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化学反应有快有慢: - PowerPoint PPT Presentation


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化学反应有快有慢:. HCl + NaOH = NaCl + H 2 O. 千分之一秒即完成. H 2 + Cl 2 = 2HCl. 百分之一秒即完成. 几分钟见效. 救心丹. 若干年. 钢铁腐蚀. 煤、石油等化石燃料的形成. 几千万年以上. 一、化学反应速率. 定义:. 化学反应速率用 单位时间 (如每秒,每分,每小时)内反应物 浓度的减小 或生成物 浓度的增大 来表示。. ( 物质的量浓度 ). 计算式 :.

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Presentation Transcript

HCl+NaOH=NaCl+H2O

千分之一秒即完成

H2+Cl2=2HCl

百分之一秒即完成

几分钟见效

救心丹

若干年

钢铁腐蚀

煤、石油等化石燃料的形成

几千万年以上


一、化学反应速率

定义:

化学反应速率用单位时间(如每秒,每分,每小时)内反应物浓度的减小或生成物浓度的增大来表示。

(物质的量浓度)

计算式:


N2 + 3H2 2 NH3反应中,自开始至2秒,氨的浓度由0变为0. 6 mol/L,则以氨气表示的化学反应速率是多少?

(0. 6 – 0 )mol/L

2s

△c (NH3)

△t

例题:

v (NH3) =

=

= 0.3mol/(L·s)


练习:反应4NH3+5O2 4NO+6H2O 在5升的密闭容器中进行,30秒后,NO 的物质的量增加了0.3mol,此反应的平均反应速率用NO来表示为多少?

v(NO)=0.002mol/L·s

问题1:若用O2的浓度变化来表示此反应速率是多少? 若用NH3来表示呢?

v(O2)=0.0025mol/L·s

v(NH3)=0.002mol/L·s

问题2:此反应化学反应速率用不同物质表示为什么数值不同?数值上有何规律?


化学反应速率的特点:

①同一反应,可用不同物质在单位时间内浓度的变化来表示,但必须指明是用哪种反应物或哪种生成物来表示。

②用不同物质在单位时间内浓度变化表示时,速率比等于方程式中的系数比。

③均取正值,且是某一段时间内的平均速率。


答案:

2︰1︰2

v(O2)=0.2mol/L·S

v(SO3)=0.4mol/L·S

v(SO2)=0.4mol/L·S

练习1

  • 向一个容积为1L的密闭容器中放入2moLSO2和1moLO2,在一定条件下反应,2S末,测得容器内有0.8moLSO2,求2S内SO2,O2,SO3的反应速率和反应速率比.


练习2

在一定条件下,mA+nB=pC的反应中,各物质的化学反应速率为V(A)=amol·L-1·s-1,

V(B)=a/2mol·L-1·s-1,

V(C)=amol·L-1·s-1,

则该反应的化学方程式是。

2A+B=2C


练习3

反应 A + 3B = 2C + 2D 在四种不同条件下的反应速率为:

(1)ν(A)=0.3mol/(L·s )

(2) ν(B)=0.6mol/(L·s)

(3) ν(C)=0.4mol/(L·s)

(4) ν(D)=0.45mol/(L·s)

则该反应速率的快慢顺序为:

(1)>(4)>(2)=(3)

反思:比较反应的快慢,应取同一参照物


二、影响化学反应速率的因素

在相同条件下,等质量(金属颗粒大小相

同)的下列金属与足量1mol/L 盐酸反应时,速

率最快的是

A 镁 B 铝 C 钠 D 铁

§化学反应速率是由反应物的性质决定的,内因是主要因素


2H2O2 = 2H2O+O2

外因因素:

实验2-5

升高温度,

反应速率增大

产生气泡速率增大,

带火星火柴 复燃

有气泡冒出

降低温度,反应速率减小

产生气泡速率减小


1)温度对化学反应速率的影响

规律:当其它条件不变时,升高温度,化学反应

速率增大。降低温度,化学反应速率减小。

实验测得:温度每升高10度,化学反应速率通常增大原来的2~4倍。

注意:温度对反应速率的影响不受反应物状态的限制。


外因因素:

实验2-6

MnO2能加快反应速率

气泡冒出速率增大

FeCl3能加快反应速率

气泡冒出速率增大

无催化剂

反应较慢

有气泡冒出,较慢


2)催化剂对化学反应速率的影响

  • 规律:催化剂能改变化学反应的速率。

  • 有的催化剂能加快化学反应的速率,叫正催化剂;有的催化剂能减慢化学反应速率,叫负催化剂。在实践中,如没有特殊说明,凡说催化剂都是指正催化剂。

  • 催化剂中毒:催化剂的催化性能往往因接触少量的杂质而明显下降甚至遭破坏,这种现象叫催化剂中毒。

  • 催化剂只有在一定的温度下才能最大限度的显示其催化作用,不同的催化剂对温度的要求不一样。


3)浓度对化学反应速率的影响

  • 规律:当其它条件不变时,增大反应物的浓度,化学反应速率增大。减小反应物的浓度,化学反应速率减慢。

(4)固体反应物的表面积对化学反应速率的影响

  • 规律:当其它条件不变时,增大固体反应物的表面积,化学反应速率增大。减小固体反应物的表面积,化学反应速率减慢。

(5)其他条件对化学反应速率的影响


1、在2L的密闭容器中,发生下列反应3A(g)+B(g)=2C(g)+D(g)。若最初加入的A 和B 都是4mol,在前10s A 的平均反应速率为0.12mol/(L·s),则10s时,容器中B的物质的量为。

3.2mol


2、某温度时在2L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。由图中数据分析:

1、反应开始2min内的X、Y、Z的化学反应速率

2、该反应的化学方

程式为:


3、把镁条投入到盛有盐酸的敞口容器中,产生氢气的速率变化如图,分析其原因:


4、在25℃时,向100mL含HCl 14.6g的盐酸中,放入5.6g铁粉,反应进行到2s时收集到氢气1.12L(标况),之后反应又进行了4s,铁粉全溶解。若不考虑体积变化,则:

(1)前2s内用FeCl2表示的平均反应速率为;

(2)后4s内用HCl表示的平均反应速率为;

(3)前2s与后4s比较,反应速率较快,其原因可能。

0.25mol/L·s

0.25mol/L·s

前2s

前2s时段盐酸浓度比后4s时段大


化学反应的限度

思考:化学反应中,反应物能全部转

化为生成物吗?举例说明。

有些化学反应能进行完全,如镁的燃烧,钠与水的反应;有些化学反不能进行完全,如合成氨,二氧化硫的催化氧化等。


2SO2+O2 2SO3

3H2+N2 2NH3

1、可逆反应

定义:在相同条件下同时向正、逆两个方向进行的反应称可逆反应。


下列说法是否正确:

1、氢气在氧气中燃烧生成水,水在电解时生成氢气和氧气,2H2+O2 2H2O是可逆反应。

2、硫酸铜晶体加热变成白色粉末,冷却又变成蓝色,所以无水硫酸铜结合结晶水的反应是可逆反应。

3、氯化铵加热变成氨气和氯化氢气体,两种气体又自发变成氯化铵,氯化铵的分解是可逆反应。

交流 ·研讨


1、可逆反应

可逆反应的特点:

(1)不能进行到底,有一定限度

(2)正反两个方向的反应在同时进行

(3)一定条件下,正逆反应达平衡


溶解

溶液中的溶质

固体溶质

结晶

研究素材

在恒温压的条件下,有人将一定质量的蔗糖粒放入它的饱和水溶液中,过了一天之后再来看时,发现许多小的颗粒不见了,而大的颗粒变得更大,取出干燥后称量,发现质量却与原来一样。

1、这里有二个过程,溶解和结晶,在饱和溶液中 这二个过程停止了吗?

2、为什么固体的总质量没变?



1:在1升容器内,发生2SO2+O2 2SO3

10min 后

5min后

几小时后

2体积SO2

1体积O2

500℃,101KPa,V2O5

SO2—6%

O2—3%

SO3—91%

如前

?反应停止了吗

如前


2、化学平衡

定义:在一定条件下可逆反应进行到一定程度时,正反应速率和逆反应速率相等,反应物和生成物的浓度不再发生变化,这种状态称为化学平衡状态,简称化学平衡。


2、化学平衡

动—化学平衡是一种动态平衡

V正=V逆≠0;

特点

定—反应混合物中各组成的浓度

保持不变;

变—当外界条件(C、P、T)改变

时,V正≠V逆 ,平衡发生改变


·

正反应

·

·

逆反应

·

化学平衡是动态平衡

  • 交流与讨论

浓度

速率

O

O

时间

时间


化学反应条件的控制

思考与交流:从中得到什么启示


1.控制化学反应条件的目的

化学反应有的快、有的慢;有的进行程度大、有的进

行程度小;有的对我们有利、有的对我们不利。控制化

学反应条件,目的就是通过改变化学反应速率和反应进

行的程度,使化学反应向着对我们有利的方面进行。

2.控制化学反应条件的基本措施

(1)通过改变反应物的温度、浓度、气体压强(或浓度)、

固体表面积以及催化剂的使用等,改变化学反应的速率。

(2)通过改变可逆反应体系的温度、溶液浓度、气体压

强(或浓度)等,改变可逆反应进行的限度。


3.提高燃料燃烧效率措施

(1)尽可能使燃料充分燃烧,提高能量的转化率。关键是燃料与空气或氧气尽可能充分地接触,且空气要适当过量。

(2)尽可能充分利用燃料燃烧所释放出的热能,

提高热能的利用率。


1、N2+3H2 2NH3反应达到平衡时,下列说法正确的是( )

A、N2和H2不再化合了

B、N2、H2、NH3的浓度相等

C、平衡建立前体系的总质量在不断变化而平衡建立后体系的总质量就不再变了

D、N2、H2、NH3的浓度保持不变

D


2、在一定温度下,可逆反应:

A(g)+3B(g) 2C(g)达到平衡的标志是( )

A.A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nmolA同时消耗3nmolB

D.A、B、C的分子数之比为1:3:2

BC


3.在一定的温度下,可逆反应:A(g)+ 3B(g)

2C(g)达到平衡的标志是( )

A.C的生成速率与C的分解速率相等。

B.单位时间生成n molA,同时生成3n molB。

C.A、B、C的物质的量浓度保持不变。

D.A、B、C的分子数之比为1 :3 :2 。

E.容器中气体的密度保持不变。

F.混合气体的平均摩尔质量保持不变。

G.容器中气体的总压强保持不变。

A、C、F


  • 4、下列说法中可以充分说明反应: P(气)+Q(气) R(气)+S(气)

  • 在恒温下已达平衡状态的是( )

  • 反应容器内压强不随时间变化

  • P和S的生成速率相等

  • C. 反应容器内P、Q、R、S四者共存

  • D.反应容器内总物质的量不随时间而变化

B


5、下列说法可以证明反应N2+3H2 2NH3已达平衡状态的是( )

A.1个N≡N键断裂的同时,有3个H-H键形成

B.1个N≡N键断裂的同时,有3个H-H键断裂

C.1个N≡N键断裂的同时,有6个N-H键断裂

D.1个N≡N键断裂的同时,有6个N-H键形成

AC


6、在一定温度下的恒容容器中,当下列物理量不再发生变化时,表明反应: A(固)+3B(气) 2C(气)+D(气)已达平衡状态的是( )

A.混合气体的压强 B.混合气体的密度

C.B的物质的量浓度 D.气体的总物质的量

BC


可逆反应:在相同条件下同时向正、逆两个方向进行的化学反应称为可逆反应。通常把从左向右进行的反应称为正反应,把从右向左进行的反应称为逆反应。在可逆反应的化学方程式中用可逆反应:在相同条件下同时向正、逆两个方向进行的化学反应称为可逆反应。通常把从左向右进行的反应称为正反应,把从右向左进行的反应称为逆反应。在可逆反应的化学方程式中用““号代替”=“号。

化学平衡:在一定条件下的可逆反应经过一定的时间后,正反应速率和逆反应速率星等,反应物和生成物的浓度不再发生变化,这种状态称为化学平衡状态,简称化学平衡。可逆反应进行的限度发生变化,又叫化学平衡移动。

化学平衡的特征:逆、动、变、定、等


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