化学反应的方向、快慢--讲义

化学反应的方向、快慢--讲义【考纲要求】

1.了解焓变、熵变、吉布斯自由能的含义和对反应方向的影响

2.掌握化学反应速率的含义以及定量计算

3.掌握影响反应速率的因素--有效碰撞理论

4.了解活化能的含义

一、化学反应的方向

1、熵变：化学反应体系的量度

2、吉布斯自由能与自发判据

练习1：下列说法正确的是（）

A.根据焓判据、熵判据可知，放热反应和熵增的反应都是自发的

B.一氧化碳燃烧生产二氧化碳的反应是熵增的反应

C.4Na+O2=2Na2O是一个自发的熵减的反应，则此反应的ΔH〈0

D.某反应熵是增加的，焓也是增加的，则此反应就一定是非自发的

二、化学反应速率

1、反应平均速率表达式

（1）v 永远为值（表示方向的描述：/ ）

（2）该表达式中表示的为速率

（3）纯固体、纯液体速率表达方式不同

（4）v 与系数成例：N2 + 3H2 ⇌2NH3 v(H2) = v(N2)

例：用活性炭还原法可以处理氮氧化物．某研究小组向某密闭容器中加入一定量

的活性炭和NO，发生反应C(s)+2NO(g)⇌N2(g)+CO2(g)；△H =QkJ•mol﹣1．在T1℃

时，反应进行到不同时间测得各物质的浓度（mol/L）如下：

0 10 20 30 40 50

NO 1.00 0.68 0.50 0.50 0.60 0.60

N2 0 0.16 0.25 0.25 0.30 0.30

CO2 0 0.16 0.25 0.25 0.30 0.30

①0～10min 内，NO 的平均反应速率v(NO)= ，

2、影响速率的因素：有效碰撞理论

活化能活化分子百分数单位体积内活化分子数有效碰撞c/P

T

催化剂

练习1：锌和稀硫酸反应，向反应混合溶液中加入下列物质，判断正确的是（）

A.加入醋酸钠固体，反应速率加快

B.加入硫酸氢钠固体，反应速率加快

C.加入水，产生氢气的体积减小

D.加入少量硫酸铜，产生的氢气量不变

练习2：在容积为2 L的密闭容器中进行如下反应：

A(g)＋2B(g)3C(g)＋n D(g)，开始时A为4 mol，B为6 mol；5 min末时测得C的物质的量为3 mol，用D表示的化学反应速率v(D)为0.2 mol·L－1·min－1。

计算：

(1)5 min末A的物质的量浓度为____________________________________________。

(2)前5 min内用B表示的化学反应速率v(B)为_________________________________。

(3)化学方程式中n值为_____________________________________________________。

(4)此反应在四种不同情况下的反应速率分别为

①v(A)＝5 mol·L－1·min－1 ②v(B)＝6 mol·L－1·min－1

③v(C)＝4.5 mol·L－1·min－1 ④v(D)＝8 mol·L－1·min－1

其中反应速率最快的是______________(填编号)。

3、反应历程（催化剂、活化能、中间产物、）

1、过渡态理论（反应微观历程）

例：:（2018•海南）炭黑是雾霾中的重要颗粒物，研究发现它可以活化氧分子，生成活化氧。活化过程的能量变化模拟计算结果如右图所示。活化氧可以快速氧化SO 2．下列说法正确的是（）

A．每活化一个氧分子吸收0.29eV 能量

B．水可使氧分子活化反应的活化能降低0.42eV

C．氧分子的活化是C﹣C 的断裂与C﹣O 键的生成过程

D．炭黑颗粒是大气中SO2 转化为SO3 的催化剂

练1：（2018 北京）我国科研人员提出了由CO2 和CH4 转化为高附加值产品CH3COOH 的催化反应历程。该历程示意图如下。

下列说法不正确的是（）

A．生成CH3COOH 总反应的原子利用率为100%

B．CH4→CH3COOH 过程中，有C―H 键发生断裂

C．①→②放出能量并形成了C―C键

D．该催化剂可有效提高反应物的平衡转化率

练2：（2019•新课标Ⅰ）固体界面上强酸的吸附和离解是多相化学在环境、催化、材料科学等领域研究的重要课题。如图为少量HCl 气体分子在253K 冰表面吸附和溶解过程的示意图，下列叙述错误的是（）

A.冰表面第一层中，HCl 以分子形式存在

B.冰表面第二层中，H+浓度为5×10﹣3mol•L﹣1（设冰的密度为0.9g•cm﹣3）

C．冰表面第三层中，冰的氢键网络结构保持不变

D．冰表面各层之间，均存在可逆反应HCl⇌H++Cl﹣

2、分步反应机理（快/慢、催化剂/中间产物）

例：（2014 国一）已知分解1mol H2O2 放出热量98kJ，在含少量I-的溶液中，H2O2

分解的机理为：

H2O2 + I- → H2O + IO- 慢

H2O2 + IO- → H2O + I- 快

下列有关该反应的说法正确的是（）

A.反应速率与I- 的浓度有关

B.IO-也是该反应的催化剂

C.反应活化能等于98kJ/mol

D．v(H

2O

2

)=v(H

2

O)=v(O

2

)

1、反应速率由

反应决定2、催化剂：

中间产物：