第二章

化學(xué)反應(yīng)速率與化學(xué)平衡第一節(jié)

化學(xué)反應(yīng)速率目錄CONTENTS01化學(xué)反應(yīng)速率02影響化學(xué)反應(yīng)速率的因素03活化能01化學(xué)反應(yīng)速率1、含義：化學(xué)反應(yīng)速率是用來衡量__________________的物理量。2、化學(xué)反應(yīng)速率的表示：(1)定義：化學(xué)反應(yīng)速率用________________________________________________________________來表示。(2)表達(dá)式：__________________________

單位：__________________________化學(xué)反應(yīng)快慢

單位時(shí)間內(nèi)反應(yīng)物濃度的減少量或生成物濃度的增加量v=ΔcΔt=ΔtΔnV體積mol/(L·s)或mol/(L·min)mol·L-1·s-1或mol·L-1·min-1注意：①________________的濃度可視為常數(shù)，不用它們來表示化學(xué)反應(yīng)速率。②反應(yīng)速率是一時(shí)間段內(nèi)的_______速率，而不是指瞬時(shí)速率，不取負(fù)值。③用同一反應(yīng)體系中不同物質(zhì)表示速率時(shí)，其數(shù)值比等于____________________，還等于________________。例如：對(duì)于反應(yīng)mA(g)+nB(g)=pC(g)+qD(g)，v(A):v(B):v(C):v(D)=____________________________④在同一反應(yīng)體系中用不同物質(zhì)表示反應(yīng)速率時(shí)，其數(shù)值__________，但表示的意義___________?？刹煌嗤瘜W(xué)計(jì)量數(shù)之比變化量之比m:n:p:q平均固體或純液體C3、化學(xué)反應(yīng)速率計(jì)算的常用方法——三段式法注意：三段式中可帶入的物理量：物質(zhì)的量、物質(zhì)的量濃度、分壓等。①對(duì)于反應(yīng)物：c(起始)—c(轉(zhuǎn)化)=c(某時(shí)刻)②對(duì)于生成物：c(起始)+c(轉(zhuǎn)化)=c(某時(shí)刻)③各物質(zhì)的轉(zhuǎn)化量之比等于其化學(xué)計(jì)量數(shù)之比④轉(zhuǎn)化率

【練習(xí)1】一定溫度下，向一容積為2L的真空容器中加入2mol氮?dú)猓?mol氫氣，3min后測(cè)得容器內(nèi)的壓強(qiáng)是起始時(shí)壓強(qiáng)的0.9倍，在此時(shí)間內(nèi)用氫氣的變化來表示反應(yīng)速率為_________________0.1mol/(L·min)【練習(xí)2】已知：3Cl2(g)＋2NH3(g)=N2(g)＋6HCl(g)。若反應(yīng)速率分別用v（Cl2）、v（NH3）、v（N2）、v（HCl）表示，則下列關(guān)系式正確的是（）A.—v（Cl2）＝v（NH3）

23B.—v（Cl2）＝v（N2）

31C.—v（Cl2）＝v（HCl）

21D.—v（NH3）＝v（HCl）

31B【練習(xí)3】Bodensteins研究反應(yīng)：H2(g)＋I(xiàn)2(g)

2HI(g)ΔH＜0

溫度為T時(shí)，在容積為2L的密閉容器中進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，測(cè)得氣體混合物中碘化氫的物質(zhì)的量分?jǐn)?shù)w（HI）與反應(yīng)時(shí)間t的關(guān)系如下表容器編號(hào)起始物質(zhì)t/min020406080100Ⅰ0.5molI2、0.5molH2w（HI）/%05068768080容器Ⅰ中，前20min的平均速率v（HI）＝_________________

0.0125mol/(L·min)【練習(xí)4】向某容積固定的密閉容器中加入0.15mol/L的A、0.05mol/L的C和一定量的B三種氣體，一定條件下發(fā)生反應(yīng)，各物質(zhì)濃度隨時(shí)間變化如圖所示。已知在反應(yīng)過程中混合氣體的平均摩爾質(zhì)量沒有變化。下列說法錯(cuò)誤的是()DNH3(g)+HBr(g)2HBr(g)Br2(g)+H2(g),【練習(xí)5】將固體NH4Br置于密閉容器中，某溫度下發(fā)生下列反應(yīng)：NH4Br(s)2min后測(cè)得氫氣的濃度為0.5mol/L,HBr的濃度為4mol/L,若上述反應(yīng)速率用v(NH3)表示，下列速率中正確的是（）A、0.5mol/(L·min)B、2.5mol/(L·min)C、2mol/(L·min)D、5mol/(L·min)B4、化學(xué)反應(yīng)速率的實(shí)驗(yàn)測(cè)定測(cè)定原理：利用與化學(xué)反應(yīng)中任何一種化學(xué)物質(zhì)的_______相關(guān)的可觀測(cè)量進(jìn)行測(cè)定。測(cè)定方法：(1)直接觀察測(cè)定：如氣體的__________和體系的__________等。(2)科學(xué)儀器測(cè)定：如反應(yīng)體系__________的變化。在溶液中,當(dāng)反應(yīng)物或生成物本身有較明顯的顏色時(shí),可利用顏色變化與濃度變化間的比例關(guān)系來測(cè)量反應(yīng)速率。濃度體積壓強(qiáng)顏色【實(shí)驗(yàn)探究】實(shí)驗(yàn)?zāi)康模和ㄟ^實(shí)驗(yàn)測(cè)定并比較鋅粒與不同濃度稀硫酸反應(yīng)的反應(yīng)速率。實(shí)驗(yàn)儀器：錐形瓶、雙孔塞、注射器、鐵架臺(tái)、____________、________實(shí)驗(yàn)藥品：鋅粒2粒（顆粒大小、質(zhì)量相同），

1mol/L稀硫酸、4mol/L稀硫酸各40mL分液漏斗秒表實(shí)驗(yàn)步驟：1、連接實(shí)驗(yàn)裝置2、__________________________3、先向錐形瓶中加入鋅粒，然后再向分液漏斗中加入稀硫酸4、使稀硫酸滴入錐形瓶與鋅粒反應(yīng)5、觀察收集10mLH2所用的時(shí)間檢查裝置的氣密性(3)將注射器活塞固定，用分液漏斗向錐形瓶加水，水不能滴下，氣密性好。

(4)用分液漏斗向錐形瓶中加水沒過分液漏斗下端，將注射器向里推，有液體沿分液漏斗下端上升，保持一段時(shí)間后液柱不下降，氣密性好。(5)關(guān)閉分液漏斗活塞，向里推（或向外拉）注射器的活塞，松開手后活塞能復(fù)原，氣密性好。(1)關(guān)閉分液漏斗活塞，手捂錐形瓶，看注射器活塞是否外移，若外移，說明氣密性好。(2)通過分液漏斗向錐形瓶中加水，看注射器活塞是否外移，若外移，氣密性好。1、如何檢查該裝置的氣密性?思考：（微熱法）（注液法）（注液法）（液封法）（推拉活塞法）2、如果沒有注射器，用什么來代替？測(cè)量氫氣體積方法有哪些?圖一圖二圖三①當(dāng)體系的溫度恢復(fù)到室溫后，②對(duì)于圖一，要調(diào)節(jié)量筒的高度，使量筒內(nèi)外的液面相平；對(duì)于圖二，要上下移動(dòng)量筒，使量筒內(nèi)的液面與廣口瓶中的液面相平；對(duì)于圖三，要上下移動(dòng)右邊的玻璃管，使左右兩管中的液面相平。③讀數(shù)時(shí)，視線要和量筒內(nèi)（或量氣管內(nèi)）凹液面的最低處相平。讀數(shù)注意事項(xiàng)溫度、壓強(qiáng)、視線3、此實(shí)驗(yàn)成功的關(guān)鍵是什么？裝置的氣密性（1）測(cè)相同時(shí)間內(nèi)收集到氫氣的體積（2）測(cè)相同時(shí)間內(nèi)溶液中氫離子濃度的變化（3）測(cè)相同時(shí)間內(nèi)鋅粒的質(zhì)量變化4、測(cè)定此化學(xué)反應(yīng)的反應(yīng)速率還可以測(cè)定哪些數(shù)據(jù)？02影響化學(xué)反應(yīng)速率的因素1、主要因素：______________________________________2、外界條件：______________________________________(1)濃度：【結(jié)論】其他條件相同時(shí)，增大反應(yīng)物濃度，化學(xué)反應(yīng)速率______；減小反應(yīng)物濃度，化學(xué)反應(yīng)速率_______。反應(yīng)物的組成、結(jié)構(gòu)和性質(zhì)等因素增大減小濃度、壓強(qiáng)、濃度及催化劑等變量控制方法【注意】①_______________的濃度可視為常數(shù)，因而其物質(zhì)的量的改變不影響化學(xué)反應(yīng)速率。但反應(yīng)速率與反應(yīng)物間的接觸面積有關(guān)，固體顆粒____，比表面積____，反應(yīng)速率越快，故可通過_____________的方法加快反應(yīng)速率。固體或純液體越小越大研細(xì)塊狀固體【練習(xí)7】室溫下，相同大小的鋁片分別與下列酸反應(yīng)，產(chǎn)生氫氣的速率最快的是（）A、0.1mol/L20ml的鹽酸B、0.2mol/L10mL的鹽酸C、0.15mol/L5ml的硫酸D、18mol/L10ml的硫酸【練習(xí)6】如反應(yīng)：3KSCN+FeCl3Fe(SCN)3+3KCl若在上述反應(yīng)體系中加入KCl晶體，會(huì)不會(huì)影響化學(xué)反應(yīng)速率？不會(huì)C【練習(xí)8】下列四種X溶液,分別放入盛有10mL2mol/LHCl燒杯中，加水稀釋至50mL，X和HCl進(jìn)行反應(yīng),其中反應(yīng)速率最大的是(

)A.20mL3mol/LX的溶液B.20mL2mol/LX的溶液C.10mL4mol/LX的溶液D.10mL2mol/LX的溶液A(2)壓強(qiáng)【結(jié)論】對(duì)于有氣體參加的反應(yīng)，其他條件相同時(shí)，增大壓強(qiáng)（減小容器體積），化學(xué)反應(yīng)速率_________；減小壓強(qiáng)（增大容器體積），化學(xué)反應(yīng)速率________?！咀⒁狻繅簭?qiáng)的影響歸根結(jié)底是濃度的影響增大減?、俸銣貢r(shí)：增大壓強(qiáng)②恒容時(shí)：充入反應(yīng)物③充入稀有氣體：恒容時(shí)，充入稀有氣體恒壓時(shí)，充入稀有氣體引起引起引起引起引起引起引起容器容積縮小

濃度增大

v加快濃度增大v加快

容器內(nèi)壓強(qiáng)增大

c不變v不變V增大，P不變

c減小

v減慢

【練習(xí)9】如下圖所示，相同體積的a、b、c三密閉容器，其中c容器有一活塞，a、b兩容器為定容容器，起始向三容器中都加入相同量的SO2和O2使三容器壓強(qiáng)相等，一定條件下發(fā)生2SO2+O2=2SO3的反應(yīng)。問：①起始a、c兩容器的反應(yīng)速率大小關(guān)系為Va___Vc；②反應(yīng)一段時(shí)間后a、c中速率大小關(guān)系為Va___Vc；③如起始在a、c兩容器中通入同量的N2，起始反應(yīng)速率關(guān)系為Va___Vb___Vc=<=>(3)溫度

【課本P26實(shí)驗(yàn)探究】實(shí)驗(yàn)用品燒杯、試管、量筒、試管架、膠頭滴管、溫度計(jì)、秒表。0.1mol/LNa2S2O3溶液、0.1mol/LH2SO4溶液、0.5mol/LH2SO4溶液、5%H2O2溶液、1mol/LFeCl3溶液、蒸餾水、熱水實(shí)驗(yàn)原理Na2S2O3+H2SO4Na2SO4+SO2↑

+S↓+H2O實(shí)驗(yàn)原理

實(shí)驗(yàn)步驟

實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象兩支試管中的溶液____________,燒杯中裝______的試管先變渾濁。實(shí)驗(yàn)結(jié)論其他條件相同時(shí)，升高溫度，化學(xué)反應(yīng)速率__________。Na2S2O3+H2SO4=Na2SO4+SO2↑+S↓+H2O均變渾濁熱水增大(3)溫度：【結(jié)論】其他條件相同時(shí)，升高溫度，化學(xué)反應(yīng)速率__________；降低溫度，化學(xué)反應(yīng)速率___________。【注意】②大量實(shí)驗(yàn)證明，溫度每升高10℃，化學(xué)反應(yīng)速率通常增大為原來的2-4倍。增大減小=(2~4)(t2-t1)10V2V1（4）催化劑：【實(shí)驗(yàn)探究】2H2O2====2H2O+O2↑催化劑加快結(jié)論：其他條件相同時(shí)，使用催化劑可以_______化學(xué)反應(yīng)速率。（5）固體反應(yīng)物表面積對(duì)化學(xué)反應(yīng)速率影響其他條件相同時(shí)，固體反應(yīng)物表面積____________，反應(yīng)速率________________.

（6）其他因素對(duì)化學(xué)反應(yīng)速率影響的探究形成原電池、溶劑、光輻照、放射線輻照、超聲波電弧、強(qiáng)磁場(chǎng)、高速研磨等，也能影響化學(xué)反應(yīng)速率越大越快03活化能簡(jiǎn)單碰撞理論：反應(yīng)物分子間的相互碰撞是反應(yīng)進(jìn)行的必要條件，但并不是每次碰撞都能引起反應(yīng)，只有少數(shù)分子碰撞才能發(fā)生化學(xué)反應(yīng)。能引發(fā)化學(xué)反應(yīng)的碰撞稱之為有效碰撞，反應(yīng)物分子間有效碰撞的頻率越高，化學(xué)反應(yīng)速率越大。吉爾伯特·牛頓·路易斯1、基元反應(yīng)：大多數(shù)的化學(xué)反應(yīng)往往經(jīng)過多個(gè)反應(yīng)步驟才能實(shí)現(xiàn)。其中每一步反應(yīng)都稱為基元反應(yīng)。例如：2HI=H2+I2的2個(gè)基元反應(yīng)為：第一步：2HI→H2+2I?第二步：2I?→I2。這兩個(gè)先后進(jìn)行的基元反應(yīng)反映了2HI=H2+I2的反應(yīng)歷程。反應(yīng)歷程又稱______________。反應(yīng)機(jī)理2、基元反應(yīng)發(fā)生的先決條件基元反應(yīng)發(fā)生的先決條件是反應(yīng)物的分子必須發(fā)生____,但是并不是每一次分子碰撞都能發(fā)生_______________。碰撞化學(xué)反應(yīng)任何氣體中分子間的碰撞次數(shù)都是非常巨大的。通常情況下，當(dāng)氣體的濃度為1mol/L時(shí)，在每立方厘米、每秒內(nèi)反應(yīng)物分子間的碰撞可達(dá)到1028次。如果反應(yīng)物分子間的任何一次碰撞都能發(fā)生反應(yīng)的話，任何氣體的反應(yīng)均可以瞬間完成。但實(shí)際并非如此。氣體分子的碰撞頻率示例：HI分解反應(yīng)中分子碰撞示意圖能量不足，碰撞無法發(fā)生反應(yīng)HIHIHIHI取向不對(duì)，碰撞無法發(fā)生反應(yīng)HIHIHIHI有效碰撞，發(fā)生反應(yīng)H2I2HIHI投籃那些事力道不足——進(jìn)不去球取向不對(duì)——進(jìn)不去球力道、取向恰好——進(jìn)球3、有效碰撞(1)概念：______________________________________(2)條件：①分子具有_________________________；

②碰撞時(shí)具有______________________。(3)與反應(yīng)速率的關(guān)系：有效碰撞的頻率越高，則反應(yīng)速率______________。能夠發(fā)生化學(xué)反應(yīng)的碰撞叫作有效碰撞足夠高的能量合適的取向越快4、活化分子和活化能(1)活化分子：能夠發(fā)生_________________的分子?；罨肿影俜?jǐn)?shù)=________________________________對(duì)于某一化學(xué)反應(yīng)來說,在一定條件下,反應(yīng)物分子中活化分子的百分?jǐn)?shù)是一定的。(2)活化能：活化分子具有的平均能量與反應(yīng)物分子具有的平均能量_________,叫作反應(yīng)的活化能。有效碰撞（活化分子數(shù)/反應(yīng)物分子數(shù)）×100%之差5、反應(yīng)物、生成物的能量與活化能的關(guān)系圖活化分子活化能能量逆反應(yīng)反應(yīng)熱注意：①活化能______，普通分子就越容易變成活化分子，化學(xué)反應(yīng)就越容易發(fā)生,化學(xué)反應(yīng)速率就________。；反之，速率就______。對(duì)于多步基元反應(yīng)，其反應(yīng)速率取決于_____________的基元反應(yīng)。②單位體積內(nèi)活化分子數(shù)越多，單位時(shí)間內(nèi)有效碰撞次數(shù)________，化學(xué)反應(yīng)速率___________。越低越快越慢活化能最高越快越多觀察下圖，思考：為什么催化劑對(duì)化學(xué)反應(yīng)速率有顯著影響？當(dāng)其他條件相同時(shí)，使用催化劑，改變反應(yīng)歷程，活化能