第二章化学反应速率和化学平衡 (2)
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探究影响化学反应速率的因素——浓度、压强同步练习(答题时间:40分钟)一、选择题1. 在影响化学反应速率的因素中,决定化学反应速率的主要因素是()①温度②浓度③催化剂④压强⑤反应物本身的性质A. ①②③④⑤B. ⑤C. ①②③D. ①②③④2. 下列事实能说明影响化学反应速率的决定性因素是反应物本身性质的是()A. Cu能与浓硝酸反应,而不与浓盐酸反应B. Cu与浓硝酸反应比与稀硝酸反应快C. N2与O2在常温、常压下不反应,放电时可反应D. Cu与浓硫酸能反应,而不与稀硫酸反应3. 设C+CO22CO,正反应是吸热反应,反应速率为v1;N2+3H22NH3,正反应是放热反应,反应速率为v2。
对于上述反应,当温度升高时,v1和v2的变化情况为()A. 同时增大B. 同时减小C. v1增大,v2减小D. v1减小,v2增大4. A、B在溶液中发生反应:A+B C。
现将A、B两种反应物进行以下五个实验,其中①~④在20 ℃时进行,⑤在40 ℃时进行,实验刚开始时,反应速率由大到小的顺序正确的是()①20 mL 0. 2 mol·L-1 A+20 mL 0. 2 mol·L-1 B②50 mL 0. 5 mol·L-1 A+50 mL 0. 5 mol·L-1 B③10 mL 1 mol·L-1 A+10 mL 1 mol·L-1 B+30 mL H2O④20 mL 1 mol·L-1 A+60 mL 0. 4 mol·L-1 B⑤30 mL 0. 6 mol·L-1 A+30 mL 0. 6 mol·L-1 BA. ②④⑤①③B. ⑤④②③①C. ④②⑤①③D. ③⑤④②①5. 对于反应M+N P,如果温度每升高10℃,反应速率增加为原来的2倍,在10℃时完成反应的40%需要60 min,将温度提高到40℃完成反应的40%需要的时间为()A. 2 minB. 4 minC. 6 minD. 7. 5 min6. 20 ℃时,将0. 1 mol·L-1 Na2S2O3溶液10 mL和0. 01 mol·L-1 H2SO4溶液10 mL混合,2 min后溶液中明显出现浑浊,已知温度每升高10 ℃,化学反应速率增大到原来的2倍,那么50 ℃时,同样的反应要看到同样的浑浊,需要的时间是()A. 40 sB. 15 sC. 48 sD. 20 s*7. 某些金属氧化物粉末和Al粉在镁条的引燃下可以发生铝热反应。
第二章化学反应速率和化学平衡一、化学反应速率1. 化学反应速率(v)⑴定义:用来衡量化学反应的快慢,单位时间内反应物或生成物的物质的量的变化⑵表示方法:单位时间内反应浓度的减少或生成物浓度的增加来表示⑶计算公式:v=Δc/Δt(υ:平均速率,Δc:浓度变化,Δt:时间)单位:mol/(L?s)⑷影响因素:①决定因素(内因):反应物的性质(决定因素)②条件因素(外因):反应所处的条件※注意:(1)、参加反应的物质为固体和液体,由于压强的变化对浓度几乎无影响,可以认为反应速率不变。
(2)、惰性气体对于速率的影响①恒温恒容:充入惰性气体→总压增大,但各分压不变,各物质浓度不变→反应速率不变②恒温恒体:充入惰性气体→体积增大→各反应物浓度减小→反应速率减慢二、化学平衡(一)1.定义:一定条件下,当一个可逆反应进行到正逆反应速率相等时,更组成成分浓度不再改变,达到表面上静止的一种“平衡”,这就是这个反应所能达到的限度即化学平衡状态。
2、化学平衡的特征逆(研究前提是可逆反应);等(同一物质的正逆反应速率相等);动(动态平衡)定(各物质的浓度与质量分数恒定);变(条件改变,平衡发生变化)3、判断平衡的依据判断可逆反应达到平衡状态的方法和依据②在单位时间内消耗了n m olB同时消耗了p但(二)影响化学平衡移动的因素1、浓度对化学平衡移动的影响(1)影响规律:在其他条件不变的情况下,增大反应物的浓度或减少生成物的浓度,都可以使平衡向正方向移动;增大生成物的浓度或减小反应物的浓度,都可以使平衡向逆方向移动(2)增加固体或纯液体的量,由于浓度不变,所以平衡不移动(3)在溶液中进行的反应,如果稀释溶液,反应物浓度减小,生成物浓度也减小, V正减小,V逆也减小,但是减小的程度不同,总的结果是化学平衡向反应方程式中化学计量数之和大的方向移动。
2、温度对化学平衡移动的影响影响规律:在其他条件不变的情况下,温度升高会使化学平衡向着吸热反应方向移动,温度降低会使化学平衡向着放热反应方向移动。
第二节影响化学反应速率的因素(第1课时)教学目标1.知识与技能:(1)掌握外界条件(浓度、压强、温度、催化剂等)对化学反应速率的影响规律。
(2)会用有效碰撞理论解释外界因素对化学反应速率的影响。
(3)培养学生设计简单实验的能力、观察能力、思维能力。
2.过程与方法:实验法:运用控制变量法设计简单实验探究影响化学反应速率的因素。
归纳法:由实验现象归纳同种影响因素对不同反应速率的影响规律。
3.情感态度与价值观:通过从宏观现象到微观本质的分析,培养学生分许问题,解决问题的能力;通过控制变量法的应用培养学生辨证唯物主义观点;感受控制和影响化学反应速率对生产生活的意义。
教学重点、难点重点:影响化学反应速率的因素(浓度、压强、温度、催化剂等)。
难点:用有效碰撞理论、活化分子、活化能概念模型解释外界条件对化学反应速率的影响。
课时安排3课时(第1课时主要为浓度、压强对反应速率的影响)。
教学过程【引入】我们生活中涉及到很多化学反应,如金属的腐蚀、食物的变质、燃料的燃烧、污水的处理、药物的研发与生产等等。
化学反应速率有快有慢,对人们生产生活也有利有弊。
为了提高资源的利用率和经济生产效益从而更有利于我们的生活,往往需要对化学反应速率加以影响和控制。
那影响化学反应速率的因素有哪些呢?大家可以根据黑板上提供的例证加以总结归纳:【问提一】影响化学反应速率的因素有哪些?【思考与总结】请大家比较以下各组反应速率并总结哪些因素可以影响化学反应速率?1、Na + H2O Fe + H2O2、夏天食品变质冬天食品变质3、在空气中加热铁丝在纯氧中加热铁丝4、普通电饭锅与高压锅做食物5、面粉厂禁止明火【生】归纳,叙述。
【板书】一、影响化学反应速率的因素1、内因(主):反应物的性质。
2、外因:浓度、压强、温度、催化剂、固体表面积、原电池原理等。
【过渡】本节课重点学习浓度、压强对化学反应速率的影响。
那如何设计实验探究某一因素对化学反应速率的影响呢?【生】控制变量法研究。
选修4第二章《化学反应速率化学平衡》(2、5)一、化学反应速率及影响因素1、在2A+B 3C+4D反应中,表示该反应速率最快的是()A.υ(A)= 0.5 mol/(L·s) B.υ(B)= 0.3 mol/(L·s)C.υ(C)= 0.8 mol/(L·s) D.υ(D)= 1 mol/(L·s)2.下列说法正确的是()A.增大反应物浓度,可增大单位体积内活化分子的百分数,从而使有效碰撞次数增大B.有气体参加的化学反应,若增大压强(即缩小反应容器的体积),可增加活化分子的百分数,从而使反应速率增大C.升高温度能使化学反应速率增大,主要原因是增加了反应物分子中活化分子的百分数D.催化剂不影响反应活化能但能增大单位体积内活化分子百分数,从而增大反应速率3、对于反应:A+B=C下列条件的改变一定能使化学反应速率加快的是()A、增加A的物质的量B、升高体系的温度C、增加体系的压强D、减少C的物质的量浓度4、在一密闭容器中充入一定量的H2和N2发生反应N2+3H22NH3,经测定3秒末的氢气的反应速率为0.3mol·L-1·S-1,则6秒末NH3的浓度为()A.1.2mol/L B.大于1.2mol/LC.小于1.2mol/L D.不能确定5、同质量的锌与盐酸反应,欲使反应速率增大,选用的反应条件正确的组合是()反应条件:①锌粒②锌片③锌粉④5%盐酸⑤10%盐酸⑥15%盐酸⑦加热⑧用冷水冷却⑨不断振荡⑩迅速混合后静置A.③⑥⑦⑨ B.③⑤⑦⑨ C.①④⑧⑩ D.②⑥⑦⑩二、化学平衡状态的标志6、一定条件下反应2AB(g) A2(g)+B2(g)达到平衡状态的标志是()A.单位时间内生成nmolA2,同时消耗2n molABB.容器内,3种气体AB、A2、B2共存C.AB的消耗速率等于A2的消耗速率D.容器中各组分的体积分数不随时间变化7、在一定温度下的密闭容器中,当下列物理量不再变化时,表明A(s)+2B(g)C(g)+D(g)已达平衡的是()A、混合气体的压强B、混合气体的密度C、混合气体的分子数目D、混合气体的总物质的量8、可逆反应N2+3H22NH3的正逆反应速率可用各反应物或生成物浓度的变化来表示。
一、选择题1.在一定温度不同压强(P1<P2)下,可逆反应2X(g)2Y(g)+Z(g)中,生成物Z在反应混合物中的体积分数(ψ)与反应时间(t)的关系如图示,正确的是A.B.C.D.答案:B解析:一定温度下,增大压强,反应速率增大,到达平衡的时间缩短,该反应正反应是体积增大的反应,平衡向逆反应移动,平衡时Z的物质的量减小,据此结合选项解答。
【详解】A.图象中压强p1到达平衡时间短,故图象中p1>p2,与题意不符,故A错误;B.图象中压强p2到达平衡时间短,图象中p1<p2,增大压强,平衡时生成物Z的物质的量减小,与实际相符,故B正确;C.图象中压强p1到达平衡时间短,故图象中p1>p2,与题意不符,故C错误;D.图象中压强p2到达平衡时间短,图象中p1<p2,增大压强,平衡时生成物Z的物质的量增大,与实际不相符,故D错误;故选B。
2.在1 L密闭容器中的一定量混合气体发生反应xA(g)+yB(g)zC(g),平衡时测得A的物质的量为0.6 mol,保持温度不变,将容器的容积扩大到2 L,再次达到平衡时,测得A 的物质的量为0.9 mol。
下列有关判断正确的是A.平衡向正反应方向移动B.C的体积分数增大C.x+y<z D.B的转化率降低答案:D解析:由题意可知,平衡时A的浓度为0.6mol/L,保持温度不变,将容器的容积扩大到2L,若平衡不移动,A的浓度变为0.3mol/L,新平衡时A的浓度为0.9mol2L=0.45mol/L, A的浓度增大说明体积增大,压强减小,平衡向逆反应方向移动,则x+y>z。
【详解】A.由分析可知,减小压强,平衡向逆反应方向移动,故A错误;B.由分析可知,减小压强,平衡向逆反应方向移动,C的体积分数减小,故B错误;C.由分析可知,减小压强,平衡向逆反应方向移动,x+y>z,故C错误;D.由分析可知,减小压强,平衡向逆反应方向移动,B的转化率降低,故D正确;故选D。
第二章化学反应速率和化学平衡一、化学反应速率(1)化学反应速率的概念化学反应速率是用来衡量化学反应进行的快慢程度的物理量。
(2)化学反应速率的表示方法对于反应体系体积不变的化学反应,通常用单位时间内反应物或生成物的物质的量浓度的变化值表示。
某一物质A的化学反应速率的表达式为:式中——某物质A的浓度变化,常用单位为mol·L-1。
——某段时间间隔,常用单位为s,min,h。
υ——物质A的反应速率,常用单位是mol·L-1·s-1,mol·L-1·s-1等。
(3)化学反应速率的计算规律①同一反应中不同物质的化学反应速率间的关系同一时间内,用不同的物质表示的同一反应的反应速率数值之比等于化学方程式中各物质的化学计量数之比。
②化学反应速率的计算规律同一化学反应,用不同物质的浓度变化表示的化学反应速率之比等于反应方程式中相应的物质的化学计量数之比,这是有关化学反应速率的计算或换算的依据。
(4)化学反应速率的特点①反应速率不取负值,用任何一种物质的变化来表示反应速率都不取负值。
②同一化学反应选用不同物质表示反应速率时,可能有不同的速率数值,但速率之比等于化学方程式中各物质的化学计量数之比。
③化学反应速率是指时间内的“平均”反应速率。
小贴士:①化学反应速率通常指的是某物质在某一段时间内化学反应的平均速率,而不是在某一时刻的瞬时速率。
②由于在反应中纯固体和纯液体的浓度是恒定不变的,因此对于有纯液体或纯固体参加的反应一般不用纯液体或纯固体来表示化学反应速率。
其化学反应速率与其表面积大小有关,而与其物质的量的多少无关。
通常是通过增大该物质的表面积(如粉碎成细小颗粒、充分搅拌、振荡等)来加快反应速率。
③对于同一化学反应,在相同的反应时间内,用不同的物质来表示其反应速率,其数值可能不同,但这些不同的数值表示的都是同一个反应的速率。
因此,表示化学反应的速率时,必须指明是用反应体系中的哪种物质做标准。
一、选择题1.探究2KMnO 4+5H 2C 2O 4+3H 2SO 4=K 2SO 4+2MnSO 4+10CO 2↑+8H 2O 反应速率的影响因素,有关实验数据如下表所示:A .a<12.7,b>6.7B .反应速率快慢:v(实验3)>v(实验1)C .用H 2C 2O 4表示实验1的反应速率:v(H 2C 2O 4)≈6.6×l0-3mol·L -1·min -1D .理论上为确保实验成功n(H 2C 2O 4)≥52n(KMnO 4) 答案:B 【详解】A .对比试验1和2,可知其他条件一样,实验2的温度更高,反应速率更快,反应时间更短,所以a<12.7;对比试验3和4,可知其他条件一样,实验3加了催化剂,反应速率更快,反应时间更短,所以b>6.7,A 正确;B .对比试验3和1,可知其他条件一样,实验1的浓度更大,反应速率更快,所以v(实验3)<v(实验1),B 错误;C .实验1中()4110.14KMnO mol L min 1212v .7--⨯=••⨯,根据化学反应速率之比等于化学计量数之比可知v(H 2C 2O 4)=2.5()1140.14KMnO 2.5mol L min 1212.7v --⨯=⨯••≈⨯ 6.6×l0-3mol·L -1·min -1,C 正确;D .根据反应:2KMnO 4+5H 2C 2O 4+3H 2SO 4=K 2SO 4+2MnSO 4+10CO 2↑+8H 2O 可知,要保证KMnO 4溶液褪色,即KMnO 4要全部好销,则草酸的物质的量应满足:n(H 2C 2O 4)≥52n(KMnO 4),D 正确; 答案选B 。
2.α-Fe(III)晶面铁原子簇是合成氨工业的一种新型高效催化剂,N 2和H 2在其表面首先变为活化分子,反应机理为:①H2(g)⇌2H(g)∆H1②N2(g)+2H(g)⇌2(NH)(g)∆H2③(NH)(g)+H(g)⇌ (NH2)(g)∆H3④(NH2)(g)+H(g)⇌NH3(g)∆H4总反应为N2(g)+3H2(g)⇌2NH3(g) ∆H下列说法正确的是A.α-Fe(III)晶面铁原子簇能够有效降低合成氨反应的活化能和焓变B.为提高合成氨反应的平衡转化率,工业上采用适当增大压强和使用高效催化剂等方法C.反应①和总反应均为放热反应D.总反应的∆H=3∆H1+∆H2+2∆H3+2∆H4答案:D解析:反应机理为①H2 (g)=2H(g)△H1,②N2(g)+2H(g)⇌2(NH)(g)△H2,③(NH)(g)+H(g) (NH2)(g)△H3,④(NH2)(g)+H(g)NH3 (g) △H4;根据盖斯定律,①×3+②×2+③×2+④×2可得总反应为N2 (g)+3H2(g)2NH3 (g) △H=3△H1+△H2+2△H3+2△H4。
第二章化学反应速率和化学平衡一、化学反应速率1. 化学反应速率(v)ﻭ⑴定义:用来衡量化学反应的快慢,单位时间内反应物或生成物的物质的量的变化ﻭ⑵表示方法:单位时间内反应浓度的减少或生成物浓度的增加来表示ﻭ⑶计算公式:v=Δc/Δt(υ:平均速率,Δc:浓度变化,Δt:时间)单位:mol/(L•s)⑷影响因素:ﻭ①决定因素(内因):反应物的性质(决定因素)②条件因素(外因):反应所处的条件外因对化学反应速率影响的变化规律条件变化活化分子的量的变化反应速率的变化反应物的浓度增大单位体积里的总数目增多,百分数不变增大减小单位体积里的总数目减少,百分数不变减小气体反应物的压强增大单位体积里的总数目增多,百分数不变增大减小单位体积里的总数目减少,百分数不变减小反应物的温度升高百分数增大,单位体积里的总数目增多增大降低百分数减少,单位体积里的总数目减少减小反应物的催化剂使用百分数剧增,单位体积里的总数目剧增剧增撤去百分数剧减,单位体积里的总数目剧减剧减其他光,电磁波,超声波,固体反应物颗粒的大小,溶剂等有影响※注意:(1)、参加反应的物质为固体和液体,由于压强的变化对浓度几乎无影响,可以认为反应速率不变。
ﻭ(2)、惰性气体对于速率的影响①恒温恒容:充入惰性气体→总压增大,但各分压不变,各物质浓度不变→反应速率不变②恒温恒体:充入惰性气体→体积增大→各反应物浓度减小→反应速率减慢ﻭ二、化学平衡(一)1。
定义:一定条件下,当一个可逆反应进行到正逆反应速率相等时,更组成成分浓度不再改变,达到表面上静止的一种“平衡”,这就是这个反应所能达到的限度即化学平衡状态。
2、化学平衡的特征ﻭ逆(研究前提是可逆反应);等(同一物质的正逆反应速率相等) ;动(动态平衡)定(各物质的浓度与质量分数恒定);变(条件改变,平衡发生变化) 3、判断平衡的依据判断可逆反应达到平衡状态的方法和依据例举反应mA(g)+nB(g)C(g)+qD(g)混合物体系中各成分的含量①各物质的物质的量或各物质的物质的量的分数一定平衡②各物质的质量或各物质质量分数一定平衡③各气体的体积或体积分数一定平衡④总体积、总压力、总物质的量一定不一定平衡正、逆反应速率的关系①在单位时间内消耗了mmolA同时生成m molA,即V(正)=V(逆)平衡②在单位时间内消耗了nmolB同时消耗了p molC,则V(正)=V(逆)平衡③V(A):V(B):V(C):V(D)=m:n:p:q,V(正)不一定等于V(逆)不一定平衡④在单位时间内生成nmolB,同时消耗了q molD,因均指V(逆)不一定平衡压强①m+n≠p+q时,总压力一定(其他条件一定) 平衡②m+n=p+q时,总压力一定(其他条件一定) 不一定平衡混合气体平均相对分子质量Mr①Mr一定时,只有当m+n≠p+q时平衡②Mr一定时,但m+n=p+q时不一定平衡温度任何反应都伴随着能量变化,当体系温度一定时(其他不变)平衡体系的密度密度一定不一定平衡其他如体系颜色不再变化等平衡(二)影响化学平衡移动的因素1、浓度对化学平衡移动的影响(1)影响规律:在其他条件不变的情况下,增大反应物的浓度或减少生成物的浓度,都可以使平衡向正方向移动;增大生成物的浓度或减小反应物的浓度,都可以使平衡向逆方向移动(2)增加固体或纯液体的量,由于浓度不变,所以平衡不移动ﻭ(3)在溶液中进行的反应,如果稀释溶液,反应物浓度减小,生成物浓度也减小,V正减小,V逆也减小,但是减小的程度不同,总的结果是化学平衡向反应方程式中化学计量数之和大的方向移动。
化学反应速率与化学平衡化学反应速率与化学平衡是化学领域中的重要概念。
本文将从理论角度探讨化学反应速率与化学平衡之间的关系,并结合实际例子加以说明。
一、化学反应速率化学反应速率指的是反应物消耗或生成的速度,通常用物质浓度的变化率来表示。
反应速率的公式可表示为:速率= ΔC/Δt其中,ΔC表示反应物浓度的变化量,Δt表示时间的变化量。
化学反应速率受到多种因素的影响,如温度、浓度、表面积、催化剂等。
一般来说,温度越高,反应速率越快;浓度越高,反应速率越快;表面积越大,反应速率越快;催化剂的存在能够降低反应活化能,从而加快反应速率。
二、化学平衡化学平衡是指在封闭系统中,反应物和生成物浓度保持一定比例的状态。
在化学平衡中,正反应和逆反应同时发生,且速率相等,达到动态平衡。
根据勒夏特列亲和定律,一个化学平衡的反应可以用如下公式表示:aA + bB ⇌ cC + dD其中,A、B为反应物,C、D为生成物,a、b、c、d为化学计量数。
化学平衡的条件包括温度、压力和浓度。
根据利奥·恩希斯的法则,当某一条件发生变化时,系统会自动调整以维持化学平衡。
温度升高会使平衡位置移动到吸热反应的方向,而当温度降低时,则向放热反应方向移动。
三、化学反应速率与化学平衡的关系化学反应速率和化学平衡是反应动力学和反应热力学两个方面的研究对象。
它们之间存在密切的联系。
在反应初期,反应物浓度较高,反应速率也较快。
但随着时间的推移,反应物浓度逐渐降低,反应速率也减慢,最终趋于稳定。
这种情况下,反应尚未达到化学平衡。
在化学平衡时,正反应和逆反应达到动态平衡,速率相等。
这并不意味着反应速率为零,而是表示反应物和生成物的浓度保持稳定,反应速率呈稳定状态。
实际上,反应速率和平衡浓度之间存在着一种动态的关系。
当反应物浓度偏离平衡浓度时,反应势必要重新调整以恢复平衡,从而使反应速率发生变化。
例如,当反应物浓度增加时,反应速率会相应增加,以达到新的平衡状态。
第二章化学反应速率与化学平衡第二节化学平衡练习题一、单选题(共16题)1.可逆反应223N +3H 2NH 的正、逆反应速率可用各反应物或生成物浓度的变化来表示,下列各关系中能说明反应已达到最大限度(即化学平衡)的是A .N 2将完全转化为NH 3B .N 2、H 2和NH 3的物质的量浓度相等C .N 2、H 2和NH 3的物质的量浓度不再变化D .正反应和逆反应的速率都为零2.一定温度下,在恒容密闭容器中发生反应:2NO 2(g)+O 3(g)N 2O 5(g)+O 2(g)。
当NO 2、O 3、N 2O 5、O 2的浓度不再变化时,下列说法正确的是A .该反应已达到化学平衡状态B .正、逆反应速率相等且等于零C .NO 2和O 3全部转化为N 2O 5和O 2D .NO 2、O 3、N 2O 5、O 2的浓度一定相等3.化学反应()()()223O g 2SO g 2SO g +在硫酸工业中有重要应用。
关于该反应的叙述正确的是A .无限延长化学反应的时间能改变化学反应的限度B .2O 、2SO 、3SO 的物质的量比1:2:2时达到平衡状态C .该反应达到化学平衡状态时,正反应速率和逆反应速率相等且等于零D .若开始加入2SO 和182O ,达到化学平衡时核素18O 存在于三种物质中4.t ℃ 时,反应 N 2+3H 2 催化剂高温高压2NH 3在容积固定的密闭容器中进行,达到平衡状态的标志是A .v(NH 3)= 2v(N 2)B .H 2的物质的量浓度不再发生变化C .单位时间内消耗2 mol NH 3的同时生成1mol N 2D .1molN 2和3molH 2完全转化为2molNH 35.一定温度下,在2L 恒容密闭容器中放入0.2mol NO 和0.2mol CO ,在催化剂存在条件下发生反应:2NO(g)+2CO(g)2CO 2(g)+N 2(g)。
测得NO 的物质的量变化如表:下列说法正确的是A.15min时,反应恰好达到平衡状态B.0~5min,NO的平均速率为0.016mol•L-1•min-1C.其他条件不变,升高反应温度,平衡时NO的物质的量小于0.06molD.20min时压缩容器的容积,正逆反应速率均加快,正反应速率加快幅度更大6.在一定条件下,在容积不变的密闭容器中,1molN2和3molH2发生反应N2(g)+3H2(g)2NH3(g)。
第二章化学反应速率和化学平衡【知识要点】一、化学反应速率1、化学反应速率(1)概念:化学反应速率是用来衡量化学反应进行的快慢的物理量。
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化学反应速率。
(2)表示方法:v=△c/△t 固体或纯净液体v=△n/△t(用不同物质表示的化学反应速率之比等于化学方程式中的各物质的化学计量系数比。
)2、影响化学反应速率的因素(1)内因(主要因素)是指参加反应的物质的性质。
(2)外界条件对化学反应速率的影响1)浓度:其他条件相同时,增大反应物浓度反应速率增大,减小反应物浓度反应速率减小。
有关解释:在其他条件不变时,对某一反应,活化分子在反应物中所占的百分数是一定的。
单位体积内活化分子的数目与单位体积内反应物分子的总数成正比。
当反应物浓度增大时,单位体积内分子数增多,活化分子数也相应增大,单位体积内的有效碰撞次数也相应增多,化学反应速率增大。
2)压强:对有气体参加的化学反应,若其他条件不变,增大压强,反应速率加快,减小压强,反应速率减慢。
有关解释:当温度一定时,一定物质的量的气体的体积与其所受的压强成反比。
若气体的压强增大到原来的2倍,体积就缩小到原来的一半,单位体积内的分子数就增大到原来的2倍。
故增大压强,就是增加单位体积里反应物的物质的量,即增大反应物的浓度,反应速率相应增大;相反,减小压强,气体的体积就扩大,反应物浓度减小,反应速率随之减小。
说明:①若参加反应的物质为固体、液体或溶液,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。
②与化学反应无关的气体对化学反应速率是否有影响,要分情况而定。
在一定温度下于密闭容器中进行的化学反应N2(g)+3H2(g)2 NH3 (g):a、充入He并保持容器的容积不变时,虽容器内气体的总压增大,但由于气体的容积不变,反应物气体的物质的量浓度不变,化学反应速率不变,平衡不移动。
b、充入He并保持容器内的总压不变时,必然是容器的容积增大。
而气体容积的增大,引起反应物浓度的减小,化学反应速率减小,平衡左移。
3)温度:当其他条件不变时,升高温度反应速率增大;降低温度反应速率减小。
经验规律:一般来说,温度每升高10℃,反应速率增大2~4倍。
有关解释:在浓度一定时,升高温度,反应物分子的能量增加,使一部分原来能量较低的分子变成活化分子,从而增加了反应物分子中活化分子的百分数,使有效碰撞次数增多,反应速率增大。
温度升高,分子的运动加快,单位时间里反应物分子间碰撞次数增加,反应也相应地加快,前者是反应速率加快的主要原因。
说明:温度对反应速率的影响规律,对吸热、放热反应都适用,且不受反应物状态的限制。
4)催化剂:催化剂能参与反应,改变反应历程,降低活化能,也就等于提高了活化分子的百分数,从而提高了有效碰撞频率,加快了反应速率。
5)其他因素对化学反应速率的影响例如,通过光辐照、放射线辐照、超声波、电弧、强磁场、高速研磨等等。
总之,向反应体系输入能量,都有可能改变化学反应速率。
二、化学平衡移动原理(勒夏特列原理):如果改变影响化学平衡的一个条件(如浓度、温度、压强等),平衡就向能够减弱这种改变的方向移动。
1、浓度:增大反应物浓度或减小生成物浓度,平衡向正反应方向移动。
减小反应物浓度或增大生成物浓度,平衡向逆反应方向移动。
2、压强:对于有气体参加的反应,增大压强平衡向气体体积减小的方向移动,减小压强平衡向气体体积增大的方向移动。
(对于没有气体参加的可逆反应及反应前后气体体积不变的反应,改变压强化学平衡不移动。
)3、温度:升高温度平衡向吸热方向移动,降低温度平衡向放热方向移动。
无论是吸热反应还是放热反应,升高温度反应速率都加快;降低温度反应速率则减慢。
三、等效平衡:在一定条件(定温、定容或定温、定压)下,只是起始加入情况不同的同一可逆反应达到平衡后,任何相同组分的分数(体积、物质的量)均相同,这样的化学平衡互称为等效平衡。
(1)定温、定容:①反应前后气体体积改变:转化成平衡式同一边物质物质的量与原平衡数值相同。
②反应前后气体体积不变:转化成平衡式同一边物质物质的量与原平衡比值相同。
(2)定温、定压:转化成平衡式同一边物质物质的量与原平衡比值相同。
四、化学平衡常数1、定义:在一定温度下,当一个可逆反应达到化学平衡时,生成物浓度幂之积与反应物浓度幂之积的比值是一个常数,这个常数就是该反应的化学平衡常数(简称平衡常数),用符号K表示。
如:mA(g) + nB(g)pC(g) + qD(g)K的表达式。
②K值与浓度无关,只受温度影响。
不指明温度,K值无意义。
③对于给定的化学反应,正、逆反应的平衡常数互为倒数。
)应用:①判断反应进行的程度:K值越大,反应进行的程度越大,反应物转化率越高。
②判断反应热效应:T升高,K值增大,则正反应为吸热反应。
T降低,K值减小,则正反应为放热反应。
K五、化学反应自发进行的方向的判断根据体系存在着力图使自己的能量趋于“最低”和“有序”的自然规律,由焓变和熵变判据组合的复合判据适合于所有的过程。
即ΔG=ΔH-TΔS <0,反应能自发进行ΔG=ΔH-TΔS =0,反应处于平衡状态ΔG=ΔH-TΔS <0,反应不能自发进行反应热ΔH混乱度ΔSΔG=ΔH-TΔS自发性>0 >0 低温>0,高温<0 较高温度能自发>0 <0 >0 任何温度都不能自发<0 >0 <0 任何温度都能自发<0 <0 高温>0,低温<0 较低温度能自发【巩固练习】1、对于反应A(g)+3B(g)2C(g),下列各数据表示不同条件下的反应速率,其中反应进行得最快的是()A、v(A)=0.01 mol/(L•s)B、v(B)=0.02 mol/(L•s)C、v(B)=0.60mol/(L•min)D、v(C)=1.0mol/(L•min)2、在可逆反应中,改变下列条件一定能加快反应速率的是()A、增大反应物的量B、升高温度C、增大压强D、使用催化剂3、在2L的密闭容器中发生下面反应:A(g)+2B(g)3C(g),经过3min后A的物质由10mol变为7mol,则下面表示的反应速率正确的是()A、v A=1mol·L-1·min-1B、v B=1mol·L-1·min-1C、v C=2mol·L-1·min-1D、v B=2mol·L-1·min-14、在气体反应中,能使反应物中活化分子数和活化分子百分数同时增加的方法是()①增大反应物浓度②升高温度③增大压强④移去生成物⑤加入催化剂A、①③B、②⑤C、②④D、①⑤5、合成氨所需的H2由炭和水蒸气反应制得,其中一步反应为CO+H2O(g)CO2+H2△H<0,欲使CO的转化率提高,同时提高H2的产率,可以采取的措施是()A、增大水蒸气的浓度B、升高温度C、增大CO浓度D、增大压强6、在密闭容器中充入N2和H2,合成NH3,到2秒末测得,v (H2) ==0.45 mol / (L·s),则2秒末NH3的浓度为A、0.5 mol / LB、0.45 mol / LC、0.6 mol / LD、0.55 mol / L7、在一定条件下,进入氨合成塔的混合气体中含N2的体积分数为22%,含H2的体积分数为78%,经过合成反应达到平衡后,在相同的温度和压强下,气体的体积缩小至原体积的95%,N2的转化率与下面接近的数值是()A、12.5%B、1.4%C、11.3%D、9%2C(g)达到平衡的标志的是()8、一定温度下,下列叙述不是可逆反应A(g)+3B(g)①C的生成速率与C的分解速率相等;②单位时间内amol A生成,同时生成3amol B;③A、B、C的浓度不再变化;④混合气体的总压强不再变化;⑤混合气体的物质的量不再变化;⑥单位时间消耗amol A,同时生成3amol B;⑦A、B、C的分子数目比为1:3:2。
A、②⑤B、①③)C、②⑦D、⑤⑥9、一定条件下将含1molNH3的体积不变的密闭容器加热,发生反应2NH3N2+3H2,一段时间后达到平衡,此时NH3的体积分数为x%。
若在该容器中再加入1molNH3后密封,加热到相同温度使反应达到平衡,设此时NH3的体积分数为y%,则x和y的关系正确的是()A、x<yB、x>yC、x=yD、x≥y10、在一定条件下,在容积为2L的密闭容器中,将2molL气体和3molM气体向混合,发生如下反应:2L(g)+3M(g)xQ(g)+3R(g),4s后该反应达到平衡时,生成2.4molR,并测得Q的反应速率为0.1mol/(L·s),下列有关叙述正确的是()A、x的值为2B、混合气体的密度变大C、L的转化率为80%D、平衡时M的浓度为0.6mol/L11、在密闭容器中的一定量混合气体发生反应:xA(g)+yB(g)zC(g),平衡时测得A的浓度为0.50mol/L,保持温度不变,将容器的体积扩大两倍,测得A的浓度变为0.35 mol/L,下列有关判断正确的是( )A、x+y<zB、平衡正向移动C、A的转化率降低D、C的体积分数下降12、按温度每升高10℃,化学反应速率增大2倍来计算,若某反应由50℃升温到80℃,反应速率比原来增大()A、4 倍B、6 倍C、8 倍D、9 倍13、用铁片与稀硫酸反应制取氢气时,下列措施不能使氢气生成速率加大的是()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14、已知450℃时,反应H(g)+I2(g) 2HI(g)的K=50,由此推测在450℃时,反应2HI(g) H(g)+I2(g)的化学平衡常数为()A、50B、0.02C、100D、无法确定15、同质量的锌与盐酸反应,欲使反应速率增大,选用的反应条件正确的组合是:①锌粒②锌片③锌粉④5%盐酸⑤10%盐酸⑥15%盐酸⑦加热⑧用冷水冷却⑨不断振荡⑩迅速混合后静置()A、③⑥⑦⑨B、③⑤⑦⑨C、①④⑧⑩D、②⑥⑦⑩16、某化学反应其△H== —122 kJ/mol,∆S== 231 J/(mol·K),则此反应在下列哪种情况下可自发进行()A、在任何温度下都能自发进行B、在任何温度下都不能自发进行C、仅在高温下自发进行D、仅在低温下自发进行17、对于可逆反应A(g)+2B(g)2C(g)(正反应吸热),下列图象中正确的是A B C D18、在恒温恒容的密闭容器里发生可逆反应:2A(g)+B(g)2C(g)。
容器内开始加入下列各组物质,达到平衡时逆反应速率最小的是()A、2molA和1molBB、1molA和1molBC、1molA和2molBD、1molB和1molC19、已知可逆反应A+2B M+N(正反应为放热反应),在一定条件下达到平衡时,A在反应混合物中的质量分数为a%,若要通过改变条件使A的质量分数变为2a%,则下列各项可改变的条件中,一定能达到目的的是(其中a<50)()A、增大容器体积B、增大反应容器内压强C、升高反应温度D、使用适量催化剂20、在密闭容器内,使1molN2和3molH2混合发生下列反应:3H2+N22NH3△H<0(1)当反应达到平衡时,N2和H2的浓度比是______。