化學(xué)反應(yīng)速率方向和限度

化學(xué)反應(yīng)速率方向和限度第一頁(yè)，共二十八頁(yè)，2022年，8月28日化學(xué)反應(yīng)速率、方向和限度第二頁(yè)，共二十八頁(yè)，2022年，8月28日化學(xué)反應(yīng)進(jìn)行的快慢化學(xué)反應(yīng)的限度化學(xué)反應(yīng)進(jìn)行的方向——化學(xué)反應(yīng)速率——化學(xué)平衡——自發(fā)反應(yīng)第三頁(yè)，共二十八頁(yè)，2022年，8月28日1.在密閉容器里，A與B反應(yīng)生成C，其反應(yīng)速率分別用vA、vB、vC表示，已知2vB=3vA、3vC=2vB，則此反應(yīng)可表示為

A.2A+3B＝2CB.A+3B＝2C

C.3A+B＝2CD.A+B＝C2.在一定溫度下，密閉容器進(jìn)行如下反應(yīng)：3Fe(s)+4H2O(g)Fe3O4(s)+4H2(g)下列判斷正確的是A.保持體積不變，增加Fe的量，正反應(yīng)速率加快B.將容器的體積縮小一半，正逆反應(yīng)速率均加快C.保持體積不變，充入Ne使體系壓強(qiáng)增大，正反應(yīng)速率加快D.保持壓強(qiáng)不變，充入Ne使容器的體積增大，正反應(yīng)速率不變第四頁(yè)，共二十八頁(yè)，2022年，8月28日化學(xué)反應(yīng)速率1.定義：2.表示方法：3.數(shù)學(xué)表達(dá)式：△cv=t4.單位：通常用單位時(shí)間內(nèi)反應(yīng)物濃度的減少或生成物濃度的增加來表示。mol/(L·s)或mol(L·min)-1或mol·L-1·h-1衡量化學(xué)反應(yīng)進(jìn)行的快慢程度的物理量。第五頁(yè)，共二十八頁(yè)，2022年，8月28日★1.具體反應(yīng)速率的數(shù)值是指某一時(shí)間間隔內(nèi)的平均反應(yīng)速率，而不是某一時(shí)刻的瞬時(shí)速率；★2.同一化學(xué)反應(yīng)的反應(yīng)速率用不同的物質(zhì)來表示，可能有不同的速率值，但這些速率的數(shù)值之比等于化學(xué)方程式的計(jì)量系數(shù)之比應(yīng)注意的幾個(gè)重要的問題：對(duì)于反應(yīng)：mA+nB=pC+qD比例關(guān)系：V(A)：V(B)：V(C)：V(D)=m：n：p：q等式關(guān)系：1m1n1p1qV(A)V(B)V(C)V(D)===★4.溫度每升高10℃，反應(yīng)速率增至原來的2-4倍?！?.比較同一反應(yīng)在不同條件下的反應(yīng)速率時(shí)，應(yīng)：

①統(tǒng)一基準(zhǔn)物質(zhì)；②統(tǒng)一單位。第六頁(yè)，共二十八頁(yè)，2022年，8月28日3．（09年山東）2SO2（g）+O2（g）2SO2（g）是制備硫酸的重要反應(yīng)。下列敘述正確的是A．催化劑V2O5不改變?cè)摲磻?yīng)的逆反應(yīng)速率B．增大反應(yīng)體系的壓強(qiáng)，反應(yīng)速率一定增大C．該反應(yīng)是放熱反應(yīng)，降低溫度將縮短反應(yīng)達(dá)到平衡的時(shí)間D．在t1、t2時(shí)刻，SO3(g)的濃度分別是c1、c2，則時(shí)間間隔t1~t2內(nèi)，SO3(g)生成的平均速率為D第七頁(yè)，共二十八頁(yè)，2022年，8月28日典例精析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-1

V(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0.550203450020.10粉末0.55020355030.10絲0.750203625040.10絲0.8502035200第八頁(yè)，共二十八頁(yè)，2022年，8月28日分析上述數(shù)據(jù)，回答下列問題：

(1)實(shí)驗(yàn)4和5表明，對(duì)反應(yīng)速率有影響，

反應(yīng)速率越快，能表明同一規(guī)律的實(shí)驗(yàn)還有

(填實(shí)驗(yàn)序號(hào))。

(2)僅表明反應(yīng)物濃度對(duì)反應(yīng)速率產(chǎn)生影響的實(shí)驗(yàn)有

(填實(shí)驗(yàn)序號(hào))。

(3)本實(shí)驗(yàn)中影響反應(yīng)速率的其他因素還有，其實(shí)驗(yàn)序號(hào)是。

(4)實(shí)驗(yàn)中的所有反應(yīng)都有一個(gè)共同特點(diǎn)，即___________________________________，推測(cè)其原因：相等，所以使等體積溶液的溫度升高的數(shù)值相近。典例精析典例精析變式2固體反應(yīng)物的表面積表面積越大1和2(或4和5)1、3、4、6、8反應(yīng)溫度6和7，8和9可能是硫酸過量，金屬完全反應(yīng)，放出的熱量相等，所以使等體積溶液的溫度升高的數(shù)值相近反應(yīng)前后溶液的溫度變化值(約15℃)相近第九頁(yè)，共二十八頁(yè)，2022年，8月28日小結(jié)；影響反應(yīng)速率的外界條件濃度溫度壓強(qiáng)催化劑固體表面積等第十頁(yè)，共二十八頁(yè)，2022年，8月28日典例精析實(shí)驗(yàn)步驟實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象結(jié)論①分別取等體積的2mol/L硫酸于試管中反應(yīng)快慢：Mg>Al>Fe反應(yīng)物的性質(zhì)越活潑，反應(yīng)速率越快②分別投入大小、形狀相同的Mg、Al、Fe(2)乙同學(xué)為了更精確地研究濃度對(duì)反應(yīng)速率的影響，利用右圖裝置同溫下進(jìn)行定量實(shí)驗(yàn)。用大小形狀相同的Zn分別和0.5mol/L及2mol/L的足量稀硫酸反應(yīng)。通過測(cè)定并比較相同時(shí)間內(nèi)產(chǎn)生

氫氣的體積(或產(chǎn)生同體積的氣體所需時(shí)間)可以說明濃度對(duì)化學(xué)反應(yīng)速率的影響。測(cè)定并比較相同時(shí)間內(nèi)產(chǎn)生實(shí)驗(yàn)一：氫氣的體積(或產(chǎn)生同體積的氣體所需時(shí)間)第十一頁(yè)，共二十八頁(yè)，2022年，8月28日【備選題】

影響化學(xué)反應(yīng)速率的因素很多，某課外興趣

小組用實(shí)驗(yàn)的方法進(jìn)行探究。

實(shí)驗(yàn)二：

已知反應(yīng)：

2KMnO4+5H2C2O4+3H2SO4＝K2SO4+2MnSO4+10CO2↑+8H2O

丙同學(xué)在做某濃度的酸性KMnO4溶液與0.2mol/L草酸

[H2C2O4]溶液反應(yīng)的實(shí)驗(yàn)時(shí)，觀察到開始一段時(shí)間內(nèi)，反應(yīng)速率

較慢，溶液褪色不明顯；但不久突然褪色，反應(yīng)速率明顯加快。

(3)針對(duì)上述現(xiàn)象，丁同學(xué)認(rèn)為該反應(yīng)放熱，導(dǎo)致溶液溫度上升，反應(yīng)速率加快。從影響化學(xué)反應(yīng)速率的因素看，你猜想還可能的原因是Mn2+(或MnSO4)的催化作用或催化劑。典例精析Mn2+(或MnSO4)的催化作用或催化劑

(4)若用實(shí)驗(yàn)證明你的猜想，除酸性高錳酸鉀溶液、草酸溶液試劑外，可以在反應(yīng)一開始時(shí)加入（）

A.硫酸鉀B.硫酸錳C.氯化錳D.水B第十二頁(yè)，共二十八頁(yè)，2022年，8月28日例、取2g干燥鋁粉和3g碘粉小心混合均勻，分為四堆。往各堆上分別加0.5g水，1g明礬，1g膽礬，1g無水硫酸銅。加水那堆混合物首先冒火花，發(fā)生劇烈反應(yīng)，其次發(fā)生反應(yīng)的是加明礬的那一堆混合物，再次是加膽礬的發(fā)生反應(yīng)，而加無水硫酸銅的那一堆混合物最難發(fā)生反應(yīng)。(1)鋁和碘反應(yīng)的方程式是

。(2)鋁和碘反應(yīng)還可以看到的是

。(3)四堆混合物發(fā)生反應(yīng)的先后順序說明了

。2Al+3I2===2AlI3冒紫色煙水是催化劑，明礬比膽礬更易失去結(jié)晶水H2O第十三頁(yè)，共二十八頁(yè)，2022年，8月28日一.有效碰撞理論①有效碰撞：②活化分子：③活化分子百分?jǐn)?shù)：④化學(xué)反應(yīng)與分子間的有效碰撞頻率有關(guān)，因此所有能夠改變內(nèi)能、運(yùn)動(dòng)速率以及碰撞幾率的外界條件，都可以用來改變、控制反應(yīng)速率。如:指能夠發(fā)生化學(xué)反應(yīng)的碰撞。指能夠發(fā)生有效碰撞的分子。指活化分子在反應(yīng)物分子中所占的百分?jǐn)?shù)。加熱、攪拌、增大反應(yīng)物的濃度、使用催化劑等。第十四頁(yè)，共二十八頁(yè)，2022年，8月28日方法指導(dǎo)用有效碰撞理論解釋影響化學(xué)反應(yīng)速率的因素：1.濃度：①增大反應(yīng)物濃度，單位體積內(nèi)活化分子數(shù)增多，單位時(shí)間內(nèi)有效碰撞次數(shù)多，反應(yīng)速率增大。反之，反應(yīng)速率減慢。②固體（或純液體）的濃度視為常數(shù)，增加或減少固體（或純液體）的量，化學(xué)反應(yīng)速率和化學(xué)平衡均不改變；故不能用它表示反應(yīng)速率。但固體的顆粒越小，反應(yīng)速率越快。第十五頁(yè)，共二十八頁(yè)，2022年，8月28日2.溫度：①溫度升高時(shí)，一部分分子吸收了能量變成了活化分子，使單位體積內(nèi)活化分子數(shù)目增多，有效碰撞次數(shù)增多，反應(yīng)速率加快。②升高溫度時(shí)，分子運(yùn)動(dòng)速率加快，單位時(shí)間內(nèi)有效碰撞機(jī)會(huì)增多，也能使反應(yīng)速率加快。③溫度對(duì)反應(yīng)速率影響的規(guī)律，對(duì)吸熱反應(yīng)、放熱反應(yīng)都適用。用有效碰撞理論解釋影響化學(xué)反應(yīng)速率的因素：用有效碰撞理論解釋影響化學(xué)反應(yīng)速率的因素：3.壓強(qiáng)：對(duì)于有氣體參加的反應(yīng)，當(dāng)其他條件不變時(shí)，改變壓強(qiáng)，引起濃度的改變，從而引起單位體積內(nèi)活化分子數(shù)發(fā)生改變。所以討論壓強(qiáng)對(duì)反應(yīng)速率的影響時(shí)，應(yīng)區(qū)分引起壓強(qiáng)改變的原因，這種改變對(duì)反應(yīng)體系的濃度產(chǎn)生何種影響，由此判斷出反應(yīng)速率有何影響。第十六頁(yè)，共二十八頁(yè)，2022年，8月28日方法指導(dǎo)用有效碰撞理論解釋影響化學(xué)反應(yīng)速率的因素：3.壓強(qiáng)

對(duì)于氣體反應(yīng)體系，有以下三種情況：(1)恒溫時(shí)：增大壓強(qiáng)，體積縮小，濃度增大，反應(yīng)速率加快；(2)恒容時(shí)：①充入氣體反應(yīng)物，壓強(qiáng)增大，濃度增大，速率加快；②充入“惰性氣體”，總壓強(qiáng)增大；但參加反應(yīng)的各物質(zhì)濃度不變，反應(yīng)速率不變。(3)恒壓時(shí)：充入“惰性氣體”，體積增大，各反應(yīng)物濃度減小，反應(yīng)速率減慢。第十七頁(yè)，共二十八頁(yè)，2022年，8月28日方法指導(dǎo)

4.催化劑：

①加入催化劑可以大大降低化學(xué)反應(yīng)所需要的活化能，也就等于提高了活化分子的百分?jǐn)?shù)，從而提高了有效碰撞的頻率，加快了化學(xué)反應(yīng)速率。②催化劑在化學(xué)反應(yīng)前后質(zhì)量不變，化學(xué)性質(zhì)不變，物理性質(zhì)可能發(fā)生改變。③催化劑能同等程度的改變正、逆反應(yīng)的反應(yīng)速率，因而對(duì)化學(xué)平衡無影響，不能改變反應(yīng)物的轉(zhuǎn)化率和生成物的總產(chǎn)量。第十八頁(yè)，共二十八頁(yè)，2022年，8月28日小結(jié)：影響化學(xué)反應(yīng)速率的因素影響外因

單位體積內(nèi)有效碰撞頻率化學(xué)反應(yīng)速率分子總數(shù)活化分子活化百分?jǐn)?shù)分子數(shù)增大反應(yīng)物濃度增大壓強(qiáng)升高溫度催化劑

增加增加增加加快增加增加增加加快不變?cè)黾釉黾蛹涌觳蛔冊(cè)黾釉黾蛹涌觳蛔儾蛔冊(cè)龃笤龃蟮谑彭?yè)，共二十八頁(yè)，2022年，8月28日高考回放1.(2007·廣東)“碘鐘”實(shí)驗(yàn)中，3I-+S2O2-8＝I-3+2SO2-4的反應(yīng)速率可以用I-3與加入的淀粉溶液顯藍(lán)色的時(shí)間t來度量，t越小，反應(yīng)速率越大。某探究性學(xué)習(xí)小組在20℃進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，得到的數(shù)據(jù)如下表：回答下列問題：(1)該實(shí)驗(yàn)的目的是研究反應(yīng)物I-與S2O2-8的濃度對(duì)反應(yīng)速率

(2)顯色時(shí)間t1=29.3s。實(shí)驗(yàn)編號(hào)①②③④⑤c(I-)/mol·L-10.0400.0800.0800.1600.120c(SO2-4)/mol·L-10.0400.0400.0800.0200.040t/s88.044.022.044.0t1研究反應(yīng)物I-與S2O2-8的濃度對(duì)反應(yīng)速率的影響29.3s第二十頁(yè)，共二十八頁(yè)，2022年，8月28日高考回放1.(2007·廣東)“碘鐘”實(shí)驗(yàn)中，3I-+S2O2-8＝I-3+2SO2-4的反應(yīng)速率可以用I-3與加入的淀粉溶液顯藍(lán)色的時(shí)間t來度量，t越小，反應(yīng)速率越大。某探究性學(xué)習(xí)小組在20℃進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，得到的數(shù)據(jù)如下表：(3)溫度對(duì)該反應(yīng)的反應(yīng)速率的影響符合一般規(guī)律，若在40℃下進(jìn)行編號(hào)③對(duì)應(yīng)濃度的實(shí)驗(yàn)，顯色時(shí)間t2的范圍為(A)(填字母)

A.<22.0sB.22.0～44.0s

C.>44.0sD.數(shù)據(jù)不足，無法判斷實(shí)驗(yàn)編號(hào)①②③④⑤c(I-)/mol·L-10.0400.0800.0800.1600.120c(SO2-4)/mol·L-10.0400.0400.0800.0200.040t/s88.044.022.044.0t1

A第二十一頁(yè)，共二十八頁(yè)，2022年，8月28日高考回放1.(2007·廣東)“碘鐘”實(shí)驗(yàn)中，3I-+S2O2-8＝I-3+2SO2-4的反應(yīng)速率可以用I-3與加入的淀粉溶液顯藍(lán)色的時(shí)間t來度量，t越小，反應(yīng)速率越大。某探究性學(xué)習(xí)小組在20℃進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，得到的數(shù)據(jù)如下表：(4)通過分析比較上表數(shù)據(jù)，得到的結(jié)論是

反應(yīng)速率與反應(yīng)物起始濃度乘積成正比

(或顯色時(shí)間與反應(yīng)物起始濃度乘積成反比)。實(shí)驗(yàn)編號(hào)①②③④⑤c(I-)/mol·L-10.0400.0800.0800.1600.120c(SO2-4)/mol·L-10.0400.0400.0800.0200.040t/s88.044.022.044.0t1反應(yīng)速率與反應(yīng)物起始濃度乘積成正比(或顯色時(shí)間與反應(yīng)物起始濃度乘積成反比)第二十二頁(yè)，共二十八頁(yè)，2022年，8月28日某同學(xué)欲探究外界條件對(duì)反應(yīng)速率的影響,設(shè)計(jì)了如下實(shí)驗(yàn):2S2O3+10mL0.1mol/LH2SO4(常溫)2S2O3+5mLH2O+10mL0.1mol/LH2SO4(常溫)2S2O3+5mLH2O+5mL0.1mol/LH2SO4(常溫)分析以上設(shè)計(jì),回答下列問題:(1)反應(yīng)速率最快的一組是_________;(2)BC兩組中加水的目的是__________________________________.(3)設(shè)計(jì)AB兩組實(shí)驗(yàn)的意圖是_________________________,設(shè)計(jì)AC兩組實(shí)驗(yàn)的意圖是_______________________,設(shè)計(jì)BC兩組實(shí)驗(yàn)的意圖是______________________________.(4)若欲探究溫度對(duì)反應(yīng)速率的影響,還應(yīng)設(shè)計(jì)的實(shí)驗(yàn)是_________________________________________.第二十三頁(yè)，共二十八頁(yè)，2022年，8月28日2.合成氨工業(yè)在國(guó)民經(jīng)濟(jì)中占有重要的地位，請(qǐng)參與下列探究。(1)生產(chǎn)氫氣：將水蒸氣通過紅熱的炭，即產(chǎn)生水煤氣。C(s)+H2O(g)H2(g)+CO(g)ΔH=+131.3kJ/mol，ΔS=+133.7J·K-1·mol-1該反應(yīng)在能否自發(fā)否(填“能”或“否”)。(2)已知在400℃時(shí)，N2(g)+3H2(g)2NH3(g)的K=0.5,①2NH3(g)N2(g)+3H2(g)的K=2(填數(shù)值)。②400℃時(shí)，在0.5L的反應(yīng)容器中進(jìn)行合成氨反應(yīng)，一段時(shí)間后，測(cè)得N2、H2、NH3的物質(zhì)的量分別為2mol、1mol、2mol，則此時(shí)反應(yīng)v(N2)正=v(N2)逆(填“>”、“<”、“=”或“不能確定”)。能

2

=第二十四頁(yè)，共二十八頁(yè)，2022年，8月28日二、化學(xué)反應(yīng)的方向和判斷依據(jù)1、自發(fā)反應(yīng)在一定條件下，無需外界幫助就能自動(dòng)進(jìn)行的反應(yīng)注意：(1)一定條件指：一定的溫度和壓強(qiáng)外界幫助可以是如通電、光照等。能量判據(jù)：體系趨向于從高能狀態(tài)轉(zhuǎn)變?yōu)榈湍軤顟B(tài)（△H＜0）。對(duì)于化學(xué)反應(yīng)而言，絕大多數(shù)的放熱反應(yīng)能自發(fā)進(jìn)行，且放出的熱量越多，體系能量降低越多，反應(yīng)越完全2、焓變3、熵判據(jù)