化学反应的速率和限公开课PPT学习教案

1、会计学1化学反应的速率和限公开课化学反应的速率和限公开课化学反应有快有慢：化学反应有快有慢：第1页/共63页HClNaOHNaClH2O千分之一秒即完成千分之一秒即完成H2Cl22HCl 百分之一秒即完成百分之一秒即完成救心丹救心丹几分钟见效几分钟见效钢铁腐蚀钢铁腐蚀若干年若干年煤、石油等化煤、石油等化石燃料的形成石燃料的形成几千万年以上几千万年以上第2页/共63页1、定义、定义：用来衡量反应进行快慢的物理量：用来衡量反应进行快慢的物理量 化学反应速率用化学反应速率用单位时间单位时间（如每秒，每分，（如每秒，每分，每小时）内反应物的物质的量每小时）内反应物的物质的量浓度的减少量浓度的减少量或生

2、或生成物的成物的物质的量物质的量浓度浓度的增加量的增加量来表示来表示。2 2、计算式、计算式: :CCCVtt 反反应应前前反反应应后后 (物质的量浓度物质的量浓度)第3页/共63页 例例 1、在、在 N2 + 3H2 2 NH3反应中，自开反应中，自开始至秒，氨的浓度由变为始至秒，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问题问题1： v（N2）= v（H2）=问题问题2：此反应化学反应速率用不同物质表示为什么此反应化学反应速率用不同

3、物质表示为什么数值不同？数值上有何规律？数值不同？数值上有何规律？第4页/共63页3 3、化学反应速率的特点、化学反应速率的特点同一反应，可用不同物质在单位时间同一反应，可用不同物质在单位时间 内浓度内浓度的变化来表示，但必须的变化来表示，但必须指明指明是是 用哪种反应物或用哪种反应物或哪种生成物来表示。哪种生成物来表示。用不同物质在单位时间内浓度变化表用不同物质在单位时间内浓度变化表 示时，示时，数值不同，但意义相同。数值不同，但意义相同。速率比等于方程式中的速率比等于方程式中的系数比系数比均取正值，且是某一段时间内的均取正值，且是某一段时间内的平均速率。平均速率。不能用不能用固体或纯液体固

4、体或纯液体的浓度变化来表示速率的浓度变化来表示速率浓度指浓度指物质的量浓度物质的量浓度，单，单mol/(Ls)mol/(Lmin)第5页/共63页第6页/共63页在一定条件下，在一定条件下，mA+nB=pCmA+nB=pC的反应中，的反应中，各物质的化学反应速率为各物质的化学反应速率为V(A)=amolLV(A)=amolL-1-1ss-1-1, , V(B)=a/2molL V(B)=a/2molL-1-1ss-1-1, , V(C)=amolL V(C)=amolL-1-1ss-1-1, , 则该反应的化学方程式是则该反应的化学方程式是 。2A+B=2C第7页/共63页练习练习4 4则该反

5、应速率的快慢顺序为则该反应速率的快慢顺序为:反应反应 A + 3B = 2C + 2D A + 3B = 2C + 2D 在四种不同条在四种不同条件下的反应速率为：件下的反应速率为：(1)(A)=0.3mol/(Ls )(2) (B)=0.6mol/(Ls)(3) (C)=0.4mol/(Ls)(4) (D)=0.45mol/(Ls)(1)(4)(2)=(3)反思反思:比较反应的快慢比较反应的快慢,应取同一参照物应取同一参照物第8页/共63页二、影响化学反应速率的因素二、影响化学反应速率的因素（一）（一）化学反应速率是由反应物的性化学反应速率是由反应物的性质决定的质决定的; 内因是主要因素内因

6、是主要因素第9页/共63页（二）外因因素（二）外因因素: :实验实验25现象现象结论结论热水中热水中常温常温溶液中产生气泡速溶液中产生气泡速率较快率较快冷水中冷水中溶液中产生气泡速溶液中产生气泡速率较慢率较慢溶液中产生气泡速溶液中产生气泡速率很快率很快升高温度，升高温度，反应速率增大反应速率增大降低温度，降低温度，反应速率减小反应速率减小2H2O2 = 2H2O +O2第10页/共63页n限制。限制。n对于可逆反应，改变温度正逆反应速对于可逆反应，改变温度正逆反应速率都变。吸热一方变化大率都变。吸热一方变化大（1 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第11页/共63页实验实验

7、26现象现象结论结论加入加入MnO2加入加入FeCl3不加其他试不加其他试剂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外因因素外因因素: :第12页/共63页（2 2）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第13页/共63页（3 3）浓度对化学反应速率的影响）浓度对化学反应速率的影响n规律：当其它条件不变时，增大固体反应物的规律：当其它条件不变时，增大固体反应物的表面积，化学反应速率增大。减小固体反应物表面积，化学反应

8、速率增大。减小固体反应物的表面积，化学反应速率减慢。的表面积，化学反应速率减慢。（4 4）固体反应物的表面积对化学反应速率）固体反应物的表面积对化学反应速率的的 影响影响（5 5） 压强的影响：压强的影响： 对于有气体参加的化学反应，增大对于有气体参加的化学反应，增大压强一般可以减小气体的体积，从而使反应物的浓度增压强一般可以减小气体的体积，从而使反应物的浓度增大，因此，也可以增大反应速率。大，因此，也可以增大反应速率。第14页/共63页（三）、有关化学反应速率的计算（三）、有关化学反应速率的计算例例1 1、反应、反应N N2 23H3H2 22NH2NH3 3在在2L2L的密闭容器中的密闭容

9、器中发生反应，发生反应，5min5min内内NHNH3 3的质量增加了的质量增加了 求求（NHNH3 3）、 （N N2 2）、）、 （H H2 2）。）。A A、据公式计算、据公式计算B B、据关系式计算、据关系式计算各物质的速率之比等于方程式计量数之比各物质的速率之比等于方程式计量数之比据系数比求其他物质的速率据系数比求其他物质的速率第15页/共63页练习练习5、在、在2L2L的密闭容器中，发生下列反应的密闭容器中，发生下列反应： 3A(g)+ B(g)=2C(g)+D(g)3A(g)+ B(g)=2C(g)+D(g)。若最初加。若最初加入的入的A A 和和B B 都是都是4mol4mol

10、，在前，在前10s A 10s A 的平均的平均反反应速率为应速率为0.12mol/(L0.12mol/(Ls)s)，则，则10s10s时，时，容器中容器中B B的物质的量为的物质的量为 。 第16页/共63页 6 6、某温度时在某温度时在2L2L容器中容器中X X、Y Y、Z Z三种物质的物质三种物质的物质的量随时间的变化曲线如图所示。由图中数据分析的量随时间的变化曲线如图所示。由图中数据分析：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：_。第17页/共63页第18页/共63页 8、

11、为了研究碳酸钙与稀盐酸反应的反应速、为了研究碳酸钙与稀盐酸反应的反应速率，一位同学通过实验测定反应中生成的率，一位同学通过实验测定反应中生成的CO2气气体体体积随反应时间体积随反应时间变化的情况，绘制如图曲线。请分析讨论以变化的情况，绘制如图曲线。请分析讨论以下问题。下问题。（1）在）在0t1、t1t2、t2t3各相同各相同的时间段里的时间段里,反应速率最大的是反应速率最大的是_时间段，收集到气体最时间段，收集到气体最多的是多的是_时间段。时间段。（2）试分析三个时间段里，反应速率）试分析三个时间段里，反应速率不同的可能原因不同的可能原因(该反应是放热反应该反应是放热反应)。（3 3）在）在t

12、 t4 4后，为什么收集到的气体的体积不再增加？后，为什么收集到的气体的体积不再增加？ 开始时开始时C(H+)大大,该反应的反应速该反应的反应速率大率大; t1t2由于反应放热温度升高由于反应放热温度升高,所以速率迅速增大所以速率迅速增大;最后是因为最后是因为C(H+)减小了，反应速率减慢减小了，反应速率减慢.第19页/共63页9、练习：在练习：在2525时，向时，向100mL100mL含含HClHCl的盐酸的盐酸中，放入铁粉，反应进行到中，放入铁粉，反应进行到2s2s时收集到氢气时收集到氢气1.12L(1.12L(标况标况) )，之后反应又进行了，之后反应又进行了4s4s，铁粉，铁粉全溶解。

13、若不考虑体积变化，则：全溶解。若不考虑体积变化，则：(1)(1)前前2s2s内用内用FeClFeCl2 2表示的平均反应速率为表示的平均反应速率为 ；(2)(2)后后4s4s内用内用HClHCl表示的平均反应速率为表示的平均反应速率为 ；(3)(3)前前2s2s与后与后4s4s比较，反应速率比较，反应速率 较快，其原因可能较快，其原因可能 。mol/Lsmol/Ls前前2s前前2s时段盐酸浓度比后时段盐酸浓度比后4s时段大时段大第20页/共63页小结小结：1 1、化学反应速率及其表示方法：、化学反应速率及其表示方法：数学表达式数学表达式为：为：可用不同反应物或生成物来表示可用不同反应物或生成物

14、来表示一般不用固体和纯液体来表示浓度一般不用固体和纯液体来表示浓度2 2、有关化学反应速率的计算、有关化学反应速率的计算A A、据公式计算、据公式计算B B、据关系式计算、据关系式计算C C、比较反应速率的快慢、比较反应速率的快慢(B ) CtB第21页/共63页、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主要外因：浓度主要外因：浓度 温度温度 催化剂催化剂 ；还有压强还有压强 固体的表面积固体的表面积 反应物的状态等反应物的状态等第22页/共63页第23页/共63页 我们知道在化学反应中，反应物之间是按照化学方程式中的系数比进行反应的，那么，在实际反应中，反应物能否按相应的计

15、量关系完全转化为生成物呢？ 氯水是氯气的水溶液，氯气能与水反应，而氯水是氯气的水溶液，氯气能与水反应，而且这是一个且这是一个可逆反应可逆反应。第24页/共63页H2 + I2 2HI 正反应正反应逆反应逆反应（复习）什么叫做可逆反应？（复习）什么叫做可逆反应？ 在在同一条件同一条件下下, ,既向正反应方向进行既向正反应方向进行, ,同时又向逆反应方向进行的反应同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催化剂催化剂高高温温 SO2 +H2O H2SO3NH3 +H2O NH3 H2O启示启示:化

16、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。2NO2第25页/共63页C C第26页/共63页N2 + H2 NH3 在一固定容积的密闭容器里，加在一固定容积的密闭容器里，加1molN1molN2 2和和3mol 3mol ( (合适催化剂合适催化剂) )，能发生什么反应？能发生什么反应？（1）开始时）开始时c(N2) 、c(H2)大，大， c(NH3) =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催化剂催化剂N2 + 3 H2 2NH3高温高温第27页/

17、共63页N2 + H2 NH3（2）瞬间后）瞬间后c(N2) 、c(H2 )变小变小 , c(NH3)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) （3）c(N2) 、c(H2)逐渐变小，逐渐变小，c(NH3)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) 0N2 + H2 NH3第28页/共63页 由于由于v(正正)= v(逆逆) 0，虽然正、逆反应都在，虽然正、逆反应都在进行，但各种物质的百分含量、浓度都不会进行，但各

18、种物质的百分含量、浓度都不会发生变化发生变化. 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可逆反应的这种特殊状态就是我们今天要研究的天要研究的化学平衡状态化学平衡状态。第29页/共63页反应速率反应速率v(正正)v(逆逆)t1时间（时间（t）0(1)0t1：v(正正)v(逆逆)(2)t1： v(正正)=v(逆逆)平衡状态平衡状态N2+3H2 2NH3催化剂催化剂高温高压高温高压交流与讨论交流与讨论第30页/共63页1、定义、定义 在在一定条件一定条件下的下的可逆反应可逆反应中，当中，当正反应速正反应速率和逆反应速率相等率和逆反应速率相等，反应混合物

19、中各组分，反应混合物中各组分的的浓度保持不变浓度保持不变的状态叫做化学平衡状态。的状态叫做化学平衡状态。是反应所能达到的最大程度，即该反应进行是反应所能达到的最大程度，即该反应进行的限度的限度前提（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) 0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二、化学平衡状态二、化学平衡状态第31页/共63页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)= )= v v( (逆逆) ) 00）(2)(2)等：等：v(v(正正)=

20、v()= v(逆逆) ) 同种物质的消耗（或分解）速率和生成速率相等( () )定：反应混合物中各组分的浓度保持定：反应混合物中各组分的浓度保持定，各组分的含量保持不变，质量、物质定，各组分的含量保持不变，质量、物质的量不变。的量不变。( () )变：条件改变，原平衡被破坏，在变：条件改变，原平衡被破坏，在新新的条件下建立新的平衡。的条件下建立新的平衡。( () )逆：只对于可逆反应逆：只对于可逆反应第32页/共63页此条件下进行到什么时候达到了这个此条件下进行到什么时候达到了这个反应的限度反应的限度?此时的反应是否此时的反应是否停止停止了？了？此时为何此时为何3种物质的浓度种物质的浓度保持不

21、变保持不变? 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 时间时间 （min)物质的量物质的量浓度浓度(mol/L)010203040506070SO210.70.50.350.20.10.10.1O20.50.350.250.180.10.050.050.05SO300.30.50.650.80.90.90.9第33页/共63页D D2 2、对于可逆反应、对于可逆反应M MN QN Q达到平衡状态时，达到平衡状态时，下列说法正确的是（下列说法正确的是（ ） A. MA. 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.

22、 M、N N全部变成了全部变成了Q QC. MC. M、N N、Q Q的浓度都保持不变的浓度都保持不变D. D. 反应已经停止反应已经停止C第34页/共63页3、下列说法可以证明反应、下列说法可以证明反应N2+3H2 2NH3 已达平衡状态的是已达平衡状态的是 ( )个个NN键断裂的同时键断裂的同时,有有3个个HH键形成键形成个个NN键断裂的同时键断裂的同时,有有3个个HH键断裂键断裂个个NN键断裂的同时键断裂的同时,有有6个个NH键断裂键断裂个个NN键断裂的同时键断裂的同时,有有6个个NH键形成键形成A、C 随堂练习随堂练习第35页/共63页5、在一定温度下、在一定温度下,可逆反应可逆反应A

23、(g)+3B(g) 2C(g)达到平衡的标志是（）达到平衡的标志是（）A.A的生成速率与的生成速率与C分解的速率相等分解的速率相等 B.单位时间内生成单位时间内生成nmolA,同时生同时生3nmolBC.A、B、C的浓度不再变化的浓度不再变化 D.A、B、C的分子数比为的分子数比为1:3:2C4、14CO2 + 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14C的粒子有的粒子有 。14CO2、14C、14CO第36页/共63页对于可逆反应对于可逆反应m A(g) n B(g) + p C(g) 在一在一定条件下达到平衡状态有以下几个标志定条件下达到平衡状态有以下几个标

24、志(1)A的生成速率和分解速率相等的生成速率和分解速率相等(2)单位时间生成单位时间生成n mol B和和p mol C的同时，生成的同时，生成m mol A（3）A、B、C的物质的量不再改变的物质的量不再改变（4）A、B、C的浓度不再改变的浓度不再改变（5）A、B、C的百分含量不再改变的百分含量不再改变直接依据直接依据间接标志：总的物质的量、压强、密度、颜色间接标志：总的物质的量、压强、密度、颜色第37页/共63页1、N2+3H2 2NH3反应达到平衡时，下反应达到平衡时，下列说法正确的是（列说法正确的是（ ） A、N2和和H2不再化合了不再化合了 B、N2、H2、NH3的浓度相等的浓度相等

25、 C、平衡建立前体系的总质量在不断变化、平衡建立前体系的总质量在不断变化而平衡建立后体系的总质量就不再变了而平衡建立后体系的总质量就不再变了 D、N2、H2、NH3的浓度保持不变的浓度保持不变D第38页/共63页练习练习2 2、在一定温度下，可逆反应：、在一定温度下，可逆反应：A(g)+3B(g) 2C(g)A(g)+3B(g) 2C(g)达到平衡的达到平衡的标志是标志是( )( )生成的速率与生成的速率与C C分解的速率相等分解的速率相等、B B、C C的浓度不再变化的浓度不再变化C.C.单位时间生成单位时间生成n molA同时消耗同时消耗3n molB、B B、C C的分子数之比为的分子数

26、之比为1 1：3 3：2 2BC第39页/共63页41 3.在一定的温度下，可逆反应：在一定的温度下，可逆反应：A（g）+ 3B（g）= 2C（g）达到平衡的标志是）达到平衡的标志是 AC的生成速率与的生成速率与C的分解速率相等。的分解速率相等。 B单位时间生成单位时间生成n molA，同时生成，同时生成3n molB。 CA、B、C的物质的量浓度保持不变。的物质的量浓度保持不变。 DA、B、C的分子数之比为的分子数之比为1 ：3 ：2 。 E容器中气体的密度保持不变。容器中气体的密度保持不变。 F混合气体的平均摩尔质量保持不变。混合气体的平均摩尔质量保持不变。 G容器中气体的总压强保持不变。

27、容器中气体的总压强保持不变。A A、C C、F F第40页/共63页4、下列说法中可以充分说明反应、下列说法中可以充分说明反应: P(气气)+Q(气气) R(气气)+S(气气) , 在恒温下已在恒温下已达平衡状态的是（达平衡状态的是（ ） 反应容器内压强不随时间变化反应容器内压强不随时间变化P和和S的生成速率相等的生成速率相等C. 反应容器内反应容器内P、Q、R、S四者共存四者共存 D.反应容器内总物质的量不随时间而变化反应容器内总物质的量不随时间而变化B第41页/共63页6、在一定温度下的恒容容器中、在一定温度下的恒容容器中,当下列物理当下列物理量不再发生变化时量不再发生变化时,表明反应表明

28、反应: A(固固)+3B(气气) 2C(气气)+D(气气)已达平衡状态的是已达平衡状态的是 ( )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的物质的量浓度的物质的量浓度 D.气体的总物质的量气体的总物质的量BCBC第42页/共63页7、 在一定温度下在一定温度下,下列叙述不是可逆反应下列叙述不是可逆反应A(气气)+3B(气气) 2C(气气)+2D(固固)达到平衡的标志的是达到平衡的标志的是 ( )C的生成的生成 速率与速率与C的分解速率相等的分解速率相等 单位时间内生成单位时间内生成amolA,同时生成同时生成3amolB A、B、C的浓度不再变化的浓度不再变化A、B、

29、C的分压强不再变化的分压强不再变化混合气体的总压强不再变化混合气体的总压强不再变化第43页/共63页混合气体的物质的量不再变化混合气体的物质的量不再变化单位时间内消耗单位时间内消耗amolA,同时生成同时生成 3amolBA、B、C、D的分子数之比为的分子数之比为1:3:2:2 A. B. C. D.第44页/共63页第45页/共63页4、化学平衡计算的一般步骤、化学平衡计算的一般步骤: “三步曲三步曲”1.写出有关平衡的化学方程式写出有关平衡的化学方程式2.找出各物质的找出各物质的 起始量起始量 转化量转化量 平衡量平衡量3 根据已知条件列式根据已知条件列式反应物的转化率反应物的转化率=转化

30、量转化量 /起始量起始量100 第46页/共63页 c / (a+b-c) 100%第47页/共63页第48页/共63页定义：定义：可逆反应中，旧化学平衡的破坏，新化学可逆反应中，旧化学平衡的破坏，新化学平衡建立过程叫做化学平衡的移动。平衡建立过程叫做化学平衡的移动。V正正V逆逆V正正=V逆逆0条件改变条件改变 平衡平衡1 1 不平衡不平衡 平衡平衡2 2建立新平衡建立新平衡破坏旧平衡破坏旧平衡V正正=V逆逆0一定时间一定时间 影响化学平衡的条件影响化学平衡的条件三、化学平衡的移动三、化学平衡的移动V正正 V逆逆 平衡向正反应方向移动平衡向正反应方向移动V正正 = V逆逆 平衡不移动平衡不移动

31、V正正 V逆逆 平衡向逆反应方向移动平衡向逆反应方向移动第49页/共63页 （黄色） （无色） （红色） （无色）现象:向第一支试管里加入几滴 FeCl3 溶液，颜色加深。向第二支试管里加入几滴 KSCN 溶液，颜色加深。 （1）、浓度对化学平衡的）、浓度对化学平衡的影响影响第50页/共63页V正V正V逆V逆反反 应应 速速 率率时时 间间 1、浓度对化学平衡的影响、浓度对化学平衡的影响分析分析t1t2t3应用应用 增大反应物浓度或减小生成物浓度，平衡向正增大反应物浓度或减小生成物浓度，平衡向正反应方向移动；增大生成物浓度或减小反应物浓度反应方向移动；增大生成物浓度或减小反应物浓度，平衡向逆反应方向移动；，平衡向逆反应方向移动；结论结论 在生产上，往往采用增大容易取得的或成本较低的在生产上，往往采用增大容易取得的或成本较低的反应物浓度的方法，使成本较高的原料得到充分利用反应物浓度的方法，使成本较高的原料得到充分利用。2SO2 + O2 2SO3增大反应物的浓度增大反应物的浓度对化学平衡的影响对化学平衡的影响第51页/共63页 A D 第52页/共63页（2）、温度对化学平衡的影）、温度对化学平衡的影响响热热水水冰冰水水常常温温例如：例如：2NO2 2N2O4 +Q 为放热反应为放热反应 红棕色红棕色无色无色结论结论：其它：其它条件不变的条件不变的情况下，温情况下，温度度升高升