5化学反应速率化学反应的方向学生Word文件下载.docx
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△CD===△nA：
△nB：
△nC：
△nD
====a：
b：
c：
d
6.用化学反应速率来比较不同反应进行得快慢或同一反应在不同条件下反应的快慢时，应选择同一物质来比较。
例如：
可逆反应A（g）+B（g）C（g）+D（g），在四种不同情况下的反应速率如下，其中反应进行得最快的是（）
A.VA==0.15mol/L·
minB.VB==0.6mol/L·
minC.VC==0.4mol/L·
minD.VD==0.01mol/L·
s
对化学反应速率要注意以下几个问题：
1、物质浓度是物质的量浓度以mol/L为单位，时间单位通常可用s、min、h表示，因此反应速率的与常见单位一般为mol/（l·
s）、mol/（l·
mon）或mol/（l·
h）。
2、化学反应速率可用反应体系中一种反应物或生成物浓度的变化来表示，一般是以最容易测定的一种物质表示之，且应标明是什么物质的反应速率。
3、用不同的物质表示同一时间的反应速率时其数值可能不同，但表达的意义是相同的，各物质表示的反应速率的数值有相互关系，彼此可以根据化学方程式中的各化学计量数进行换算：
对于反应
来说，则有
。
4、一般说在反应过程中都不是等速进行的，因此某一时间内的反应速率实际上是这一段时间内的平均速率。
二、外界条件对化学反应速率的影响：
（一）在其它条件不变的情况下，浓度对化学反应速率的影响
【表征性抽象】当其它条件不变时，增加反应物的浓度，可以增大反应的速率。
【原理性抽象】为什么增大反应物的浓度会影响反应速率呢？
（明确）当增加反应物的浓度时，活化分子的数量增加，有效碰撞的频率增大，导致反应速率增大。
【对结论的再理解】1.一个反应的速率主要取决于反应物的浓度，与产物的浓度关系不大2.对于可逆反应aA+bBcC+dD来说，正反应的速率只取决于A、B两种物质的浓度，与C、D两种物质的浓度关系不大。
而逆反应的速率只取决于C、D两种物质的浓度，与A、B两种物质的浓度关系不大。
增加A或B的浓度只可以使正反应的速率增大，不会影响逆反应的速率。
3.固体和纯液体的浓度是一个常数，所以增加这些物质的量，不会影响反应的速率。
【应用】1.用饱和食盐水代替水制乙炔，以减缓太快的反应速率。
2.制Fe（OH）2时，通过降低NaOH溶液的含氧量（给溶液加热）来降低Fe（OH）2被氧化的速率。
（二）在其它条件不变的情况下，压强对化学反应速率的影响
【提出问题】压强是怎样对化学反应速率进行影响的？
【收集事实】途径：
已有的实验知识
（提出以下几个实验）对比
1.10ml、0.1mol/L的Na2S2O3溶液与0.1摩/升的硫酸10毫升反应的实验。
2.CaO固体与SiO2固体在高温下反应生成CaSiO3。
3.SO2与O2在一密闭容器内反应生成SO3。
（讨论）给上述三个反应的容器加压，三个反应的反应物的浓度是怎样变化的？
【事实的处理】列表比较
编号
反应物的状态
加压后反应物浓度变化
加压后反应的速率变化
1
2
3
【表征性抽象】对于有气体参加的反应来说，当温度一定时，增大体系的压力，反应速率会加大。
【原理性抽象】为什么增大压强会影响有气体参加的化学反应的速率？
（明确）1.一定量气体的体积与其所受的压强成正比。
这就是说，如果气体的压强增大到原来的2倍，气体的体积就缩小到原来的一半，单位体积内的分子数就增多到原来的2倍，即体系中各个物质的浓度都增加，所以化学反应速率增大。
相反，减小压强，气体的体积就扩大，浓度减小，因而反应速率减小。
2.如果参加反应的物质是固体、液体或溶液时，由于改变压强对它们的体积改变很小，因而它们的浓度改变也很小，可以认为压强与它们的反应速率无关。
【结论的再理解】1.压强对反应速率的影响是通过改变浓度而影响反应速率的。
我们在分析压强对反应速率的影响时，应最终落实到浓度上，将压强问题转化为浓度问题。
2.对于那些反应物和生成物都有气体参加的可逆反应来说，增大体系的压强，反应物和生成物的浓度都增加，所以，正反应的速率和逆反应的速率都增大。
（三）在其它条件不变的情况下，温度对化学反应速率的影响
【提出问题】温度是怎样对化学反应速率进行影响的？
1.观察演示实验。
2.回顾过去已有的化学知识和所掌握的实验事实。
『演示实验』10ml同浓度的Na2S2O3溶液分别在不同温度下与0.1摩/升的硫酸10毫升反应的对比实验
『复习回顾』1.Cu与浓硫酸在常温条件下和在加热条件下反应情况的对比。
2.Mg条分别与冷水和沸水的反应情况的对比。
【实验事实的处理】1.化学用语化（写方程式）
（1）Na2S2O3+H2SO4==Na2SO4+SO2+S↓+H2O
或S2O32-+2H+==SO2+S↓+H2O
（2）Cu+2H2SO4（浓）===CuSO4+2SO2↑+2H2O
（3）Mg+2H2O===Mg（OH）2+2H2↑
2.表格化
（1）同浓度的Na2S2O3溶液在不同温度下与0.1摩/升的硫酸10毫升反应的对比表
编
号
0.1mol/L的
Na2S2O3
H2SO4
反应温度
（℃）
反应中出现浑浊的时间
（秒）
10ml
冷水
热水
（2）Cu与浓硫酸在常温条件下和在加热条件下反应情况对比表
编号
Cu与浓硫酸在常温条件下反应
Cu与浓硫酸在加热条件下反应
（3）Mg条分别与冷水和沸水的反应情况对比表
Mg条与冷水反应
Mg条与热水反应
【表征性抽象】在其它条件不变的情况下，升高温度，化学反应要加快。
经过实验测定，温度每升高10℃，反应速率通常要增大到原来的2~4倍。
【原理性抽象】为什么升高温度会使反应速率加快？
（明确）当反应物浓度一定时，分子总数一定，升高温度，反应物分子的能量增高，是活化分子的百分比增大，因而活化分子数量增多，有效碰撞频率增大，所以，反应速率加大。
【对结论的再理解】对于可逆反应来说，升高体系的温度，反应物和生成物中的活化分子数都增加，所以，正反应的速率和逆反应的速率都增大。
【应用】1.在实验室进行化学反应时，常常通过给反应物加热来增大反应的速率。
2.合成氨工业中，是在500℃的条件下进行反应，以加快反应进行的速度。
3.为防止食品变质，我们将食品放入冰箱中保存，以降低食品变质的速率。
（四）催化剂对化学反应速率的影响
【提出问题】催化剂是怎样影响化学反应速率的？
2.回顾已有知识
（演示实验）过氧化氢分解的对比实验
（复习回顾）用KClO3制氧气的实验
【实验事实的处理】1.写化学方程式
（1）2H2O2==2H2O+O2↑
（2）2KClO3==2KCl+3O2↑
2.列表对比
（1）过氧化氢分解实验的对比表
无催化剂时的反应情况
有催化剂时的反应情况
（2）用KClO3制氧气实验的对比表
【表征性抽象】催化剂能加快化学反应速率。
【原理性抽象】为什么催化剂能加快化学反应速率？
（明确）当温度和反应物浓度一定时，使用催化剂可使反应途径发生改变，从而降低了反应的活化能，使得活化分子的百分比增大，因此活化分子的数目增多，有效碰撞频率增大，故
化学反应速率加大。
【对结论的再认识】1.催化剂改变化学反应速率的原因仅仅是改变始态到终态的途径，不改变反应的结果。
例：
（1）在加热条件下：
2Cu+O2==2CuO
2CuO+2CH3CH2OH==2Cu+2CH3CHO+2H2O
（2）氮的氧化物破坏臭氧：
NO+O3==NO2+O2
NO2+O==NO+O2
2.能加快反应速率的催化剂叫正催化剂；
能减慢化学反应速率的催化剂叫负催化剂。
3.对可逆反应而言，正催化剂使正、逆反应速率都加快，且加快的程度相同。
相反，负催化剂使正、逆反应速率都减小，且减小的程度相同。
【应用】催化剂在现代化学和化工生产中占有极为重要的地位。
大约85%的反应需要催化剂。
尤其是现代大型化工业、石油工业中，很多反应还必须使用性能良好的催化剂。
例；
接触法制硫酸工业。
【课堂练习】
1.要使在容积恒定的密闭容器中进行的可逆反应2A（气）+B（固）==2C（气）+Q（Q＞0）的正反应速率显著加快，可采用的措施是（不考虑固、气态间的接触面积）（）
A．降温B.加入BC.增大体积使压强减小D.加入A
2.把除去氧化膜的镁条放入一定浓度的稀盐酸的试管中，发现H2的生成速度V随时间t变化如图。
其中t1——t2速度变化的原因是___________________；
t2——t3速度变化的原因是_________________________________。
V
t1t2t3
例1．将4molA气体和2molB气体在2L的容器中混合并在一定条件下发生反应：
2A（气）+B（气）==2C（气），若经2s后测得C的浓度为0.6mol/L，现有下列几种说法：
用物质A表示的反应的平均速率为0.3mol/（L·
s）用物质B表示的反应的平均速率为0.6mol/（L·
s）2s时物质A的转化率为70％2s时物质B的浓度为0.7mol/L
其中正确的是（）
A.B.C.D.
例2已知反应A+3B=2C+D在某段时间内以A的浓度表示的化学反应速率为1mol/（L·
min），则此段时间内以C的浓度表示的化学反应速率为（）
A.0.5mol/（L·
min）B.1mol/（L·
min）C.2mol/（L·
min）D.3mol/（L·
min）
例3在四个不同的容器中，采用不同条件进行合成氨反应，根据下列在相同时间内测定的结果判断，生成氨的速率最快的是（）
A．用H2表示的反应速率为0.1mol/（L·
min）B．用NH3表示的反应速率为0.3mol/（L·
C．用N2表示的反应速率为0.2mol/（L·
min）D．用H2表示的反应速率为0.3mol/（L·
min）
例4把下列四种X溶液分别加入四个盛有10ml，2mol/L盐酸的烧杯中，均加水稀释到50mL，此时，X和盐酸缓慢地进行反应，其中反应最快的是
A．10℃20mL3mol/L的X溶液B．20℃30mL2molL的X溶液
C．10℃10mL4mol/L的X溶液D．10℃10mL2mol/L的X溶液
例5铁片和稀硫酸反应制取氢气时，下列措施不能使氢气生成速率加快的是（）
A.加热B.不用稀硫酸，改用98％浓硫酸
C.滴加少量CuSO4溶液D.不用铁片，改用铁粉
练习：
1．化学反应速率受条件的影响很大，下列肯定可以加快化学反应速率的措施是（）
A．使用催化剂B．改变浓度C．升高温度D．降低温度
2．下列反应不属于可逆反应的是（）
A．工业上利用氮气和氢气合成氨气
B．水电解生成氢氧混和气体和氢氧混和气体爆炸生成水
C．密闭容器中的二氧化氮和四氧化二氮在一定压力下可以相互转化
D．密闭容器中的二氧化硫和氧气在一定的条件下可以生成三氧化硫，同时三氧化硫又可以分解为二氧化硫和氧气
3．当一个可逆反应进行到正反应速率与逆反应速率相等的时候，就达到了“化学平衡”。
对于化学平衡的下列说法中正确的是（）
①化学反应达到化学平衡时，反应物与生成物的浓度（含量）保持不变；
②化学反应达到化学平衡时，整个反应处于停滞状态；
③影响化学平衡的外界条件发生改变，平衡状态就会被破坏。
A．只有①B．只有①②C．只有①③D．①②③
4．化学反应速率是有单位的，下列表示的是化学反应速率的单位的是（）
A．mol/minB．mol/sC．mol/LD．mol/（L·
s）
5．在一个2L的容器中，放入2mol气体A，5分钟后，测得这种气体A还剩余0.5mol，该反应中气体A的化学反应速率是（）
A．1.5mol/（L·
min）B．0.15mol/（L·
C．0.75mol/（L·
min）D．0.075mol/（L·
6．下列反应中，产生氢气速度最快的是（）
A．常温下铝与6mol/L的硝酸B．常温下镁与3mol/L的醋酸
C．常温下铁与3mol/L的盐酸D．常温下镁与3mol/L的硫酸
7．化学反应A（g）＋3B（g）
2C（g）＋2D（g），在下列四个选项中是不同的情况下测得的不同物质的反应速率，其中表示该化学反应的反应速率最快的是（）
A．υ（A）＝0.2mol（L·
min）B．υ（B）＝0.45mol（L·
s）
C．υ（C）＝0.45mol（L·
min）D．υ（D）＝0.35mol（L·
8．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：
①υ（A）=0.5mol·
L-1·
s-1；
②υ（B）=0.6mol·
③υ（C）=0.35mol·
④υ（D）=0.4mol·
s-1，则该反应在不同条件下反应速率最快的是（）
A．①B．②C．③D．④
化学平衡
教学重点：
化学平衡状态的特征，化学平衡移动原理
教学难点：
化学平衡概念的建立
知识点一：
可逆反应和不可逆反应
1、可逆反应：
在同一条件下，能同时向正、逆两个方向进行的反应。
如：
N2+3H22NH3+QN2O42NO2-Q
2、不可逆反应：
在同一条件下，不能同时向两个方向进行的反应。
可看成正、逆反应的趋势差别很在，反应“一边倒”。
3、正、逆反应是相对的：
N2+3H22NH3
2NH3
N2+3H2
思考：
1、点燃氢气和氧气的混合物可剧烈地化合生成水，电解水时又可生成氢气和氧气，这是不是一个可逆反应？
为什么？
2、可逆反应能否进行到底？
3、白磷和红磷之间的相互转化关系是可以用可逆反应来表示吗？
知识点二：
化学反应的方向
1、焓判据
1、用焓变来判断反应进行的方向，就是焓判据。
2、化学反应的方向与能量的关系
能量变化是一个与反应能否自发进行有关的因素，但不是决定反应能否自发进行的惟一因素。
（1）多数能自发进行的化学反应是放热反应。
在常温、常压下，氢氧化亚铁被氧化为氢氧化铁的反应是自发的，反应放热：
4Fe（OH）2（s）＋2H2O
（1）＋O2（g）===4Fe（OH）3（s）ΔH（298K）＝－444.3kJ/mol
（2）有不少吸热反应也能自发进行。
NH4HCO3（s）＋CH3COOH（aq）=CO2（g）＋CH3COONH4（aq）＋H2O
（1）ΔH（298K）＝＋37.30kJ/mol
（3）有一些吸热反应在室温条件下不能自发进行，但在较高温度下则能自发进行。
在室温下和较高温度下均为吸热过程的CaCO3的分解反应。
CaCO3（s）===CaO（s）＋CO2（g）ΔH（298K）＝＋178.2kJ/mol
所以反应能量判据不是决定反应能否自发进行的惟一因素。
2、熵判据
1、熵和熵变
（1）熵是用来表示物质混乱程度（或无序）的物理量。
对于一个由大量粒子组成的体系，人们用熵来描述体系的混乱度，符号为S。
熵值越大，体系混乱度越大。
在同一条件下不同的物质有不同的熵值，而同一物体的熵值与条件有关。
对同一物质来说，
（2）熵变：
化学反应中要发生物质的变化或物质状态的变化，因此存在着熵变。
反应的熵变ΔS为反应产物总熵与反应物总熵之差。
对于确定的化学反应，在一定条件下具有确定的熵变。
在于外界隔离的体系中，自发过程将导致体系的熵增大，即熵变（ΔS）大于零。
这个原理也叫熵增原理，再用来判断过程的方向时，就称为熵判据。
（1）许多熵增加的反应在常温、常压下可以自发进行。
产生气体的反应，
气体物质的物质的量增大的反应，熵变通常都是正值，为熵增加反应。
2H2O2（aq）===2H2O（l）＋O2（g）；
NH4HCO3（s）＋CH3COOH（aq）===CO2（g）＋CH3COONH4（aq）＋H2O（l）；
（2）有些熵增加的反应在
常温、常压下不能自发进行，但在较高温度下可以自发进行。
CaCO3（s）===CaO（s）＋CO2（g）；
C（石墨，s）＋H2O（g）===CO（g）＋H2（g）；
（3）铝热反应是熵减小的反应，它在一定条件下也可以自发进行。
2Al（s）＋Fe2O3（s）===Al2O3（s）＋2Fe（s）；
事实证明，熵变是与反应能否自发进行有关的又一个因素。
3、自由能变化
体系的自由能变化（符号为ΔG，单位为kJ/mol）综合考虑了焓变和熵变对体系的影响，可用于化学反应自发进行的方向的判断，ΔG＝ΔH－TΔS。
1、当ΔH＜0，ΔS＞0时，ΔG＜0，反应自发进行。
2、当ΔH＞0，ΔS＜0时，ΔG＞0，反应不能自发进行。
3、当ΔH＞0，ΔS＞0或ΔH＜0，ΔS＜0时，反应是否自发进行与温度有关，在一定温度下可使ΔG＝0，即反应达平衡状态。
注意：
①根据ΔH－TΔS＜0判断的只是反应能否自发进行的可能性，具体的反应能否实际发生，还涉及到化学反应速率的问题。
判断一个化学反应能否自发进行，若无任何外加条件，可以认为我们所学过的化学反应（电解反应除外）都是能够自发进行的。
典型例题：
1、下列说法中正确的是（ ）
A．凡是放热反应都是自发的，凡是吸热反应都是非自发的
B．自发反应一定是熵增大的反应，非自发反应一定是熵减小或不变的反应
C．自发反应在恰当条件下才能实现
D．自发反应在任何条件下都能实现
2.下列说法正确的是（）
A.放热反应不一定是自发进行的反应
B.吸热反应一定是非自发进行的
C.自发进行的反应一定容易发生
D.反应速率快的一定是自发进行的
3、能用能量判据判断下列过程的方向的是（）
A.水总是自发地由高处往低处流
B.放热反应容易自发进行，吸热反应不能自发进行
C.有序排列的火柴散落时成为无序排列
D.多次洗牌以后，扑克牌的毫无规律的混乱排列的几率大
4下列变化中，ΔS＜0的是（ ）
A．氯化钠溶于水B．NH3（g）与HCl（g）反应生成NH4Cl（s）
C．干冰（CO2）的升华D．CaCO3（s）分解为CaO（s）和CO2（g）
5、对于化学反应方向的确定，下列说法正确的是（）
A.在温度、压力一定的条件下，焓因素和熵因素共同决定一个化学反应的方向
B.温度、压力一定时，放热的熵增加反应一定能自发进行
C.反应焓变是决定反应能否自发进行的唯一因素
D.固体的溶解过程与焓变有关
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