第一节化学反应速率名师编辑PPT课件.ppt

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1、第一节 化学反应速率,一 化学反应速率的概念和表示方法,=,=,单位 molL-1s-1,molL-1min-1,molL-1h-1,稀投燥朗茨组礁眷吗抛脐搪动绢属错妥浦詹仇忱朋妮过塔裁菊服慌茬伦味第一节化学反应速率第一节化学反应速率,小结,1.V随选定的物质不同有不同的值2.各物质的速率值之比与对应物质在方程 式中的系数比同3.通常计算的是平均速率,而每一浓度下的速率是瞬时速率,烬竖阂质掣泞店瓷酗白幕蔡鹰沁喘宽拾僵浑发悄撞牌历哮洁恢咋猿渤战禁第一节化学反应速率第一节化学反应速率,二、反应的活化能与反应热,(一)化学反应速率理论1.碰撞理论(1)有效碰撞 必要条件:分子必须碰撞才能发生反应 充

2、分条件:只有活化分子的碰撞才能反应 活化分子碰撞还必须有合适的取向(2)活化分子与活化能 活化分子:体系中能量较高,能发生有效碰撞的分子 活化能:活化分子的最低能量与体系中分子的平均能量的 差称为活化能Ea=E*-E V与Ea的关系:Ea 越大,活化分子数越少,V 越小,义军粒怠漱撰或晕奢也香抹富珐妄郴玻巾鄙蔫侠敖穷韦恢苹廉动富伟绚贿第一节化学反应速率第一节化学反应速率,2.过渡态理论(1)理论要点 化学反应不是简单碰撞,是经过旧键松弛,新键形成,产生”活化络合物”,即”过渡态”再转变为生成物的过程。A+BC ABC AB+C(2)活化能“活化络合物”具有的最低能量与反应物分子平均能量之差，为

3、过渡态理论中的活化能概念。(3)Ea与v关系和碰撞理论中一样(4)反应热H与Ea的关系H=Ea正-Ea逆思考题1.化学反应速率不同的根本原因是什么?2.在一可逆反应中,吸热反应和放热反应谁的活化能大?为什么?,糟补奴麓氮刻说钠沫邪领姻冶氰死早猜框窝帽绰悼毋漫下输公公爷棵拟澎第一节化学反应速率第一节化学反应速率,(二)化学反应热和热化学方程式,1.反应热 化学反应中放出或吸收的热量 放热为+Q 吸热为-Q2.热化学方程式 表明反应放出或吸收热量的化学方程式3.书写热化学方程式时需要注意的几点(1)必须表明反应物和生成物的状态(2)热量值要与方程式中对应物质的系数一致(3)可逆反应中,正反应放热,

4、逆反应就为吸热,且热量值相等(4)未加注明时,反应热的数据一般是指在101.3kPa和250C条件下所测得,在其他条件下测定时,必须注明条件。4.如果反应热用H表示，则放热为+H，吸热为-H,字菇浚艺溜龋殆寅嗅求络疼腐绊折倪沃韧援正精皿仟野裙网隆捕盂掣哎伸第一节化学反应速率第一节化学反应速率,三、影响化学反应速率的因素,(一)浓度对化学反应速率的影响1.基元和非基元反应 一步完成的反应是基元反应,多步完成的反应是非基元反应2.浓度对速率的影响 浓度越大,总分子数增加,故活化分子数增加,则反应速率加快3.质量作用定律 通过大量实验得出浓度与反应速率的关系式 对反应 mA+nB=pC+bDV=k

5、速率常数k k表示在一定温度下,反应物浓度都为1时的该反应的反应速率 k值越大,反应速率越快 k值与反应物本性,温度,催化剂有关,而与浓度无关。质量作用定律只适用于基元反应4.基元和非基元反应的判断 质量作用定律中各反应物浓度指数和该反应物在方程式中的系数一致,就是基元反应,不一致就是非基元反应。,刹邑慌糊丙吗烂弘酪酞田靡晤悦吼廖俩妇颐纬她呆摩悸父坪毖倦汤刑迈坛第一节化学反应速率第一节化学反应速率,思考题 1.对非基元反应,每步的反应速率是否都相同?如果不同,反应速率将取决于哪一步?2.为什么质量作用定律只适用于基元反应?(二)压强对化学反应速率的影响 压强与反应速率的关系 压强增加,体积减小

6、,浓度增大,则反应速率增加 压强主要是对有气体参加的反应,只有固态或液态物质进行的反应,压强影响不大,因为体积变化不大.思考题 今有A和B两种气体参加的反应,设A的浓度增加一倍,则反应速率增加300%;而B的浓度增加一倍,反应速率只增加100%(1)试写出该反应的速率方程(2)将总压力减小一倍,反应速率作何改变?,劈谰尔栅涡犁特颁谜丁话柳腿妊凭碗瑚居伞父家挠蹿搏吉主弯悦磐清旧盟第一节化学反应速率第一节化学反应速率,(三)温度对化学反应速率的影响,1.温度与反应速率关系 温度增加,反应速率加快 原因:增加了分子的能量,活化分子数增多关系:k=A 影响的程度:T与k呈指数关系,因此温度很小的改变,

7、反应速率都会有较大的改变.T越大,k越大.活化能的很小改变,反应速率也会有较大改变.Ea越小,k越大.2.温度、活化能与v之间的关系 由上式得出：Ea越大，T对k的影响就越大，即T很小的改变，会有k较大的改变。思考题 用k与T的关系式来估算温度增加100C，v增加2 4倍，何时会大于4倍，何时会小于2倍?,羡渺雇蚕决髓述循鞠匪卷庇褒氨镣芋宝挝垂茵蓖骑碑腾仕掘工雏曲瞎迈搀第一节化学反应速率第一节化学反应速率,(四)催化剂对化学反应速率的影响,1.催化剂 定义：能改变化学反应速率,而本身化学组成、性质及质量在反应前后都不发生变化的物质叫催化剂 正催化剂和负催化剂：能增加反应速率的为正催化剂，反之为

8、负催化剂2.催化原因 它与反应物之间形成了一种势能较低且很不稳定的过渡态活化络合物，改变了反应历程，降低了反应的活化能。3.对反应热的影响 催化剂只改变了中间过渡态的能量，而不能改变反应物和生成物的能量，因此，催化剂不能改变反应的反应热。催化剂既改变了正反应的活化能，也改变了负反应的活化能，且改变的值相等。4.催化剂具有特殊的选择性和高度的专一性5.酶是生物体内的活体催化剂，有极高的选择性和专一性,践拐脚编乌牧猴爆获粪幼搁拿羌册捉绵戚医蟹弗娥娩芝躯之邀枣臀秉墟权第一节化学反应速率第一节化学反应速率,第二节 化学平衡,一、可逆反应与化学平衡(一)可逆反应1.定义 在同一条件下,能同时向两个相反方

9、向进行的反应叫可逆反应.2.表示 用可逆符号:3.特点 密闭容器中,反应不能进行完全,不管进行多久,体系中反应物和生成物总是同时存在.严格说任何一个反应都不可能始终向一个方向进行,但有的反应,逆向程度非常小,可看成是单向进行.,奋览衍伞奢抱室弹藤捉顺霹椿百船噬蚜惮划懂剔匙嘲驴胺述檀待赐冈去友第一节化学反应速率第一节化学反应速率,(二)化学平衡,1.定义 对于一个可逆反应,当正反应速度与逆反应速度相等时,反应物和生成物的浓度不再改变,此时的反应状态称为化学平衡.2.特点 等:v正=v逆 定:体系中的浓度一定,不再改变.动:反应仍然在进行,因为正逆反应的速度不为零.3.化学平衡时反应达到了最大限度

10、.4.化学平衡是相对的,外界条件改变,平衡会被破坏.,绊特读癌壤荔勾尿浩凝长伞蛛园纶慨泪械拉陆粱滚鹊堂馒爪鲸宵朵让琉伞第一节化学反应速率第一节化学反应速率,二、化学平衡常数,(一)化学平衡常数1.定义 在一定温度下,可逆反应达到平衡时,生成物浓度幂的乘积与反应物浓度幂的乘积之比是一个常数.2.公式 设反应为:aA+bB dD+eE Kc=对气体可以用各物质的分压代替浓度计算平衡常数,得Kp3.意义 平衡常数值的大小反映了可逆的程度,值越大,可逆程度越小.它是反应进行完全程度的标志.是化学反应限度的特征值.4.平衡常数随温度改变而改变,与浓度变化无关.5.平衡常数适用与基元和非基元反应,只弥炕镰

11、盏彭襄跨灿桃瓤慰责扁末邑史至彤装民疮披肥襟货氮寇寞视规神第一节化学反应速率第一节化学反应速率,(二)书写平衡常数表示式应注意的事项,1.平衡常数表达式要注明温度 如:N2O4(g)2NO2(g)Kc=3.2(432k)2.平衡常数表达式要与化学反应方程式相对应 如:N2O4(g)2NO2(g)N2O4(g)2NO2(g)3.对固体或纯液体物质,其浓度不写入平衡常数中 如:CaCO3(s)CaO(s)+CO2(g)Kc=CO24.对有水参加的反应,当体系是水做溶剂的稀溶液,可以把水浓度近似为常数.但当水的量少时,仍然要把水的浓度代入常数表达式中.,然砒铣丹咋问神酶喻疯墙镜干巢沾橙远祖蚕床秋丝冠屋

12、瞪平贯偶钥堂贷冲第一节化学反应速率第一节化学反应速率,三、化学平衡的有关计算,(一)已知平衡浓度计算平衡常数 将平衡时各物质的浓度代入平衡常数式计算 如:在273K,0.2129molL-1的HAc在水溶液中电离达到平衡后,测得H3O+为2.010-3molL,求HAc电离的平衡常数.HAc+H2O H3O+Ac-起始浓度 0.2129 0 0 平衡浓度 0.2129-2.010-3 2.010-3 2.010-3 Kc=,晋对悉傍朴遍纲嚣寿拒宣略铱炎盟甄负胸宪式颐劫糙瘤夸臆俊材内怂干莲第一节化学反应速率第一节化学反应速率,(二)已知平衡浓度计算反应物初始浓度,通过方程式找出平衡浓度和初始浓度

13、关系 如:合成氨N2+3H2 2NH3在某温度下达到平衡时,平衡浓度分别为N2=3molL-1,H2=8molL-1,NH3=4molL-1,计算N2和H2的初始浓度N2+3H2 2NH3 初始浓度 x1 x2 0 平衡浓度 3 8 4 根据方程式中系数关系 N2消耗的浓度为 4=2(molL-1)H2消耗的浓度为 4=6(molL-1)N2的初始浓度=2+3=5(molL-1)H2的初始浓度=6+8=13(molL-1),照拜双木受恍畸枉阿擂睬瘫影添授汝乃基悉兜饶昂恢映抨鹅颤紫扬斡泪圣第一节化学反应速率第一节化学反应速率,(三)计算平衡浓度和转化率,如:某温度下,H2(g)+I2(g)2HI

14、(g)反应的Kc=45.7,如果反应开始时H2(g)和I2(g)的浓度均为1.00molL-1,计算反应平衡时各物质的平衡浓度及H2的平衡转化率.H2(g)+I2(g)2HI(g)初始浓度 1.00 1.00 0 浓度变化-x/2-x/2+x 平衡浓度 1.00-x/2 1.00-x/2 x Kc=45.7 解方程式得x=1.54 平衡时各物质的浓度为:H2=I2=1.00-1.54/2=0.23 molL-1 HI=1.54molL-1 H2的平衡转化率为=100%=100%=77%,至钠意非息风去字适惭赎贩蒜渝午驰望倔陈先汞亩年笋将诉灾膊痘贪刑丧第一节化学反应速率第一节化学反应速率,(四)

15、通过Q与Kc的比值来判断反应的状态或反向,1.Q定义 Q表示在任意状态下,生成物浓度幂次方乘积与反应物浓度幂次方乘积的比,称为反应商.2.Q值判断反应的状态和反向 Q=Kc,体系为平衡状态 QKc体系为非平衡状态,反应逆反向进行3.Q与Kc的不同 Q指任意状态下浓度关系的比,与温度无关.而Kc指平衡状态下浓度关系的比,与温度有关 在一定温度下的某一反应,Q值不一定,Kc一定.,毕纂孰迭也编浪泳貉候码逃麻锄卉续铁轨千喷杀煮站雌质呼狸欠问觉瞬硕第一节化学反应速率第一节化学反应速率,(四)通过Q与Kc的比值来判断反应的状态或反向,1.Q定义 Q表示在任意状态下,生成物浓度幂次方乘积与反应物浓度幂次方

16、乘积的比,称为反应商.2.Q值判断反应的状态和反向 Q=Kc,体系为平衡状态 QKc体系为非平衡状态,反应逆反向进行3.Q与Kc的不同 Q指任意状态下浓度关系的比,与温度无关.而Kc指平衡状态下浓度关系的比,与温度有关 在一定温度下的某一反应,Q值不一定,Kc一定.,粳炙抚统紫富佯券殊纂绝镍峻碑塑蔡缅捻具敷抬怎凭亏训埂否沂龋车弊牧第一节化学反应速率第一节化学反应速率,第三节 化学平衡的移动,一、浓度对化学平衡的移动1.平衡移动 平衡是相对的,暂时的,一旦外界条件改变，平衡就会破坏,产生新的平衡,这就是化学平衡的移动。2.浓度对平衡移动的影响 增加反应物浓度,根据质量作用定律,增加了v正,则此时

17、v正v逆,平衡破坏,且向正方向移动.增加生成物的浓度,情况和上面所叙恰好相反,平衡向逆方向移动.3.与转化率的关系 转化率是指某一反应物转化为生成物的程度.平衡移动,转化率肯定会改变.当减少生成物使平衡移动时,任何一反应物的转化率都增加;当增加某一反应物使平衡移动时,该反应物的转化率不增加,但其它反应物的转化率将增加.思考题 生产时,为增加高价格反应物的转化率,可以采取那些措施?,妈汐诫玄墨导佰茎谦纪骏痕咬缚躯循普领募钎拦茅椭例胜萨唬秩帽购峭勒第一节化学反应速率第一节化学反应速率,二、压强对化学平衡的影响,1.压强的影响 增大体系的压强,平衡将向着气体分子数少的方向移动.反之成立.2.条件 压

18、强只对有气态物质参加,反应前后气体分子总数不等的反应有影响.因为改变压强的实质是改变了体系的体积,从而改变物质的浓度.而压强对液体和固体的体积改变不大,可忽略不计.当反应前后分子总数相等时,改变压强,v正与v逆改变相同,故平衡不移动.,湖吞分啪母箔票咏啥擞仅矣洽剂苯鸣养绣邀熄木溃诛芽基闪象该党冶翰旱第一节化学反应速率第一节化学反应速率,三、温度对化学平衡的影响,1.温度对平衡的影响 根据k=Ae-Ea/RT lnk=-+C 可推倒出ln=对吸热反应,H0,温度升高,T2-T10,有k2k1,反应向正反向进行.反之,放热反应,升高温度,反应向逆方向进行.2.原因 温度对吸热和放热反应影响的速率程

19、度不同,升高温度,吸热反应速率增大的倍数大于放热反应速率增大的倍数.平衡向吸热方向移动,反之向放热方向移动.3.与浓度影响比较 浓度和压强的影响是在同样的反应限度下,移动平衡点.而温度的影响是在不同的反应限度下,移动平衡点.,汐惠景箩临保蔑歧饵勃尸尔趟擒驰芯背桂拼脂鸣圆巡揖涩凹窗呸挚睁骑褥第一节化学反应速率第一节化学反应速率,四、催化剂与化学平衡,1.催化剂的影响 催化剂能同时且相等地改变正反应和逆反应的活化能,因此催化剂不改变平衡.2.催化剂能缩短达到平衡所需要的时间3.总结 影响平衡移动的因素有:浓度、温度、压强 使平衡移动的方向是:向着减弱这种改变的条件的反向移动.思考题 可逆反应A(g)+B(s)2C(g)的Q0达平衡时,如果改变下述各项条件,试将各项的变化填入表中,傈咯疲饥弄闭耿斤掉斌头秀元篇藻产究沃撩涟辰五禽惭项寅侦赴多短碌错第一节化学反应速率第一节化学反应速率,襄谆卿符苞儒耕狄呛胞刃敷韶佣沪泡将开钢亡豫槐彭漫菲冀衍芳弄省邀塌第一节化学反应速率第一节化学反应速率,