第六章化學(xué)反應(yīng)速率和化學(xué)平衡

Chemicalreactionrateandchemicalequilibrium第六章化學(xué)反應(yīng)速率和化學(xué)平衡第一節(jié)化學(xué)反應(yīng)速率第二節(jié)化學(xué)平衡學(xué)習(xí)目標(biāo)知識(shí)目標(biāo)：掌握化學(xué)平衡的基本概念、特點(diǎn)及影響因素；熟悉化學(xué)反應(yīng)速率的表示方法和影響因素，熟悉化學(xué)平衡移動(dòng)原理及其在醫(yī)學(xué)上的應(yīng)用；了解半衰期、生物催化劑和有效碰撞理論等。能力目標(biāo)：會(huì)進(jìn)行有關(guān)化學(xué)平衡的計(jì)算，會(huì)判斷化學(xué)平衡移動(dòng)方向。素質(zhì)目標(biāo)：培養(yǎng)學(xué)生辯證思維，建立辯證唯物主義思想與思維方法。第一節(jié)化學(xué)反應(yīng)速率(chemicalreactionrate)一、化學(xué)反應(yīng)速率的概念及表示方法二、影響化學(xué)反應(yīng)速率的因素三、有效碰撞理論一、化學(xué)反應(yīng)速率的概念及表示方法（一）化學(xué)反應(yīng)速率(chemicalreactionrate)：化學(xué)反應(yīng)速率表示化學(xué)反應(yīng)進(jìn)行的快慢。在各類反應(yīng)中有些反應(yīng)很快有些反應(yīng)很慢

炸藥爆炸照片底片感光酸堿反應(yīng)鐵的生銹橡膠老化藥品和食品變質(zhì)化學(xué)反應(yīng)快好還是慢好具體情況具體分析一、化學(xué)反應(yīng)速率的概念及表示方法（二）化學(xué)反應(yīng)速率的表示方法：用單位時(shí)間內(nèi)反應(yīng)物濃度的減少或生成物濃度的增加來表示?；瘜W(xué)反應(yīng)速率一般指的是平均速率（averagerate）

單位：mol/L·h、mol/L·min、mol/L·s瞬時(shí)速率（Instantaneousrate）

一、化學(xué)反應(yīng)速率的概念及表示方法（三）化學(xué)反應(yīng)速率的計(jì)算：案例：在某一條件下，合成氨的反應(yīng)，開始時(shí)氮?dú)狻錃?、氨氣的濃度分別為5、10、3mol/L；2min后，氮?dú)?、氫氣、氨氣的濃度分別為4、7、5mol/L，計(jì)算此反應(yīng)的化學(xué)反應(yīng)速率？

一、化學(xué)反應(yīng)速率的概念及表示方法（三）化學(xué)反應(yīng)速率的計(jì)算：計(jì)算化學(xué)反應(yīng)速率，要注意什么？化學(xué)反應(yīng)速率一般指的是平均速率計(jì)算速率時(shí)要指出研究對(duì)象同一反應(yīng)，不同物質(zhì)速率之比=方程式的系數(shù)比二、影響化學(xué)反應(yīng)速率的因素濃度壓力溫度催化劑內(nèi)因外因物質(zhì)的本性二、影響化學(xué)反應(yīng)速率的因素（一）濃度對(duì)化學(xué)反應(yīng)速率的影響：結(jié)論：當(dāng)其他條件不變時(shí)，增大反應(yīng)物的濃度，反應(yīng)速率加快；減小反應(yīng)物的濃度，反應(yīng)速率減慢。質(zhì)量作用定律（

lawofmassaction）:對(duì)于一步完成的簡(jiǎn)單反應(yīng)，在一定條件下，化學(xué)反應(yīng)速率與反應(yīng)物濃度方次的乘積成正比。此定律只適用于一步完成的簡(jiǎn)單反應(yīng)

●例mA+nB=C，則V=k[A]m[B]n；此定律在書寫速率公式時(shí)不包括固態(tài)和純液態(tài)反應(yīng)物

二、影響化學(xué)反應(yīng)速率的因素（二）壓力對(duì)化學(xué)反應(yīng)速率的影響：對(duì)于氣體反應(yīng)，增大壓力可以加快反應(yīng)速率；減小壓力可以減慢反應(yīng)速率。固體或液體物質(zhì)間反應(yīng)的反應(yīng)速率與壓力幾乎無關(guān)。僅對(duì)有氣體參加或生成的反應(yīng)的速率產(chǎn)生影響壓力與一定量氣體所占體積關(guān)系示意圖二、影響化學(xué)反應(yīng)速率的因素（三）溫度對(duì)化學(xué)反應(yīng)速率的影響：升高溫度，反應(yīng)速率加快；降低溫度，反應(yīng)速率減慢。例：2H2+O2=2H2O溫度18℃400℃500℃1000℃反應(yīng)所需時(shí)間2.3×1012年80天2小時(shí)爆炸（瞬時(shí)）實(shí)驗(yàn)事實(shí)：T↑，V↑范特霍夫近似規(guī)律：當(dāng)其他條件不變時(shí)溫度每升高10℃，反應(yīng)速率增大到原來的2～4倍。二、影響化學(xué)反應(yīng)速率的因素（四）催化劑(catalyst)對(duì)化學(xué)反應(yīng)速率的影響：1.催化劑概念：在反應(yīng)中能改變反應(yīng)速率而本身的化學(xué)組成和質(zhì)量在反應(yīng)前后沒有發(fā)生變化的物質(zhì)。2.催化劑分類：加快反應(yīng)速率的稱正催化劑，減慢反應(yīng)速率的稱負(fù)催化劑。二氧化錳生物催化劑——酶又稱緩化劑或抑制劑例如：食用油脂里加入0.01%～0.02%沒食子酸正丙酯，就可以有效地防止酸敗，在這里，沒食子酸正丙酯是一種負(fù)催化劑。二、影響化學(xué)反應(yīng)速率的因素（四）催化劑對(duì)化學(xué)反應(yīng)速率的影響：3.催化劑的特點(diǎn):●只能改變反應(yīng)速率，不能使不反應(yīng)的物質(zhì)反應(yīng)；●參加化學(xué)反應(yīng)；●本身的化學(xué)組成和質(zhì)量在反應(yīng)前后沒有發(fā)生變化；●高度選擇性。各種催化劑催化劑能使化學(xué)反應(yīng)速率呈幾何級(jí)別的增長三、有效碰撞理論（一）有效碰撞（effectivecollision）：能發(fā)生化學(xué)反應(yīng)的碰撞稱有效碰撞。（二）活化分子（activatedmolecule）：能夠發(fā)生有效碰撞的分子稱活化分子。（三）活化能（activationenergy）：活化分子的最低能量與分子平均能量之差；也就是把具有平均能量的分子變成活化分子所需要的最低能量。（四）活化分子百分?jǐn)?shù)（percentageofactivatedmolecules）：A%＝×100％

只要單位體積內(nèi)活化分子數(shù)增加或者活化分子百分?jǐn)?shù)增加，就能增加有效碰撞次數(shù)機(jī)會(huì)，加快反應(yīng)速率。三、有效碰撞理論（五）用有效碰撞理論解釋影響化學(xué)反應(yīng)速率的諸因素1.濃度：反應(yīng)物濃度增加，單位體積內(nèi)反應(yīng)物分子總數(shù)增加，活化分子的總數(shù)也增加，有效碰撞次數(shù)增多，反應(yīng)速率加快。2.壓力：對(duì)于氣體反應(yīng)，當(dāng)其他條件不變時(shí)，壓力增大，則體積縮小，相當(dāng)于反應(yīng)物的濃度增大，反應(yīng)速率加快。三、有效碰撞理論（五）用有效碰撞理論解釋影響化學(xué)反應(yīng)速率的諸因素3.溫度：溫度升高，分子的平均能量增加，單位體積內(nèi)活化分子百分?jǐn)?shù)增加，活化分子總數(shù)增加，有效碰撞次數(shù)增多，反應(yīng)速率加快。4.催化劑：加入正催化劑，改變了反應(yīng)歷程，降低了反應(yīng)活化能，從而單位體積內(nèi)活化分子百分?jǐn)?shù)明顯增加，活化分子的總數(shù)大大增加，有效碰撞次數(shù)增多，反應(yīng)速率加快。酶催化機(jī)理降低了反應(yīng)的活化能第二節(jié)化學(xué)平衡(chemicalequilibrium)一、化學(xué)平衡的概念二、化學(xué)平衡常數(shù)三、化學(xué)平衡的移動(dòng)一、化學(xué)平衡的概念（一）不可逆反應(yīng)和可逆反應(yīng)不可逆反應(yīng)（

irreversiblereaction）：?jiǎn)蜗蜻M(jìn)行的反應(yīng)。特點(diǎn)：反應(yīng)能進(jìn)行到底。舉例：可逆反應(yīng)（

reversiblereaction）：在同一條件下，同時(shí)向兩個(gè)相反方向進(jìn)行的反應(yīng)。特點(diǎn)：在密閉的容器中，反應(yīng)不能進(jìn)行到底。舉例：一、化學(xué)平衡的概念（二）化學(xué)平衡（

chemicalequilibrium）概念在可逆反應(yīng)中，正反應(yīng)速率等于逆反應(yīng)速率的狀態(tài)。正逆反應(yīng)速率示意圖一、化學(xué)平衡的概念（二）化學(xué)平衡動(dòng)等定變反應(yīng)物、生成物濃度保持一定動(dòng)態(tài)平衡反應(yīng)條件改變，平衡將發(fā)生變化（移動(dòng)）化學(xué)平衡特點(diǎn)

一、化學(xué)平衡的概念（三）化學(xué)平衡常數(shù)（

chemicalequilibriumconstant）概念它表示在一定溫度下某一個(gè)可逆反應(yīng)在達(dá)到平衡時(shí)生成物濃度的冪次方乘積與反應(yīng)物濃度的冪次方乘積之比值是一個(gè)常數(shù)化學(xué)平衡常數(shù)表達(dá)式mA+nBpC+qD

一、化學(xué)平衡的概念（四）有關(guān)化學(xué)平衡常數(shù)的計(jì)算1.已知平衡濃度求平衡常數(shù)：例1：在某溫度下，反應(yīng)H2+Br22HBr，在下列濃度時(shí)建立平衡：[H2]=0.5mol/L,[Br2]=0.1mol／L,[HBr]=1.6mol／L，求平衡常數(shù)Kc。

答：平衡常數(shù)Kc為51.2一、化學(xué)平衡的概念（四）有關(guān)化學(xué)平衡常數(shù)的計(jì)算2.已知平衡濃度求開始濃度例2：氨的合成反應(yīng)N2＋3H22NH3，某溫度下達(dá)到平衡時(shí)，平衡濃度為：［N2］=3mol／L，［H2］＝8mol／L，［NH3］＝4mol／L，求開始時(shí)N2和H2的濃度。

解：設(shè)開始時(shí)CNH3=0,CN2=x,CH2=y

N2＋3H22NH3起始濃度c(mol/L)

xy0變化濃度c(mol/L)

264平衡濃度c

(mol/L)

384所以開始時(shí)CN2

=x=3+2=5(mol/L),CH2=y=8+6=14(mol/L)一、化學(xué)平衡的概念（四）有關(guān)化學(xué)平衡常數(shù)的計(jì)算

二、化學(xué)平衡的影響因素濃度壓力溫度二、化學(xué)平衡的影響因素（一）濃度對(duì)化學(xué)平衡的影響結(jié)論：其他條件不變時(shí)[反]↑(或[生]↓)正反應(yīng)方向移動(dòng)→[生]↑(或[反]↓)逆反應(yīng)方向移動(dòng)←

二、化學(xué)平衡的影響因素（一）濃度對(duì)化學(xué)平衡的影響舉例2：血紅蛋白輸送氧氣Hb（血紅蛋白）+O2HbO2（氧合血紅蛋白）肺功能不全或呼吸困難的病人，為什么要吸氧？當(dāng)病人因心肺功能不全或因其他原因引起的呼吸困難時(shí)，采用吸氧來增加氧氣濃度，促使上述平衡向右移動(dòng)，增加氧合血紅蛋白的量，從而改善全身組織的缺氧情況。二、化學(xué)平衡的影響因素（二）壓力對(duì)化學(xué)平衡的影響條件：反應(yīng)前后氣體分子數(shù)不等結(jié)論：其他條件不變時(shí)P↑→氣體分子數(shù)減小的方向移動(dòng)P↓→氣體分子數(shù)增大的方向移動(dòng)舉例：2NO2（氣）N2O4（氣）紅棕色無色增大壓力，針筒內(nèi)氣體顏色怎么變化？

壓力對(duì)化學(xué)平衡移動(dòng)的影響先變深再變淺二、化學(xué)平衡的影響因素（三）溫度對(duì)化學(xué)平衡的影響熱化學(xué)反應(yīng)方程式“+”表示放熱，“-”表示吸熱如果正反應(yīng)是放熱，則逆反應(yīng)為吸熱結(jié)論：其他條件不變時(shí)T↑→吸熱反應(yīng)的方向移動(dòng)T↓→放熱反應(yīng)的方向移動(dòng)舉例：2NO2（氣）N2O4（氣）+56.9KJ紅棕色無色該反應(yīng)正反應(yīng)為放熱反應(yīng)，逆反應(yīng)為吸熱反應(yīng)球放入熱水中，溫度升高，平衡左移，顏色變深球放入冰水中，溫度降低，平衡右移，顏色變淺溫度對(duì)化學(xué)平衡移動(dòng)的影響熱水中球的顏色變深，冰水中球的顏色變淺，為什么？二、化學(xué)平衡的影響因素（四）催化劑對(duì)化學(xué)平衡沒有影響結(jié)論：對(duì)于可逆反應(yīng)，催化劑只能影響反應(yīng)速率，不能使化學(xué)平衡移動(dòng)。解釋：催化劑能夠以