化学必修二化学反应的速率和限

1、第二第二章章 化学反应与能量化学反应与能量 第3节 化学反应的速率 和限度预习课本：P47-49溶洞形成极慢钢铁锈蚀慢食物腐坏快核弹爆炸极快1 1. .概念概念（2 2）表示）表示方法：方法：tcmolL-1min-1 或或 molL-1s-1mol/(Lmin) 或或 mol/(Ls)（3 3）单位）单位：一、化学反应一、化学反应速率速率常用常用mol L-1常用常用s 或或 min用于表示化学反应进程快慢的物理量。（1）定义：通常用单位时间内反应物浓度的减小 或生成物浓度的增加来示。练习1. 甲、乙两容器都进行A B的反应，甲容器内每分钟减少4mol A，乙容器每分钟减少2mol A，则甲

2、、乙两容器中反应速率大小（ ） A 甲快 B 乙快 C 相等 D 无法比较D例例1. 在在 N2+3H2 2NH3反应中，自开始反应中，自开始至秒，氨的浓度由变为至秒，氨的浓度由变为0. 6 mol/L，则，则以氨气表示的化学反应速率是多少？以氨气表示的化学反应速率是多少？= 0.3mol/(Ls)v (NH3) =c (NH3) t=(0. 6 0 )mol/L2s用N2表示的化学反应速率是多少？用H2表示的化学反应速率是多少？v (N2) =0.15mol/(Ls)v (H2) =0.45mol/(Ls)（4）对于同一个反应来说，用不同的物质表示其化学反应速率数值可能不同，但含义相同，即表

3、示整个反应的快慢是相同的。注意：同一反应可以用不同物质来表示速率，但需要指明具体物质，如(NH3)、 (N2) 。例2.在一定条件下，mA + nB = pC的反应中，各物质的化学反应速率v(A)=amol/(Ls),v(B)=0.5amol/(Ls),v(C)=amol/(Ls),则该反应的化学方程式为_2A + B = 2C（5）化学反应速率之比等于化学方程式中的化学计量数之比。 即对于反应：aA + bB = cC + dD v(A): v(B): v(C): v(D)= a:b:c:dn(A): n(B): n(C): n(D)= a:b:c:d c(A): c(B): c(C): c

4、(D)= a:b:c:d 则则该反应速率的快慢顺序为该反应速率的快慢顺序为:例例3.3.反反应应 A(g) + 3B(g) = 2C(g) + 2D(g) 在四在四种不同条种不同条件下的反应速率为：件下的反应速率为：(1)(A)=0.15mol/(Lmin)(2)(B)=0.01mol/(Ls)(3)(C)=0.4mol/(Lmin)(4)(D)=0.45mol/(Lmin)(4)(3)=(2)(1)注意注意: :. .比较速率大小时，用同一种物质表比较速率大小时，用同一种物质表示，且单位一致示，且单位一致. .例4. 已知反应4A(s)+ 3B(g) = 2C(g) + D(g) ，经过2m

5、in反应，B的浓度减少0.6mol/L，则下列反应速率表示正确的是（ ）A (A)=0.4mol/(Lmin)B v(B): v(C): v(D)=3:2:1C 2min末(B)=0.3mol/(Lmin)D (C)=0.3mol/(Lmin)B注意：.化学反应速率指平均速率，不是瞬时速率。.不用固体或纯液体表示化学反应速率，一定温度下，固体和纯液体（溶剂）的浓度视为常数。 2. “三段式”计算方法m A(g)n B(g) = p C(g)q D(g) C0 (mol/L)c (mol/L)Ct (mol/L)a b c dmxnxpxqxa -mxb -nxd +qxc +pxm A(g)n

6、 B(g) = p C(g)q D(g) n0 (mol)n (mol)nt (mol)例题：把0.6mol X气体和0.6mol Y气体混合于2L密闭容器中，使它们发生如下反应：2X（g）+Y（g）=nZ（g）+2W（g），2min 末已生成0.2mol W，若测知以Z的浓度变化表示的反应速率为0.1molL-1min-1，请计算：（1）2min末时Y的浓度（3）化学反应方程式中n的值是多少？（2）前2min内用X的浓度变化表示的平均反应速率(1) c(Y)=0.25mol/L(2) n=4(1) (X)=0.05mol/(Lmin)将10mol A和5mol B放入体积为10L的密闭容器内

7、，某温度下发生反应:3A(g)+B(g) 2C(g)，在最初2s内，消耗A的平均速率为0.06mol/(Ls).则在2s时，C的物质的量浓度是_，B的转化率为_例1. 用三段式进行计算，写出解题过程：0.08mol/L8%例例2.2.（v-tv-t图像）图像）某某温度时在温度时在2L2L容器中容器中X X、Y Y、Z Z三种三种物质的物质的量随时间的变化曲线如图所示。由图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：中数据分析：1 1、反应开始、反应开始2min2min内的内的X X、Y Y、Z Z的化学反应速率的化学反应速率2 2、该反应的化学方程式为：、该反应的化学方程式为：_。

8、1. (X)=0.025mol/(Lmin)(Y)=0.075mol/(Lmin)(Z)=0.05mol/(Lmin)X+3Y=2Z3. 影响化学反应速率的因素 比较下列每组化学反应的速率，并分析引起速率不同的可能原因： 等质量的锌粒分别与等体积的0.1mol/L和1mol/L的 硫酸反应； 等量的镁与冷水和热水的反应； 等量的盐酸与CaCO3（块）和CaCO3（粉末）反应； 气体间的反应，增大压强； H2O2的分解反应，一份加入MnO2(S) ，一份不加； 等量的稀盐酸，分别加入大小相同的锌粒和镁块。(1)影响因素【结论】影响化学反应速率的因素： 内因：物质的性质 外因：浓度、压强、温度、（

9、固体）表面积、催化剂等。决定因素 浓度：（不适用于固体和纯液体）其他条件不变时， 温度：升高温度，化学反应速率升高温度，化学反应速率加快；加快；温度每升高10度，化学反应速率通常增大原来的24倍。 催化剂： 催化剂能改变化学反应的速率通常使用的催化剂能加快化学反应的速率，为正催化剂。体积减小反应物浓度增大反应速率增大A10sB大于10sC小于10sD无法判断练习1. 在恒温、恒容的密闭容器中进行反应A(g)B(g)+C(g)，若反应物的浓度由2molL-1降到0.8molL-1需要20s，那么反应物浓度再由0.8molL-1降到0.2molL-1所需要的时间为（） B例题例题. 对于反应对于反

10、应 2SO2 (g) + O2 (g) 2SO3 (g)下列措施对反应速率有什么影响？下列措施对反应速率有什么影响？. 增大增大压强压强; . 升高温度升高温度 ;. 加入催化剂加入催化剂;. 恒温恒容条件下，通入恒温恒容条件下，通入O2;. 恒温恒温恒容条件下，通恒容条件下，通入入N2;. 恒温恒恒温恒压压条件条件下，下，通通入入N2 1.恒温恒体积恒温恒体积条件下条件下,通入与反应通入与反应无关无关的气体的气体,压强压强增大增大,体积不变体积不变,反应物浓度不变反应物浓度不变,化学反应速率化学反应速率不变不变.2.恒温恒压恒温恒压条件下条件下,通入与反应通入与反应无关无关的气体的气体,压强

11、不压强不变变,体积增大体积增大,反应物浓度减小反应物浓度减小,化学反应速率化学反应速率减小减小.增大增大增大增大减小无明显变化练习练习1. 使使H2SO4与过量与过量Zn反应速率反应速率下降，但下降，但不不影响影响H2的的量，可加入量，可加入 ( )A. Na2CO3 (s)B. (NH4)2SO4 (S)C. K2SO4 (aq)D. H2O (l)C D练习1.将等物质的量的A、B混合于2L密闭容器中发生如下反应：3A(g)+B(g)=xC(g)+2D(g)经5分钟后，测得D的浓度为0.5mol/L，c(A):c(B)=3:5, C的平均反应速率是0.1mol/(Lmin)求：(1)5mi

12、n末时A的浓度为 (2)B的平均反应速率 。 (3)x= 。(1) 0.75mol/L (2) 0.05 mol/(L.min) (3) 22. 将固体NH4Br置于密闭容器中，在某温度下，发生下列反应：NH4Br(s) NH3(g)+HBr(g)2HBr(g) Br2(g)+H2(g)2 min后，测知H2的浓度为0.5 molL-1,HBr的浓度为4 molL-1，若上述反应速率用v(NH3)表示，下列速率中正确的是( )A. 0.5 molL-1min-1 B. 2.5 molL-1min-1C. 2 molL-1min-1 D. 5 molL-1min-1 B3. 对于对于在溶液间进行

13、的反应，对反应在溶液间进行的反应，对反应速率影响最小的因素是速率影响最小的因素是( )A. 温度温度 B. 浓度浓度C. 压强压强 D. 催化剂催化剂C4. 用用3克块状大理石与克块状大理石与30毫升毫升3mol/L盐酸盐酸反应制取反应制取CO2气体，若要增大反应速率，可采气体，若要增大反应速率，可采取的措施取的措施是：再是：再加入加入30毫升毫升3mol/L盐酸；盐酸；改用改用30毫升毫升6mol/L盐酸；改用盐酸；改用3克粉末状克粉末状大理石大理石; 适当升高温度适当升高温度( ) A. B. C. D. B5. 反应反应C(s)+H2O(g)=CO(g)+H2(g)在一可变容在一可变容积

14、的密闭容器中进行，下列条件的改变对其积的密闭容器中进行，下列条件的改变对其反应速率几乎无影响的是反应速率几乎无影响的是( )A.增加增加C的量的量B.将容器的体积缩小一半将容器的体积缩小一半C.保持体积不变，充入保持体积不变，充入N2使体系压强增大使体系压强增大D.保持压强不变，充入保持压强不变，充入N2使容器体积变大使容器体积变大AC(2) 从“分子碰撞理论”角度理解 有效碰撞： 活化分子：反应物分子间能发生化学反应的碰撞两个条件：a. 具有足够高的能量 b. 有合适的取向能够发生有效碰撞的分子（具有足够高的能量）能能量量反应过程反应过程E1反应反应物物生成物生成物活化分子活化分子反应的反应

15、的活化能活化能 活化能：活化分子平均能量高出反应物分子平均活化分子平均能量高出反应物分子平均能量的部分。能量的部分。活化分子特点：活化分子特点：1.能量能量比反应物分子平均比反应物分子平均能量能量高高;2. 一定条件下，活化分一定条件下，活化分子的子的百分数一定百分数一定；3. 单位体积内活化分子单位体积内活化分子数越多，数越多，有效有效碰撞频率碰撞频率增大，增大，反应速率越快。反应速率越快。能量能量生成物生成物活化分子活化分子反应反应物物 活化分子数活化分子数(n活活) 反应物分子总数反应物分子总数(n总总)= 活化分子百活化分子百分数分数(活活%)100% 有效碰撞与反应速率的关系a.a.

16、浓度浓度增大增大单位体积内单位体积内n总总T不变，不变，活活%不变不变单位体积内单位体积内n活活增大增大有效有效碰撞碰撞频率频率vb.b.压强压强增大增大气体气体浓度浓度增大增大反应反应速率速率加快加快气体气体体积体积减小减小注：只适用于有气体参与的反应； 无特殊说明，指压缩体积。本本质质原原因因c. 温度温度升高升高单位体积内n总不变T，活%n活增大有效有效碰撞频率碰撞频率v(1)温度对反应速率的影响规律，对吸热反应、放热反应都温度对反应速率的影响规律，对吸热反应、放热反应都适用，而且不受反应物状态的影响。适用，而且不受反应物状态的影响。(2)在在一般情况下，温度每升高一般情况下，温度每升高

17、10，化学反应，化学反应速率增大到速率增大到24倍。倍。注注：若无特殊说明若无特殊说明指正催化剂指正催化剂d. 催化剂催化剂改变反应途径(历程),使发生反应所需的活化能降低！能量能量反应物反应物生成物生成物活化分子活化分子催化剂只能改变反应速率，不能将不反应变成反应;催化剂有一定的选择性和活化温度;(3)催化剂中毒：催化剂的活性往往因接触少量杂质而明显下降，甚至遭到破坏，这种现象叫催化剂中毒。催化剂中毒会严重影响反应的顺利进行。e、其他如光照、反应物固体的颗粒大小、其他如光照、反应物固体的颗粒大小、电磁波、超声波、溶剂的性质等，也会对化电磁波、超声波、溶剂的性质等，也会对化学反应的速率产生影响

18、。学反应的速率产生影响。各条件对速率的影响大小是各条件对速率的影响大小是：催化剂催化剂 温度温度浓度浓度=压强压强(体积变化引起的体积变化引起的)。各种影响都有其局限性，要针对具体反应各种影响都有其局限性，要针对具体反应具体分析。具体分析。例例. 把除去氧化膜把除去氧化膜的的Mg 条，投入条，投入到盛有到盛有稀盐酸稀盐酸的试管中，发现的试管中，发现 H2 的产生的产生速率速率(v)与时间与时间(t)的变化的变化情情况如右图所示，况如右图所示， t1 t2 速率变化的主要原因是速率变化的主要原因是: t2 t3 速率变化的主要原因是速率变化的主要原因是:放热反应，体系温度升高放热反应，体系温度升

19、高vt1 t2 t3 t 随着反应的进行，反应随着反应的进行，反应物浓度降低物浓度降低课前检测将化合物A的蒸气1mol充入0.5L容器中，加热分解：2A（g） B（g）+nC（g），反应到3min时，容器内A的浓度为0.8molL-1，测得这段时间内平均反应速率v（C）=0.6molL-1min-1，则n的值为_，v（B）=_。 30.2molL-1min-1二、化学反应的限度预习课本：P50-51 （3 min）回答以下问题：1. 一个化学反应实际进行时，给定的反应物是否会按化 学计量关系完全转变成产物？2. 什么是可逆反应？下面这个反应是可逆反应吗？Li(1-x)CoO2 + LiC6充

20、电放 电LiCoO2+Li(1-x)C6 1 1、可逆反应、可逆反应(1)定义 同一反应，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。H2 + I2 2HI 正反应正反应逆反应逆反应-化学平衡的研究对象(2)(2)特点特点: :同条件；同进行；同存在。反应不彻底，反应物不能完全转化为产物；反应物与产物共同存在。(1)水的生成（H2+O2）与电解，(2)二次电池的放电与充电，(3)CO2和H2O在植物中通过光合作用合成糖与糖在体内氧化生成CO2和H2O，它们是否属于“可逆反应”？典型的可逆反应有典型的可逆反应有: :N2+3H2 2NH3催化剂催化剂高温高压高温高压2SO2+

21、O2 2SO3催化剂催化剂高温高温 SO2 +H2O H2SO3NH3 +H2O NH3 H2O练习：1.14CO2和C在高温条件下进行反应14CO2 + C 2CO，进行一段时间后达到平衡，反应体系中含有14C的粒子有（ ）A14CO2 B14CO2、14COC14CO2、14CO、14C D14COC2. 密封容器中发生可逆反应：X2+Y2 2Z，已知起始时X2、Y2、Z 的物质的量浓度分别为0.1mol/L，0.3mol/L， 0.2mol/L。反应在一定条件下进行到某一时刻时，各物质的物质的量浓度可能是( )A.c(X2)=0.2mol/l B.c(Y2)=0.35mol/l C.c(

22、Y2)=0.2mol/l D.c(Z)=0.4mol/lB反应速率v(正)v(逆)t1时间（t）0(1)0t1：v(正)v(逆)(2)t1：v(正)=v(逆)平衡状态2SO2+O2 2SO3催化剂2 2、化学平衡、化学平衡状态状态可逆反应进行的限度可逆反应进行的限度（1 1）化学平衡的）化学平衡的建立建立 v(正)=v(逆)？v(O2)正v(SO3)正2SO2+O2 2SO3催化剂1、v正：指出下列符号的含义：v(O2)逆v(SO3)逆2、v逆： v(正)=v(逆)？ 针对同一物质而言, 如v(O2)正=v(O2)逆，消耗速率=生成速率各物质的浓度不再变化；这一状态将持续下去正、逆反应速率不再

23、变化； 针对不同物质而言？a a、由于由于v( (正正)= )= v( (逆逆) )0 0，虽然正、逆反应都在进行，虽然正、逆反应都在进行，但但各种物质的百分含量、浓度都不会发生变化各种物质的百分含量、浓度都不会发生变化. . b b、从外表上看，反应好象从外表上看，反应好象“停止停止”。 可逆反应的这种特殊状态就是我们今天要研可逆反应的这种特殊状态就是我们今天要研究的究的化学平衡状态化学平衡状态。前提（适用范围）前提（适用范围）：可逆反应可逆反应内在本质内在本质：v( (正正)= )= v( (逆逆) ) 00外在标志：反应混合物中各外在标志：反应混合物中各组分的组分的浓度保持不变浓度保持不

24、变(2) (2) 化学平衡状态的标志化学平衡状态的标志判断依据 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。 化学平衡化学平衡状态的特征状态的特征动：动态平衡（动：动态平衡（v( (正正)= )= v( (逆逆) ) 00）等：等：v( (正正)= )= v( (逆逆) ) 定：各组分的浓度和含量保持不变。定：各组分的浓度和含量保持不变。变：条件改变，原平衡被破坏，在新的条件下变：条件改变，原平衡被破坏，在新的条件下建立新建立新的平衡。的平衡。逆逆: : 研究对象研究对象可逆反应可逆反应化学平衡的建立与反应途径（从哪个方向开始反应）无关

25、！ 判断化学平衡状态的依据判断化学平衡状态的依据从从平衡状态的定义入手平衡状态的定义入手： 颜色、混合气体颜色、混合气体的压强、的压强、总体积、总体积、总物质的量总物质的量、平均、平均摩尔质量保持摩尔质量保持不变、不变、密度等。密度等。间接标志：间接标志：速率：速率：v( (正正) )= =v( (逆逆) )各成分的含量保持不变各成分的含量保持不变直接标志：直接标志：例：N2 + 3H2 2NH3，温度、体积一定的条件下， 下列能够说明反应达到平衡状态的是_ a. 3v(N2)= v(H2)b. 2v(N2)正= v(NH3)正c. 2v(N2)正= v(NH3)逆d. 同一时间段内，消耗3m

26、olH2，消耗3molN2e. 同一时间段内，消耗3molH2，生成2molNH3f. N2、H2、NH3的浓度相等g. N2、H2、NH3的浓度之比为1:3:2h. NH3的体积分数不再变化i. 气体的总物质的量不再变化j. 气体的密度不再变化k. 气体的压强不再变化l l. 气体的平均摩尔质量不再变化c h i k ll化学平衡状态的判断化学平衡状态的判断反应举例反应举例mA(g)+nB(g) pC(g)+qD(g)mA(g)+nB(g) pC(g)+qD(g)混合物体混合物体系中各成系中各成分的含量分的含量各物质的物质的量或物质的量各物质的物质的量或物质的量分数一定分数一定各物质的质量或

27、质量分数一定各物质的质量或质量分数一定各物质的体积或体积分数一定各物质的体积或体积分数一定平衡平衡平衡平衡平衡平衡 压强压强当当m+np+qm+np+q时，总压强一定时，总压强一定当当m+n=p+qm+n=p+q时，总压强一定时，总压强一定平衡平衡不一定不一定反应举例反应举例mA(g)+nB(g) pC(g)+qD(g)mA(g)+nB(g) pC(g)+qD(g)正、逆反正、逆反应速率的应速率的关系关系单位时间内消耗了单位时间内消耗了m m molAmolA同时生同时生成了成了m m molAmolA。即。即V V正正=V=V逆逆单位时间内消耗了单位时间内消耗了n n molBmolB，同时

28、，同时生成了生成了p p molmol C C，均指，均指V V正正V VA A：V VB B：V VC C：V VD D= m= m：n n：p p：q qV V正正不一定等于不一定等于V V逆逆单位时间内生成了单位时间内生成了n mol Bn mol B，同，同时消耗了时消耗了q mol Dq mol D。均指。均指V V逆逆平衡平衡不一定不一定不一定不一定不一定不一定反应举例反应举例mA(g)+nB(g) pC(g)+qD(g)mA(g)+nB(g) pC(g)+qD(g) 温度温度体系的温度保持一定体系的温度保持一定气体的密度气体的密度若体系的体积不变，密度一定若体系的体积不变，密度一

29、定混合气体的混合气体的平均相对分平均相对分子质量子质量当当m+np+qm+np+q时，平均相对分子时，平均相对分子质量一定质量一定当当m+n=p+qm+n=p+q时，平均相对分子质时，平均相对分子质量一定量一定其它其它如体系的颜色不再变化等如体系的颜色不再变化等平衡平衡平衡平衡不一定不一定平衡平衡不一定不一定1. 关于乙酸的下列说法中不正确的是 （ ）A乙酸易溶于水和乙醇B无水乙酸又称冰醋酸，它是纯净物C乙酸是一种重要的有机酸，是有刺激 性气味的液体D乙酸分子里有四个氢原子，所以不是一元酸练练 习习D则则该反应速率的快慢顺序为该反应速率的快慢顺序为:例例3.3.反反应应 A(g) + 3B(g

30、) = 2C(g) + 2D(g) 在四在四种不同条种不同条件下的反应速率为：件下的反应速率为：(1)(A)=0.15mol/(Lmin)(2)(B)=0.01mol/(Ls)(3)(C)=0.4mol/(Lmin)(4)(D)=0.45mol/(Lmin)(4)(3)=(2)(1)注意注意: :. .比较速率大小时，用同一种物质表比较速率大小时，用同一种物质表示，且单位一致示，且单位一致. .则则该反应速率的快慢顺序为该反应速率的快慢顺序为:例例3.3.反反应应 A(g) + 3B(g) = 2C(g) + 2D(g) 在四在四种不同条种不同条件下的反应速率为：件下的反应速率为：(1)(A)

31、=0.15mol/(Lmin)(2)(B)=0.01mol/(Ls)(3)(C)=0.4mol/(Lmin)(4)(D)=0.45mol/(Lmin)(4)(3)=(2)(1)注意注意: :. .比较速率大小时，用同一种物质表比较速率大小时，用同一种物质表示，且单位一致示，且单位一致. .将10mol A和5mol B放入体积为10L的密闭容器内，某温度下发生反应:3A(g)+B(g) 2C(g)，在最初2s内，消耗A的平均速率为0.06mol/(Ls).则在2s时，C的物质的量浓度是_，B的转化率为_例1. 用三段式进行计算，写出解题过程：0.08mol/L8% 判断化学平衡状态的依据判断化学平衡状态的依据从从平衡状态的定义入手平衡状态的定