第二章第二章化学反应速率和化学平衡化学反应速率和化学平衡一、化学反应速率一、化学反应速率1 1、概念：、概念：、概念：、概念：化学反应速率是用来衡量化学反应进行快慢化学反应速率是用来衡量化学反应进行快慢化学反应速率是用来衡量化学反应进行快慢化学反应速率是用来衡量化学反应进行快慢程度的，程度的，程度的，程度的，通常用单位时间内反应物浓度的减少或生成物通常用单位时间内反应物浓度的减少或生成物通常用单位时间内反应物浓度的减少或生成物通常用单位时间内反应物浓度的减少或生成物浓度的增加来表示。浓度的增加来表示。浓度的增加来表示。浓度的增加来表示。2 2、表示方法：、表示方法：、表示方法：、表示方法：(A)=(A)=C(A)C(A)t t（C C）=C(C)C(C)t t化学反应速率化学反应速率 m A m A（g g）+n B+n B（g g）p Cp C（g g）+q D+q D（g g）3 3、单位：、单位：、单位：、单位：mol/(LS)mol/(LS)或或或或 mol/(Lmin)mol/(Lmin)或或或或 mol/(Lh)mol/(Lh)(A)(A)：(B)(B)：(C)(C)：(D)(D)=m m：n n：p p：q q化学反应速率是一段时间内的平均速率，且取正值。化学反应速率是一段时间内的平均速率，且取正值。化学反应速率是一段时间内的平均速率，且取正值。化学反应速率是一段时间内的平均速率，且取正值。在同一反应中用不同的物质来表示反应速率时其数在同一反应中用不同的物质来表示反应速率时其数在同一反应中用不同的物质来表示反应速率时其数在同一反应中用不同的物质来表示反应速率时其数 值可能不同的。值可能不同的。值可能不同的。值可能不同的。同一反应中不同物质的速率之比值等于化学方程式中同一反应中不同物质的速率之比值等于化学方程式中同一反应中不同物质的速率之比值等于化学方程式中同一反应中不同物质的速率之比值等于化学方程式中 相应的化学计量数之比。相应的化学计量数之比。相应的化学计量数之比。相应的化学计量数之比。4 4、特点：、特点：、特点：、特点：化学反应速率是一段时间内的平均速率，且取正值。化学反应速率是一段时间内的平均速率，且取正值。化学反应速率是一段时间内的平均速率，且取正值。化学反应速率是一段时间内的平均速率，且取正值。例例 反应反应反应反应A+3B 2C+2DA+3B 2C+2D在四种在四种在四种在四种不同的情况下的反应速率分别为：不同的情况下的反应速率分别为：不同的情况下的反应速率分别为：不同的情况下的反应速率分别为：（A A）=0.15mol/(LS)=0.15mol/(LS)（B B）=0.6mol/(LS)=0.6mol/(LS)（C C）=0.4mol/(LS)=0.4mol/(LS)（D D）=0.45mol/(LS)=0.45mol/(LS)该反应在四种情况下的快慢顺序为该反应在四种情况下的快慢顺序为该反应在四种情况下的快慢顺序为该反应在四种情况下的快慢顺序为 .=分析分析分析分析 根据反应速率之比等于物质的计量数之比来根据反应速率之比等于物质的计量数之比来根据反应速率之比等于物质的计量数之比来根据反应速率之比等于物质的计量数之比来 判断。判断。判断。判断。将不同物质表示的反应速率换算成同一物质表将不同物质表示的反应速率换算成同一物质表将不同物质表示的反应速率换算成同一物质表将不同物质表示的反应速率换算成同一物质表示的反应速率来判断。示的反应速率来判断。示的反应速率来判断。示的反应速率来判断。在同一个反应中，用不同的物质来表示反应速率时，在同一个反应中，用不同的物质来表示反应速率时，在同一个反应中，用不同的物质来表示反应速率时，在同一个反应中，用不同的物质来表示反应速率时，其数值可以是不同的，但表示这个反应速率的含义是相其数值可以是不同的，但表示这个反应速率的含义是相其数值可以是不同的，但表示这个反应速率的含义是相其数值可以是不同的，但表示这个反应速率的含义是相同的。同的。同的。同的。例例题题 例例 将化合物将化合物A的蒸气的蒸气1mol充入充入0.5 L容器中加热分解容器中加热分解:2A(g)B(g)+nC(g)。反反应应到到3min时时，容容器器内内A的的浓浓度度为为0.8mol/L，测测得得这这段段时时间间内内，平平均均速速率率v(C)0.6 mol/(Lminmin)，则则化学方程式中的化学方程式中的n值为值为 ，v(B)。分析分析分析分析 因为反应方程式中各物质化学计量数之比因为反应方程式中各物质化学计量数之比,等于它们的反应等于它们的反应速率之比。欲求速率之比。欲求n值，应先求值，应先求v(A)的值。的值。起始时：起始时：1mol3 min末：末：0.4mol变化量：变化量：0.6mol 所以所以v(A)0.4 mol/(Lminmin)v(A)v(C)0.4 0.62 3=2 n n3答案：答案：n3 v(B)0.2 mol/(Lminmin)v(B)v(A)0.4 mol/(Lminmin)0.2 mol/(Lminmin)30.2 mol/(Lminmin)2A(g)B(g)+nC(g)例例 一一定定温温度度下下，向向一一个个容容积积为为2L的的真真空空密密闭闭容容器器中中(事事先先装装入入催催化化剂剂)，通通入入1mol N2和和3 mol H2，3min后后，测测得得容容器器内内的的压压强强是是开始时的开始时的0.9倍，在此时间倍，在此时间v(H2)为为()A.0.2 mol/(Lminmin)B.0.6 mol/(Lminmin)C.0.1 mol/(Lminmin)D.0.3 mol/(Lminmin)解析解析解析解析 3min末混合气体的物质的量为末混合气体的物质的量为(1mol+3mol)0.93.6 mol设设3min内消耗内消耗N2 x mol。N2 +3H2 =2NH3起始起始 1 mol3 mol 0 mol3 min末末(1-x)mol (3-3x)mol 2x mol(1-x)+(3-3x)+2x3.6 x0.2 molv(H2)/3 min0.1 mol/(Lminmin)C想想一一想想 例例 某某温温度度时时，在在2L密密闭闭容容器器中中，X、Y、Z三三种种物物质质的的物物质质的的量量随随时时间间变变化化曲曲线线如如右右图图所所示示。由由图图中中数数据据分分析析，该该 反反 应应 的的 化化 学学 方方 程程 式式 为为_。反反应开始至应开始至2min，Z的平均反应速率为的平均反应速率为_。解析解析 从图分析，从图分析，2min之内，之内，X消耗了消耗了0.3mol，Y消耗了消耗了0.1mol而而Z增加了增加了0.2mol。物质发生化学变化时，反应物减少的物质的量与生成物生成的物质发生化学变化时，反应物减少的物质的量与生成物生成的物质的量之比等于化学反应方程式中各对应物质前计量数之比。物质的量之比等于化学反应方程式中各对应物质前计量数之比。因因 nXnYnZ0.3mol0.1mol0.2mol=3 11 2Z的平均反应速率为的平均反应速率为 0.05mol/（L minmin）0.05mol/（L minmin）3XY 2Z所以化学方程式为：所以化学方程式为：3XY 2Z 此外还有此外还有 等也影响了反应速率。等也影响了反应速率。浓度、压强、温度、催化剂浓度、压强、温度、催化剂光、光、超声波、超声波、激光、激光、放射性、放射性、电磁波、电磁波、反应物的颗粒的大小、反应物的颗粒的大小、扩散速率、扩散速率、溶剂的性质溶剂的性质 是影响化学反是影响化学反应速率的应速率的四大因素四大因素2、外因二、影响化学反应速率的因素二、影响化学反应速率的因素 反应物的性质是决定化学反应速率的主要反应物的性质是决定化学反应速率的主要因素。因素。1、内因：外界条件对化学反应速率影响的规律外界条件对化学反应速率影响的规律条件条件影响规律影响规律说说 明明浓度浓度C(反应物反应物反应物反应物)压强压强p 温度温度T 催化剂催化剂使用正催化剂使用正催化剂使用正催化剂使用正催化剂 固体或纯液体的浓度是常数，增加固体固体或纯液体的浓度是常数，增加固体固体或纯液体的浓度是常数，增加固体固体或纯液体的浓度是常数，增加固体或纯液体的量，不影响反应速率。或纯液体的量，不影响反应速率。或纯液体的量，不影响反应速率。或纯液体的量，不影响反应速率。可可可可逆反应中逆反应中逆反应中逆反应中 正正正正、逆逆逆逆。可逆反应中，若反应物、生成物中可逆反应中，若反应物、生成物中可逆反应中，若反应物、生成物中可逆反应中，若反应物、生成物中均有气体，均有气体，均有气体，均有气体，P P，正正正正、逆逆逆逆。可逆反应中，可逆反应中，可逆反应中，可逆反应中，T T，正正正正、逆逆逆逆。可逆反应中，可同等程度增大可逆反应中，可同等程度增大可逆反应中，可同等程度增大可逆反应中，可同等程度增大 正正正正、逆逆逆逆。反反反反 应应应应 条条条条 件件件件影影影影 响响响响 原原原原 因因因因 结结结结 论论论论增大反应增大反应增大反应增大反应 物浓度物浓度物浓度物浓度增加气体增加气体增加气体增加气体 压强压强压强压强升高升高升高升高 温度温度温度温度合适合适合适合适 催化剂催化剂催化剂催化剂外界条件对化学反应速率影响的原因外界条件对化学反应速率影响的原因 单位体积内分子数增加单位体积内分子数增加单位体积内分子数增加单位体积内分子数增加(活活活活化分子百分数不变化分子百分数不变化分子百分数不变化分子百分数不变)，活化分，活化分，活化分，活化分子数相应增加子数相应增加子数相应增加子数相应增加 反应物分子能量增加反应物分子能量增加反应物分子能量增加反应物分子能量增加，活活活活化分子百分数增加，活化分子化分子百分数增加，活化分子化分子百分数增加，活化分子化分子百分数增加，活化分子数增加。数增加。数增加。数增加。降低反应所需的能量，使降低反应所需的能量，使降低反应所需的能量，使降低反应所需的能量，使活化分子百分数增加，活化活化分子百分数增加，活化活化分子百分数增加，活化活化分子百分数增加，活化分子数增加。分子数增加。分子数增加。分子数增加。单位单位体积内体积内活活化分子数化分子数增加，增加，有有效碰撞效碰撞次次数增多，数增多，反应速率反应速率加快。加快。单位体积内单位体积内单位体积内单位体积内有效有效有效有效碰撞碰撞碰撞碰撞次数次数次数次数化学反应化学反应化学反应化学反应的速率的速率的速率的速率分子总分子总分子总分子总数数数数活化分子活化分子活化分子活化分子数数数数活化分子百分活化分子百分活化分子百分活化分子百分数数数数 增大反应物浓度增大反应物浓度增大反应物浓度增大反应物浓度 增大压强增大压强增大压强增大压强 升高温度升高温度升高温度升高温度使用正催化剂使用正催化剂使用正催化剂使用正催化剂 1.试将外界条件对反应速率的影响结果填试将外界条件对反应速率的影响结果填入下表中：入下表中：影响影响影响影响结果结果结果结果 外界外界外界外界条件改变条件改变条件改变条件改变思考与练习思考与练习 2.在在相相同同的的条条件件下下，做做H2O2分分解解对对比比实实验验，其其中中(1)加加入入MnO2催催化化，(2)不不加加MnO2催催化化。下下图图是是反反应应放放出出O2的的体体积积随随时时间间的的变变化化关关系系示示意意图图，其其中中正正确确的的是是()O2OtO2OtO2OtO2Ot(1)(2)(1)(2)(1)(2)(1)(2)解析解析 催化剂的加入能改变化学反应速率，但不能改变反催化剂的加入能改变化学反应速率，但不能改变反应进行的程度。所以同样的应进行的程度。所以同样的H2O2分解放出的氧气量不会因分解放出的氧气量不会因MnO2的加入而改变，所以的加入而改变，所以B、C错；错；MnO2是是H2O2分解的正分解的正催化剂，可以加快分解，所以催化剂，可以加快分解，所以D不正确，只有不正确，只有A正确。正确。A 3.把把除除去去氧氧化化膜膜的