第二章第三节化学反应的速率和限度1

1、第二章 化学反应与能量第三节化学反应的速率和限度第课时学习目标知识与技能：知识与技能：1理解化学反应速率的概念和影响的外界条件。2能设计并完成一些化学实验。过程与方法：过程与方法：1重视培养学生科学探究的基本方法。2通过实验分析影响化学反应速率的外界条件。情感、态度与价值观：情感、态度与价值观：有参与化学科技活动的热情，有将化学知识应用于生产、生活实践的意识，能够对与化学有关的社会和生活问题做出合理的判断。教学重点：教学重点：化学反应速率概念；了解影响化学反应速率的因素。教学难点：教学难点：影响化学反应速率的因素炸药的爆炸、水溶液中的酸碱反应、感光炸药的爆炸、水溶液中的酸碱反应、感光反应等瞬间

2、即可完成。反应等瞬间即可完成。快！快！室温下金属生锈、溶洞形成和塑料或橡胶室温下金属生锈、溶洞形成和塑料或橡胶的老化速率按年计，而地壳内煤或石油的的老化速率按年计，而地壳内煤或石油的形成要经过几十万年的时间。形成要经过几十万年的时间。慢思考与交流思考与交流你了解以上反应进行的快慢吗？你了解以上反应进行的快慢吗？炸药爆炸炸药爆炸金属锈蚀金属锈蚀食物腐败食物腐败离子反应离子反应塑料老化塑料老化溶洞形成溶洞形成快快快快慢慢慢慢慢慢慢慢化学反应的快慢是化学反应的快慢是相对的相对的！实验：把除去氧化膜的镁带和铝片，分别投入等实验：把除去氧化膜的镁带和铝片，分别投入等体积体积1mol/L1mol/L的盐酸

3、中进行反应，这两个化学反应中的盐酸中进行反应，这两个化学反应中哪一个进行得更快？哪一个进行得更快？判断的判断的依据：依据：1 1、产生的气泡更多、产生的气泡更多( (更快更快) )；2 2、固体的质量减少得更快；、固体的质量减少得更快；3 3、溶液的温度更高、溶液的温度更高判断化学反应进行得快慢的方法有哪些？判断化学反应进行得快慢的方法有哪些？1 1、产生气泡的快慢；、产生气泡的快慢；2 2、固体质量的变化；、固体质量的变化；3 3、温度的变化；、温度的变化；4 4、浑浊程度；、浑浊程度；5 5、颜色变化、颜色变化只能粗略的估计化只能粗略的估计化学反应进行的快慢学反应进行的快慢（定性角度定性角

4、度）准确的反映准确的反映 化学反应的快慢化学反应的快慢需要统一的需要统一的定量标准定量标准物体运动的快慢物体运动的快慢可以用可以用速度速度来表来表示（示（v=s/t)，物质，物质变化的快慢该怎变化的快慢该怎么表示呢？么表示呢？一、化学反应的速率一、化学反应的速率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表示平均反应速率，且为正值；表示平均反应速率，且为正值；2. 2. cc表示指定物质的反应前后的变化浓度；表示指定物质的反应前后的变化浓度；3. 3. tt表示变化所对应

5、的时间表示变化所对应的时间；4. 4.浓度常用浓度常用molmol. .L 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) 例1、在某一化学反应中，反应物B的浓度在5min内从6.0mol/L变成2mol/L，在这5min内B的化学反应速率为_。课堂练习一个5L的容器中，盛入8.0mol某气体反应物，5min后，测得这种气体反应物还剩余6.8mol，这种反应物的化学反应速率为_。0.8mol/(Lmin)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下列过程中，需要加快化

6、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C改变化学反应速率在实践中有很重改变化学反应速率在实践中有很重要的意义，我们可以根据生产和生要的意义，我们可以根据生产和生活的需要，采取适当措施改变化学活的需要，采取适当措施改变化学反应速率。那么，如何能够改变化反应速率。那么，如何能够改变化学反应速率呢？学反应速率呢？实验探究实验探究各取一根镁条和一根铝条分置于两支加有各取一根镁条和一根铝条分置于两支加有2 23mL 3mol/L3mL 3mol/L 硫酸溶液的试管中。观察产生气硫酸溶液的试管中。观察产生气泡的

7、快慢；泡的快慢；实验现象：实验现象：实验结论：实验结论：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因内因是是: :物质本身性质物质本身性质( (即物质结构即物质结构) )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实验实验2 25 5现象现象结论结论热水中热水中常温常温冷水中冷水中产生气泡速率增大，产生气泡速率增大，带火星火柴复燃带火星火柴复燃升高温度，升高温度，反应速率增大反应速率增大有气泡冒出有气泡冒出产生气泡速率减小产生气泡速率减小降低温度，降低温度，反应速率减小反应速率减小2H2O2 = 2H

8、2O +O2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【影响反应速率的外部因素影响反应速率的外部因素】（1 1）温度：）温度：升高温度，增大反应速率升高温度，增大反应速率（2 2）催化剂：）催化剂：使用使用催化剂，通常催化剂，通常能使反应速率增能使反应速率增大，催化剂自身不发生改变。大，催化剂自身不发

9、生改变。（3 3）浓度：）浓度：增大增大（气体或液体气体或液体）浓度浓度，增大反应增大反应 速率速率（4 4）压强：）压强：增大增大气体气体的压强，增大反应速率的压强，增大反应速率在其他条件不变时：在其他条件不变时：【P P49 49 思考与交流思考与交流】1.1.人们为什么使用电冰箱储存食物？人们为什么使用电冰箱储存食物？温度越高，食物腐败变质的速率越快，电冰温度越高，食物腐败变质的速率越快，电冰箱能提供较低的温度。箱能提供较低的温度。2.2.实验室通常要将两种块状或颗粒状的固体药品实验室通常要将两种块状或颗粒状的固体药品研细，并混匀后再进行反应。原因是什么？研细，并混匀后再进行反应。原因是

10、什么？能增大反应物的接触面积，使反应物充分接触，能增大反应物的接触面积，使反应物充分接触，使反应速率加快。使反应速率加快。3.3.实验室进行化学反应时，通常把一些固体实验室进行化学反应时，通常把一些固体物质溶于水配成溶液再进行反应。原因是什么？物质溶于水配成溶液再进行反应。原因是什么？配成溶液反应能增大接触面积，从而增大反应配成溶液反应能增大接触面积，从而增大反应速率。速率。4.4.增大反应物浓度能增大反应速率。增大反应物浓度能增大反应速率。【影响反应速率的外部因素影响反应速率的外部因素】（1 1）温度：）温度：升高温度，增大反应速率升高温度，增大反应速率（2 2）催化剂：）催化剂：使用使用催

11、化剂，通常催化剂，通常能使反应速率增能使反应速率增大，催化剂自身不发生改变。大，催化剂自身不发生改变。（3 3）浓度：）浓度：增大增大（气体或液体气体或液体）浓度浓度，增大反应增大反应 速率速率（4 4）压强：）压强：增大增大气体气体的压强，增大反应速率的压强，增大反应速率在其他条件不变时：在其他条件不变时：一一. .化学反应的速率：化学反应的速率：定性表示：定性表示：定量表示定量表示：快或慢快或慢V=V=cctt1. 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：反应物本身的自身性质（内因）反应物本身的自身性质（内因）2. 2.影响因素：

12、影响因素：（1 1）温度）温度：升温反应速率加快，降温反应速率减慢升温反应速率加快，降温反应速率减慢（3 3）浓度）浓度：增大浓度反应速率加快。：增大浓度反应速率加快。（2 2）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、射线和原电池等：压强、固体表面积、光、射线和原电池等二、二、化学反应的限度化学反应的限度思考：一个化学反应在实际进行时，反应物能否思考：一个化学反应在实际进行时，反应物能否完全转变为生成物？完全转变为生成物？阅读：阅读：P50 科学史话科学史话从这一材料中，你得到什么启示？从这一材料中，你

13、得到什么启示？化学反应是有限度的，有些能进行地较彻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。底，有些反应是不彻底的，甚至是可逆的。科学研究表明，不少化学反应都具有可逆性科学研究表明，不少化学反应都具有可逆性即正向反应和逆向反应能即正向反应和逆向反应能同时同时进行。进行。正反应：反应物正反应：反应物生成物生成物逆反应：生成物逆反应：生成物反应物反应物H2 + I2 2HI 正反应正反应逆反应逆反应可逆反应：在相同条件下能向正、可逆反应：在相同条件下能向正、逆逆两个两个方向同时进行的化学反应称为可逆反应。方向同时进行的化学反应称为可逆反应。可逆反应和一般的反应有什么

14、区别呢？可逆反应和一般的反应有什么区别呢？时间（时间（t）反应速率反应速率(正正)(逆逆)t1(正正) =(逆逆)在密闭容器中加入在密闭容器中加入1molH2和和1mol I2发生反应发生反应H2(g) + I2 (g) 2HI(g) 正向反应正向反应逆向反应逆向反应v(正正)v(逆逆)t1以后反应处于平衡状态以后反应处于平衡状态!（1）概念：化学平衡状态就是指在一定条件下的可逆反应里，正反应速率和逆反应速率相等，反应物和生成物的浓度保持不变的状态化学平衡是可逆反应进行的最大限度（2）特点：化学平衡的研究对象是可逆反应平衡时正反应速率与逆反应速率相等，正逆化学平衡是动态平衡正逆0平衡时各组分的

15、浓度保持不变当外界条件改变时，平衡(或反应限度)一般要发生改变逆、等、动、定、变逆、等、动、定、变（3）判断平衡的依据: 正反应速率和逆反应速率相等 各组分的含量保持不变如各物质的浓度不变小结:化学反应的限度随堂练习随堂练习1对于可逆反应对于可逆反应MN Q达到平衡时，达到平衡时，下列说法正确的是（下列说法正确的是（ ） A.M、N、Q三种物质的浓度一定相等三种物质的浓度一定相等B.M、N全部变成了全部变成了QC.反应物和混合物的浓度保持不变反应物和混合物的浓度保持不变D.反应已经停止反应已经停止C随堂练习随堂练习2在一定条件下，某容器中充入在一定条件下，某容器中充入N2和和H2合成合成NH3

16、,以下叙述错误的是（以下叙述错误的是（ ）A.开始反应时，正反应速率最大，逆反应速开始反应时，正反应速率最大，逆反应速 率为零率为零B.随着反应的进行，正反应速率逐渐减小，随着反应的进行，正反应速率逐渐减小， 最后减小为零最后减小为零C.随着反应的进行逆反应速率逐渐增大，后随着反应的进行逆反应速率逐渐增大，后保持恒定保持恒定D.随着反应的进行，正反应速率逐渐减小，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最后与逆反应速率相等且都保持恒定B随堂练习随堂练习3下列哪种说法可以证明反应下列哪种说法可以证明反应N2 + 3H2 2NH3达到平衡状态达到平衡状态A.1个个 键

17、断裂的同时，有键断裂的同时，有3个个 键形成键形成B.1个个 键断裂的同时，有键断裂的同时，有3个个 键断裂键断裂C.1个个 键断裂的同时，有键断裂的同时，有6个个 键断裂键断裂D.1个个 键断裂的同时，有键断裂的同时，有6个个 键形成键形成N NN NH HN NN NH HN HN H( )AC14CO2 + C 2 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14C的粒子有的粒子有 。随堂练习随堂练习414CO2、14C、14CO（2）、间接标志：以反应mA(g)+nB (g) pC(g)为例、混合气体的总压强、总体积、总物质的量不随时间改变而改变，（适用于m+np

18、 的反应）、混合气体的平均摩尔质量（适用于m+np 的反应） 、混合气体的密度（具体分析）（3）、特殊标志：、对于有色物质体系，如果体系颜色不变，反应达到平衡、体系温度不变，反应一定达到平衡 、某物质的转化率不再改变 怎样理解平衡与体系特征物理量的关系？ 本身就不随反应进行而变化的量不能做为平衡的标志。随反应进行而变化的量不再变化时，说明体系已达平衡。例举aA (g)+bB(g)=cC(g)+dD(g)混合物体系中各成分的含量各物质的物质的量或物质的量分数一定各物质的质量或质量分数一 定各气体的体积或体积分数一定总体积、总压力、总物质的量一定正、逆反应速率的关系单位时间内消耗了a molA同时

19、生成a molA单位时间内消耗了b molB同时消耗c molC平衡平衡平衡不一定平衡平衡平衡例举aA (g)+bB(g)=cC(g)+dD(g)正、逆反应速率的关系关系VA：VB：VC：VD=a：b：c：d压强当a+bc+d时,总压力一定(其它条件一定)当a+b=c+d时,总压力一定(其它条件一定)混合气的平均分子量(M)M一定时,当a+bc+d时M一定时,但a+b=c+d时,不一定平衡平衡不一定平衡平衡不一定平衡温度任何化学反应都体随着能量变化,当体系温度一定时，（其它条件不变）体系的密度（P）密度一定其它如体系的颜色不再变化平衡不一定平衡平衡四、关于化学平衡的计算mA(g) + nB(g

20、) pC(g) + qD(g)起始量改变量平衡量abcdmxnxpxqxa-mxb-nxc+pxd+qx(1)平衡时A的转化率=改变量起始量100% =mxa100%(2)平衡时A的体积分数=A的体积气体总体积A的物质的量气体总物质的量100%= a-mx(a-mx)+(b-nx)+(c+px)+(d+qx)100%=1、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 D2、对于可逆反应MN Q达到平衡时，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.反应物和生成物的浓度都保持不

21、变D.反应已经停止C C3、在一定温度下，、在一定温度下，2NO2（g) N2O4 (g) (无色）无色）的可逆反应中，下列情况属于平衡状态的是的可逆反应中，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) = 1:2C. 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、在一定温度下，反应A2（g）+B2（g） 2AB（g）达到平衡的标志是 （ ）A.单位时间内生成 n mol A2同时生成n mol ABB.容器内的总压强不随时间的变化而变化C.单位时间内生成 2n mol AB同时生成n

22、 mol B2D.单位时间内生成 n mol A2同时生成n mol B2C例题：X2(g)+Y2(g) 2Z(g)，起始时X2、Y2、Z的浓度分别为0.1mol/L，0.3mol/L，0.2mol/L，则一定条件下达到平衡后，各物质的浓度可能为（ ）A、c(Z)=0.3mol/L B、 c(Y2)=0.35mol/LC、c(Y2)=0.2mol/L D、 c(Z)=0.4mol/L可逆反应“不为零”原则：极限分析法AB 人们总希望反应按照期望去完成。如：提高对我们有利的反应的反应速率和反应限度，以提高原料的利用率或转化率。三、化学反应条件的控制三、化学反应条件的控制 在生产和生活中，人们希望促进有利的化在生产和生活中，人们希望促进有利的化学反应抑制有害的化学反应，这就涉及到反学反应抑制有害的化学反应，这就涉及到反应条件的控制应条件的控制(4)将废气通过装有冷却水的管道，充分吸收将废气通过装有冷却水的管道，充分吸收还可以使用助燃剂等还可以使