必修2第二章第三节化学反应速率、限度

1、新课标人教版化学必修新课标人教版化学必修 第三节第三节 化学反应速率化学反应速率结合课本P47的图片，思考： 大家熟悉的化学反应中，哪些进行得快，哪些进行得慢？不同的化学反应，快慢不同溶洞形成极慢钢铁锈蚀慢食物腐坏快核弹爆炸极快判断化学反应进行得快慢的方法有哪些？1、产生气泡的快慢；2、固体质量的变化；3、温度的变化；4、浑浊程度；5、颜色变化只能粗略的估计化学反应进行的快慢（定性角度）准确的反应化 学反应的快慢需要统一的定量标准物体运动的快慢可以用速度来表示（v=s/t)，物质变化的快慢该怎么表示呢？一、化学反应的速率一、化学反应的速率在已有知识里面，有没有表示“快慢”的物理量？定义：定义：

2、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生成物浓度的增加量物浓度的增加量（均取正值）（均取正值）来表示来表示V（A）=tc（A）注意注意1. 1. v表示表示平均反应速率平均反应速率，且为，且为正值正值；2. 2. cc表示指定物质的反应前后的表示指定物质的反应前后的变化浓度变化浓度；3. 3. tt表示表示变化所对应的时间变化所对应的时间；意义：意义：表示化学反应进行表示化学反应进行快慢程度快慢程度的的物理量物理量4. 4. A A表示表示物质的化学式物质的化学式；注意注意6.固态固态物质和物质和纯的液体纯的液体物质的浓度在一定温物质的浓度在一定温度下是常量，一般度下

3、是常量，一般不用不用来表示反应速率。来表示反应速率。7.同一化学反应，用同一化学反应，用不同的反应物或生成物不同的反应物或生成物的浓度的变化量的浓度的变化量来表示化学反应速率时，来表示化学反应速率时，数数值可能不同值可能不同，但都表示同一个反应的速率，但都表示同一个反应的速率，因此，因此，必须指明是用哪种物质作为标准必须指明是用哪种物质作为标准。5. 5.浓度常用浓度常用mol.Lmol.L-1-1，时间常用，时间常用s s，minmin。化学反应的速率单位为化学反应的速率单位为：mol/(Lmin)或或mol/(LS) molL molL-1-1minmin-1-1或或molLmolL-1-

4、1SS-1-1在在N N2 2+3H+3H2 2 2NH 2NH3 3反应中，自开始至反应中，自开始至2 2秒，氨的浓度由秒，氨的浓度由0 0变变为为0.6mol/L0.6mol/L，则以氨气表示的化学反应速率是多少？，则以氨气表示的化学反应速率是多少？= 0.3mol/(Ls)= 0.3mol/(Ls)v v(NH(NH3 3) )= =c (NHc (NH3 3) ) t t= =(0.6-0)mol/L(0.6-0)mol/L2s2s答：（略）答：（略）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解：解：（=0.3 molL=0.3 molL-1-1SS-1-1）课堂练习课堂练习

5、1、在某一化学反应中，反应物、在某一化学反应中，反应物B的浓度的浓度在在5s内从内从2.0mol/L变成变成0.5mol/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_。2、一个、一个5L的容器中，盛入的容器中，盛入8.0mol某气体某气体反应物，反应物，5min后，测得这种气体反应后，测得这种气体反应物还剩余物还剩余6.8mol，这种反应物的化学反，这种反应物的化学反应速率为应速率为_。0.3mol/(LS)0.048mol/(Lmin)n/nv=tt* tVVC 在给定条件下，氮气与氢气在密闭容器中在给定条件下，氮气与氢气在密闭容器中合成氨。起始时加入氮气和氢气且浓度分别为合成

6、氨。起始时加入氮气和氢气且浓度分别为1 mol/L 1 mol/L 和和1 mol/L1 mol/L，2 2min后，氮气的浓度为后，氮气的浓度为0.8 mol/L 0.8 mol/L ，氢气的浓度为，氢气的浓度为0.4 mol/L0.4 mol/L，氨气，氨气的浓度为的浓度为0.4 mol/L 0.4 mol/L 。分别用氮气、氢气和氨。分别用氮气、氢气和氨气的浓度变化表示的这气的浓度变化表示的这2 2min内的化学反应速内的化学反应速率是多少？有什么关系？率是多少？有什么关系？ 课堂练习：课堂练习：参加反应的各物质的化学参加反应的各物质的化学反应速率之比反应速率之比等于化学计量数之比等于化

7、学计量数之比反应反应 4NH4NH3 3（g g）5O5O2 2（g g） 4NO（g）6H2O（g） 在在10L10L密闭容器中进行，半分钟后，水蒸气的物质的量密闭容器中进行，半分钟后，水蒸气的物质的量增加了增加了0.45mol,0.45mol,则此反应的平均速率则此反应的平均速率 A、(NH3)=0.0101mol.L-1.s-1 B、(O2)=0.0010mol.L-1.S-1 C、(NO)=0.0010mol.L-1.s-1 D、(H2O)=0.045mol.L-1.s-1 课堂练习：课堂练习：c c参加反应的各物质的化学反应速率之比参加反应的各物质的化学反应速率之比等于化学计量数之比

8、等于化学计量数之比例题例题2 2： 3H3H2 2 + N+ N2 2 2NH2NH3 3 起始浓度（起始浓度（molLmolL-1-1） 1 1 01 1 0变化浓度（变化浓度（molLmolL-1-1） 0.6 0.2 0.40.6 0.2 0.4终态浓度（终态浓度（molLmolL-1-1） 0.4 0.8 0.40.4 0.8 0.4V(HV(H2 2)=)=V(NV(N2 2)=)=V(NHV(NH3 3)=)=min)/(1 . 0min2/2 . 0LmolLmoltCmin)/(2 . 0min2/4 . 0LmolLmoltCmin)/(3 .0min2/6 .0LmolLm

9、oltC化学反应速率之比等于方程式中它们的计化学反应速率之比等于方程式中它们的计量数之比。量数之比。化为化为V（A）V（B）=ab系数即：即：b V（A）= a V(B)例：例：金版金版P55 4化为化为“同一物质，同一单位同一物质，同一单位”的速率，再比较的速率，再比较例：例：金版金版P55 8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)=0.4molL-1min-1)=0.4molL-1min-1B B、v(Bv(B2 2)=0.8molL-1min-1)=0.8molL

10、-1min-1C C、v(ABv(AB3 3)=0.6molL-1min-1)=0.6molL-1min-1D D、v(Av(A2 2)=0.01molL-1S-1 )=0.01molL-1S-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，同一同一物质，同一单位单位的化学反应的化学反应速率的相对大小速率的相对大小根据：反应速率之比根据：反应速率之比 = 化学计量数之比化学计量数之比找出反应物、生成物的化学计量数找出反应物、生成物的化学计量数例：如图例：如图在一定条件下，在一定条件下，mA + nB = pC的反应中，各的反应中，各物质的化学反应速率为

11、物质的化学反应速率为v(A)=amol/(Ls),v(B)=0.5amol/(Ls),v(C)=amol/(Ls),则该反应的化学方程式为：则该反应的化学方程式为：_ 2A+B=2C课堂练习：课堂练习：下列过程中，需要加快化学反应速率的是下列过程中，需要加快化学反应速率的是（ ）A.钢铁腐蚀钢铁腐蚀 B.食物腐坏食物腐坏 C.炼钢炼钢 D.塑料老化塑料老化Cv内因：内因：v外因：外因：反应物本身的性质反应物本身的性质决定因素决定因素v食物的变质腐败是食物的缓慢氧化过程。食物的变质腐败是食物的缓慢氧化过程。v低温下食物腐败速率大大降低，不易变质。低温下食物腐败速率大大降低，不易变质。v温度越低，

12、化学反应速率越小温度越低，化学反应速率越小。实验实验操作操作 现象现象结论结论对于反应对于反应2H2H2 2O O2 2 2H 2H2 2O OO O2 2来说，温度越高，来说，温度越高，H H2 2O O2 2的分解速率越的分解速率越 ，反应越，反应越_。产生气泡速率最慢产生气泡速率较快产生气泡速率最快现将3支盛有相同体积H2O2分别放入3支烧杯中，1min后取出，分别滴入相同浓度的FeCl3快快1.温度对化学反应速率影响的探究影响化学反应速率的因素影响化学反应速率的因素内因内因（主要因素） 外因（外界因素）升高温度，增大反应速率降低温度，减小反应速率高温低温当其他条件不变时v固体研细后其表

13、面积极大地增加，大大增固体研细后其表面积极大地增加，大大增加了反应物之间的接触机会，可以提高反加了反应物之间的接触机会，可以提高反应速率，有利于反应的进行。应速率，有利于反应的进行。v固体表面积越大，化学反应速率越大固体表面积越大，化学反应速率越大。v溶液中溶质以分子或离子形式存在，且分布溶液中溶质以分子或离子形式存在，且分布均匀，使反应物分子或离子之间直接接触的均匀，使反应物分子或离子之间直接接触的机会极大地增加，可以大大提高反应速率。机会极大地增加，可以大大提高反应速率。v当物质以溶液状态存在时，能增大化学反应当物质以溶液状态存在时，能增大化学反应速率速率。v反应进行一段时间后，气泡变少的

14、原因是反应进行一段时间后，气泡变少的原因是c(H+)减小，反应速率减小；如果添加适当浓减小，反应速率减小；如果添加适当浓度的硫酸溶液，由于溶液中度的硫酸溶液，由于溶液中c(H+)增大，所以增大，所以反应速率增大，气泡重新增多起来。反应速率增大，气泡重新增多起来。v反应物浓度越大，化学反应速率越大。反应物浓度越大，化学反应速率越大。5.5.催化剂催化剂对化学反应速率影响的探究对化学反应速率影响的探究实验操作现象 结论MnO2、FeCl3可以使H2O2分解的速率_。有少量气泡出现有少量气泡出现产生大量气泡产生大量气泡加快加快产生大量气泡产生大量气泡影响化学反应速率的因素影响化学反应速率的因素内因内

15、因（主要因素） 外因（外界因素）当其他条件不变时当其他条件不变时使用使用适当的催化剂适当的催化剂通常能极大的通常能极大的加快加快化学反应速率化学反应速率v内因：内因：v外因：外因：反应物本身的性质反应物本身的性质决定因素决定因素温度、温度、固体的表面积（接触面积）固体的表面积（接触面积）反应物的状态反应物的状态溶液的浓度溶液的浓度催化剂催化剂气体的压强气体的压强光波、超声波、电滋波、溶剂光波、超声波、电滋波、溶剂v化学反应速率：衡量化学反应进行的快慢程化学反应速率：衡量化学反应进行的快慢程度的物理量。度的物理量。v计算公式：计算公式： v （A)=v影响因素：影响因素：内因内因反应物本身的性质

16、（决定因素）反应物本身的性质（决定因素）外因外因温度、固体的表面积、反应物的状温度、固体的表面积、反应物的状态、溶液的浓度、催化剂等。态、溶液的浓度、催化剂等。c(A)t化学反应速率比化学反应速率比=化学计量数比化学计量数比1.1.在下列事实中，什么因素影响了化学反应的速率？在下列事实中，什么因素影响了化学反应的速率？(1)(1)熔化的熔化的KClOKClO3 3放出气泡很慢，撒入少量放出气泡很慢，撒入少量MnOMnO2 2很快产生很快产生气体：气体：_。(2)(2)葡萄糖在空气中燃烧时需要较葡萄糖在空气中燃烧时需要较高的温度，可是在人体内，在正常体温高的温度，可是在人体内，在正常体温(37

17、)(37 )时，就时，就可以被氧化，这是因为：可以被氧化，这是因为：_。催化剂催化剂温度温度2.2.在体积为在体积为2 L2 L的密闭容器内合成氨，已知在时间的密闭容器内合成氨，已知在时间t t内，氨内，氨的物质的量增加了的物质的量增加了0.6 mol0.6 mol，在此时间内，用氢气表示的，在此时间内，用氢气表示的平均反应速率是平均反应速率是0.45 molL0.45 molL 1s1s 1 1，则，则t t是是( ) ( ) A A0.44 s B0.44 s B1 s C1 s C1.33 s D1.33 s D2 s 2 s 3 3把把0.6 mol X0.6 mol X气体和气体和0

18、.4 mol Y0.4 mol Y气体混合于气体混合于2 L2 L容器中，容器中，发生反应发生反应3X(g)3X(g)Y(g)=nZ(g)Y(g)=nZ(g)2W(g)2W(g)，5 min5 min末已生成末已生成0.2 mol W0.2 mol W，若测知以，若测知以Z Z的浓度变化来表示，平均速率为的浓度变化来表示，平均速率为0.01 molL 0.01 molL 1 1 min min1 1，则上述反应中，则上述反应中Z Z气体的计量数气体的计量数n n的值是的值是( ) ( ) A A1 B1 B2 C2 C3 D3 D4 4 BA化学反应限度化学反应限度1、掌握可逆反应的定义；2、

19、了解化学平衡的含义；2、掌握化学平衡的特点与判断标志。炼铁高炉尾气之谜vC+O2=CO2vC+CO2=2COvFe2O3+3CO=2Fe+3CO2高温高温 炼制炼制1t1t生铁所需要的焦炭的实际生铁所需要的焦炭的实际用量，远高于按照化学方程式计算所用量，远高于按照化学方程式计算所需用量，且从高炉炉顶出来的气体中需用量，且从高炉炉顶出来的气体中含有没有利用的含有没有利用的COCO气体。气体。可逆反应启示启示: :化学反应是化学反应是有限度有限度的，有些能进行地较彻底，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。有些反应是不彻底的，甚至是可逆的。高温1 1、可逆反应、可逆反应(1)(

20、1)定义定义 在同一条件下在同一条件下, ,既向正反应方向进行既向正反应方向进行, ,同同时又向逆反应方向进行的反应。时又向逆反应方向进行的反应。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+O2 2SO3催化剂催化剂高温高温 SO2 +H2O H2SO3NH3 +H2O NH3 H2OH2 + I2 2HI 正反应正反应逆反应逆反应化学反应的限度化学反应的限度(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”？可逆反应有什么

21、特点？可逆反应有什么特点？不属不属 (2)(2)特点特点双向性双向性、同时性、共存性同时性、共存性2SO2 + O2 2SO3 1 1、可逆反应中反应物能否完全转化为生成物？、可逆反应中反应物能否完全转化为生成物？2 2、其他化学反应在实际进行时，反应物都能、其他化学反应在实际进行时，反应物都能完全转变为生成物？完全转变为生成物？不能！不能！ 某温度和压强下的密闭容器中某温度和压强下的密闭容器中,2SO2+O2 2SO3催化剂催化剂 时间 （min)物质的量浓度(mol/L)010203040506070SO210.70.50.350.20.10.10.1O20.50.350.250.180.

22、10.050.050.05SO300.30.50.650.80.90.90.9此条件下进行到此条件下进行到什么时候什么时候达到了这个达到了这个反应的限度反应的限度? ?达到反应限度达到反应限度时该反应是否时该反应是否停止停止了？了？2SO2 + O2 2SO3（1 1）开始时）开始时c(SOc(SO2 2) ) 、c(Oc(O2 2) )大，大， c(SOc(SO2 2)=0)=0开始阶段有什么特征？开始阶段有什么特征？只有正反应，只有正反应，v(逆逆)=0反应速率v(正)v(逆)t1时间（t）0（2 2）瞬间后）瞬间后c(SOc(SO2 2) )、c(c(O O2 2 ) )变小变小,c(S

23、O,c(SO3 3) )0 0瞬间过后有什么特征？瞬间过后有什么特征？正逆反应都进行，正逆反应都进行，v(逆逆) 0，v(正正) v(逆逆) 2SO2 + O2 2SO3反应速率v(正)v(逆)t1时间（t）0c(SO2) 、c(O2 )变小变小 ,v(正）减小正）减小c(SO3) 增大增大,v(逆）增大逆）增大（3 3）c(SOc(SO2 2) )、c(Oc(O2 2) )逐渐变小，逐渐变小，c(SOc(SO3 3) )逐渐增大，逐渐增大，三种物质的浓度达到一个三种物质的浓度达到一个特定值特定值。一定时间段内有什么特征？一定时间段内有什么特征？v(正正)= v(逆逆) 02SO2 + O2

24、2SO3反应速率v(正)v(逆)t1时间（t）01 1、由于、由于v v( (正正)= )= v 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. . 2 2、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。可逆反应反应速率的特点可逆反应反应速率的特点反应速率v(正)v(逆)t1时间（t）0(1)0t1：v(正)v(逆)(2)t1：v(正)=v(逆)平衡状态化学平衡状

25、态化学平衡状态2SO2+O2 2SO3催化剂（1 1）定义）定义 在在一定条件下一定条件下的的可逆反应可逆反应中，当中，当正反应速率正反应速率和和逆反应速逆反应速率相等率相等，反应混合物中，反应混合物中各组分各组分的的浓度保持不变浓度保持不变的状态。的状态。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 v( (正正)= )= v v( (逆逆) ) 00外在标志：反应混合物中各组分外在标志：反应混合物中各组分 的浓度保持不变的浓度保持不变2 2、化学平衡状态、化学平衡状态（2 2）化学平衡状态的特征）化学平衡状态的特征动：动态平衡（动：动态平衡（v v( (正正)=

26、)= v v( (逆逆) ) 00）等：等：v(v(正正)= v()= v(逆逆) ) 定：定：各组分各组分的的浓度和含量浓度和含量保持保持不变不变。变：变：条件改变条件改变，原平衡被破坏原平衡被破坏，在，在新的条新的条件下件下建立建立新的平衡新的平衡。逆逆: :可逆可逆反应反应（3 3）如何判断达到化学平衡状态？）如何判断达到化学平衡状态？ 从平衡状态的定义入手：从平衡状态的定义入手：各组分的百分含各组分的百分含量保持不变；正反应速率等于逆反应速率量保持不变；正反应速率等于逆反应速率。 颜色、温度、混合气体的总压强、颜色、温度、混合气体的总压强、总体积、总物质的量、密度、平均摩尔总体积、总物质的量、密度、平均摩尔质量保持不变质量保持