第三节化学反应速率和限度

1、新课标人教版化学必修新课标人教版化学必修 第二章第三节第二章第三节 化学反应速率及其限度化学反应速率及其限度第一课时第一课时2 0 2 22 0 2 2 年年 3 3 月月 2 2 日 星 期 三日 星 期 三学习目标：学习目标：v认识化学反应速率；认识化学反应速率；v学会化学反应速率的简单计算，探究同学会化学反应速率的简单计算，探究同一反应中用不同物质表示化学反应速率一反应中用不同物质表示化学反应速率的规律。的规律。v了解影响化学反应速率的因素；了解影响化学反应速率的因素；v探究温度、催化剂对过氧化氢分解反应速探究温度、催化剂对过氧化氢分解反应速率的影响。率的影响。思考与交流思考与交流v在化

2、学实验和日常生活中，我们经在化学实验和日常生活中，我们经常观察到这样的现象：有的化学反常观察到这样的现象：有的化学反应进行得很快，有的化学反应进行应进行得很快，有的化学反应进行的很慢。你了解下列化学变化过程的很慢。你了解下列化学变化过程进行的快慢吗？反应的快慢与我们进行的快慢吗？反应的快慢与我们有什么关系？有什么关系？单位时间内单位时间内反应物浓度的减少量反应物浓度的减少量或或生成物浓度生成物浓度的增加量的增加量（均取正值）（均取正值）来表示来表示v=tc注意注意：1. 1. v表示具体物质的平均反应速率，且为正值；表示具体物质的平均反应速率，且为正值；单位为单位为：mol/(Lmin)或或m

3、ol/(Ls)2. 2.表示气体或溶液反应速率，不能表示固体或纯液表示气体或溶液反应速率，不能表示固体或纯液体的反应速率；体的反应速率；一、化学反应速率1、化学反应速率的定义：、化学反应速率的定义： 例例1 1、在某一化学反应中，反应物、在某一化学反应中，反应物B B的浓的浓度在度在5s5s内从内从2.0mol/L2.0mol/L变成变成0.5mol/L0.5mol/L，在，在这这5s5s内内B B的化学反应速率为的化学反应速率为_。课堂练习课堂练习一个一个5L5L的容器中，盛入的容器中，盛入8.0mol8.0mol某气体反某气体反应物，应物，5min5min后，测得这种气体反应物还后，测得这

4、种气体反应物还剩余剩余6.8mol6.8mol，这种反应物的化学反应速，这种反应物的化学反应速率为率为_。0.3mol/(LS)0.048mol/(Lmin)有关化学反应速率的简单计算有关化学反应速率的简单计算 在给定条件下，氮气与氢气在密闭容器中合在给定条件下，氮气与氢气在密闭容器中合成氨。起始时加入氮气和氢气的浓度分别为成氨。起始时加入氮气和氢气的浓度分别为1 mol/L 1 mol/L 和和1 mol/L1 mol/L，2 2minmin后，氮气的浓度为后，氮气的浓度为0.8 0.8 mol/L mol/L ，氢气的浓度为，氢气的浓度为0.4 mol/L0.4 mol/L，氨气的浓度，氨

5、气的浓度为为0.4 mol/L 0.4 mol/L 。分别用氮气、氢气和氨气的浓度。分别用氮气、氢气和氨气的浓度变化表示的这变化表示的这2 2minmin内的化学反应速率是多少？有内的化学反应速率是多少？有什么关系？什么关系？ 例题例题2 2：例题例题2： 3H2 + N2 2NH3 初始量初始量 1mol/L 1mol/L 0t=2min 0.4mol/L 0.8mol/L 0.4mol/L 变化量变化量 0.6mol/L 0.2mol/L 0.4mol/LV(H2)=V(N2)=V(NH3)=min)/(1 . 0min2/2 . 0LmolLmoltCmin)/(2 . 0min2/4

6、. 0LmolLmoltCmin)/(3.0min2/6.0LmolLmoltC 化学反应速率之比等于方程式中它们化学反应速率之比等于方程式中它们的计量数之比。的计量数之比。 注意注意：1、在同一反应体系中用不同的物在同一反应体系中用不同的物质来表示反应速率时，其数值是可以不同质来表示反应速率时，其数值是可以不同的，但是这些数值都表示的，但是这些数值都表示_反应速反应速率。因此化学反应速率的表示必须说明用率。因此化学反应速率的表示必须说明用哪种物质来做标准。哪种物质来做标准。 2、用同一反应体系中用同一反应体系中不同物质不同物质表示表示同同一速率一速率时，其时，其数值比数值比一定一定_化学方程

7、式化学方程式中相应的中相应的化学计量数之比化学计量数之比。同一个同一个等于等于在一定条件下，在一定条件下，mA + nB = pCmA + nB = pC的反应中，各物的反应中，各物质的化学反应速率为质的化学反应速率为v(A)=amol/(Lv(A)=amol/(Ls),v(Bs),v(B)=0.5amol/(L)=0.5amol/(Ls),s),v(C)=amol/(Lv(C)=amol/(Ls s),),则该反应的化学方程式为：则该反应的化学方程式为：_答案：答案： 2A+B=2C课堂练习：课堂练习：对于反应对于反应A A2 2+3B+3B2 2 2AB 2AB3 3以下表示的反应速率以下

8、表示的反应速率中，速率最大的是中，速率最大的是A A、v(Av(A2 2)=0.4mol)=0.4molL-1min-1L-1min-1B B、v(Bv(B2 2)=0.8mol)=0.8molL-1min-1L-1min-1C C、v(ABv(AB3 3)=0.6mol)=0.6molL-1min-1L-1min-1D D、v(Av(A2 2)=0.01mol)=0.01molL-1L-1S-1 S-1 课堂练习：课堂练习：比较同一反应的比较同一反应的快慢，只要比较快慢，只要比较同一物质的化学同一物质的化学反应速率的相对反应速率的相对大小大小小小 结结v v（B B）c c（B B）t t请

9、做好笔记请做好笔记注意注意：1 1、反应速率要指明具体物质并取正值反应速率要指明具体物质并取正值 2 2、表示气体或溶液反应速率、表示气体或溶液反应速率 3 3、指平均速率、指平均速率对于反应：aA + bB = cC + dD1abcdABCD、 : ： : = ： ： ：2、比较化学反应速率的大小：单位相同，同一物质 改变化学反应速率在实践中有改变化学反应速率在实践中有很重要的意义，我们可以根据生产很重要的意义，我们可以根据生产和生活的需要，采取适当措施改变和生活的需要，采取适当措施改变化学反应速率。那么，化学反应速率。那么，如何能够改如何能够改变化学反应速率呢变化学反应速率呢？实验探究实

10、验探究 各取一根镁条和一根铝条分别置于两支各取一根镁条和一根铝条分别置于两支加有加有2 23mL 3mol/L3mL 3mol/L 硫酸溶液的试管中。观硫酸溶液的试管中。观察产生气泡的快慢；察产生气泡的快慢；实验现象：实验现象：实验结论：实验结论：动手时间动手时间 镁比铝的反应剧烈镁比铝的反应剧烈, ,产生气泡快产生气泡快镁比铝反应速率快镁比铝反应速率快影响化学反应速率的影响化学反应速率的内部因素内部因素是是: :物质本身性质物质本身性质我们本节课重点探究的内容我们本节课重点探究的内容实验实验25 现现 象象 结结 论论 热水中热水中 常常 温温冷水中冷水中溶液中产生气泡溶液中产生气泡的速率很

11、快的速率很快温度越高，化学温度越高，化学反应速率越快反应速率越快溶液中有气泡产溶液中有气泡产生，且速率较快生，且速率较快温度的高低，能温度的高低，能够影响化学反应够影响化学反应速率的大小速率的大小溶液中产生气泡溶液中产生气泡的速率较慢的速率较慢温度越低，化学温度越低，化学反应速率越慢反应速率越慢化学方程式：化学方程式：2H2O2=2H2O + O2FeCl31 1、温度对化学反应速率的影响、温度对化学反应速率的影响规律：当其它条件不变规律：当其它条件不变时，升高温度，化学反时，升高温度，化学反应速率增大。降低温度，化学反应速率减小。应速率增大。降低温度，化学反应速率减小。v 例子：例子：v夏天

12、气温高，食物的变质快；冬天气温低，夏天气温高，食物的变质快；冬天气温低，食物的变质慢。食物的变质慢。v 应用：应用：v使用电冰箱储存食物。使用电冰箱储存食物。实验实验26现象现象结论结论加入加入MnO2加入加入FeCl3不加其他不加其他试剂试剂气泡冒出速率增大气泡冒出速率增大气泡冒出速率增大气泡冒出速率增大有气泡冒出，较慢有气泡冒出，较慢MnO2能加快能加快反应速率反应速率FeCl3能加快能加快反应速率反应速率无催化剂无催化剂反应较慢反应较慢讨论影响化学反应速率的因素讨论影响化学反应速率的因素、催化剂对化学反应速率的影响、催化剂对化学反应速率的影响规律规律：催化剂能改变化学反应的速率。：催化剂

13、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，叫有的催化剂能加快化学反应的速率，叫正正催化剂催化剂；有的催化剂能减慢化学反应的速率，叫有的催化剂能减慢化学反应的速率，叫负负催化剂催化剂。在实践中，如没有特殊说明，凡说催化剂在实践中，如没有特殊说明，凡说催化剂都是指正催化剂都是指正催化剂。 影响化学反应速率的条件除温影响化学反应速率的条件除温度和催化剂以外，还有哪些条件？度和催化剂以外，还有哪些条件？1. 1.请预计大理石（请预计大理石（ CaCOCaCO3 3 ）分别与）分别与0.1mol/L0.1mol/L和和1mol/L1mol/L的盐酸反应的快慢。你能得出什么结论吗？的盐酸反应的

14、快慢。你能得出什么结论吗？规律：规律：增大浓度反应速率加快，减小浓度反应速率增大浓度反应速率加快，减小浓度反应速率减慢（只适用于气体和溶液）。减慢（只适用于气体和溶液）。浓度的影响浓度的影响2. 2.块状块状CaCOCaCO3 3、粉末状、粉末状CaCOCaCO3 3与与0.1 mol/L0.1 mol/L的盐酸反应的盐酸反应谁快谁慢？为什么？谁快谁慢？为什么？增大固体表面积可以加快反应速率（接触充分）增大固体表面积可以加快反应速率（接触充分）固体表面积固体表面积4. 4.实验室制取氢气时，是用粗锌好还是用纯锌好，实验室制取氢气时，是用粗锌好还是用纯锌好，为什么？为什么？形成原电池可以加快反应

15、速率。形成原电池可以加快反应速率。形成原电池形成原电池3.3.实验室进行化学反应实验室进行化学反应 时，常常把一些固体物质时，常常把一些固体物质溶于水配成溶液再进行反应。为什么？溶于水配成溶液再进行反应。为什么？( (粒子的接触充分）粒子的接触充分）一一. .化学反应的速率：化学反应的速率：1. 1.表示表示二二. .影响化学反应速率的因素：影响化学反应速率的因素：1. 1.决定因素：决定因素： 参与反应的物质的自身性质（内因）参与反应的物质的自身性质（内因）2. 2.影响因素：影响因素：（1 1）温度）温度：升温反应速率加快，降温反应速率升温反应速率加快，降温反应速率减慢；减慢； （2 2）

16、浓度）浓度：增大浓度反应速率加快，反之，减慢；：增大浓度反应速率加快，反之，减慢；（3 3）催化剂）催化剂：一般是加快化学反应速率。一般是加快化学反应速率。【课堂小结【课堂小结】（4 4）其他）其他：压强、固体表面积、光、射线和原电：压强、固体表面积、光、射线和原电池等池等v v（B B）c c（B B）t t自学自学P P4949 神奇的催化剂神奇的催化剂 催化剂能极大地改变反应速率，而自催化剂能极大地改变反应速率，而自身的组成、化学性质和质量在反应前后不身的组成、化学性质和质量在反应前后不发生变化，具有高度的选择性（或专一性）发生变化，具有高度的选择性（或专一性）1 1采用哪些方法可以增加

17、采用哪些方法可以增加FeFe与盐与盐酸反应的化学反应速率？酸反应的化学反应速率？ 动脑时间动脑时间升高温度升高温度增大增大HCl的浓度的浓度将铁片磨成铁粉将铁片磨成铁粉加入适当的催化剂加入适当的催化剂动脑时间动脑时间2 2下图为将下图为将ZnZn投入一定浓度一定体积的投入一定浓度一定体积的H H2 2SOSO4 4中，解释图象的成因。（纵坐标为中，解释图象的成因。（纵坐标为H H2 2的生成速率）的生成速率）知识回顾知识回顾0t0t1 1：反应放热，温度升高（反应放热，温度升高（温度的影响占温度的影响占主要因素）主要因素），氢气的生成速率增大。，氢气的生成速率增大。t t1 1以后以后：随着反

18、应的进行，硫酸的浓度随着反应的进行，硫酸的浓度降低（降低（浓度的影响占主要因素）浓度的影响占主要因素），氢气，氢气的生成速率减小。的生成速率减小。新课标人教版化学必修新课标人教版化学必修 化学反应限度第化学反应限度第1 1课时课时2 0 2 22 0 2 2 年年 3 3 月月 2 2 日 星 期 三日 星 期 三教学目标：教学目标：v1、认识可逆反应及其特征、认识可逆反应及其特征v2、了解化学平衡状态，以及会判断化、了解化学平衡状态，以及会判断化学平衡状态。学平衡状态。v3、初步了解化学反应条件的控制。、初步了解化学反应条件的控制。思考：思考：一个化学反应在实际进行时，所一个化学反应在实际进

19、行时，所有反应物能否完全有反应物能否完全(按照方程式中相应物按照方程式中相应物质的量的关系质的量的关系)转变成生成物？转变成生成物？ 阅读阅读P50-P51“P50-P51“科学史话科学史话”，总结什么，总结什么是是可逆反应可逆反应1、可逆反应：、可逆反应： 在在同一条件同一条件下，正反应方向和逆反应方下，正反应方向和逆反应方向向均能均能进行的化学反应。进行的化学反应。分析：分析：1、 和和2、二次电池的充电和放电二次电池的充电和放电3、22222HOH O点燃22222H OHO电解3443NHHClNH ClNH ClNHHCl和 注：注：有些化学反应在同一条件下可逆程度很有些化学反应在同

20、一条件下可逆程度很小，通常意义下不把它们称为可逆反应。小，通常意义下不把它们称为可逆反应。2、化学平衡：、化学平衡：(1)(1)化学平衡状态的建立化学平衡状态的建立反应过程分析反应过程分析A A：反应刚开始时：反应刚开始时B B：随着反应的进行：随着反应的进行C C：某一时刻：某一时刻反应速率反应速率v(正正)v(逆逆)v(正正)= v(逆逆)t1时间（时间（t）2、化学平衡：、化学平衡：(2)(2)化学平衡的研究化学平衡的研究对象对象可逆反应可逆反应(3)(3)化学平衡的化学平衡的概念概念 在一定条件下，可逆反应进行到一定程在一定条件下，可逆反应进行到一定程度时，正反应速率和逆反应速率度时，

21、正反应速率和逆反应速率相等相等，反应，反应物和生成物物和生成物浓度不再发生变化浓度不再发生变化，这种状态称，这种状态称为化学平衡状态，为化学平衡状态，简称简称化学平衡化学平衡理解：理解： 前提：在一定条件下的可逆反应前提：在一定条件下的可逆反应实质：实质：V V正正=V=V逆逆标志：混合物中各组分的浓度保持不变标志：混合物中各组分的浓度保持不变(4)(4)化学平衡的特征：化学平衡的特征：逆逆:等等：动：动：定：定：变：变：建立化学平衡的反应是可逆反应平衡时 V正=V逆化学平衡是一个动态平衡V正=V逆0达到平衡状态时，外界条件一定，反应速率一定，混合物中各组分的浓度一定，混合物中各组分的质量分数

22、一定。当外界条件改变时，平衡一般要发生改变化学平衡的本质化学平衡的标志各物质的浓度保持不变。各物质的浓度保持不变。v( v(正）正）=v(=v(逆）逆）v( v(正）正）=v(=v(逆）是指指定某物质（反应物或逆）是指指定某物质（反应物或生成物）的生成物）的消耗速率消耗速率与与生成速率生成速率相等。相等。【课堂练习【课堂练习】1、一定温度下，反应、一定温度下，反应H2(g)+I2(g) 2HI(g)达到平衡的标志达到平衡的标志是是( ) A 单位时间内生成单位时间内生成nmolH2同时生成同时生成nmolHI。 B 单位时间内生成单位时间内生成2nmolHI同时生成同时生成nmolI2。 C

23、单位时间内生成单位时间内生成nmolH2同时生成同时生成nmolI2 D 1mol的的H-H键断裂的同时，有键断裂的同时，有1mol的的I-I键断裂。键断裂。B 2 2、可逆反应：、可逆反应： 的正、逆反应速率的正、逆反应速率可用各反应物或生成物浓度的变化来表示。下列可用各反应物或生成物浓度的变化来表示。下列各关系中能说明反应已达到平衡状态的是（各关系中能说明反应已达到平衡状态的是（ ）A.3vA.3v正正(N(N2 2)=v)=v正正(H(H2 2) B.v) B.v正正(N(N2 2)=v)=v逆逆(NH(NH3 3) )C.2vC.2v正正(H(H2 2)=3v)=3v逆逆(NH(NH3

24、 3) D.v) D.v正正(N(N2 2)=3v)=3v逆逆(H(H2 2) )22332NHNH5、在一定温度下，、在一定温度下，2NO2（g) N2O4 (g) (无色）无色）的的可逆反应中，下列情况属于平衡状态的是（可逆反应中，下列情况属于平衡状态的是（ ） A.N2O4不再分解不再分解 B.v(N2O4):v(NO2)=1:2 C.体系的颜色不再改变体系的颜色不再改变 D.NO2的浓度与的浓度与N2O4的浓度之比的浓度之比2：1 C4、一定条件下，可逆反应达到平衡时：、一定条件下，可逆反应达到平衡时：A单位时间内反应物减少的分子数等于生成物增加的分单位时间内反应物减少的分子数等于生成

25、物增加的分子数子数B反应物浓度等于生成物浓度反应物浓度等于生成物浓度C反应物与生成物浓度保持不变反应物与生成物浓度保持不变D 混和体系中各组成成份和含量保持不变混和体系中各组成成份和含量保持不变CD6、在一定温度下的定容容器中，当下列的物、在一定温度下的定容容器中，当下列的物理量不再发生变化时，表明反应理量不再发生变化时，表明反应A（s）+2B（g） C（g）+D（g）已达到平）已达到平衡状态的是：（衡状态的是：（ ） A 混合气体的压强混合气体的压强 B 混合气体的密度混合气体的密度 C 气体的总物质的量气体的总物质的量 D A的物质的量浓度的物质的量浓度 E 混合气体的平均相对分子质量混合

26、气体的平均相对分子质量E E化学反应达到限度（化学平衡）的判断化学反应达到限度（化学平衡）的判断1 1、对同一物质而言：、对同一物质而言：V V（正）（正）= V= V（逆）（逆）, ,则达平衡。则达平衡。2 2、体系中各组分的物质的量浓度或体积分数、物质、体系中各组分的物质的量浓度或体积分数、物质的量分数或质量分数保持不变的量分数或质量分数保持不变, ,则达平衡。则达平衡。3 3、有、有气体参加气体参加的前后系数的前后系数改变改变( (不同不同) )的可逆反应，的可逆反应，总压强保持不变总压强保持不变, ,总体积不变总体积不变, ,总物质的量不变总物质的量不变, ,密密度不变度不变, ,平均

27、相对分子质量不变平均相对分子质量不变, ,则达平衡。则达平衡。但对于反应前后系数但对于反应前后系数不变不变( (相同相同) )的则不一定达平衡。的则不一定达平衡。4 4、对于、对于有颜色有颜色的物质参加或生成的可逆反应，颜色的物质参加或生成的可逆反应，颜色不随时间发生变化不随时间发生变化, ,则达平衡。则达平衡。5 5、对同一物质而言，断裂化学键的物质的量与形成、对同一物质而言，断裂化学键的物质的量与形成化学键的物质的量相等化学键的物质的量相等, ,则达平衡。则达平衡。6 6、当体系温度不变，则达平衡。、当体系温度不变，则达平衡。(5) (5) 平衡转化率平衡转化率()()：aA+bBcC+d

28、D对于反应：100%AAA(A)的初始浓度- 的平衡浓度=的初始浓度 用平衡时已转化了的某反应物的量与反应前(初始时)该反应物的量之比来表示反应在该条件下的最大限度。()100%()反应物转化了的物质的量 或浓度、体积=反应物起始的物质的量 或浓度、体积1212、X X、Y Y、Z Z三种气体，取三种气体，取X X和和Y Y按按1 1：1 1的物质的的物质的量之比混合，放入密闭容器中发生如下反应：量之比混合，放入密闭容器中发生如下反应： , ,达到平衡后，测得混合气体中反达到平衡后，测得混合气体中反应物的总物质的量与生成物的总物质的量之比为应物的总物质的量与生成物的总物质的量之比为3 3：2 2，则，则Y Y的转化率最接近于（的转化率最接