基本理论化学反应速率 化学平衡第九章2. 表达式：一、化学反应速率1. 定义：molL-1s-1 或 molL-1min-1 或molL-1h-13. 单位：化学反应速率注：反应速率取正值。中学阶段的化学反应速率是平均速率。注： 固体、纯液体无浓度可言。v=tc化学反应速率一般不用固体或纯液体表示(4)比较反应速率的大小法1.比较同一时间同一反应反应速率的大小时，把不同物质和不同单位表示的反应速率换算成同一物质同一单位后，再比较数值的大小。法2.用每一种物质的反应速率除以该物质的计量系 数，所得数据大则反应速率快。例1:反应：3A（g）B（g）2C（g）2D（g），在不同条件下的反应速率分别为：vA=0.6mol /(L min) vB=0.45mol/(L min) vC=0.4mol /(L min) vD=0.45mol /(L min) 。则此反应在不同条件下， 进行得最快的是( )（A） （B）和 （C）和 （D）A A内因：参加反应的物质的结构和性质。 内因是影响化学反应速率的主要因素外因：浓度、压强、温度、催化剂其它因素光、颗粒大小、构成原电池、 溶剂、超声波、激光、放射线、电磁波、扩散 速度等。二、影响化学反应速率的因素二、影响化学反应速率的因素其它条件不变时，对气体参加或溶液中发生的反 应，增大反应物的浓度，反应速率加快 请注意：1）纯液体的浓度视为常数，反应速率与其 用量无关。 2）固体物质的浓度也可视为常数，故其反 应速率的大小只与其表面积的大小有关，而与 其用量的多少无关。1. 浓度对反应速率的影响 二、影响化学反应速率的因素二、影响化学反应速率的因素-外因外因 浓度对反应速率的影响，只适用于气体与溶液不适用 于固体和纯液体；故改变固体或纯液体的用量不会改变化学反应速率。注意 反应速率快慢与浓度有关，而与物质的用量无关。 相同量的固体参加反应，表面积越大，反应速率越快。 随着化学反应的进行，反应物的浓度逐渐减小，因此一般反应速率也会逐渐减小。浓度对反应速率影响的图像分析2、 压强对化学反应速率的影响对于有气体参加的化学反应而言，在其它条件不 变时，增大压强 参加反应的气体的体积缩小 ，气体浓度增大 ，反应速率增大； 请注意： （1）压强对速率的影响是通过改变气体的浓度来改变反应速率的； （2）若压强变化之后，气体的浓度未变，其化学反应速率不变。 （3）对于纯液体、溶液或固体反应物，由于压强的变化对它们的浓度几乎无影响，可以认为反应速率不变。惰性气体对反应速率的影响充入惰性气体会使容器容积扩大，虽未减小容器内气体压强，但却减小了反应气体产生的分压，降低了反应物的浓度，故使反应速率降低。2）恒温、恒压时：充入惰性气体虽然改变了容器内气体压强，但却没 有改变反应气体的分压，反应物的浓度未变，因此 化学反应速率不变；1）恒温、恒容时：稀有气体或其它非反应气体，充入反应容器中， 分以下两种情况讨论：课堂练习在恒温、恒容条件下，可逆反应：N2+3H2 2NH3 达到平衡，向该平衡体系中充 入氩气，则下列叙述正确的是（ ） A、v正增大、v逆减小B、v正、v逆均不变C、平衡不发生移动D、平衡向右移动B、C其他条件不变时，压强增大，正、逆都提高，但气体 体积之和大的反应速率增大的幅度更大。N2(g)+3H2(g) 2NH3(g)压强引起平衡移动的相关图象当 m + n p + q时：V Vt t0 0V V( (正正) )V V( (逆逆) )VV( (正正) )V V逆逆) )V Vt t0V V( (正正) )V V( (逆逆) )VV( (逆逆) )V(正)增大压强减小压强速率-时间关系图：m A(g) + n B(g) p C(g)+ q D(g)t1t2t1t2当 m + n p + q时：Vt0V(正)V(逆)V(逆)V(正)增大压强减小压强V T 0V(正)V(逆) V(正)V(逆) t1T2 t1t2压强对化学平衡的影响： aA(g)+bB(g) cC(g)思考：对于反应前后气体总体积不变的可逆反应达到平衡后， 只改变压强，对化学平衡有无影响？对反应前后气态物质的总体积没有变化的可逆反应，增大或减 小压强都不能使化学平衡移动(V正V逆) ，如H2(g) I2(g) 2HI(g)加压对化学平衡的影响减压对化学平衡的影响v正v逆0t1t2v正= v逆t3v正v逆 0t1t2v正= v逆t32、化学方程式两边气体分子总数相等的化学反应速率-时间关系图：V(molL-1s-1)T(s)0V正=V逆V 正= V 逆t2注意：I2 + H2 2HI1、增大体系的压强， 平衡不移动， 但浓度增大，颜色加深，速率加快！2.充入”惰性气体” A、恒压：当成”减压”；b、恒容：速率不变，平衡不移动3. 温度对反应速率的影响 规律：若其他条件不变，升高温度，反应速率加快， 降低温度，反应速率减慢。注意：一般温度每升高10，反应速率增加2-4倍。对于可逆反应，升高（或降低）温度，其正、逆反应速率都增大（或减小），但放热反应和吸热反应的反 应速率受温度的影响程度不同，即其正、逆反应速率增大 （或减小）的程度不同 。4. 催化剂对反应速率的影响 规律：催化剂能同等程度的改变反应速率。吸热反应对温度的变化更敏感五、其他如光照、反应物固体的颗粒大小、 电磁波、超声波、溶剂的性质等，也会对化 学反应的速率产生影响。各条件对速率的影响大小是：催化剂 温度浓度=压强(体积变化引起的)。各种影响都有其局限性，要针对具体反应具体分析。总结 :课堂练习化学反应速率的计算4NH3(g)5O2(g) 4NO(g) 6H2O(g) 在 10L密闭容器中进行，半分钟后，水蒸气的 物质的量增加0.45mol，则此反应的平均速率 v(X)反应物的消耗速率或产物的速率或 表示为（ ） A、v (NH3) 0.010 mol/(Ls) B、v (O2) 0.0010 mol/(Ls) C、v (NO) 0.0010 mol/(Ls) D、v (H2O) 0.045 mol/(Ls)答案： （C）课堂练习改变外界条件对v正、v逆的影响在一定条件下，可逆反应：N2+3H2 2NH3；H0，达到平衡时，当单独改变下列条件后，有关叙述错误的是（ ）A、加催化剂，v正、v逆都发生变化且变化的倍数相等 B、加压，v正、v逆都增大，且v正增大倍数大于v逆增大 倍数 C、降温，v正、v逆都减小，且v正减小倍数大于v逆减小倍数 D、加入氩气，v正、v逆都增大，且v正增大倍数大于v逆增大倍数C、D课堂练习图像的基本含义右图表示容积固定的密闭容器中 进行的某一可逆反应：A(g) 2B(g) 2C(g)，以B的浓度 表示的反应速率与时间的关系。 已知速率的单位为mol/(LS)。图 中阴影面积的数值相当于 A、A浓度的减少量 B、B浓度的减少量 C、C物质的量的增加量 D、B物质的量的减少量B注意：相同条件产物的产率也小于 100%化学平衡的建立与途径无关。 例如：2SO2+O2 2SO3在相同的条件下，投入2 mol SO2和1molO2 或投入2molSO3,相同条件下当反应达到平衡时，各物质的平衡含量相等。(等效原理)23 化学平衡状态的特征逆： 等： 动： 定： 变： 同： 研究对象是可逆反应；v正v逆 动态平衡 v正v逆 0；达到平衡后，各组分的浓度保持不变条件改变，平衡发生移动在外界条件一定时，相当量的反应物和 生成物间，不论从正反应开始，还是从逆 反应开始，达到的平衡状态是相同的。1.直接标志： V正=V逆 化学键断裂=化学键生成 各组分浓度保持不变 质量分数不变2.间接： （相关物理量恒定不变） 压强 密度 体系颜色混合气体的平均分子量平衡态达到的标志：看所给的物理量是否发生变化，如果变化则能作为判 断依据，若没变则不能。能够说明 N2 + 3H2 2NH3反应在恒容密闭 容器中已达到平衡状态的是 ： 容器内N2、H2、NH3三者共存 ; 容器内N2、H2、NH3三者浓度相等 ; 容器内N2、H2、NH3的浓度比恰为1:3:2 ;t min内生成1molNH3同时消耗0.5molN2 ；t min内，生成1molN2同时消耗3mol H2 ； 某时间内断裂3molH-H键的同时，断裂6molN-H键 ；容器内质量不随时间的变化而变化 ；容器内压强不随时间的变化而变化 ；容器内密度不再发生变化 ；容器内的平均摩尔质量不再发生变化 ；平衡状态的判断 （ ）课堂练习平衡标志的判断在一定温度下，向 a L 密闭容器中加入1 mol X 气体和 2 mol Y 气体，发生如下反应 ：X (g) + 2 Y (g) 2 Z (g) 此反应 达到平衡的标志是（ ）A、容器内压强不随时间变化B、容器内各物质的浓度不随时间变化C、容器内 X、Y、Z 的浓度之比为122D、单位时间消耗同时生成答案： （A、B）25 关于化学平衡的基本计算1）一般步骤：写出有关平衡的可逆反应方程式；找出各物质的起始量、转化量、平衡量；根据已知条件列方程计算2）转化率的计算：3）阿伏加德罗定律及其推论的应用：优化设计81页，例1，例2（第一问）课堂练习基本计算方法为三种气体，把 a mol X 和 b mol Y 充入 密闭容器发生反应 X + 2Y 2Z，达到 平衡时，若它们的物质的量满足： n(X) + n(Y) = n(Z)，则 Y 的转化率为A、 B、C、 D、答案： （B）三、化学平衡的移动三、化学平衡的移动1 1、概念：改变外界条件，破坏原有的平、概念：改变外界条件，破坏原有的平 衡状态，建立起新的平衡状态的过程。衡状态，建立起新的平衡状态的过程。旧平衡旧平衡V V正正=V=V逆逆条件改变条件改变v v正正 v v逆逆新平衡新平衡V V 正正=V=V 逆逆2、移动的原因：外界条件发生变化。31 化学平衡的移动平衡 v 正 = v 逆改变 条件速率不变：平衡不移动 速率改变程度相同（v 正 = v 逆）：平衡不移动程度不同v 正 v 逆，平衡正移v 正 v 逆，平衡逆移注意：移动的方向：由v正和v逆的相对大小决定。32 浓度对化学平衡的影响增加反应物的浓度改变条件时： v正 v逆的关系： 平衡移动方向： mA(g)+nB(g)