选修4化学反应速率和限度

1、第二章第二章 化学反应速率和化学化学反应速率和化学平衡平衡第一节第一节化学反应速率化学反应速率一、化学反应速率一、化学反应速率1.1.定义：定义：2.2.表达式：表达式：3.3.单位：单位：通常用单位时间内通常用单位时间内反应物浓度反应物浓度的的减小量或减小量或生成物浓度生成物浓度的增加量（均取正值）的增加量（均取正值）v=tc=nvtmol/(L.s) =60mol/(L.min) V V是单位时间内是单位时间内c c的改变量表示，不是用的改变量表示，不是用n n的改变量表示的改变量表示V V是表示某段时间内的平均反应速率，非瞬时速率。是表示某段时间内的平均反应速率，非瞬时速率。注意：例题例

2、题1. 在某一化学反应中，生成物在某一化学反应中，生成物B的浓度在的浓度在5s内从内从0.5mol/L变成变成2.0mol/L，在这，在这5s内内B的化学反应速率为的化学反应速率为_。例题例题2. 一个一个5L的容器中，盛入的容器中，盛入8.0mol某气体反应物，某气体反应物，5min后，测得这种气体反应物还剩余后，测得这种气体反应物还剩余6.8mol，这种反，这种反应物的化学反应速率为应物的化学反应速率为_。0.3mol/(LS)0.048mol/(Lmin)反应：反应：N N2 2 + 3H + 3H2 2 2NH 2NH3 3在密闭的容器中进行，在密闭的容器中进行，各物质浓度随时间变化如

3、下：完成表格并求在各物质浓度随时间变化如下：完成表格并求在2 s2 s内的这个反应的平均率。内的这个反应的平均率。高温、高压高温、高压催化剂催化剂时间N2H2NH3t=0 s2 mol/L6 mol/L0 mol/Lt=2 s2 mol/LV（B）1 mol/L3 mol/L0.5 mol/(Ls) 1.5 mol/(Ls)1.0 mol/(Ls)思考思考1：化学反应速率之比与方程式中它们的计量数：化学反应速率之比与方程式中它们的计量数之比有什么关系？之比有什么关系？思考思考2 ：这个反应用哪种物质表示时其速率最快？：这个反应用哪种物质表示时其速率最快？方程式中化学计量数之比等于方程式中化学计

4、量数之比等于v v之之比。比。表示一个反应的速率时，必须指明表示一个反应的速率时，必须指明以哪种物质为标准。但不管以哪种物以哪种物质为标准。但不管以哪种物质为准，数值可能不同，但表示的意质为准，数值可能不同，但表示的意义相同。义相同。一般不以纯固体或水表示反应速一般不以纯固体或水表示反应速率（浓度视为常数）率（浓度视为常数）注意：3.已知已知 4NH3+5O2=4NO+6H2O,则下列关系式正则下列关系式正确的是确的是( ) 4/5V（NH3）=V（O2） 4/5V（NH3）=V（H2O）C. 5/6V（O2）=V（H2O） D. 4/5V (O2)=V(NO )D4.反应反应 A + 3B

5、= 2C + 2D 在四种不同条件下的化在四种不同条件下的化学反应速率为：学反应速率为：(1)v(A)=0.3mol/Ls (2)v(B)=0.6mol/Ls (3)v(C)=0.4mol/Ls (4)v(D)=0.45mol/Ls则该则该反应速率的快慢顺序为反应速率的快慢顺序为。(1)(4)(2)=(3)二二.化学反应速率的测定（全程设计化学反应速率的测定（全程设计p-15）三、化学反应速率的正确理解三、化学反应速率的正确理解1、在同一化学反应中，用不同的物质表示的反、在同一化学反应中，用不同的物质表示的反应速率可能不同，但意义相同，故描述反应速应速率可能不同，但意义相同，故描述反应速率是必

6、须指明具体的物质。率是必须指明具体的物质。2、固体或纯液体的浓度计为常数，、固体或纯液体的浓度计为常数，c=0,因此因此不用固体或纯液体表示化学反应速率。不用固体或纯液体表示化学反应速率。3、化学反应速率是平均反应速率而非瞬时速率。、化学反应速率是平均反应速率而非瞬时速率。4、四种比例关系、四种比例关系四、化学反应速率的计算四、化学反应速率的计算p-29 第二节第二节 影响化学反应速率的因素影响化学反应速率的因素1、有效碰撞、有效碰撞2、活化分子、活化分子3、活化能、活化能 温故知新温故知新1、有效碰撞、有效碰撞l能发生化学反应的碰撞能发生化学反应的碰撞分子间的碰撞是发生化学反应的必要条件分子

7、间的碰撞是发生化学反应的必要条件有效碰撞发生的条件：有效碰撞发生的条件：有效碰撞是发生化学反应的充有效碰撞是发生化学反应的充要要条件条件发生碰撞的分子具有较高的能量发生碰撞的分子具有较高的能量;分子在一定的方向上发生碰撞分子在一定的方向上发生碰撞。例如：例如：2HI=H2HI=H2 2+I+I2 22、活化分子、活化分子具有较高能量，有可能发生有效碰撞的分子具有较高能量，有可能发生有效碰撞的分子1.能发生有效碰撞的分子一定是活化分子，但活化分子能发生有效碰撞的分子一定是活化分子，但活化分子的碰撞不一定是有效碰撞，还与碰撞的角度有关。的碰撞不一定是有效碰撞，还与碰撞的角度有关。2.有效碰撞次数的

8、多少与单位体积内反应物中活化分有效碰撞次数的多少与单位体积内反应物中活化分子数的多少有关。子数的多少有关。3、活化能、活化能活化分子的平均能量与所有反应物分子的平活化分子的平均能量与所有反应物分子的平均能量之差。均能量之差。1.活化能的大小由反应物分子的性质决定活化能的大小由反应物分子的性质决定2.活化能越小，则一般分子成为活化分子越活化能越小，则一般分子成为活化分子越容易，活化分子越多，则单位时间内有效容易，活化分子越多，则单位时间内有效碰撞越多，反应速率越快。碰撞越多，反应速率越快。E1：活化能：活化能E2：活化分子变成生成物分子放出：活化分子变成生成物分子放出的能量的能量E2 - E1：

9、化学反应前后的能量变化：化学反应前后的能量变化E1E2反应物生成物反应热能量反应过程该反应是吸热反应还是放热反应？该反应是吸热反应还是放热反应？活化能与反应热有关吗？活化能与反应热有关吗？3.活化能的大小虽然意味着一般分子成为活化活化能的大小虽然意味着一般分子成为活化分子的难易分子的难易(即反应的难易即反应的难易)，但却对这个化，但却对这个化学反应前后的能量变化并不产生任何影响。学反应前后的能量变化并不产生任何影响。化学反应的过程化学反应的过程普通分子活化能活化分子合理取向有效碰撞新物质能量 某一化学反应的速率大小与某一化学反应的速率大小与 有有关；而有效碰撞次数的多少与关；而有效碰撞次数的多

10、少与 有关；有关；活化分子的多少又与活化分子的多少又与 有关。活化能的大小有关。活化能的大小是由该反应是由该反应的的 决定的，而反应物分子的性质决定的，而反应物分子的性质又与又与 密切相关。密切相关。单位时间内分子的有效碰撞次数单位时间内分子的有效碰撞次数单位体积单位体积内反应物中内反应物中活化分子活化分子的多少的多少该反应活化能的大小该反应活化能的大小反应物分子反应物分子的的性质性质分子的内部结构分子的内部结构一、影响化学反应速率的因素：一、影响化学反应速率的因素：外因：浓度、压强、温度、催化剂、其他外因：浓度、压强、温度、催化剂、其他内因：反应物的性质内因：反应物的性质 二二 外界条件对化

11、学反应速率的影响外界条件对化学反应速率的影响1 浓度对化学反应速率的影响浓度对化学反应速率的影响（1）浓度与化学反应速率的关系）浓度与化学反应速率的关系实验实验2-2课本课本p-20规律：其他条件不变，增加反应规律：其他条件不变，增加反应物的浓度，加快化学反应速率。物的浓度，加快化学反应速率。（2）浓度影响化学反应速率的原因化学反应的过化学反应的过程、实质程、实质具有足够能量的分子具有足够能量的分子（活化分子）（活化分子）合适的取向合适的取向发生化学反应的发生化学反应的先决条件：反应先决条件：反应物分子的相互碰物分子的相互碰撞撞有效碰撞有效碰撞 化学反应化学反应注意：对于固体或纯液体，无浓度可

12、言，反应速率与接触面积有关 原因：当浓度增大时 单位体积内活化分子增多 有效碰撞次数增多 反应速率加快。2 压强对化学反应速率的影响压强对化学反应速率的影响 规律：其他条件不变，规律：其他条件不变，对于气体对于气体，增大，增大压强，加快化学反应速率。压强，加快化学反应速率。 注意：对于固体、液体或溶液，改变压强，可注意：对于固体、液体或溶液，改变压强，可以认为对化学反应速率无影响。以认为对化学反应速率无影响。 原因：原因：增大压强增大压强 增加单位体积分子数增加单位体积分子数 即增大浓度即增大浓度 活化分子增多活化分子增多 有效碰撞次数有效碰撞次数增多增多 反应速率加快。反应速率加快。 恒容条

13、件下，往合成氨的反应：N2+3H2 2NH3充入适量的He，体系的压强如何变化？反应速率是否改变？思考：恒容时，向反应2SO2+O2 2SO3充入N2气，化学反应速率如何变化？若恒压时向反应2SO2+O2 2SO3充入N2时化学反应速率又该如何变化？充入稀有气体，体系的总压强增大，但是各组充入稀有气体，体系的总压强增大，但是各组分的气体的分压并没有改变，即各反应成分的分的气体的分压并没有改变，即各反应成分的浓度并没有发生改变，化学反应速率不变浓度并没有发生改变，化学反应速率不变 充入稀有气体，容器容积增加，各组分的浓度降低，化充入稀有气体，容器容积增加，各组分的浓度降低，化学反应速率降低学反应

14、速率降低 讨论3 温度对化学反应速率的影响温度对化学反应速率的影响实验规律：其他条件不变，升高温度，化学反应速率加快。规律：其他条件不变，升高温度，化学反应速率加快。注意：该规律对固、液、气三态都适应，注意：该规律对固、液、气三态都适应，对放热反应、吸热反应都适应。对放热反应、吸热反应都适应。原因：升高温度原因：升高温度 活化分子百分比增大活化分子百分比增大（主要原因）（主要原因） 单位体积内有效碰撞次数增多单位体积内有效碰撞次数增多 反应速率加快。反应速率加快。吸热反应吸热反应放热反应放热反应升高温度升高温度反应速率大幅度增加反应速率大幅度增加升高温度升高温度反应速率小幅度增加反应速率小幅度

15、增加吸热反应吸热反应放热反应放热反应降低温度降低温度反应速率大幅度降低反应速率大幅度降低降低温度降低温度反应速率小幅度降低反应速率小幅度降低4 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实验2-3规律：适当的催化剂能加快化学反应速率。规律：适当的催化剂能加快化学反应速率。注意：加快化学反应速率的催化剂叫正催化剂注意：加快化学反应速率的催化剂叫正催化剂 减缓化学反应速率的催化剂叫负催化剂减缓化学反应速率的催化剂叫负催化剂 如无特殊说明，凡是说催化剂都是指正催化剂如无特殊说明，凡是说催化剂都是指正催化剂原因：催化剂能够降低反应所需的能量原因：催化剂能够降低反应所需的能量 更多的更多的反应

16、物分子成为活化分子反应物分子成为活化分子 活化分子百分比增大活化分子百分比增大 有效碰撞次数增多有效碰撞次数增多 加快反应速率。加快反应速率。5 其他因素对化学反应速率的影响其他因素对化学反应速率的影响 如反应物颗粒的大小、溶剂的性质、光、超声波、磁场等外界条件对化学反应速率的影响外界条件对化学反应速率的影响影响因素化学反应速率浓度增加减少压强增大减小温度升高降低催化剂加入加快减慢加快减慢加快减慢加快影响化学反应影响化学反应速率的因素速率的因素知识回顾知识回顾化学反应的本质：化学反应的本质：旧化学键的断裂和新化学键的旧化学键的断裂和新化学键的形成。形成。的碰撞的碰撞一个反应要发生一般要经历哪些

17、过程？一个反应要发生一般要经历哪些过程？内因：内因：反应物自身的性质。反应物自身的性质。外因：外因：温度温度浓度浓度压强压强催化剂催化剂影响化学反应影响化学反应速率的因素速率的因素（一）温度：（一）温度：温度升高温度升高分子活化能升高分子活化能升高活化分子数增多活化分子数增多活化分子百活化分子百分含量增大分含量增大单位时间单位单位时间单位体积内有效碰体积内有效碰撞次数增多撞次数增多反应速反应速率增大率增大温度降低温度降低分子活化分子活化能降低能降低活化分子数减少活化分子数减少活化分子百活化分子百分含量降低分含量降低单位时间单位单位时间单位体积内有效碰体积内有效碰撞次数减少撞次数减少反应速反应速

18、率降低率降低吸热反应吸热反应放热反应放热反应升高温度升高温度反应速率大幅度增加反应速率大幅度增加升高温度升高温度反应速率校小幅度增加反应速率校小幅度增加吸热反应吸热反应放热反应放热反应降低温度降低温度反应速率大幅度降低反应速率大幅度降低降低温度降低温度反应速率校小幅度降低反应速率校小幅度降低（二）浓度：（二）浓度： 在其它条件不变时在其它条件不变时，增大反应物浓度，化学，增大反应物浓度，化学反应速率加快；减小化学反应物浓度，化学反反应速率加快；减小化学反应物浓度，化学反应速率减慢。应速率减慢。浓度增大浓度增大单位体积内活化分子数增多单位体积内活化分子数增多单位时间单位单位时间单位体积内有效碰体

19、积内有效碰撞次数增多撞次数增多反应速反应速率增大率增大对于气体反应体系，分为下面几种情对于气体反应体系，分为下面几种情况讨论：况讨论：1. 恒温时：恒温时：增大压强增大压强体积减小体积减小浓度增大浓度增大反应速率加快反应速率加快（三）压强：（三）压强：2. 恒容时：恒容时：(体积不变体积不变)a. 充入气体充入气体 反应物反应物 浓度增大浓度增大(总压增大总压增大)反应速率加快反应速率加快b. 充入充入“惰惰性性 气体气体”总压增大总压增大,但各但各物质浓度不变物质浓度不变反应速率不变反应速率不变3. 恒压时：恒压时：充入充入“惰惰性气体性气体”体积增大体积增大各反应物各反应物浓度减小浓度减小

20、反应速率反应速率 减慢减慢温馨提示：温馨提示：a. 对于气体来说，增大压强就是增大反应物的浓对于气体来说，增大压强就是增大反应物的浓 度，因而可以增大化学反应速率。若参加反应的度，因而可以增大化学反应速率。若参加反应的 物质为物质为固体固体或或液体液体，则可以认为变化压强对化学，则可以认为变化压强对化学 反应速率没有影响。反应速率没有影响。（四）催化剂：（四）催化剂： 使用正催化剂，能加快化学反应速率；若使用使用正催化剂，能加快化学反应速率；若使用负催化剂化学反应速率减慢。未特殊指明时，均指负催化剂化学反应速率减慢。未特殊指明时，均指正催化剂。正催化剂。温馨提示：温馨提示：1. 催化剂是指能够

21、改变其它物质的化学反应速催化剂是指能够改变其它物质的化学反应速 率，而本身的状态和性质在化学反应前后都率，而本身的状态和性质在化学反应前后都 没有发生改变的物质。催化剂可以参加化学没有发生改变的物质。催化剂可以参加化学 反应，物理性质可以改变，反应，物理性质可以改变，化学性质化学性质在反应在反应 过程中过程中不改变不改变。2. 若反应是可逆反应，催化剂可若反应是可逆反应，催化剂可同等程度同等程度地改变地改变 正、逆反应速率。正、逆反应速率。规律小结：规律小结：增大反应增大反应物浓度物浓度增加单位增加单位体积内活体积内活化化分子数分子数增大气体增大气体体系压强体系压强单位时单位时间单位间单位体积

22、内体积内有效碰有效碰撞次数撞次数增加增加化化学学反反应应速速率率加加快快单位时单位时间单位间单位体积内体积内有效碰有效碰撞次数撞次数增加增加单位体积内单位体积内活化分子活化分子百百分数分数增加增加升高反应升高反应 温度温度使用催化剂使用催化剂三、影响化学反应速率的其它因素三、影响化学反应速率的其它因素1. 增大表面积可提高化学反应速率；增大表面积可提高化学反应速率；2. 加大光照强度可提高化学反应速率；加大光照强度可提高化学反应速率；3. 利用电化学原理可提高化学反应速率；利用电化学原理可提高化学反应速率；4. 采用不同的溶剂可改变化学反应速率。采用不同的溶剂可改变化学反应速率。思考与交流思考

23、与交流二、影响化学反应速率的因素二、影响化学反应速率的因素SO2、O2结论结论5：对于气体参加的反应来说，：对于气体参加的反应来说，压强压强增大化学增大化学反应速率反应速率增大增大；减小压强减小压强，化学反应速率减小，化学反应速率减小HCl、NaOH本质是通过影本质是通过影响响c来影响来影响v思考与交流思考与交流二、影响化学反应速率的因素二、影响化学反应速率的因素思考：恒容时，向反应2SO2+O2 2SO3充入N2气，化学反应速率如何变化？若恒压时向反应2SO2+O2 2SO3充入N2时化学反应速率又该如何变化？充入稀有气体，体系的总压强增大，但是各组分的气充入稀有气体，体系的总压强增大，但是

24、各组分的气体的分压并没有改变，即各反应成分的浓度并没有发体的分压并没有改变，即各反应成分的浓度并没有发生改变，化学反应速率不变生改变，化学反应速率不变 充入稀有气体，容器容积增加，各组分的浓度降低，化学反应速率降低充入稀有气体，容器容积增加，各组分的浓度降低，化学反应速率降低 1 1、下列四种、下列四种X X溶液均能与盐酸反应，其中反应最快的是溶液均能与盐酸反应，其中反应最快的是（ ）A.1020mL 3mol/LA.1020mL 3mol/L的的X X溶液溶液B.2030mL 2mol/LB.2030mL 2mol/L的的X X溶液溶液C.2010mL 4mol/LC.2010mL 4mol

25、/L的的X X溶液溶液D.1010mL 2mol/LD.1010mL 2mol/L的的X X溶液溶液C2 2、用铁片与稀硫酸反应制取氢气时，下列措施不能使反、用铁片与稀硫酸反应制取氢气时，下列措施不能使反应速率加快的是（应速率加快的是（ ）A.A.加热加热 B.B.滴加少量的硫酸铜溶液滴加少量的硫酸铜溶液C.C.不用稀硫酸，改用不用稀硫酸，改用98%98%浓硫酸浓硫酸D.D.不用铁片，改用铁粉不用铁片，改用铁粉 E.E.滴加一定量硫酸钠溶液滴加一定量硫酸钠溶液F.F.增加压强增加压强C、E、F课堂练习课堂练习3.将等物质的量的将等物质的量的A、B混合于混合于2L的密闭容器中，发生如下反应：的密

26、闭容器中，发生如下反应：3A（g）+B（g）=C （g）+2D （g），经），经5min后，测得后，测得D的的浓度为浓度为0.5mol/L，c（A）:c（ B）=3:5，C的平均速率为的平均速率为0.1mol/L.min.求：求：（1）A、B反应开始的物质的量反应开始的物质的量（2）B的平均速率的平均速率（3）的值的值课堂练习课堂练习练习练习5 在某温度时在某温度时,在在2L的容器中的容器中,X Y Z三种三种物质的物质的量随时间的变化曲线如图物质的物质的量随时间的变化曲线如图.由图得由图得,该反应的化学方程该反应的化学方程式为式为_,反应开始至反应开始至2min,Z的的平均反应速率为平均反应

27、速率为_. . . . . . . . . .1.01.00.80.80.60.60.40.40.20.21 2 3 4 5 0.90.70.2minmolXYZX+3Y 2Z 0.05 mol/L min第二章第二章 第三节第三节 化学反应的速率和限度化学反应的速率和限度第三课时第三课时化学反应限度化学反应限度高一12班授课人：王占超课前复习：课前复习：1.1.回忆化学反应速率的概念是什么？回忆化学反应速率的概念是什么？2.2.影响化学反应的因素有哪些？影响化学反应的因素有哪些？课堂目标：课堂目标：1.1.理解可逆反应；理解可逆反应；2.2.知道化学反应限度的概念；知道化学反应限度的概念；3

28、.3.掌握化学平衡状态，以及化学平衡状态的特征及掌握化学平衡状态，以及化学平衡状态的特征及判断。判断。 2H2 +O2 = 2H2O 已知：已知：2mol 1mol 2SO2 + O2 2SO3 已知：已知：2mol 1mol 点燃点燃催化剂催化剂2molv()v(逆逆) )(2)t(2)t1 1： v(v(正正)=v()=v(逆逆) ) 平衡状态平衡状态四、化学反应的限度四、化学反应的限度 定义：在给定的条件下化学反应所能达到或完成的定义：在给定的条件下化学反应所能达到或完成的最最大大程度。程度。2、平衡特征：、平衡特征：逆逆等等动动定定变变:可逆反应（或可逆过程）可逆反应（或可逆过程）:V

29、正正 =V逆逆 不等于零不等于零:平衡时正逆反应均未停止，只是速率相平衡时正逆反应均未停止，只是速率相等等,是动态平衡。是动态平衡。 : :平衡时，各组分平衡时，各组分含量含量保持恒定保持恒定 : :条件改变（条件改变（T/C/PT/C/P），平衡改变），平衡改变1.1.1414COCO2 2 + C CO + C CO，达到化学平衡后，达到化学平衡后，平衡混合物中含平衡混合物中含1414C C的粒子有的粒子有 。随堂练习随堂练习214CO2、14C、14COC C 2.2.对于可逆反应对于可逆反应M MN QN Q达到平衡时，下列说法正达到平衡时，下列说法正确、的是（确、的是（ ） A.MA

30、.M、N N、Q Q三种物质的浓度一定相等三种物质的浓度一定相等B.MB.M、N N全部变成了全部变成了Q QC.C.反应物和生成物的浓度都保持不变反应物和生成物的浓度都保持不变D.D.反应已经停止反应已经停止3.3.在一定条件下，某容器中充入在一定条件下，某容器中充入N N2 2和和H H2 2合成合成NH3,NH3,以下叙述错误的是（以下叙述错误的是（ ）A.A.开始反应时，正反应速率最大，逆反应速率为零开始反应时，正反应速率最大，逆反应速率为零B.B.随着反应的进行，正反应速率逐渐减小，最后减小为随着反应的进行，正反应速率逐渐减小，最后减小为零零C.C.随着反应的进行逆反应速率逐渐增大，

31、后保持恒定随着反应的进行逆反应速率逐渐增大，后保持恒定D.D.随着反应的进行，正反应速率逐渐减小，最后与逆反随着反应的进行，正反应速率逐渐减小，最后与逆反应速率相等且都保持恒定应速率相等且都保持恒定B五、化学平衡状态的判断：五、化学平衡状态的判断：从平衡状态的定义入手，平衡状态强调两方从平衡状态的定义入手，平衡状态强调两方面：正反应速率等于逆反应速率（面：正反应速率等于逆反应速率（等等）；各）；各组分的百分含量保持不变（组分的百分含量保持不变（定定）。）。直接速率速率V V正正=V V逆逆浓度浓度不再改变不再改变vA（耗）（耗）= vA（生）（生）等号一边一生一死，量与系数等号一边一生一死，量

32、与系数成正比成正比等号两边同生共死，量与系数等号两边同生共死，量与系数成正比成正比各组分的浓度不再变化各组分的浓度不再变化各组分的各组分的n/m/W（n）不再变化）不再变化2SO2+O2 2SO3催化剂催化剂高温高温2mol 1mol2mol 1mol平衡状态的判断平衡状态的判断随堂练习随堂练习31.以以3H3H2 2+N+N2 2 2NH2NH3 3为列分析为列分析,判断下列情形是否达到判断下列情形是否达到平衡状态平衡状态?若有若有1molN1molN2 2消耗消耗,则有则有1molN1molN2 2生成生成.若有若有1molN1molN2 2消耗消耗, ,则有则有3molH3molH2 2生成生成. .若有若有1molN1molN2 2消耗消耗, ,则有则有2molNH2molNH3 3生成