高中化学苏教版选修4 化学反应原理第一单元 化学反应速率复习ppt课件

这是一份高中化学苏教版选修4 化学反应原理第一单元 化学反应速率复习ppt课件，共60页。PPT课件主要包含了第一节，化学反应速率，第二单元，化学反应的方向与限度，第三节，化学平衡的移动，本章小结等内容，欢迎下载使用。

一、化学反应速率的概念与表示方法
(1)概念：化学反应速率是用来衡量化学反应过程进行快慢程度的物理量。(2)表示方法：可用单位时间内 或者 (均取正值)来表示。
mA＋nB===pY＋qZ
v(A)＝________，v(B)＝______，v(Y)＝_______，v(Z)＝________。
用不同反应物表示化学反应速率时，化学反应速率之比＝物质的量浓度变化量之比＝物质的量变化量之比＝化学计量数之比。
＝ ∆c(A)：∆c(B)：∆c(C)：∆c(D)
＝ ∆n(A)：∆n(B)：∆n(C)：∆n(D)
mA(g) + nB(g) ⇌ pC(g)＋qD(g)
＝m∶ n∶ p∶ q
=v(A)∶v(B)∶v(C)∶v(D)
　　　　　 mA(g)＋nB(g)⇌pC(g)＋qD(g)c始/ml·L－1　 a　　　 b　　　0　　　0c转/ml·L－1 mx nx px qxct/ml·L－1 a－mx b－nx px qx
①对反应物：c(转化)＝c(起始)－c(某时刻)=∆c(反应物)②对生成物：c(转化)＝c(某时刻)－c(起始) =∆c(生成物)
比较化学反应速率的大小方法
（1）换算成同一物质同一单位表示（2）比较化学反应速率与化学计量数的比值
不同条件下：m A ＋ n B p C ＋ q D
则 υ(A) ＞ υ(B)
实验室测定化学反应速率常用的方法
可测定相同时间内收集气体的体积或收集等量气体所用的时间。
可测定一段时间内消耗固体质量的多少
可测定一段时间内溶液中氢离子或氢氧根离子浓度的变化。
可测定溶液变色所需时间。
可测定溶液变浑浊所需的时间。
二、化学反应速率的测定
三、影响反应速率的因素
影响化学反应速率的因素
在相同条件下，反应速率首先是由反应物自身的性质决定的。
能发生反应的碰撞称为有效碰撞。
发生碰撞的分子具有足够高的能量。
分子在一定的方向上发生碰撞。
有效碰撞必须满足的条件：
化学反应中，能量较高、有可能发生有效碰撞的分子
活化分子的平均能量与所有分子的平均能量之差
当增加反应物的浓度时，单位体积内反应物的活化分子数目增多，反应物发生有效碰撞的次数增多，反应速率增大。
基元反应：通过碰撞一步直接转化为产物的反应。例如：NO2 + CO NO + CO2
反应过程中没有任何中间产物生成
更多的化学反应过程分为多步进行 2HI H2 + I2 第一步： 2HI → 2I• + H2 第二步： 2I• → I2
每个基元反应都有对应的活化能。基元反应的活化能越大，反应物到达过渡态就越不容易，该基元反应速率就越慢。一个化学反应的速率就取决于速率最慢的基元反应。
单位体积内活化分子数目增多
单位时间内有效碰撞几率增加
压强的改变必须引起浓度的改变，才能影响化学反应速率。
恒容：充入惰性气体―→总压增大―→反应物浓度不变―→反应速率不变。
恒压：充入惰性气体―→体积增大―→反应物浓度减小―→反应速率减小。
其他条件相同时，升高温度→单位体积内活化分子数目增多→单位体积内活化分子百分数增多→单位时间内有效碰撞次数增多→化学反应速率增大。
一般温度每升高10 K，其反应速率可增加2~4倍。
过渡态理论：反应物分子并不只是通过简单的碰撞直接形成产物，而是必须经过一个形成活化络合物的过渡状态，并且达到这个过渡状态需要一定的活化能。
这与爬山类似，山的最高点便是过渡态。
当其他条件相同时，使用催化剂，改变反应历程→活化能降低→活化分子百分数增多→单位体积、单位时间内有效碰撞次数增多→化学反应速率增大
一、自发过程和自发反应
在一定条件下，无需外界帮助就能自动进行的化学反应。
研究表明，一些自发进行的化学反应有趋于体系混乱度增大的倾向。
影响因素：构成物质的微粒之间无规则排列的程度越大，体系的混乱度越大，熵越大。
定义：衡量一个体系混乱度的物理量，符号：S。
二、化学反应进行方向的判据
熵变：反应前后体系熵的变化，符号：ΔS。如果发生变化后体系的混乱度增大，那么该过程的ΔS＞0；反之，ΔS＜0。
ΔS=S(生成物)－S(反应物)
定义：如果外界条件(温度、浓度、压强等)不发生改变，当 反应进行到一定程度时， 与 相等，反应物的浓度与生成物的浓度都 ，达到一种表面静止的状态，称为化学平衡状态，简称化学平衡。
反应混合物中各组分的浓度保持不变
v正(B)= v逆(B) ≠0
化学平衡状态的研究对象是可逆反应
平衡时V正=V逆 0
平衡时，反应仍在不断进行，是一种动态平衡
平衡时，反应混合物各组分的百分含量保持不变
外界条件改变时，平衡可能被破坏，并在新的条件下建立新的化学平衡，即发生平衡的移动
公式ρ＝V/m在讨论混合气体密度时的应用。
判断某反应是否达到平衡的“三看”“三注意”
不同物质的平衡浓度之间无必然关系
公式M＝n/m在讨论混合气体的平均相对分子质量时的应用
以反应mA(g)＋nB(g)
pC(g)＋qD(g)为例
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(简称平衡常数)，用符号K表示。
对于一般的可逆反应 m A(g) + n B(g) p C(g) + q D(g) 在一定温度下达到化学平衡时，各物质平衡时的浓度满足的数学关系式为：
平衡常数的大小定量反映了化学反应进行的程度。
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K值越大，表示反应进行得越完全，反应物转化率越大；K值越小，表示反应进行得越不完全。
一般地，K＞105时，认为该反应进行得就基本完全了。当K<10－5时，该正反应很难发生。
影响因素：内因：反应中物质的性质外因：对于同一可逆反应，化学平衡常数只与温度有关
若反应方向改变、化学计量数等倍扩大或缩小，化学平衡常数都会相应改变。
已知两反应的平衡常数分别为K1、K2
化学平衡常数表达式与化学方程式的书写有关。
2、若两反应相减，则总反应的平衡常数K＝K1/K2。
1、若两反应相加，则总反应的平衡常数K＝K1·K2。
4、若两反应的反应物和生成物相同，反应1的系数是反应2 的n倍，则K1＝K2n。
3、若两反应互为逆反应，则K1•K2＝1。
浓度商：用任意状态的浓度幂之积的比值，用Q 表示
m A(g) + n B(g) p C(g) + q D(g)
Q＜K：可逆反应向正反应方向进行。
Q＞K：可逆反应向逆反应方向进行；
Q＝K：可逆反应处于平衡状态；
判断反应的热效应
利用平衡常数可计算物质的平衡浓度、物质的量分数和转化率等。
若升高温度，K 增大，则正反应为吸热反应；若升高温度，K 减小，则正反应为放热反应。
达到化学平衡时，反应达到该条件下物质转化的最大“限度”，即反应物的转化率最大。
平衡转化率与平衡常数均能表示化学反应进行的程度，但平衡常数不直观，转化率能更直观地表示化学反应进行的程度。
一、化学平衡状态的移动
改变条件后，①v正≠v逆，②各组分的百分含量发生改变。
化学平衡移动方向的判断：
二、影响化学平衡移动的因素
浓度对化学平衡移动的影响规律
反应物 生成物
增大c(反应物)减小c(生成物)
减小c(反应物)增大c(生成物)
固体或纯液体的浓度是常数，改变固体或纯液体的量并不影响v正、v逆的大小，平衡不移动。
“浓度对化学平衡移动的影响”中的“浓度”是指与反应有关的气体或溶液中参加反应的离子的浓度。
对于离子平衡体系，注意离子浓度的改变方式，排除不参与反应的离子的干扰。
②减小压强，化学平衡向气体体积增大的方向移动。
压强对化学平衡移动的影响规律
①增大压强，化学平衡向气体体积减小的方向移动。
③对于反应前后气体分子数目不变的反应，改变压强平衡不移动。
对于反应前后气体体积相等的反应[如H2(g)＋I2(g)⇌2HI(g)]，当向平衡体系中充入“惰性”气体时，则无论任何情况下平衡都不发生移动。
充入“惰性”气体对化学平衡的影响
在恒容容器中，改变其中一种物质的浓度时，必然同时引起压强的改变，但判断平衡移动的方向时，应以浓度的影响进行分析，得出Qc与K的关系。
②降低温度，平衡向放热反应方向移动。
温度对化学平衡移动的影响规律
①升高温度，平衡向吸热反应方向移动。
任何化学反应都伴随着能量的变化(放热或吸热)，所以任意可逆反应的化学平衡状态都受温度的影响。
当其他条件不变时，催化剂能够同等程度地改变正逆反应速率，因此它对化学平衡移动无影响，即不能改变平衡混合物的组成，但可缩短达到化学平衡所需的时间。
如果改变影响平衡的一个因素（如温度、压强及参加反应的物质的浓度），平衡就向能够减弱这种改变的方向移动。
（1850—1936）
平衡移动的结果只能是“减弱”外界条件的改变，但不能完全“消除”这种改变。可概括为“外变大于内变”。
所有的动态平衡，用于定性判断平衡移动的方向，解释平衡移动造成的结果或现象等。
如：原平衡（100℃）→升温到200℃→减弱（降温）→向吸热方向移动→新平衡（温度介于100-200℃之间）
判断改变的是哪种外界条件
根据改变条件的那一时刻v′正、v′逆的变化
若v′正或v′逆有一个发生了“突变”
若两个都发生了“突变”且仍然相等
若两个都发生了“突变”
则为加入催化剂或等体积反应改变压强
浓度对化学反应速率的影响
有一条线是连续的，v′(正)突变，v′(逆)渐变，v′(正)>v′(逆)
说明t1时刻增大了反应物的浓度，使v′(正)突变，平衡正向移动。
有一条线是连续的，v′(逆)突变，v′(正)渐变，v′(正)>v′(逆)
说明t1时刻减小了生成物的浓度，使v′(逆)突变，平衡正向移动。
温度(或压强)对化学反应速率的影响
v′(正)、v′(逆)都是突然增大的，t1时刻，图像中出现了“断点”，且v′(正)>v′(逆)，平衡正向移动。
说明该反应的正反应是吸热反应(或气体分子数减小的反应)，改变的外界条件是升高温度(或增大压强)。
v′(正)、v′(逆)都是突然变小的，t1时刻，图像中出现了“断点”，且v′(正)>v′(逆)，平衡正向移动。
说明该反应的正反应是放热反应(或气体分子数增大的反应)，改变的条件是降低温度(或减小压强)。
催化剂(或压强)对化学反应速率的影响
图像中v′(正)、v′(逆)都是突然增大，且增大的程度相同，t1时刻，图像中出现了“平台”，化学平衡不发生移动，
改变的条件是使用了催化剂或反应前后气体分子数目不发生变化的反应增大了压强。
溶液中c(H＋)逐渐减小大于温度升高对速率的影响，v减小。
AB段(v增大)，反应放热，
溶液温度逐渐升高对速率的影响大于c(H＋)逐渐减小的影响，v增大。
Ⅰ.T2 T1，温度升高，平衡 移动，正反应是 反应。
Ⅱ.p2 p1，压强增大，A(反应物)的转化率 ，说明正反应是气体总体积 的反应。
Ⅲ.生成物C的百分含量 ，说明平衡 移动，但反应速率a b，故a可能使用了 ；若该反应是反应前后气体总体积不变的可逆反应，a也可能是增大了压强(压缩体积)。
确定横坐标所表示的量，讨论纵坐标与曲线的关系，或者确定纵坐标所表示的量，讨论横坐标与曲线的关系。
105Pa时，A→C温度 ，C%减小，平衡 移动，则正反应是 反应。
T1温度下，A→B压强 ，C%增大，平衡 移动，则正反应是气体分子数 的反应；
①对于反应aA(g)＋bB(g) ⇌ cC(g)＋dD(g)　ΔH＜0，M点前，表示化学反应从反应开始到建立平衡的过程，则v正 v逆，M点为 ，M点后为平衡受温度的影响情况。
由于某一条件对平衡的影响只能向一个方向移动，所以最高点(最低点)及以后为平衡状态受条件的影响情况，前面为未达到平衡的情况。
②如图所示曲线是其他条件不变时，某反应物的平衡转化率与温度的关系曲线。图中标出的1、2、3、4四个点，表示v正＞v逆的是点 ，表示v正＜v逆的是点 ，而点2、4表示v正 v逆。
曲线上的点全为对应条件下的平衡点。
化学平衡的移动化学平衡图像分析
化学反应的方向化学平衡状态化学平衡常数
化学反应速率的表示方法影响化学反应速率的因素