活化分子数有效碰撞的几率
结论:
活化能高,活化分子的百分数低,反应难; 活化能低,活化分子的百分数高,反应易;
活化分子百分数=(活化分子数/反应分子总数)*100%
活化能越小,则单位体积中活化分子数越多,单位时间内的有效碰撞越多,反应速率越快。
活化能越小,一般分子成为活化分子越容易,则反应条件越简单。
如图所示:
5. 化学反应所所经历的过程
三、影响反应速率的因素
1. 内因(决定因素)
反应物本身的结构与性质是影响同一反应条件下不同化学反应有不同反应速率的决定因素。
如:金属钠与水反应比金属镁与水反应速率快。
2. 外因
浓度、温度、压强、催化剂、光、超声波、激光、电磁波、反应物颗粒大小等均能影化学反应速率
(1)浓度的影响:
当增加反应物的浓度时,单位体积内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。
说明:
a、此规律只适用于气体或溶液的反应,对于固体或纯液体的反应物,一般情况下其浓度是常数,因此改变它们的量一般不会改变化学反应速率。
b、一般来说,固体反应物表面积越大,反应速率越大,固体反应物表面积越小,反应速率越小。
c、随着化学反应的进行,反应物的浓度会逐渐减小,因此一般反应速率也会逐渐减小。
d、对于可逆反应,反应物浓度的改变,决定正反应速率的变化;生成物浓度的改变,决定逆反应速率的变化。增大反应物浓度的瞬间,正反应速率增大,逆反应速率不变,后由于生成物浓度的增大,逆反应速率也随之增大。
e、 对于离子反应,只有实际参加反应的各离子浓度发生变化,才会影响化学反应速率的改变。
结论:增加反应物的浓度,反应速率加快;
降低反应物的浓度,反应速率减慢。
例1:一定条件下,在CaCO3(块状)+2HCl=CaCl2+H2O+CO2# 反应中,为了加快反应的速率,下列那些方法可行(A D)
A、增加HCl的浓度 B、加水
C、增加同浓度盐酸的量 D、改加CaCO3粉末
例2: 在恒温、恒容的密闭容器中进行反应A(g)=B(g)+C(g)。若反应物的浓度从3mol/L降至1.8mol/L需30s,那么反应物浓度由0.8mol/L降至0.2mol/L所需反应的时间为(B)
A. 15s B. 大于15s
C. 小于15s D. 无法确定
2. 温度的影响:
当其他条件不变时,升高体系温度,单位体积内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。
说明:
a、温度每升高10℃,化学反应速率通常增大为原来的2~4倍。
b、温度对反应速率的影响规律不受反应热效应的限制,吸热反应放热反应均适用。
c、对于可逆反应,升高温度,正、逆反应速率都增大,但吸热反应的化学反应速率比放热反应的化学反应速率增加的程度大;降低温度,正、逆反应速率都减小,但吸热反应减小的程度大。
结论:升高温度,反应速率加快;
降低温度,反应速率减慢。
3. 压强的影响:(仅适用于有气体参加的反应)
对气体来说,若其他条件不变,增大压强(减小容积容器),相当于增大反应物的浓度,因而化学反应速率加快;降低压强(增大容积容器),相当于减小反应物的浓度,因而化学反应速率减慢。
压强对反应的速率的影响的几种情况:
(1)恒温时:
增大压强→体积减少→反应物浓度增大→反应速率增大
(2)恒容时:
a、充入气体反应物→总压增大→反应物浓度增大→反应速率增大;
b、充入“惰性气体”(不参与反应的气体)→引起总压增大,但各反应物的分压不变,各物质的浓度不变→反应速率不变
(3)恒压时:
充入“惰性气体”(不参与反应的气体)→引起体积增大 →各气体反应物浓度减少→反应速率减慢。
结论:
对于气体反应,其他条件不变时:增大压强,反应速率加快; 降低压强,反应速率减慢。
例1:对于反应N2+O2=2NO在密闭容器中进行,下列条件哪些不能加快该反应的化学反应速率( DE)
A、缩小体积使压强增大
B、体积不变充入 N2 使压强增大
C、体积不变充入 O2使压强增大
D、使体积增大到原来的2倍
E、体积不变充入氦气使压强增大
4. 催化剂的影响
当其他条件不变时,加入催化剂一般可加快反应速率。
使用催化剂→降低反应所需的活化能(如下图所示)→更多的反应物分子成为活化分子→大大增加了活化分子百分数→有效碰撞的几率增加→化学反应速率增大。
说明:
a、催化剂具有选择性,不同的反应有不同的催化剂;催化剂具有一定的活化温度,催化剂不同,活化温度不同。
b、催化剂不能改变化学反应,不能改变生成物的量,也不能使本来不会发生的反应发生。
c、如果是可逆反应,则催化剂可同等程度的改变正、逆反应的速率。
结论:一般加入催化剂可以加快反应的速率
5. 其他影响因素
光、超声波、激光、电磁波、反应物颗粒大小等。
练习:
结论:
活化能高,活化分子的百分数低,反应难; 活化能低,活化分子的百分数高,反应易;
活化分子百分数=(活化分子数/反应分子总数)*100%
活化能越小,则单位体积中活化分子数越多,单位时间内的有效碰撞越多,反应速率越快。
活化能越小,一般分子成为活化分子越容易,则反应条件越简单。
如图所示:
5. 化学反应所所经历的过程
三、影响反应速率的因素
1. 内因(决定因素)
反应物本身的结构与性质是影响同一反应条件下不同化学反应有不同反应速率的决定因素。
如:金属钠与水反应比金属镁与水反应速率快。
2. 外因
浓度、温度、压强、催化剂、光、超声波、激光、电磁波、反应物颗粒大小等均能影化学反应速率
(1)浓度的影响:
当增加反应物的浓度时,单位体积内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。
说明:
a、此规律只适用于气体或溶液的反应,对于固体或纯液体的反应物,一般情况下其浓度是常数,因此改变它们的量一般不会改变化学反应速率。
b、一般来说,固体反应物表面积越大,反应速率越大,固体反应物表面积越小,反应速率越小。
c、随着化学反应的进行,反应物的浓度会逐渐减小,因此一般反应速率也会逐渐减小。
d、对于可逆反应,反应物浓度的改变,决定正反应速率的变化;生成物浓度的改变,决定逆反应速率的变化。增大反应物浓度的瞬间,正反应速率增大,逆反应速率不变,后由于生成物浓度的增大,逆反应速率也随之增大。
e、 对于离子反应,只有实际参加反应的各离子浓度发生变化,才会影响化学反应速率的改变。
结论:增加反应物的浓度,反应速率加快;
降低反应物的浓度,反应速率减慢。
例1:一定条件下,在CaCO3(块状)+2HCl=CaCl2+H2O+CO2# 反应中,为了加快反应的速率,下列那些方法可行(A D)
A、增加HCl的浓度 B、加水
C、增加同浓度盐酸的量 D、改加CaCO3粉末
例2: 在恒温、恒容的密闭容器中进行反应A(g)=B(g)+C(g)。若反应物的浓度从3mol/L降至1.8mol/L需30s,那么反应物浓度由0.8mol/L降至0.2mol/L所需反应的时间为(B)
A. 15s B. 大于15s
C. 小于15s D. 无法确定
2. 温度的影响:
当其他条件不变时,升高体系温度,单位体积内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。
说明:
a、温度每升高10℃,化学反应速率通常增大为原来的2~4倍。
b、温度对反应速率的影响规律不受反应热效应的限制,吸热反应放热反应均适用。
c、对于可逆反应,升高温度,正、逆反应速率都增大,但吸热反应的化学反应速率比放热反应的化学反应速率增加的程度大;降低温度,正、逆反应速率都减小,但吸热反应减小的程度大。
结论:升高温度,反应速率加快;
降低温度,反应速率减慢。
3. 压强的影响:(仅适用于有气体参加的反应)
对气体来说,若其他条件不变,增大压强(减小容积容器),相当于增大反应物的浓度,因而化学反应速率加快;降低压强(增大容积容器),相当于减小反应物的浓度,因而化学反应速率减慢。
压强对反应的速率的影响的几种情况:
(1)恒温时:
增大压强→体积减少→反应物浓度增大→反应速率增大
(2)恒容时:
a、充入气体反应物→总压增大→反应物浓度增大→反应速率增大;
b、充入“惰性气体”(不参与反应的气体)→引起总压增大,但各反应物的分压不变,各物质的浓度不变→反应速率不变
(3)恒压时:
充入“惰性气体”(不参与反应的气体)→引起体积增大 →各气体反应物浓度减少→反应速率减慢。
结论:
对于气体反应,其他条件不变时:增大压强,反应速率加快; 降低压强,反应速率减慢。
例1:对于反应N2+O2=2NO在密闭容器中进行,下列条件哪些不能加快该反应的化学反应速率( DE)
A、缩小体积使压强增大
B、体积不变充入 N2 使压强增大
C、体积不变充入 O2使压强增大
D、使体积增大到原来的2倍
E、体积不变充入氦气使压强增大
4. 催化剂的影响
当其他条件不变时,加入催化剂一般可加快反应速率。
使用催化剂→降低反应所需的活化能(如下图所示)→更多的反应物分子成为活化分子→大大增加了活化分子百分数→有效碰撞的几率增加→化学反应速率增大。
说明:
a、催化剂具有选择性,不同的反应有不同的催化剂;催化剂具有一定的活化温度,催化剂不同,活化温度不同。
b、催化剂不能改变化学反应,不能改变生成物的量,也不能使本来不会发生的反应发生。
c、如果是可逆反应,则催化剂可同等程度的改变正、逆反应的速率。
结论:一般加入催化剂可以加快反应的速率
5. 其他影响因素
光、超声波、激光、电磁波、反应物颗粒大小等。
练习:
1:下列措施对增大反应速率明显有效的是(C)
A.Na与水反应时增大水的用量 B.CaCO3与盐酸反应制取CO2时,改用浓硫酸
C.锌与盐酸反应制取H2,适当增大盐酸的浓度
D.粗锌与盐酸反应,将粗锌换成纯锌
A.Na与水反应时增大水的用量 B.CaCO3与盐酸反应制取CO2时,改用浓硫酸
C.锌与盐酸反应制取H2,适当增大盐酸的浓度
D.粗锌与盐酸反应,将粗锌换成纯锌
四、化学反应的限度
1、可逆反应与不可逆反应
(1)可逆反应与不可逆反应的比较
可逆反应 | 不可逆反应 |
在同一条件下,既能向正反应方向进行,同时又能向逆反应方向进行的反应,叫做可逆反应。化学方程式中用 “”表示,如N2O4(g) 2NO2(g)。 | 正反应几乎能进行到底或逆反应进行的程度非常小,这样的反应通常称为不可逆反应。 如 NaOH + HCl = NaCl + H2O |
注意:可逆反应总是不能进行到底,得到的总是反应物与生成物的混合物
2. 可逆反应的特征
例1.判断正误(正确的打“√”,错误的打“×”)。
(1)通过改变反应条件,可逆反应中反应物的转化率可达到100%(×)
(2)SO2和O2的反应可写为2SO2+O2催化剂2SO3(×)
(3)CaO+CO2===CaCO3和CaCO3高温
2. 可逆反应的特征
例1.判断正误(正确的打“√”,错误的打“×”)。
(1)通过改变反应条件,可逆反应中反应物的转化率可达到100%(×)
(2)SO2和O2的反应可写为2SO2+O2催化剂2SO3(×)
(3)CaO+CO2===CaCO3和CaCO3高温
CaO+CO2↑属于可逆反应(×)
例2.下列各组两个反应互为可逆反应的是(C)
①2H2+O2点燃
例2.下列各组两个反应互为可逆反应的是(C)
①2H2+O2点燃
2H2O与2H2O电解
2H2↑+O2↑
②H2SO4(浓)+2HBr===2H2O+Br2+SO2↑与Br2+SO2+2H2O===2HBr+H2SO4
③2NO2 ⇋ N2O4与N2O4⇋ 2NO2
④2SO2+O22SO3与SO32SO2+O2
A.①② B.②③ C.③④ D.①④
3.化学反应限度----化学平衡状态
(1)化学平衡状态的建立
②H2SO4(浓)+2HBr===2H2O+Br2+SO2↑与Br2+SO2+2H2O===2HBr+H2SO4
③2NO2 ⇋ N2O4与N2O4⇋ 2NO2
④2SO2+O22SO3与SO32SO2+O2
A.①② B.②③ C.③④ D.①④
3.化学反应限度----化学平衡状态
(1)化学平衡状态的建立
研究对象 | 可逆反应 |
建立过程 | 如果把某一可逆反应的反应物装入密闭容器中: (1)反应开始时,反应物浓度___________, v(正)最大;生成物浓度为_______,v(逆)为0; (2)反应过程中,反应物浓度逐渐_________,v(正)逐渐_________;生成物浓度逐渐 _________; v(逆)逐渐_________; (3)达到平衡时,v(正)、v(逆)相等,此时反应体系中各组分的浓度不再变化。 以上过程可用下图表示: |
化学平衡 状态的含义 |
化学平衡状态是指在一定条件下的可逆反应里,当正反应速率和逆反应速率相等,反应物的浓度和生成物的浓度不再改变,达到一种表面静止的状态。这时的状态也就是在给定条件下,反应达到了“限度”。对于可逆反应体系来说,我们称之为“化学平衡状态”。 |
(2)化学平衡状态的特征
(3)化学平衡状态的标志
1)直接标志
a)V(正)=V(逆) ≠0
① 同一物质的消耗速率与生成速率相等
② 化学方程式同一边的不同物质生成速率与消耗速率之比等于化学计量数之比
③ 化学方程式两边物质的生成(或消耗)速率之比等于化学计量数之比
④ 单位时间内同一物质断裂的化学键与形成的化学键的物质的量相等
b)各组分的浓度保持一定
① 体系中各组分的含量即物质的量浓度、物质的量分数、体积分数、质量分数不随时间的改变为改变
② 各组分的浓度不随时间的改变而改变
2)间接标志
a)温度:任何化学反应都伴随能量的变化,当体系温度一定(其他条件不变),达到平衡。
b)颜色:含有有色物质的体系颜色不再发生变化时,达到平衡。指所表述的内容并非直接而是间接反映“等”和“定”的意义。
c)反应物的转化率保持不变。
【例1】 在一定温度下,可逆反应达到平衡的标志是 (AC)