化学反应与能量第三节化学反应速率和限度

1、第二章化学反应与能量第三节 化学反应的 速率和限度化学反应与能量第三节化学反应速率和限度化学反应有快有慢：化学反应与能量第三节化学反应速率和限度请用“很快、较快、较慢、很慢”描述反应快慢程度爆炸牛奶变质铁棒生锈溶洞形成很快 较快较慢很慢思考：定性描述化学反应与能量第三节化学反应速率和限度HClNaOHNaClH2O千分之一秒即完成H2Cl22HCl百分之一秒即完成救心丹几分钟见效钢铁腐蚀若干年煤、石油等化石燃料的形成几千万年以上化学反应与能量第三节化学反应速率和限度1、 含义：浓度常用-1，时间常用s，min。3 、单位：2、数学表达式为：一、化学反应速率通常用单位时间内反应物浓度的减少量或生

2、成物浓度的增加量（均取正值）来表示。mol/(Lmin)或mol/(Ls)定量描述化学反应与能量第三节化学反应速率和限度【课堂练习】1下列关于化学反应速率的说法中，正确的是（ ）A化学反应速率是化学反应进行快慢程度的物理量B化学反应速率通常用单位时间内生成或消耗某物质的质量的多少来表示C在反应过程中，反应物浓度逐渐变小，所以用反应物表示的化学反应的速率为负值D化学反应速率越大，则单位时间内生成物的产量就越大A化学反应与能量第三节化学反应速率和限度【课堂练习】 2、在 N2 + 3H2 2 NH3反应中，自开始至秒，氨的浓度由变为0. 6 mol/L，则以氨气表示的化学反应速率是多少？= 0.3

3、mol/(Ls)v (NH3) =c (NH3) t=(0. 6 0 )mol/L2s化学反应与能量第三节化学反应速率和限度【思考】反应速率是瞬时速率还是平均速率？（4）化学反应速率的特点：在同一个反应中，可以用反应物或生成物来表示反应速率。化学反应速率是一段时间内的 速率，且均为 值。化学反应速率适用于 和 。注意：对于固体和纯液体的浓度可视为常数，故一般不用纯液体或固体来表示化学反应速率。平均正溶液气体化学反应与能量第三节化学反应速率和限度【课堂练习3】在2L密闭容器中，某气体反应物在2s内由8mol变为，用此反应物表示该反应的平均反应速率为（ ）A. 0.4 mol（Ls）1 B. 0.

4、3 mol（Ls）1 C. 0.2 mol（Ls）1 D. 0.1 mol（Ls）1 C化学反应与能量第三节化学反应速率和限度【课堂练习4 】 已知反应：2SO2O2 2SO3在1L的密闭容器中进行，1分钟后，测得SO3的物质的量增加了0.6 mol，求SO3、SO2、O2的平均反应速率及速率之比。【思考】同一化学反应中，可以用反应物或生成物来表示反应速率，用不同的物质表示其反应速率时，数值相同吗？意义相同吗？化学反应与能量第三节化学反应速率和限度（4）化学反应速率的特点： 对于同一化学反应，在相同的反应时间内，用不同的物质来表示其反应速率，其数值可能 ，但这些不同的数值表示的都是 同一个反应

5、的速率。 因此，表示化学反应的速率时，必须指明是用哪种物质表示的反应速率。不同速率之比= 之比= 之比= 之比。物质的量变化系数浓度变化量化学反应与能量第三节化学反应速率和限度【练习】反应4NH3+5O2 4NO+6H2O 在5升的密闭容器中进行，30秒后，NO 的物质的量增加了，此反应的平均反应速率用NO来表示为多少？ 若用O2的浓度变化来表示此反应速率是多少？ 若用NH3 来表示呢?（Ls）v(O2（Ls）v(NH3（Ls）化学反应与能量第三节化学反应速率和限度【课堂练习5】在一定条件下，mA+nB=pC的反应中，各物质的化学反应速率为V(A)=amolL-1s-1, V(B)=a/2mo

6、lL-1s-1, V(C)=amolL-1s-1, 则该反应的化学方程式是 。2A+B=2C化学反应与能量第三节化学反应速率和限度【能力提升】则该反应速率的快慢顺序为:反应 A + 3B = 2C + 2D 在四种不同条件下的反应速率为：(1)(A)=0.3mol/(Ls )(2) (B)=0.6mol/(Lmin)(3) (C)=0.4mol/(Ls)(4) (D)=0.45mol/(Ls)(1)(4)(3)(2)反思:比较反应的快慢,应取同一参照物且单位要一致。化学反应与能量第三节化学反应速率和限度【思考】在相同条件下，等质量（金属颗粒大小相同）的下列金属与等量1mol/L 盐酸反应时，速

7、率最快的是（ ） A 镁 B 铝 C 钠 D 铁二、影响化学反应速率的因素C化学反应与能量第三节化学反应速率和限度影响化学反应速率的条件： 影响化学反应速率的条件内因外因反应物本身的性质？化学反应与能量第三节化学反应速率和限度（2）外部因素对化学反应速率的影响化学反应与能量第三节化学反应速率和限度实验26气泡冒出速率增大气泡冒出速率增大有气泡冒出，较慢MnO2能加快反应速率FeCl3能加快反应速率无催化剂反应较慢（2）外部因素:化学反应与能量第三节化学反应速率和限度（2）外部因素:实验25产生气泡速率增大，带火星火柴 复燃升高温度，反应速率增大有气泡冒出产生气泡速率减小降低温度，反应速率减小2

8、H2O2 = 2H2O +O2化学反应与能量第三节化学反应速率和限度规律：当其它条件不变时，升高温度，化学反应速率增大。降低温度，化学反应速率减小。实验测得，温度每升高10度，化学反应速率通常增大原来的24倍。注意：温度对反应速率的影响不受反应物状态的限制（无论放热反应还是吸热反应）。（1）温度对化学反应速率的影响化学反应与能量第三节化学反应速率和限度规律：催化剂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，叫正催化剂；有的催化剂能减慢化学反应速率，叫负催化剂。在实践中，如没有特殊说明，凡说催化剂都是指正催化剂。催化剂中毒：催化剂的催化性能往往因接触少量的杂质而明显下降甚至遭破坏，这种

9、现象叫催化剂中毒。催化剂只有在一定的温度下才能最大限度的显示其催化作用，不同的催化剂对温度的要求不一样。（2）催化剂对化学反应速率的影响化学反应与能量第三节化学反应速率和限度规律：当其它条件不变时，增大反应物的浓度，化学反应速率增大。减小反应物的浓度，化学反应速率减慢。（3）浓度对化学反应速率的影响（4）压强：对于气体参加的反应，增大压强（通过缩小容器的体积实现），化学反应速率 。 对于气体参加的反应来说，增大压强，可以使单位体积内气体的物质的量增大，实际上相当于增大了气体反应物的浓度。 注意：浓度是对溶液和气体而言。改变纯固体或纯液体的量，反应速率几乎不变。加快化学反应与能量第三节化学反应速

10、率和限度（5）其它因素对化学反应速率的影响a.反应物的状态：一般来说，配成溶液或反应物是气体，都能增大反应物之间的接触机会，有利于加快反应速率。b.固体表面积：一般来说，颗粒越小，与其他物质接触面积越大，反应速率越快。c.光、超声波、磁场等也会影响某些反应速率。化学反应与能量第三节化学反应速率和限度练习： 1、在2L的密闭容器中，发生下列反应： 3A(g)+ B(g)=2C(g)+D(g)。若最初加入的A 和B 都是4mol，在前10s A 的平均反应速率为0.12mol/(Ls)，则10s时，容器中B的物质的量为 。 化学反应与能量第三节化学反应速率和限度 2.某温度时在2L容器中X、Y、Z

11、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：1、反应开始2min内的X、Y、Z的化学反应速率2、该反应的化学方程式为：_。化学反应与能量第三节化学反应速率和限度3.把镁条投入到盛有盐酸的敞口容器中,产生氢气的速率变化如图,分析其原因: 化学反应与能量第三节化学反应速率和限度 4.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CO2气体体积随反应时间变化的情况，绘制如图曲线。请分析讨论以下问题。（1）在0t1、t1t2、t2t3各相同的时间段里,反应速率最大的是_时间段，收集到气体最多的是_时间段。（2）试分析三个时间段里，反应速率不同的可能原因(该反应是

12、放热反应)。（3）在t4后，为什么收集到的气体的体积不再增加？ 开始时C(H+)大,该反应的反应速率大; t1t2由于反应放热温度升高,所以速率迅速增大;最后是因为C(H+)减小了，反应速率减慢.化学反应与能量第三节化学反应速率和限度 练习5：在25时，向100mL含的盐酸中，放入铁粉，反应进行到2s时收集到氢气1.12L(标况)，之后反应又进行了4s，铁粉全溶解。若不考虑体积变化，则：(1)前2s内用FeCl2表示的平均反应速率为 ；(2)后4s内用HCl表示的平均反应速率为 ；(3)前2s与后4s比较，反应速率 较快，其原因可能 。0.25mol/Ls0.25mol/Ls前2s前2s时段盐

13、酸浓度比后4s时段大化学反应与能量第三节化学反应速率和限度第二章化学反应与能量第三节 化学反应的 速率和限度化学反应与能量第三节化学反应速率和限度思考？ 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，而且这是一个可逆反应。请大家回忆氯水中含有哪些微粒。氯水的成份： 分子：Cl2 、HClO 、H2O 离子：H+ 、 Cl- 、ClO- 等Cl2 能 与H2O发生可逆反应：Cl2 + H2O HClO + HCl化学反应与能量第三节化学反应速率和限度H2 + I2 2H

14、I 正反应逆反应什么叫做可逆反应？ 在同一条件下,既向正反应方向进行,同时又向逆反应方向进行的反应.典型的可逆反应有:N2+3H2 2NH3催化剂高温高压2SO2+O2 2SO3催化剂高温 SO2 +H2O H2SO3NH3 +H2O NH3 H2O启示: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。化学反应与能量第三节化学反应速率和限度N2 + H2 NH3 在一固定容积的密闭容器里，加1molN2和3mol H2 (合适催化剂)，能发生什么反应？（1）开始时c(N2) 、c(H2)大， c(NH3) =0开始阶段有什么特征？只有正反应，v(逆)=0催化剂N2 +

15、 3 H2 2NH3高温化学反应与能量第三节化学反应速率和限度N2 + H2 NH3（2）瞬间后c(N2) 、c(H2 )变小 , c(NH3)0瞬间过后有什么特征？正逆反应都进行，v(逆) 0，v(正) v(逆) （3）c(N2) 、c(H2)逐渐变小，c(NH3)逐渐增大， 三种物质的浓度达到一个特定值。一定时间段内有什么特征？v(正)= v(逆) 0N2 + H2 NH3化学反应与能量第三节化学反应速率和限度 由于v(正)= v(逆) 0，虽然正、逆反应都在进行，但各种物质的百分含量、浓度都不会发生变化. 从外表上看，反应好象“停止”。 可逆反应的这种特殊状态就是我们今天要研究的化学平衡

16、状态。化学反应与能量第三节化学反应速率和限度反应速率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N2+3H2 2NH3催化剂高温高压交流与讨论化学反应与能量第三节化学反应速率和限度1、定义 在一定条件下的可逆反应中，当正反应速率和逆反应速率相等，反应混合物中各组分的浓度保持不变的状态。前提（适用范围）：可逆反应内在本质：v(正)= v(逆) 0外在标志：反应混合物中各组分 的浓度保持不变二、化学平衡状态化学反应与能量第三节化学反应速率和限度2、化学平衡状态的特征()动：动态平衡（v(正)= v(逆) 0）(2)等：v(正)= v(逆)

17、()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。()变：条件改变，原平衡被破坏，在新的条件下建立新的平衡。()逆化学反应与能量第三节化学反应速率和限度此条件下进行到什么时候达到了这个反应的限度?此时的反应是否停止了？此时为何3种物质的浓度保持不变? 某温度和压强下的密闭容器中,2SO2+O2 2SO3催化剂化学反应与能量第三节化学反应速率和限度练习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对于可逆反应MN Q达到平衡状态时，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

18、变成了QC. M、N、Q的浓度都保持不变D. 反应已经停止C化学反应与能量第三节化学反应速率和限度下列说法可以证明反应N2+3H2 2NH3 已达平衡状态的是 ( )个NN键断裂的同时,有3个HH键形成个NN键断裂的同时,有3个HH键断裂个NN键断裂的同时,有6个NH键断裂个NN键断裂的同时,有6个NH键形成A、C 随堂练习化学反应与能量第三节化学反应速率和限度在一定温度下,可逆反应A(g)+3B(g) 2C(g)达到平衡的标志是（）A.A的生成速率与C分解的速率相等 B.单位时间内生成nmolA,同时生3nmolBC.A、B、C的浓度不再变化 D.A、B、C的分子数比为1:3:2C14CO2

19、 + C CO，达到化学平衡后，平衡混合物中含14C的粒子有 。14CO2、14C、14CO化学反应与能量第三节化学反应速率和限度3、化学平衡状态的判定对于可逆反应m A(g) n B(g) + p C(g) 在一定条件下达到平衡状态有以下几个标志(1)A的生成速率和分解速率相等(2)单位时间生成n mol B和p mol C的同时，生成m mol A（3）A、B、C的物质的量不再改变（4）A、B、C的浓度不再改变（5）A、B、C的百分含量不再改变化学反应与能量第三节化学反应速率和限度练习:在密闭容器中充入4mol HI,在一定温度下,反应 2HI (g) H2 (g)+I2 (g)达到平衡时

20、,有30%的HI分解,则平衡时混合气体中氢气的物质的量为多少, 混合气体总物质的量为多少?化学反应与能量第三节化学反应速率和限度 化学平衡计算的一般步骤: “三步曲”1.写出有关平衡的化学方程式2.找出各物质的 起始量 转化量 平衡量3 根据已知条件列式反应物的转化率化学反应与能量第三节化学反应速率和限度在合成氨工业中,由a mol氮气, b mol氢气混合反应达到平衡,有 c mol 氨气生成,则氨气在反应混合物中所占的体积分数为 c / (a+b-c) 100%化学反应与能量第三节化学反应速率和限度定义：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。V正V逆V正=V逆0条件改变 平衡1 不平衡 平衡2建立新平衡破坏旧平衡V正=V逆0一定时间 影响化学平衡的条件一、化学平衡的移动V正 V逆 平衡向正反应方向移动V正 = V逆 平衡不移动V正 V逆 平衡向逆反应方向移动化学反应与能量第三节化学反应速率和限度探