1、 班級 教師/學生姓名 高三 年級 化學 學科 導學案主備人_徐灝杰_ 備課組長_朱圣芳_ 審核人_模塊三 化學反應原理 第3講課題：化學反應速率與反應進行的方向學生筆記學習目標了解化學反應速率的概念、反應速率的定量表示方法。了解濃度、壓強、溫度和催化劑影響化學反應速率的一般規律。能用焓變和熵變說明常見簡單化學反應的方向。知識構建一 化學反應速率化學反應速率的概念和表示方法：定義：用來定量表示化學反應 的物理量。符號：vB。通常用 內反應物 或生成物 來表示(均取正值)。表達式：vB= 單位： 或 mol/(L·min) 或 mol/(L·h)【注意】（1）上述化學反應速率

2、是平均速率，而不是瞬時速率。（2）對于固體或純液體物質在化學反應過程中會發生物質的量的改變，但其濃度往往為定值（cB = 0），通常不用這些物質去表示反應速率。【思考1】在2L的密閉容器中，加入1molN2和3molH2，發生 N2+3H22NH3 ，在2s末時，測得容器中含有0.4mol的NH3。問：v(H2)= v(N2)= v(NH3)= 【小結】(1)對任意一個化學反應：mA+nB = pY+qZ 來說當反應速率的單位相同時有： v(A)：v(B) ：v(Y)：v(Z)= (2)同一反應，用不同物質表示的反應速率，數值不一定相同，但表示的意義相同。(3)化學反應速率的物理量符號的書寫：

3、必須(用分子式或化學式)標明所用物質(如上)。化學反應速率的有關計算：在要求表述過程的計算題中應采用規范的解題格式（以上題為例）： 解題要點：區分“反應物與生成物”各自的物料守恒關系式的差異： 對于同一種反應物而言：n終態=n始態-n 或c終態=c始態-c對于同一種生成物而言：n終態=n始態+n 或c終態=c始態+c正確、靈活的運用化學反應方程式中的化學計量數之比： 對于在容積不變的反應器中發生的反應mA+nB = pY+qZ中不同的反應物、生成物而言： v(A):v(B):v(Y):v(Z)=n(A):n(B):n(Y):n(Z)=c(A):c(B):c(Y):c(Z)= m:n:p:q（三

4、）比較化學反應速率的方法：運用某些實驗現象定性比較：可根據固體反應物消耗的快慢、沉淀出現的先后、放出氣體的快慢、某些特征現象(如：爆炸、燃燒、響聲、固體運動、緩慢氧化)的差異等得到比較。通過化學反應速率的數值定量比較：（見課堂互動）二 影響化學反應速率的因素化學反應過程中的能量變化： E生成物反應過程E反應物能量EH0H0能量EE反應物E生成物反應過程El正反應的活化能El正反應的活化能E2逆反應的活化能E2逆反應的活化能活化分子活化分子(I)放熱反應 ()吸熱反應幾個相關概念的理解： 有效碰撞：反應物分子間能發生化學反應的碰撞。條件：發生碰撞的分子具有 的能量（即：必須是活化分子）；并且活化

5、分子必須在一定的方向（合適取向）上發生碰撞。 活化分子：化學反應中，能量較高、有可能發生有效碰撞的分子。 活化能：活化分子比具有平均能量的普通分子所多出的那部分能量(見上圖)。 H=E生成物-E反應物=反應物的總鍵能-生成物的總鍵能。活化分子百分數：活化分子數占反應物分子總數的百分比。3.濃度、壓強、溫度和催化劑影響化學反應速率的機理和一般規律(1)影響化學反應速率的因素: 主要因素：反應物的 (即通常所說的“內因”)。（“內因”對化學反應速率起決定性作用）次要因素：主要包括： 。 其它條件：增大反應物間的接觸面積(使用粉末狀固體、固液反應體系等。【注意】外界條件是影響化學反應速率的因素。人類

6、可以通過外界條件的選擇、調控，來改變、控制反應的速率。(2)濃度、壓強、溫度和催化劑影響化學反應速率的一般規律: 濃度：其它條件不變時，增大反應物濃度，反應速率 ；反之，減小反應物的濃度，反應速率 。思考：在C(s)+H2O(g)=CO(g)+H2(g)反應中，加入C，反應物濃度、反應速率如何變化？ 【注意】： 、固體和純液體的濃度視為常數，其用量的改變對反應速率無影響； 、增大濃度，活化分子百分數 。但單位體積內活化分子數增大。 壓強：其它條件不變時，對于有氣體參加的化學反應，增大壓強（縮小體積），相當于增大氣體反應物的濃度，反應速率 ；反之，減小壓強（增大體積），反應速率 。思考1：恒溫恒

7、容容器中，SO2和O2發生反應，通入稀有氣體Ar，容器內氣體壓強如何變化？ 化學反應速率如何變化？ 思考2：恒溫恒壓容器中，SO2和O2發生反應，通入稀有氣體Ar，容器體積如何變化？化學反應速率如何變化？ 【注意】壓強的改變對化學反應速率的影響是通過改變反應物的濃度而實現的，不導致物質濃度改變的壓強變化一般來說不會改變化學反應速率。例如：對于反應物全部為固體或液體的反應(即反應物只要無氣體)，改變壓強對化學反應速率無影響；再如：在恒溫、恒容時向氣態反應體系通入與反應無關的任何氣體，雖體系壓強增大，但沒有改變反應物的濃度，不會改變化學反應速率。再如：在恒溫、恒壓時向氣態反應體系通入與反應無關的任

8、何氣體，雖體系壓強不變，但因體積增大使反應物的濃度減小，相當于減小壓強，化學反應速率減小。溫度：在其它條件不變時，無論放熱反應還是吸熱反應：升高溫度，反應速率加快； 降低溫度，反應速率減慢。 一般溫度每升高10，反應速率增加到原速率的24倍，即：v(后)=v(前)×(24)t/10【思考與注意】： 、改變溫度是加快還是減慢化學反應速率與反應是吸熱反應還是放熱反應無關。 、其他條件不變時，升高溫度，分子的能量增加，從而增加了活化分子的百分數，反應速率增加。同時分子運動的速度加快，單位體積內反應物分子間的碰撞頻率增加，反應速率也會相應的增加。但升高溫度，分子的能量增加，從而增加了活化分子

9、的百分數是主要原因。 、其他條件不變的情況下使用催化劑的某化學反應，在溫度不斷升高時化學反應速率理應不斷增加，但溫度高出一定程度后，若反應速率反而減慢或變快的幅度很小，其可能的原因是溫度超過了催化劑活性較高的溫度范圍。催化劑：其它條件不變時，使用催化劑可 化學反應速率。【思考與注意】： 催化劑雖有正、負之分，但通常所說的催化劑都是指正催化劑； 不是所有的反應都要使用催化劑；催化劑不能使本來不能發生反應的物質間發生反應，只能用于改變反應速率；從催化機理來說催化劑往往參加化學反應，但在反應前、后其質量和化學性質不變。在使用催化劑時應防止催化劑中毒（反應原料中含有的微量雜質使催化劑活性、選擇性明顯下

10、降或喪失的現象）。對于同一個反應，不同的催化劑具有不同（相同、不同）的催化性能； 催化劑在不同的溫度下具有不同（相同、不同）的催化性能。三 化學反應進行的方向自發過程 自發反應及其推動力自發過程：在一定條件下，不用借助于外力就能自動進行的過程。自發過程的特征：有明確的方向性，要逆轉必須借助外界做功。即：非自發過程要想發生，則必須對它做功，如利用水泵可將水從低處流向高處。自發反應：在一定條件下，不需要再采用加熱、加壓、電流等手段就能自動進行的化學反應。 即：在一定條件下，依靠體系自身存在的推動力就能自動進行。自發反應的推動力：反應的焓變和熵變是相互關聯的二種推動力。 焓減原理(即H0)：體系有從

11、由高能狀態自發地轉變為低能狀態的傾向(這時體系會對外做功或者釋放熱量)。 熵：度量體系混亂度的物理量，用符號 表示。熵越大表示混亂度越高。 熵增原理(即S0 )：在密閉條件下，體系有從有序狀態自發地轉變為無序狀態的傾向。熵的大小： 在同一條件下，不同物質的熵不同；同一種物質，三種狀態下，熵值的大小關系為：固態 液態 氣態。熵變（符號：S）：S=S產物S反應物常見的熵增過程(即S0 )：(1)同一種物質，由固態變為液態、由液態變為氣態以及由固態變為氣態。(2)放在同一密閉容器中相互接觸的不同種物質之間(不同種氣態物質之間，不同種液體物質之間、不同 種固體物質之間以及不同的氣體、液體、固體物質之間

12、)通過擴散形成均勻混合物。(3)產生氣體的反應以及氣體的物質的量增大的反應。判據焓判據和熵判據焓判據：從能量變化的角度來說，自發過程總是趨向于體系從高能狀態轉變為低能狀態（這時體系會對外做功或者釋放熱量H0）。且反應放出的熱量越多，體系能量降低得也越多，反應越完全。熵判據：在與外界隔離的體系中，自發過程將導致體系的熵 (S 0 )。且反應的熵增加越多，體系混亂度增加越多，反應越完全。化學反應方向的判斷：思考 判斷正誤：CaCO3(s)=CaO(s)CO2(g)室溫下不能自發進行，說明該反應的H0。2NO(g)2CO(g)=N2(g)2CO2(g)在常溫下能自發進行，則該反應的H0。所有的放熱反

13、應都是自發進行。常溫下，反應C(s)+CO2(g)=2CO(g)不能自發進行，則該反應H0。一定溫度下，反應MgCl2(l)=Mg(l)+Cl2(g)的H0、S0。自發反應的熵一定增大，非自發反應的熵一定減小。298 K時，2H2S(g)SO2(g)=3S(s)2H2O(l)能自發進行，則其H0。反應NH3(g)+HCl(g)= NH4Cl(s)在室溫下可自發進行，則該反應的H<0 自由能變化（G單位：kJ/mol）G = H TS（T為絕對溫度） HTS < 0 反應能自發進行； HTS = 0 反應處于平衡狀態 HTS > 0 反應不能自發進行。 在溫度、壓強一定的條件下

14、，自發反應總是向HTS0的方向進行，直至達到平衡狀態。 自由能判據的應用： H S 自發性舉例H< 0 放熱H< 0 放熱H> 0 吸熱H> 0 吸熱S > 0S < 0S > 0S < 0任何溫度都能自發較低溫度時能自發較高溫度時能自發任何溫度都不能自發2H2O2(l)=2H2O(l)O2(g)N2 (g)+ 3H2 (g)2NH3(g)CaCO3(s)=CaO(s)CO2(g)能力提升考點1 化學反應速率的表示方法.【例1】甲、乙兩容器都在進行AB的反應，甲容器內每分鐘減少4mol A，乙容器內每分鐘減少2mol A，則甲容器內的反應速率比乙

15、容器內的反應速率要（ ） A快 B慢 C相等 D無法判斷【練習】可逆反應3A(g)+ 2B(g)4C(g)+ D(g) ，在四種不同情況下的反應速率如下， v(A)= 0.15mol/(L·min) v(B)= 0.6 mol/(L·min) v(C)= 0.4 mol/(L·min) v(D)= 0.01 mol/(L·s)該反應進行的快慢順序為 。考點2 外界條件影響化學反應速率的一般規律以及相關的實驗探究【例1】下列有關化學反應速率的說法正確的是（ ）A用鐵片和稀硫酸反應制取氫氣時，改用98%的濃硫酸可以加快產生氫氣的速率B100mL2mol

16、83;L1的鹽酸跟鋅片反應時，加入適量的氯化銅溶液，反應速率不變CSO2的催化氧化是一個放熱反應，所以升高溫度，反應速率減慢D汽車尾氣中的NO和CO反應轉化為無害的N2和CO2，減小壓強，反應速率減慢【例2】2012·海南可逆反應A(g)+B(g) C(g)+D(g)在830時的平衡常數為1。 830時，向一個5 L的密閉容器中充入0.20mol的A和0.80mol的B，若反應初始6s內A的平均反應速率v(A)=0003 mol·L-1·s-1。，則6s時c(A)= mol·L-1， C的物質的量為 mol；若反應經一段時間后，達到平衡時A的轉化率為 ，

17、如果這時向該密閉容器中再充入1 mol氬氣，平衡時A的轉化率為 。【例3】2012·新課程光氣(COCl2)在塑料、制革、制藥等工業中有許多用途，工業上采用高溫下CO與Cl2在活性炭催化下合成。COCl2的分解反應為COCl2(g) = Cl2(g) + CO(g)H =+108 KJ·mol-1。反應體系達到平衡后，各物質的濃度在不同條件下的變化狀況如下圖所示(第10 min到14 min的COCl2濃度變化曲線未示出)：比較第2 min 反應溫度T(2)與第8 min反應溫度T(8)的高低：T(2) T(8)(填“”、“”或“”)；若12 min 時反應于溫度T(8)下

18、重新達到平衡，則此時c(COCl2) = mol·L-1；比較產物CO在23 min、56 min和1213 min時平均反應速率平均反應速率分別以v(23)、v(56)、v(1213)表示的大小；比較反應物COCl2在56 min和1516 min時平均反應速率的大小v(56) v(1213) (填“”、“”或“”)，原因是 。考點3 外界條件對可逆反應中正、逆反應速率的影響：（只討論改變一個條件）【例1】反應C(s)+H2O(g)CO(g)+ H2(g)在一可變容積的密閉容器中進行，在其它條件不變的情況下，下列條件的改變對其反應速率幾乎無影響的是( )A增加CO的物質的量 B將容

19、器的體積縮小一半C保持體積不變，充入N2使體系壓強增大 D保持壓強不變，充入N2使容器體積變大【例2】在一定條件下，可逆反應：N2+3H22NH3，正反應是放熱反應，達到平衡后，當單獨改變下列條件時，有關敘述錯誤的是( ) A加催化劑，v(正)、v(逆)都發生變化，且變化的倍數相等 B加壓，v(正)、v(逆)都增大，且v(正)增大倍數大于v(逆)增大倍數 C降溫，v(正)、v(逆)都減小，且v(正)減小倍數小于v(逆)減小倍數 D恒壓通入氨氣，v(正)、v(逆)都增大，且v(正)增大倍數小于v(逆)增大倍數【規律小結】濃度：增大反應物濃度，v(正)立即 ，v(逆)瞬時 ，隨后 。 增大生成物濃

20、度，v(逆)立即 ，v(正)瞬時 ，隨后 。 同理可得減小濃度的情況。壓強：若參加反應的物質均為固體或液體（溶液），由于壓強的變化對它們的濃度幾乎無 影響，可以認為改變壓強，反應速率 。 對于有氣體參加的反應，如：mA(g)+nB(g) pY(g)+qZ(g)，若m+n=p+q若m+np+q增大壓強v(正)、v(逆)都 v(正)、v(逆)增大的程度 v(正)增大得 （多或少）減小壓強v(正)、v(逆)都 v(正)、v(逆)減小的程度 v(正)減小得 （多或少） 溫度：升高溫度，正、逆反應速率都 ，但吸熱反應速率增大得 （多或少）。 降低溫度，正、逆反應速率都 ，但吸熱反應速率減小得 （多或少）

21、。 催化劑：催化劑能夠同等程度增大正、逆反應的速率。考點4、化學反應速率圖像的分析【例1】一定溫度下，在2L的密閉容器中，X、Y、Z三種氣體的物質的量隨時間變化的曲線如右圖所示。下列描述正確的是( ) A反應開始到10s，用Z表示的平均反應速率為0.158 mol/(Ls) B反應開始到10s，X的物質的量濃度減少了0.79 mol/L C反應開始到10s時，Y的轉化率為79.0% D反應的化學方程式為：X(g)+Y(g)Z(g)【例2】將3molNO放入密閉容器中，50時恒溫加熱，然后加壓，氣體總物質的量隨壓強變化如右圖所示，下列說法正確的是() A在X、Y兩點，反應速率v(X)=v(Y)

22、B壓強小于107Pa,主要發生的反應為：2NO=N2+O2 CX點Y點，可能發生的反應為：2NO2(g)2NO(g)+O2(g) D整個過程中可能發生的反應為：3NO=N2O+NO2， 2NO2(g)N2O4(g) 【例3】已知：將KI、鹽酸、試劑X和淀粉四種溶液混合，無反應發生。若再加入雙氧水，將發生反應： H2O2+2H+2I2H2O+I2，且生成的I2立即與試劑X反應而被消耗。一段時間后，試劑X將被反應生成的I2完全消耗。由于溶液中的I繼續被H2O2氧化，生成的I2與淀粉作用，溶液立即變藍。因此，根據試劑X的量、滴入雙氧水至溶液變藍所需的時間，即可推算反應H2O2+2H+2I2H2O+I

23、2的反應速率。下表為某同學依據上述原理設計的實驗及實驗記錄（各實驗均在室溫條件下進行）：編號往燒杯中加入的試劑及其用量（mL）催化劑溶液開始變藍時間（min）0.1mol·L-1KI溶液H2O0.01mol·L-1X溶液0.1mol·L-1雙氧水1mol·L-1稀鹽酸120.010.010.020.020.0無1.4220.0m10.010.0n無2.8310.020.010.020.020.0無2.8420.0010.010.040.0無t520.010.010.020.020.05滴Fe2(SO4)30.6回答下列問題：（1）已知：實驗1、2的目的是

24、探究H2O2濃度對H2O2+2H+2I2H2O+I2反應速率的影響。實驗2中m= ，n= 。（2）已知，I2與X反應時，兩者物質的量之比為1：2。實驗3從開始至反應進行到2.8min時，此段時間內H2O2+2H+2I2H2O+I2反應速率v（I）=_。（3）一定溫度下，H2O2+2H+2I2H2O+I2反應速率可以表示為v=k·c a(H2O2)·c b (I)·c(H+)（k為常數），則：實驗4時，燒杯中溶液開始變藍的時間t=_。根據上表數據可知，a、b的值依次為 和 。考點5 化學反應方向的判斷【例1】250和1.01×105Pa時，反應 2N2O5

25、(g)=4NO2(g)+O2(g) H=+56.76kJ/mol，自發進行的原因是( )A是吸熱反應 B是放熱反應 C是熵減少的反應 D熵增效應大于焓增效應【例2】碳酸銨(NH4)2CO3在室溫下就能自發地分解產生氨氣，對其說法中正確的是 ( )A其分解是因生成易揮發的氣體，使體系的熵增大 B其分解是因為外界給予了能量C其分解是吸熱反應，據能量判據不能自發分解 D碳酸鹽都不穩定，都能自發分解 【例3】下列變化在一定條件下都能自發進行，你能作出合理解釋嗎？（1）C3H8(g)+5O2(g)3CO2(g)+4H2O(l) H= -2217.5kJ·mol-1 （2）2Na (s)+ 2H

26、2O (l)2NaOH(aq)+ H2(g) H= -368kJ·mol-1 （3）NH4NO3(s)=NH4+(aq)+NO3(aq) H0 （4）2NH4Cl(s)+Ca(OH)2(s)=2NH3(g) +2H2O(l) +CaCl2(s) H0 課后評價1.（ ）將4 mol A氣體和2 mol B氣體在2 L的容器中混合并在一定條件下發生如下反應2A(g)B(g) 2C(g)若經2 s后測得C的濃度為0.6 mol/L，現有下列幾種說法：其中正確的是用物質A表示的反應的平均速率為0.3 mol·L1·s1用物質B表示的反應的平均速率為0.6 mol

27、3;L1·s12 s時物質A的轉化率為70%2 s時物質B的濃度為0.7 mol/LAB C D 2( )過量的鋅粉和一定量6mol/L的鹽酸反應，當向其中加入少量的下列物質時，能夠加快反應速率、又不影響產生氫氣總量的是 石墨 氧化銅 銅粉 鐵粉 濃鹽酸 無水乙酸鈉 CuSO4 NaNO3 A B C Dv(ClO3)t1 t23( )氯酸鉀和亞硫酸氫鉀能發生氧化還原反應ClO3+3HSO33SO42+Cl+H+（未配平）。已知該反應的速率隨c(H+)的增大而加快。右圖為用ClO3在單位時間內物質的量濃度變化表示的該反應速率的v-t圖。下列說法中不正確的是A反應開始時速率增大可能是c

28、(H+)增大引起的B縱坐標為v(H+)的v-t曲線與圖中曲線完全重合C后期反應速率下降的主要原因是反應物濃度減小D圖中陰影部分“面積”可以表示t1t2時間內的ClO3-的物質的量濃度的減小值。4.( )將固體NH4Br置于密閉容器中，在某溫度下，發生下列反應：NH4Br(s)NH3(g)+HBr(g)，2HBr(g)Br2(g)+H2(g)。2min后，反應達到化學平衡，測知H2的濃度為0.5mol·L-1，HBr的濃度為4mol·L-1，若上述反應速率用v(NH3)表示，下列速率正確的是A0.5mol·L-1· min-1 B2.5mol·L-1·min-1 C2mol·