高中化学第三节 化学反应的速率和限度2（精品）课件人教版必修2.ppt

第三节化学反应的速率和限度 化学反应有快有慢 hcl naoh nacl h2o 千分之一秒即完成 h2 cl2 2hcl 百分之一秒即完成 救心丹 几分钟见效 钢铁腐蚀 若干年 煤 石油等化石燃料的形成 几千万年以上 定义 化学反应速率用单位时间 如每秒 每分 每小时 内反应物浓度的减小或生成物浓度的增大来表示 计算式 一 化学反应速率 物质的量浓度 练习巩固 0 3mol l s v nh3 例题 反应4nh3 5o24no 6h2o在5升的密闭容器中进行 30秒后 no的物质的量增加了0 3mol 此反应的平均反应速率用no来表示为多少 问题1 若用o2的浓度变化来表示此反应速率是多少 若用nh3来表示呢 问题2 此反应化学反应速率用不同物质表示为什么数值不同 数值上有何规律 v no 0 002mol l s v o2 0 0025mol l s v nh3 0 002mol l s 化学反应速率的特点 同一反应 可用不同物质在单位时间内浓度的变化来表示 但必须指明是用哪种反应物或哪种生成物来表示 用不同物质在单位时间内浓度变化表示时 速率比等于方程式中的系数比 均取正值 且是某一段时间内的平均速率 练习 向一个容积为1l的密闭容器中放入2molso2和1molo2 在一定条件下反应 2s末 测得容器内有0 8molso2 求2s内so2 o2 so3的反应速率和反应速率比 练习2 在一定条件下 ma nb pc的反应中 各物质的化学反应速率为v a amol l 1 s 1 v b a 2mol l 1 s 1 v c amol l 1 s 1 则该反应的化学方程式是 2a b 2c 练习 则该反应速率的快慢顺序为 反应a 3b 2c 2d在四种不同条件下的反应速率为 1 a 0 3mol l s 2 b 0 6mol l s 3 c 0 4mol l s 4 d 0 45mol l s 1 4 2 3 反思 比较反应的快慢 应取同一参照物 在相同条件下 等质量 金属颗粒大小相同 的下列金属与足量1mol l盐酸反应时 速率最快的是a镁b铝c钠d铁 二 影响化学反应速率的因素 化学反应速率是由反应物的性质决定的 内因是主要因素 外因因素 实验2 5 产生气泡速率增大 带火星火柴复燃 升高温度 反应速率增大 有气泡冒出 产生气泡速率减小 降低温度 反应速率减小 规律 当其它条件不变时 升高温度 化学反应速率增大 降低温度 化学反应速率减小 实验测得 温度每升高10度 化学反应速率通常增大原来的2 4倍 注意 温度对反应速率的影响不受反应物状态的限制 1 温度对化学反应速率的影响 实验2 6 气泡冒出速率增大 气泡冒出速率增大 有气泡冒出 较慢 mno2能加快反应速率 fecl3能加快反应速率 无催化剂反应较慢 外因因素 规律 催化剂能改变化学反应的速率 有的催化剂能加快化学反应的速率 叫正催化剂 有的催化剂能减慢化学反应速率 叫负催化剂 在实践中 如没有特殊说明 凡说催化剂都是指正催化剂 催化剂中毒 催化剂的催化性能往往因接触少量的杂质而明显下降甚至遭破坏 这种现象叫催化剂中毒 催化剂只有在一定的温度下才能最大限度的显示其催化作用 不同的催化剂对温度的要求不一样 2 催化剂对化学反应速率的影响 规律 当其它条件不变时 增大反应物的浓度 化学反应速率增大 减小反应物的浓度 化学反应速率减慢 3 浓度对化学反应速率的影响 规律 当其它条件不变时 增大固体反应物的表面积 化学反应速率增大 减小固体反应物的表面积 化学反应速率减慢 4 固体反应物的表面积对化学反应速率的影响 5 其他条件对化学反应速率的影响 练习 1 在2l的密闭容器中 发生下列反应 3a g b g 2c g d g 若最初加入的a和b都是4mol 在前10sa的平均反应速率为0 12mol l s 则10s时 容器中b的物质的量为 3 2mol 某温度时在2l容器中x y z三种物质的物质的量随时间的变化曲线如图所示 由图中数据分析 1 反应开始2min内的x y z的化学反应速率2 该反应的化学方程式为 把镁条投入到盛有盐酸的敞口容器中 产生氢气的速率变化如图 分析其原因 为了研究碳酸钙与稀盐酸反应的反应速率 一位同学通过实验测定反应中生成的co2气体体积随反应时间变化的情况 绘制如图曲线 请分析讨论以下问题 1 在0 t1 t1 t2 t2 t3各相同的时间段里 反应速率最大的是 时间段 收集到气体最多的是 时间段 2 试分析三个时间段里 反应速率不同的可能原因 该反应是放热反应 3 在t4后 为什么收集到的气体的体积不再增加 开始时c h 大 该反应的反应速率大 t1 t2由于反应放热温度升高 所以速率迅速增大 最后是因为c h 减小了 反应速率减慢 练习 在25 时 向100ml含hcl14 6g的盐酸中 放入5 6g铁粉 反应进行到2s时收集到氢气1 12l 标况 之后反应又进行了4s 铁粉全溶解 若不考虑体积变化 则 1 前2s内用fecl2表示的平均反应速率为 2 后4s内用hcl表示的平均反应速率为 3 前2s与后4s比较 反应速率较快 其原因可能 0 25mol l s 0 25mol l s 前2s 前2s时段盐酸浓度比后4s时段大 第三节化学反应的速率和限度 思考 我们知道在化学反应中 反应物之间是按照化学方程式中的系数比进行反应的 那么 在实际反应中 反应物能否按相应的计量关系完全转化为生成物呢 氯水是氯气的水溶液 氯气能与水反应 而且这是一个可逆反应 请大家回忆氯水中含有哪些微粒 氯水的成份 分子 cl2 hclo h2o离子 h cl clo 等 什么叫做可逆反应 在同一条件下 既向正反应方向进行 同时又向逆反应方向进行的反应 典型的可逆反应有 启示 化学反应是有限度的 有些能进行地较彻底 有些反应是不彻底的 甚至是可逆的 n2 h2nh3 在一固定容积的密闭容器里 加1moln2和3molh2 合适催化剂 能发生什么反应 1 开始时c n2 c h2 大 c nh3 0 开始阶段有什么特征 只有正反应 v 逆 0 n2 h2nh3 2 瞬间后c n2 c h2 变小 c nh3 0 瞬间过后有什么特征 正逆反应都进行 v 逆 0 v 正 v 逆 3 c n2 c h2 逐渐变小 c nh3 逐渐增大 三种物质的浓度达到一个特定值 一定时间段内有什么特征 v 正 v 逆 0 n2 h2nh3 由于v 正 v 逆 0 虽然正 逆反应都在进行 但各种物质的百分含量 浓度都不会发生变化 从外表上看 反应好象 停止 可逆反应的这种特殊状态就是我们今天要研究的化学平衡状态 1 0 t1 v 正 v 逆 2 t1 v 正 v 逆 平衡状态 交流与讨论 1 定义 在一定条件下的可逆反应中 当正反应速率和逆反应速率相等 反应混合物中各组分的浓度保持不变的状态 前提 适用范围 可逆反应 内在本质 v 正 v 逆 0 外在标志 反应混合物中各组分的浓度保持不变 二 化学平衡状态 2 化学平衡状态的特征 动 动态平衡 v 正 v 逆 0 2 等 v 正 v 逆 定 反应混合物中各组分的浓度保持定 各组分的含量保持不变 变 条件改变 原平衡被破坏 在新的条件下建立新的平衡 逆 此条件下进行到什么时候达到了这个反应的限度 此时的反应是否停止了 此时为何3种物质的浓度保持不变 某温度和压强下的密闭容器中 2so2 o22so3 练习可逆反应达到平衡的重要特征 a 反应停止了b 正 逆反应速率都为零c 反应物和生成物的浓度相等d 正 逆反应的速率相等 d 对于可逆反应m nq达到平衡状态时 下列说法正确的是 a m n q三种物质的浓度一定相等b m n全部变成了qc m n q的浓度都保持不变d 反应已经停止 c 下列说法可以证明反应n2 3h22nh3已达平衡状态的是 a 1个n n键断裂的同时 有3个h h键形成b 1个n n键断裂的同时 有3个h h键断裂c 1个n n键断裂的同时 有6个n h键断裂d 1个n n键断裂的同时 有6个n h键形成 a c 随堂练习 在一定温度下 可逆反应a g 3b g 2c g 达到平衡的标志是 a a的生成速率与c分解的速率相等b 单位时间内生成nmola 同时生3nmolbc a b c的浓度不再变化d a b c的分子数比为1 3 2 c 14co2 cco 达到化学平衡后 平衡混合物中含14c的粒子有 14co2 14c 14co 3 化学平衡状态的判定 对于可逆反应ma g nb g pc g 在一定条件下达到平衡状态有以下几个标志 1 a的生成速率和分解速率相等 2 单位时间生成nmolb和pmolc的同时 生成mmola 3 a b c的物质的量不再改变 4 a b c的浓度不再改变 5 a b c的百分含量不再改变 练习 在密闭容器中充入4molhi 在一定温度下 反应2hi g h2 g i2 g 达到平衡时 有30 的hi分解 则平衡时混合气体中氢气的物质的量为多少 混合气体总物质的量为多少 化学平衡计算的一般步骤 三步曲 1 写出有关平衡的化学方程式 2 找出各物质的起始量转化量平衡量 3根据已知条件列式 反应物的转化率 在合成氨工业中 由amol氮气 bmol氢气混合反应达到平衡 有cmol氨气生成 则氨气在反应混合物中所占的体积分数为 c a b c 100 定义 可逆反应中 旧化学平衡的破坏 新化学平衡建立过程叫做化学平衡的移动 v正 v逆 v正 v逆 0 条件改变 平衡1不平衡平衡2 建立新平衡 破坏旧平衡 v正 v逆 0 一定时间 影响化学平衡的条件一 化学平衡的移动 v正 v逆平衡向正反应方向移动 v正 v逆平衡不移动 v正 v逆平衡向逆反应方向移动 探究实验1fecl3 3kscnfe scn 3 3kcl 黄色 无色 红色 无色 现象 向第一支试管里加入几滴fecl3溶液 颜色加深 向第二支试管里加入几滴kscn溶液 颜色加深 1 浓度对化学平衡的影响 1 浓度对化学平衡的影响 分析 t1 t2 t3 应用 增大反应物浓度或减小生成物浓度 平衡向正反应方向移动 增大生成物浓度或减小反应物浓度 平衡向逆反应方向移动 结论 在生产上 往往采用增大容易取得的或成本较低的反应物浓度的方法 使成本较高的原料得到充分利用 2so2 o22so3 增大反应物的浓度对化学平衡的影响 思考练习 1 fe no3 2溶液呈浅绿色 其中存在着下列平衡 fe2 2h2ofe oh 2 2h 往该溶液中滴加盐酸 发生的变化 a 平衡向逆反应方向移动 b 平衡向正反应方向移动