也__________。④若達(dá)平衡時(shí)，水蒸氣的體積分?jǐn)?shù)與H2的體積分?jǐn)?shù)相等，則平衡時(shí)一氧化碳的轉(zhuǎn)化率為_______，用可逆反應(yīng)中正反應(yīng)速率和逆反應(yīng)速率的變化表示上述過(guò)程，如圖所示：

50%

不變不變相等整理ppt(2)化學(xué)平衡的特征：①化學(xué)平衡研究的對(duì)象是__________；(逆)②達(dá)到平衡時(shí)_______________________________；(等)③達(dá)到平衡時(shí)反應(yīng)混合物中各組分的濃度__________；(定)④由于化學(xué)平衡狀態(tài)時(shí)反應(yīng)仍在進(jìn)行，故其是一種__________；(動(dòng))⑤條件改變平衡會(huì)發(fā)生__________。(變)移動(dòng)動(dòng)態(tài)平衡保持不變正反應(yīng)速率等于逆反應(yīng)速率可逆反應(yīng)整理ppt

有關(guān)化學(xué)反應(yīng)速率的基本計(jì)算

【例1】(黑龍江省雙鴨山一中)反應(yīng)A(g)＋3B(g)2C(g)＋2D(g)在不同情況下測(cè)得化學(xué)反應(yīng)速率，其中最快的是(

)A．v(D)＝0.4mol/(L·s)B．v(B)＝0.6mol/(L·s)C．v(C)＝0.5mol/(L·s)D．v(A)＝0.15mol/(L·s)【解釋】反應(yīng)速率的比較要注意：轉(zhuǎn)化為同一物質(zhì)、同一單位才可比較。B中v(B)轉(zhuǎn)化為v(D)后，則為0.4mol/(L·s)；C中v(C)轉(zhuǎn)化為v(D)后，則為0.5mol/(L·s)；D中v(A)轉(zhuǎn)化為v(D)后，則為0.3mol/(L·s)。比較v(D)的大小，0.5mol/(L·s)為最大。C整理ppt【遷移訓(xùn)練1】反應(yīng)4NH3(g)＋5O2(g)4NO(g)＋6H2O(g)在10L密閉容器中進(jìn)行，半分鐘后，水蒸氣的物質(zhì)的量增加了0.45mol，則此反應(yīng)的平均速率(反應(yīng)物的消耗速率或產(chǎn)物的生成速率)可表示為()A.ｖ(NH3)＝0.010mol/(L·s)B.ｖ(O2)＝0.001mol/(L·s)C.ｖ(NO)＝0.001mol/(L·s)D.ｖ(H2O)＝0.045mol/(L·s)C整理ppt【解釋】用生成物H2O來(lái)表示反應(yīng)的平均速率：(H2O)＝mol/(L·s)，根據(jù)各物質(zhì)的反應(yīng)速率之比等于它們的化學(xué)計(jì)量數(shù)之比，可求得：(NH3)＝0.001mol/(L·s)，(O2)＝0.00125mol/(L·s)，(NO)＝0.001mol/(L·s)。整理ppt

影響化學(xué)反應(yīng)速率的因素

【例1】等質(zhì)量的鐵與過(guò)量的鹽酸在不同的實(shí)驗(yàn)條件下進(jìn)行反應(yīng)，測(cè)定在不同時(shí)間t產(chǎn)生氣體體積V的數(shù)據(jù)，根據(jù)數(shù)據(jù)繪制得到圖1，則曲線a、b、c、d所對(duì)應(yīng)的實(shí)驗(yàn)組分別可能是(

)A．4－3－2－1B．1－2－3－4C．3－4－2－1D．1－2－4－3A組別c(HCl)(mol·L－1)溫度(℃)狀態(tài)12.025塊狀22.530塊狀32.550塊狀42.550粉末狀整理ppt【解釋】化學(xué)反應(yīng)速率與溫度、濃度和固體物質(zhì)的表面積的大小有關(guān)，實(shí)驗(yàn)1的鹽酸的濃度最小，反應(yīng)的溫度最低，所以化學(xué)反應(yīng)速率最慢；由于實(shí)驗(yàn)3的反應(yīng)溫度比實(shí)驗(yàn)2的反應(yīng)溫度高，所以反應(yīng)速率實(shí)驗(yàn)3大于實(shí)驗(yàn)2；而實(shí)驗(yàn)4和實(shí)驗(yàn)3反應(yīng)物的狀態(tài)不相同，粉末狀的比塊狀的反應(yīng)速率快。整理ppt【遷移訓(xùn)練2】(2010·福建)化合物Bilirubin在一定波長(zhǎng)的光照射下發(fā)生分解反應(yīng)(不可逆)，反應(yīng)物濃度隨反應(yīng)時(shí)間變化如下圖所示，計(jì)算反應(yīng)在4～8min間的平均反應(yīng)速率和推測(cè)反應(yīng)進(jìn)行到16min時(shí)反應(yīng)物的濃度，結(jié)果應(yīng)是()A．2.5μmol·L－1·min－1和2.0μmol·L－1B．2.5μmol·L－1·min－1和2.5μmol·L－1C．3.0μmol·L－1·min－1和3.0μmol·L－1D．5.0μmol·L－1·min－1和3.0μmol·L－1B整理ppt【解釋】第8min與第4min時(shí)反應(yīng)物濃度差Δc為10μmol·L－1，所以在4～8min間的平均反應(yīng)速率為2.5μmol·L－1·min－1，可以排除CD兩個(gè)答案；圖中從0min開始到8min反應(yīng)物濃度減低了4倍，根據(jù)這一幅度，可以推測(cè)從第8min到第16min也降低4倍，即由10μmol·L－1降低到2.5μmol·L－1，所以可以排除A而選B。整理ppt

化學(xué)平衡狀態(tài)

【例3】可逆反應(yīng)2NO22NO＋O2在密閉容器中反應(yīng)，達(dá)到平衡狀態(tài)的標(biāo)志是(

)①單位時(shí)間內(nèi)生成nmolO2的同時(shí)生成2nmolNO2；②單位時(shí)間內(nèi)生成nmolO2的同時(shí)生成2nmolNO；③用NO2、NO、O2的物質(zhì)的量濃度變化表示的反應(yīng)速率的比為2∶2∶1的狀態(tài)；④混合氣體的顏色不再改變的狀態(tài)；⑤混合氣體的密度不再改變的狀態(tài)；⑥混合氣體的平均相對(duì)分子質(zhì)量不再改變的狀態(tài)A．①④⑥B．②③⑤C．①③④D．①②③④⑤⑥B整理ppt【解釋】①表示v正＝v逆，正確。②不能表示v正＝v逆，不正確。③只要發(fā)生反應(yīng)，v(NO2)∶v(NO)∶v(O2)＝2∶2∶1，錯(cuò)誤。④混合氣體顏色不變，說(shuō)明各物質(zhì)濃度不變，正確。⑤因不知體積是否變化，因此混合氣體密度不變不能說(shuō)明已達(dá)平衡。⑥混合氣體的平均相對(duì)分子質(zhì)量不變，說(shuō)明氣體的總物質(zhì)的量不變，說(shuō)明已達(dá)平衡。整理ppt【遷移訓(xùn)練2】如圖是恒溫下某化學(xué)反應(yīng)的反應(yīng)速率隨反應(yīng)時(shí)間變化的示意圖，下列敘述與示意圖不相符合的是()

A．反應(yīng)達(dá)平衡時(shí)，各物質(zhì)的含量為定值B．該反應(yīng)達(dá)到平衡態(tài)Ⅰ后，增大壓強(qiáng)，平衡發(fā)生移動(dòng)，達(dá)到平衡態(tài)ⅡC．該反應(yīng)達(dá)到平衡態(tài)Ⅰ后，增大反應(yīng)物濃度，平衡發(fā)生移動(dòng)，達(dá)到平衡態(tài)ⅡD．同一種反應(yīng)物在平衡態(tài)Ⅰ和平衡態(tài)Ⅱ時(shí)濃度一定不相等B整理ppt【解釋】從平衡狀態(tài)的概念可知，平衡狀態(tài)時(shí)各物質(zhì)的含量是一定值，A正確；平衡狀態(tài)I到平衡狀態(tài)Ⅱ，正反應(yīng)速率突然增大，而逆反應(yīng)速率漸漸增大，肯定不是增大壓強(qiáng)、縮小容器體積的結(jié)果，B錯(cuò)；在平衡Ⅰ下，增大反應(yīng)物濃度，則正反應(yīng)速率突然增大，逆反應(yīng)速率漸漸增大，C正確；從平衡Ⅰ到平衡態(tài)Ⅱ，平衡發(fā)生了移動(dòng)，則各物質(zhì)的濃度發(fā)生了變化，D正確。整理ppt1.一定溫度在aL的密閉容器里進(jìn)行反應(yīng)2A(g)＋B(g)2C(g)。容器內(nèi)開始加入下列各組物質(zhì)，初始反應(yīng)速率最大的一組物質(zhì)是()A．2molA和1molB(20℃)B．1molA和1molB(20℃)C．1molA和1molB(40℃)D．2molA和2molB(40℃)D整理ppt【解釋】

反應(yīng)速率與溫度、濃度、壓強(qiáng)、催化劑等因素有關(guān)。A項(xiàng)與B項(xiàng)中溫度相同，但A項(xiàng)中物質(zhì)A比B項(xiàng)中物質(zhì)A多，即濃度大，所以A項(xiàng)中的反應(yīng)速率大；同理，C項(xiàng)與D項(xiàng)的比較中，D項(xiàng)的反應(yīng)速率大；將A項(xiàng)與D項(xiàng)比較，D項(xiàng)中溫度高，反應(yīng)物的濃度大，所以反應(yīng)速度大。整理ppt2.反應(yīng)C(s)＋H2O(g)CO(g)＋H2(g)在一可變?nèi)莘e的密閉容器中進(jìn)行，下列條件的改變對(duì)其反應(yīng)速率幾乎無(wú)影響的是()A．增加C的用量B．增大反應(yīng)體系的壓強(qiáng)使體積改變C．升高體系的反應(yīng)溫度D．將容器的體積縮小一半A整理ppt【解釋】影響反應(yīng)速率的因素有：溫度、濃度、壓強(qiáng)、催化劑等。碳是固體，其濃度是一定值，增加碳的量，其濃度不變，所以反應(yīng)速率不變，A正確；增大反應(yīng)體系的壓強(qiáng)使體積縮小，則物質(zhì)的濃度增大，反應(yīng)速率加快；升溫，反應(yīng)速率一般是加快；容器的體積縮小，則意味著物質(zhì)的濃度增大，反應(yīng)速率加快。整理ppt3.在一密閉容器中充入2molA和1molB發(fā)生反應(yīng)：2A(g)＋B(g)xC(g)，達(dá)到平衡后，C的體積分?jǐn)?shù)為W%，若維持容器的容積和溫度不變，按起始物質(zhì)的量A0.6mol、B0.3mol、C1.4mol充入容器達(dá)到平衡后，C的體積分?jǐn)?shù)仍為W%。則下列敘述中正確的是(

)

A．平衡時(shí)A、B的物質(zhì)的量之比一定為2∶1

B．x的值可能是2，也可能是3

C．平衡時(shí)A的物質(zhì)的量與原平衡一定相等

D．C的體積分?jǐn)?shù)不可能為W%

ＡＢ

整理ppt

【解釋】這是等效平衡題。要達(dá)到等效平衡的結(jié)果，一種情況是“等體反應(yīng)”，按原比例加入物質(zhì)，相當(dāng)于對(duì)原平衡進(jìn)行增壓或降壓，而平衡不移動(dòng)，所以各物質(zhì)的含量不變，即x＝3；另一情況就是后來(lái)加入的物質(zhì)經(jīng)換算后，與原物質(zhì)的量完全一致，即0.6＋2.8/x＝2，x＝2。這樣可得答案B；因?yàn)槌淙?molA和lmolB，而據(jù)反應(yīng)式可知A和B以2∶1的比例進(jìn)行反應(yīng)，所以平衡時(shí)，A、B的物質(zhì)的量之比仍然為2∶1，可得答案A。整理ppt

4.下表是稀硫酸與某金屬反應(yīng)的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)：實(shí)驗(yàn)序號(hào)金屬質(zhì)量/g金屬狀態(tài)c(H2SO4)/mol·L－1V(H2SO4)/mL溶液溫度/℃金屬消失的時(shí)間/s反應(yīng)前反應(yīng)后10.10絲0.55020