归纳与整理教学设计(第二课时)

化学反应速度

问1．化学反应速率指瞬时速率还是平均速率？

－－－问2．在反应aA＋bB===cC＋dD中，若v(A)＝2 mol·L1·min1，而v(B)＝1.5 mol·L－1·min1，能否说明A表示的反应速率比B表示的反应速率快？

问3．对于一个化学反应，如果用不同物质表示其反应速率，数值不同意义是否相同？

问4．只有活化分子才能发生有效碰撞吗？活化分子一定能发生有效碰撞吗？

2．影响化学反应速率的因素

(1)内因(主要因素)：反应物本身的________，如金属与水反应的速率：Na____Mg____Al。

(2)外因(其他条件不变，改变一个条件) 3．外界条件对化学反应速率影响的原因分析

规律总结

浓度、压强、温度、催化剂影响化学反应速率的实质——改变了单位体积内活化分子的数目。单位体积内活化分子的数目增加，反应速率加快；反之减小。

问5．对于固体和纯液体反应物，其浓度可视为常数，若增加反应物的用量，对反应速率有何影响？

问6．压强对反应速率影响的实质是什么？改变体系压强，反应速率是否一定改变？

一、化学反应速率的计算与比较

1．化学反应速率的简单计算方法（起、转、平）

例1：将4 mol A气体和2 mol B气体在2 L的容器中混合，并在一定条件下发生如下－反应：2A(g)＋B(g)2C(g)，若经2 s后测得C的浓度为0.6 mol·L1，现有下列几种说法：

1

①用物质A表示反应的平均速率为0.3 mol·L1·s1②用物质B表示反应的平均速率为－－－0.6 mol·L1·s1③2 s时物质A的转化率为70%④2 s时物质B的浓度为0.7 mol·L1

其中正确的是(

) A．①③

B．①④

C．②③

D．③④

－－－－(2)若①②中用A、B表示反应的平均速率分别为0.3 mol·L1·s1、0.6 mol·L1·s1，哪种物质表示的反应速率更快？

例2：可逆反应2A(g)＋3B(g)2C(g)＋D(g)，在四种不同条件下的反应速率分别为：

－1－1－1－1①v(A)＝0.5 mol·L·min②v(B)＝0.6 mol·L·min

－1－1－1－③v(C)＝0.35 mol·L·min④v(D)＝0.4 mol·L·min1

则该反应在不同条件下反应速率最快的是(

) A．①

B．②

C．③

D．④

二、化学反应速率图象及其应用

1．物质的量(或浓度)—时间图象及其应用

例如：某温度时，在定容(V L)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。

根据上述图象可进行如下计算：

(1)某物质的反应速率、转化率，如：

－－v(X)＝______________ mol·L1·s1，Y的转化率＝__________________。

(2)确定化学方程式中的化学计量数之比

如X、Y、Z三种物质的化学计量数之比为___________________________________。

(3)判断该反应是否是可逆反应？____。原因是_______________________________。

2．速率—时间(v－t)图象及其应用

根据下表中第一行的格式，完成待填内容并绘出②～⑧情况中t1后v′正和v′逆的变化趋势。

平衡变平衡

条件变化

速率变化

速率变化曲线

化

－－①增大反应物的浓度

v正、v逆均增大，且v正>v逆

正向移动

②减小反应物的浓度

任一平衡体系

③增大生成物的浓度

④减小生成物的浓度

正反

应方

向为

气体

⑤增大压强或升高温度

2

体积

增大

⑥减小压强或降的放

低温度

热反

应

任意

平衡

⑦正催化剂或增

或反

大压强

应前

后气

体化

学计

⑧负催化剂或减v正、v逆同等倍数量数

小压强

减小

和相

等的

平衡

特别提醒

(1)浓度改变时反应速率图象的变化中，v′正或v′逆是连续的，无跳跃性；温度、压强改变时其图象中v′正或v′逆是不连续的，有跳跃性。

(2)气体反应体系充入惰性气体(或无关气体)时，对反应速率的影响：

①恒容：充入“惰性气体”――→总压强增大―→物质浓度不变(活化分子浓度不变)，反应速率不变。

②恒压：充入“惰性气体”――→体积增大――→物质浓度减小(活化分子浓度减小)――→反应速率减慢。

例4

在容积不变的密闭容器中存在如下反应：

2SO2(g)＋O2(g)2SO3(g)

ΔH<0，某研究小组研究了其他条件不变时，改变某一条件对上述反应的影响，下列分析正确的是(

) 引起引起引起引起A．图Ⅰ表示的是t1时刻增大O2的浓度对反应速率的影响

B．图Ⅱ表示的是t1时刻加入催化剂后对反应速率的影响

C．图Ⅲ表示的是催化剂对平衡的影响，且甲的催化效率比乙高

D．图Ⅲ表示的是压强对化学平衡的影响，且乙的压强较高

练习：

在容积固定的密闭容器中存在如下反应：A(g)＋3B(g)2C(g)

ΔH<0，某研究小组研究了当其他条件不变时，改变某一条件对上述反应的影响，并根据实验数据作出下列关系图：

根据上图回答下列问题：

(1)图Ⅰ研究的是不同压强对反应的影响，且________的压强较高。

(2)图Ⅱ研究的是不同温度对反应的影响，且______的温度较高。

(3)图Ⅲ研究的是不同________对反应的影响，且______(填“甲”或“乙”)的使用效率较高。

3

化学平衡

一、化学平衡状态的判断

例举反应

mA(g)＋nB(g)pC(g)＋qD(g)

是否平衡状态

混合物体

系中各成

分的量

正反应速

率与逆反

应速率的

关系

压强

混合气体相

对平均分子

质量(M) 温度

体系的密度(ρ) ①各物质的物质的量或各物质的物质的量分数一定

②各物质的质量或各物质的质量分数一定

③各气体的体积或体积分数一定

④总体积、总压强、总物质的量、总浓度一定

①在单位时间内消耗了m mol A，同时生成m mol A，即v正＝v逆

②在单位时间内消耗了n mol B，同时消耗了p mol C，则v正＝v逆

③vA∶vB∶vC∶vD＝m∶n∶p∶q，v正不一定等于v逆

④在单位时间内生成n mol B，同时消耗q mol D，均指v逆，v正不一定等于v逆

①若m＋n≠p＋q，总压强一定(其他条件不变) ②若m＋n＝p＋q，总压强一定(其他条件不变) ①M一定，m＋n≠p＋q

②M一定，m＋n＝p＋q

任何化学反应都伴随着能量变化，当体系温度一定(其他条件不变)

密度一定

例1下列方法可以证明H2(g)＋I2(g)2HI(g)，已达平衡状态的是____________(填序号)。①单位时间内生成n mol H2的同时，生成n mol HI

②一个H—H 键断裂的同时有两1个H—I键断裂

③百分含量w(HI)＝w(I2)

④反应速率v(H2)＝v(I2)＝v(HI)

2⑤c(HI)∶c(H2)∶c(I2)＝2∶1∶1

⑥温度和体积一定时，某一生成物浓度不再变化

⑦温度和体积一定时，容器内压强不再变化

⑧条件一定，混合气体的平均相对分子质量不再变化

⑨温度和体积一定时，混合气体颜色不再变化

⑩温度和压强一定时，混合气体的密度不再变化

讨论：在上述⑥～⑩的说法中能说明2NO2(g)N2O4(g)达到平衡状态的是_______ (填序号)。二、等效平衡

1．分类及判断方法

等效平衡有两类反应(即Δn＝0、Δn≠0的反应)、两种状态(即恒温恒容、恒温恒压) (1)恒温恒容条件下的体积可变反应

判断方法：____________即等效

(2)恒温恒压条件下的体积可变反应

判断方法：____________即等效

(3)恒温条件下体积不变的反应

判断方法：无论是恒温恒容，还是恒温恒压，只要____________即等效，因为压强改变对该类反应的化学平衡__________。

4

例2在一定温度下进行反应H2＋I2容积相同)：

H2(g)

＋

I2(g)

2HI，有以下3种不同的起始投料方式(初始容器

2HI(g) ①

1 mol

1 mol

0 mol ②

2 mol

2 mol

1 mol ③

a mol

b mol

c mol (1)试判断②和①是否是等效平衡？

(2)①和②均达平衡时，H2的物质的量是否相同？物质的量浓度是否相同？

(3)若使③和①成为等效平衡，则a、b、c应满足什么关系？

三、化学平衡常数

1．表达式

对于反应mA(g)＋nB(g)

pC(g)＋qD(g)，

K＝________________(固体和纯液体的浓度为常数，通常不计入平衡常数表达式中)。

2．意义

(1)K值越大，反应物的转化率________，正反应进行的程度________。

(2)K只受________影响，与反应物或生成物的浓度变化无关。

(3)化学平衡常数是指某一具体反应的平衡常数。若反应方向改变，则平衡常数改变。若方程式中各物质的系数等倍扩大或缩小，尽管是同一反应，平衡常数也会改变。

由化学平衡常数判断化学平衡移动的方向

1．借助平衡常数，可以判断一个化学反应是否达到化学平衡状态

对于可逆反应aA(g)＋bB(g)

cC(g)＋dD(g)，在一定温度下的任意时刻，反应物与生成物浓度有如下关系：

ccCcdDQ＝a

cAcbB

2．利用K可判断反应的热效应

若升高温度，K值增大，则正反应为________反应；

若升高温度，K值减小，则正反应为________反应。

例：已知可逆反应：M(g)＋＋Q(g)

ΔH>0，请回答下列问题：

－－(1)在某温度下，反应物的起始浓度分别为：c(M)＝1 mol·L1，c(N)＝2.4 mol·L1；达到平衡后，M的转化率为60%，此时N的转化率为________；

(2)若反应温度升高，M的转化率________(填“增大”、“减小”或“不变”)；

－－(3)若反应温度不变，反应物的起始浓度分别为：c(M)＝4 mol·L1，c(N)＝a

mol·L1；－达到平衡后，c(P)＝2 mol·L1，a＝________；

－(4)若反应温度不变，反应物的起始浓度为：c(M)＝c(N)＝b

mol·L1，达到平衡后，M的转化率为________。

练习：已知反应2CH33OCH3(g)＋H2O(g)某温度下的平衡常数为400。此温度下，在密闭容器中加入CH3OH，反应到某时刻时测得各组分的浓度如下：

CH3OH CH3OCH3

H2O 物质

－1浓度/(mol·L) 0.44 0.6 0.6 (1)比较此时正、逆反应速率的大小：v正________v逆(填“>”、“<”或“＝”)。

(2)若加入CH3OH后，经10 min反应达到平衡，此时c(CH3OH)＝________________；该时间内反应速率v(CH3OH)＝________________。

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四、化学反应进行的方向及判断依据

(3)综合判断反应方向的依据---G=___________ 要正确判断一个化学反应是否能自发进行，必须综合考虑反应的________与________。在恒温、恒压时，①如果反应的__________，则该反应一定能自发进行；②如果反应的____________，则该反应一定不能自发进行；③如果反应的________________或____________，反应是否能自发进行与反应的________有关。

注意：同一条件下，不同物质有不同的熵值，同一物质在不同状态下熵值也不同，一般规律是：S(g)>S(l)>S(s)。

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