1.3化学反应速率与化学平衡（课件）-《化学基础与分析技术》同步教学（轻工业出版社）

项目导入 研究化学反应，必须研究三个问题:反应的自发性即反应的方向问题;给定条件下反应物的 转化率即化学平衡问题;实现转化需要的时间即反应速率问题。 1 化学反应能否被利用 反应的自发性（方向性）——设计和创造新的分子 反应的可能性（反应物的转化率）——化学平衡 反应的现实性（实现转化时间）——化学反应速率 常见化学反应速率及影响因素； 化学平衡； 化学平衡的移动； 学习内容 了解化学反应速率及表示方法，掌握浓度、压强、温度、催化剂对化学反应速率的影响； 了解化学平衡的概念及特征，掌握化学平衡表达式书写，掌握影响化学平衡的因素； 会利用平衡移动原理采取有效方法提高转化率、产率。 学习目标 项目三 化学反应速率与化学平衡 2 2 一、化学反应速率的表示方法 （一）平均速率 aA + bB ═ dD + eE = 化学反应速率：表征化学反应快慢程度的物理量。 表示方法：单位时间内反应物浓度的减少或者产物浓度的增加来表示，单位为mol.L-1.s-1或mol.L-1.min-1 或mol.L-1.h-1。 任务一 化学反应速率 t/min c（H2O2） / mol·L-1 c（O2） / mol·L-1 v（H2O2） mol·L-1·min-1 v（O2） mol·L-1·min-1 0 0.80 0.00 20 0.40 0.20 0.020 0.010 40 0.20 0.30 0.010 0.005 60 0.10 0.35 0.0050 0.0025 80 0.05 0.375 0.0025 0.00125 H2O2水溶液的分解的平均速率（2H2O2 = 2H2O+O2） 结论： 随着反应进行，反应速率逐渐减小； 同 一反应，用不同物质的浓度变化表示速率，数值会有所不同，但有一定的关系。 表示反应速率时，要标明是哪种物质浓度的变化。 常采用比较易测量的某种物质浓度随时间的变化来表示。 （二）瞬时速率 在c-t图上，某时刻的速率，即该时刻切线的斜率。反应刚开始，速率大，然后不断减小，体现反应速率变化实际情况。可用绘制c-t图法求得。 化学反应在某一瞬间的反应速率称为瞬时速率，可用浓度对时间t的微分表示。 二、化学反应碰撞理论和活化能 （一）碰撞理论的基本要点 必要条件 二、化学反应碰撞理论和活化能 （二）活化能 两层含义： 活化能Ea=E*-E； 由反应物到产物所要逾越的“能量障碍”。 活化能的特性： 活化能是决定反应速度的内在因素。在一定温度下，活化能越大，反应越慢，反之越快。 不同反应的活化能不同，是物质结构的反映。 活化能具有广度性质，方程式写法不同活化能亦不同。 活化能与化学反应热效应的关系 反应的热效应 ΔH＝El—E 2 如果El＞E2，ΔH为正值，正反应吸热。 如果E2＞El，ΔH为负值，正反应放热； 三、影响化学反应速率的因素 内因：反应本身的性质(首要因素) 外因：浓度或分压、温度、催化剂（外界条件） （一）浓度或分压对反应速率的影响 在温度固定，增加反应物浓度或分压，可增大反应速率。 反应物浓度或分压增大 单位体积内 活化分子数增加 有效碰撞 次数增多 反应速率 加快 反应速率与反应物浓度的关系——质量作用定律 mA + nB = pC + qD 只适用于基元反应，不适用于非基元反应； 稀溶液中溶剂参与的反应，其速度方程不必标出溶剂的浓度； 固体或纯液体参加的多相反应，其反应速率与固体或纯液体的量（或浓度）无关。 K-反应速率常数，由实验测得，取决于反应的本性，与浓度（分压）无关，是温度的函数。 （二）温度对反应速率的影响 温度↑ 10 ℃，V ↑2~3倍 明显 温度 升高 活化分子 百分数增加 有效碰撞 次数增多 反应速率 加快 分子获得 更高的能量 注意：温度升高、吸热反应、放热反应的反应速率都增加。 （三）催化剂对反应速率的影响 显 著 能显著改变化学反应速率，本身在反应前后质量和化学组成均不改变的物质（触媒）。 催化剂 有效碰撞 次数增多 反应速率 加快 参与反应 改变反应途径 降低反应 活化能 活化分子 百分数增加 催化作用的特点： 高效性（用量少，作用大）； 选择性（不存在万能催化剂）； 参加反应,但反应前后组成和质量不变； 催化剂中毒:活性因接触少量杂质而明显下降甚至遭到破坏。 酶是生物催化剂，在一定温度、pH范围时，活性才最大。 其他因素：光照、固体颗粒大小、电磁波、超声波、溶剂性质等。 总结: 催化剂 >>温度>浓度=压强 小结 化学反应速率的表示方法——平均速率、瞬时速率 化学反应碰撞理论（有效碰撞）和活化能（E越小，V越大） 影响化学反应速率的因素——本性、浓度、温度、催化剂； 催化剂的作用和特性——高效性、选择