化学反应速率与限度讲义.pdf

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1、1、化学反应速率 用单位时间内反应物浓度的减小或生成物浓度的增加来表示。 时间： （如每秒、每分、每小时） 计算公式为C / t 反应速率的单位mol/(L?s )mol/(L?min)mol/(L?h) 【质疑 】在学习二氧化硫的性质时有两个重要的反应，体现二氧化硫的还原性和氧化性： 2SO2 + O22SO3， SO2 + 2H2S = 3S + 2H2O 。为什么一个式子用“” ，一个式 子用“”号？说明什么？ 有些化学反应不能进行完全，即反应物不能完全转化为生成物。这与化学反应的限度 有关。 【板书 】二、化学反应的限度 【阐述 】在 2SO2 + O2 2SO3反应中二氧化硫与氧气反

2、应生成三氧化硫的同时，三氧化 硫又分解成二氧化硫和氧气。 .可逆反应 在同一条件下，能同时向正、反两个方向进行的化学反应称为可逆反应 【注意 】同一条件，同时进行；反应物不能完全转化为生成物。 【质疑、探讨 】一定条件下的可逆反应能否出现正、逆反应速率相等？ 请在下图中画出反应A(g) + B(g) C(g) + D(g) 的反应速率和反应时间的关系图。 【阐述 】由图可知一定条件下，从反应物开始建立的可逆反应，正反应速率逐渐减小，逆反 应速率逐渐增大，一段时间后，正、逆反应速率相等，反应速率不再随时间的变化而变化， 反应达到平衡。从逆反应开始也可以吗？ 【板书 】2.化学平衡 化学平衡状态是

3、指在一定条件下的可逆反应里正反应速率和逆反应速率相等，反应混合物中 各组分的质量分数保持不变的状态。 【质疑 】化学平衡的特征是什么？为什么说化学平衡是动态平衡？ 反应时间 反 应 速 率 动： V正 = V 逆 0，动态平衡 定：外界条件一定，各组成的百分含量一定（不是相等） 变：外界条件改变，平衡被破坏、发生移动而建立新的平衡 【质疑 】化学平衡随条件的变化而变化，哪些条件对化学平衡有影响？ 【观察 思考 】温度对 NO2与 N2O4反应平衡状态是如何影响的？为什么条件的改变平衡状态 被破坏？ 【阐述 】在 2NO2 N2O4的反应中，已知生成 N2O4的反应是放热反应，当温度升高时， 气

4、体颜色变深，说明NO2的浓度增大，升高温度有利于NO2的生成。温度的改变使正、逆反 应速率不等， 原平衡被破坏， 可见化学平衡是在一定条件下建立的，同一可逆反应条件不同 平衡状态不同，即化学平衡发生移动。 化学平衡移动： 化学平衡只有在一定的条件下才能保持平衡。如果一个可逆反应达到平衡状 态以后，反应条件（如浓度、压强、温度等）改变了，平衡混合物里各组成物的质量分数也 就随之改变而达到新的平衡状态，这叫化学平衡的移动。 平衡状态不平衡状态新平衡状态 V正=V 逆V正 V逆V 正=V 逆 化 学 平 衡 移 动 【实验探究 】补充浓度、压强对化学平衡移动的影响 浓度对 Fe3 与SCN反应平衡状

5、态的影响 0.01mol / L FeCl3和 0.01mol / LKSCN 等体积混合 Fe 3 3SCN Fe(SCN)3 加1mol / L FeCl 3红色加深 加1mol / L KSCN 红色加深 对比 压强对 NO2与N2O4反应平衡状态的影响 增大压强反应混合物的颜色先变深后变浅，但比原平衡混合物的颜色要深，平衡向生成 N2O4 的方向移动； 减小压强反应混合物的颜色先变浅后变深，但比原平衡混合物的颜色要浅，平衡向生成 NO2 的方向移动。 结论 】化学平衡移动受到反应物的浓度、压强、温度等因素的影响。 浓度：在其它条件不变时，增大反应物（或减小生成物）浓度，平衡向正反应方向

6、移动 平衡向正反应方向移动 压强：在其它条件不变时，增大（或减小）压强，平衡向气体体积缩小（或扩大）的方向移 动 温度：在其它条件不变时，升高（或降低）温度，平衡向吸热（或放热）方向移动 催化剂：对化学平衡移动无影响 【思考讨论 】 1、下列有关化学平衡状态的描述正确的是 1）化学平衡状态就是正逆反应速率相等，且均等于零，反应停止了的状态。 2）对于反应 3Fe(S)+4H2O(g) Fe3O4(S)+4H2(g) 当压强不变时，反应达到平衡。 当气体水的浓度不变时，反应达到平衡。 当 Fe3O4的质量不变时，反应达到平衡到达。 2、下列叙述中可以说明反应2HI H2 + I2(g)已达平衡状

7、态的是 单位时间内生成n mol H2的同时生成 n mol HI 一个HH 键断裂的同时有两个H I 键断裂 百分组成HI % = I 2 % 反应速率VH2= VI2 = 1/2VHI 时 HI H 2I2 = 2 11 时 V(HI) 分解 = V(HI) 生成 压强不变 C(HI)= 2 C(I 2) 3、在容积不变密闭容器中，对于合成氨反应是否达到平衡的标志是 1)V(N2)V(H2)= 13 2) V(N2)V(NH3)= 12 3) V(NH3)= 2 V(N2) 4) V(NH3)分解 = V(NH3)合成 5) C(NH3)= 2 C(N2) 6)压强不变 7) 每消耗n m

8、ol N2的同时生成 2n mol NH 38)密度不变 9) 混合气体中氮气的体积百分含量不变 【思考讨论 】2、3两题有什么不同？判断化学平衡建立的标志是什么？ 根据什么可以判断在一定条件下，一个任意反应：mA nB pC qD 是否达到化 学平衡？ 【点评 】通过思考讨论使学生学会从特殊到一般的认识事物的思维方法。 【小结 】判断化学反应达到平衡的标志 1） V( 正)= V( 逆 ) 正逆反应的描述：同一物质消耗和生成，反应物和生成物消耗或生成 速率相等：同一物质速率的数值相等，不同物质速率的数值与系数成正比即相等 2）混合气体中各组分的体积百分含量不变（或某物质的物质的量不变） 3）

9、反应前后气体的体积不等时，压强不变或平均分子量不变或密度不变 4）同种物质化学键的断裂与化学键的形成的物质的量等，体系中含有色物质时，颜色不 随时间的变化而变化 若以化学键或浓度表示，则必须对应反应物和生成物且要按反应方程式系数关系成比例 【本节练习 】 1、反应 A + 3B = 2C + 2D 在四种不同情况下的反应速率分别为： V(A)=0.15mol/(Ls) V(B)=0.6mol/(L.s) V(C)=0.4mol/(Ls) V(D)=0.45mol/(L.s) 该反应进行的快慢顺序为_. 提示：以同一物质为标准,将其他物质表示的反应速率换算为用该物质表示的速率，并比较。 2、在一

10、定温度下，可逆反应A(g) + 3B(g)2C(g) 达到平衡的标志是（） A. C生成的速率与C分解的速率相等 B. A， B，C的浓度不再变化 C. 单位时间生成n mol A，同时生成 3n mol B D. A、B、C、的分子数之比为1 3 2 3、已知合成氨反应的浓度数据如下： N2+ 3H2 2NH3 起始浓度 mol/L 1.0 3.0 0 2秒末浓度 mol/L 0.6 1.8 0.8 当用氨气浓度的增加来表示该化学反应速率时，其速率为( ). A. 0.2 mol/(Ls) B. 0.4 mol/(Ls) C. 0.6 mol/(Ls) D. 0.8 mol/(Ls) 4、关

11、于化学反应速率的说法正确的是( ). A. 化学反应速率可表示可逆反应进行的程度 B. 化学反应速率是指一定时间内，任何一种反应物浓度的减少或任何一种生成物浓度的增 加 C.对于任何化学反应来说，反应速率越快，反应现象就越明显 D.根据反应速率的大小可知化学反应进行的相对快慢 5、下列说法正确的是( ). A. 参加反应物质的性质是决定化学反应速率的主要因素 B. 光是影响某些化学反应速率的外界条件之一 C. 决定化学反应速率的主要因素是浓度 D. 不管什么反应 ,增大浓度，或加热或加压，或使用催化剂，都可以加快反应速率 6、将 0.1 mol/L 稀硫酸以相同体积与下列处于不同条件下的硫代硫

12、酸钠溶液等体积混合，其 中出现浑浊最快的是( )。 A10、 0.1 mol/L B10、 0.05 mol/L C20、 0.05 mol/L D20、 0.1 mol/L 7、在 N2+3H22NH3反应中，使用催化剂的理由是 ( ). A. 使平衡向正方向移动B. 没有催化剂该反应不能发生 C. 使化学反应速率增大D. 抑制逆反应的发生 8、能确认发生化学平衡移动的是（） 。 A. 化学反应速率发生了变化 B. 有气态物质参加的可逆反应达到平衡后，改变了压强 C. 由于某一条件的改变,使平衡混合物中各组分的浓度发生了不同程度的改变 D. 可逆反应达到平衡后，使用催化剂 9、2NO2N2O

13、4正方向放热，把烧瓶置于100 0C沸水中，下列哪几项性质不会改变 颜色，平均分子量，质量，压力。 A. B. C. D. 10、对某一可逆反应来说，使用催化剂的作用是 A. 提高反应物的平衡转化率B. 改变平衡混合物的组成 C. 以同样程度改变正逆反应的速率D. 增大正反应速率，减小逆反应速率 11、对于反应 2SO2 + O22SO3正反应放热 增加 O2 的浓度，平衡（）移动， SO2的浓度（ ） ，SO3的浓度（） 。 增大压强，平衡（）移动，SO2的浓度（）物质的量（） ， SO3的浓度（ ）物质的量（） 。 升高温度，平衡（）移动， SO2的浓度（） ， SO3的浓度（） 。 12

14、、请画出 2SO2 + O22SO3反应中 SO3的浓度在有催化剂和无催化剂情况下随反应时间 SO3 的 浓 度 时间 0 的变化图。 22某温度时，在一个2L 的密闭容器中，X、Y、Z 三种物质 的物质的量随时间的变化曲线如图所示。根据图中数据，试 填写下列空白： （1）该反应的化学方程式为； （2）从开始至2min，Z 的平均反应速率为； （3）若 X 、Y、Z 均为气体，反应达平衡时： 此时体系的压强是开始时的倍。 23在密闭容器中发生3X(g)+Y(g) = Z (g)+2W(g)反应，现在控制下列三种不同的条件： 在 400C时， 9molX 与 3molY 反应在 400C时， 1

15、5 molX 与 5molY 反应 在 300C 时， 9molX 与 3molY 反应 那么，反应开始时，正反应速率最大的是（填序号，下同）， 正反应速率最小的是。 24对于反应： 2SO2O2 2SO3，当其他条件不变时，只改变一个反应条件，将生成 SO3的反应速率的变化填入空格里( 填写“增大”“减小”“不变”) 编号改变的条件生成 SO3的速率 降低温度 增大 O2的浓度 使用 V2O5作催化剂 压缩体积 25将镁带投入盛放在敞口容器的盐酸里，产生H2的速率与时间 的关系可由右图表示。 （1）写出离子反应方程式 （2）在下列因素中H 的浓度 镁带的表面积溶液的温度 Cl -的浓度 能影

16、响该反应速率的因素有_（填序号）； （3）解释图中AB段形成的原因； （4）解释图中1时刻后速率变小的原因 26 （4 分）将等物质的量的A和 B，混合于 2 L 的密闭容器中，发生如下反应 3A （g） B（g）C（g） 2D （g） ，经过 4min 时，测得D的浓度为0.5 mol/L （ A）:c （B） 3:5 ，C的反应速率是0.125 mol -1 min -1， A在 4 min 末的浓度是 _， x 的值是 _。 27现欲用纯净的碳酸钙与稀盐酸反应制取二氧化碳气体，请回 答： 实验过程如右图所示，分析判断：段化学反应 速率最快，段收集的二氧化碳最多。 为了降低上述化学反应的反应速率，欲向溶液中加入下列 物质，你认为可行的是（） A、蒸馏水 B 、 NaCl 固体 C 、NaCl 溶液 D 、浓盐酸 （3）OE段化学反应速率较慢的主要原因为 EF 段化学反应速率加快的主要原因为 FG 段化学反应速率减慢的主要原因为 28将镁带投入盛放在敞口容器的盐酸里，产生H2的速率与 时间 的关系可由右图表示。 （1）写出离子反应方程式 （2）在下列因素中H 的浓度 镁带的表面积溶液的温度 Cl -的浓度 能影响该反应速率的因素有_（填序号）； （3）解释图中AB 段形成的原因； （4）解释图中1时刻后速率变小的原因。