化学反应速率和反应限度 完整版PPT

1、3 化学反应 的速率和限度 思考与交流在化学实验和日常生活中，我们经常观察到这样的现象：有的化学反应进行得很快，有的化学反应进行的很慢。你了解下列化学变化过程进行的快慢吗？反应的快慢与我们有什么关系？溶洞爆炸思考与交流你了解以上反应进行的快慢吗？炸药爆炸金属锈蚀食物腐败离子反应塑料老化溶洞形成快快慢慢慢慢化学反应的快慢是相对的！新概念不同的化学反应进行的快慢千差万别，快和慢是相对而言的，我们以上的判断方法都是定性地描述反应的快慢。而在科学研究和实际应用中，往往需要定量地描述一个反应的快慢。什么是定性？什么是定量？ 思考？新概念例如：我们学过物理都知道： （1）光的传播速度是很快的； （2）光在

2、空气中的传播速度是3108m/s。这是定性描述属于基本常识属于科学素养这是定量描述思考?如何定量地判断一个化学反应的快慢呢？学科连接在物理中我们是如何定量地判断一个物体移动速度快慢的？用速度来描述：单位时间内物体移动的距离的大小v st1、化学反应速率的定义： 化学反应速率是用单位时间（如每秒，每分，每小时）内反应物浓度的减小量或生成物浓度的增加量来表示化学反应快慢的物理量。 计算式：一、化学反应的速率mol/(Lmin) 或 mol/(Ls)c(B) tV(B) = (v只为正值)单位：molL-1min-1或molL-1s-1 例：反应4NH3+5O2 = 4NO+6H2O(g) 在5升的

3、密闭容器中进行，30秒后，NO 的物质的量增加了0.3mol，此反应的平均反应速率用NO来表示为多少？问题1：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? 若用H2O(g)来表示呢?v(NO)=0.002mol/（Ls）v(O2)=0.0025mol/（Ls）v(NH3)=0.002mol/（Ls）v(H2O)=0.003mol/（Ls） 例题：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0.3mol，此反应的平均反应速率用NO来表示为多少？问题2：此反应的同一种速率用不同物质表示为什么数值不同？请求出它们的比值？你能否

4、发现它们的比值有何规律?为什么?v(NO)=0.002mol/（Ls）v(O2)=0.0025mol/（Ls）v(NH3)=0.002mol/（Ls）v(H2O)=0.003mol/（Ls） 注意：1、在同一反应体系中用不同的物质来表示反应速率时，其数值是可以不同的，但是这些数值都表示_反应速率。因此化学反应速率的表示必须说明用哪种物质来做标准。 2、用同一反应体系中不同物质表示同一速率时，其数值比一定_化学方程式中相应的化学计量数之比。同一个等于即反应aA(g)+bB(g)=cC(g)+dD(g)的 v(A):v(B):v(C):v(D)=a:b:c:d 练习：反应 A + 3B = 2C

5、+ 2D 在四种不同条件下的反应速率为：(1)v(A)=0.3mol/Ls (2)v(B)=0.6mol/Ls (3)v(C)=0.4mol/Ls (4)v(D)=0.45mol/Ls则该反应速率的快慢顺序为。(1)(4)(2)=(3) 注意：1、 比较同一反应在不同条件下的速率快慢时，应以同一单位时间内同一物质的浓度变化为依据。 2、化学反应速率表示的是_速率而不是_速率.平均瞬时3、对于有纯液体或固体参与的化学反应，一般不用纯液体或固体来表示化学反应速率。如Fe2O3+3CO = 2Fe3CO2小 结定义：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成物浓度的增加量（均取正值）来表示

6、。v（B）c（B）t反应速率单位：mol/(Lmin) 或mol/(L s)注意：1、反应速率要指明具体物质并取正值 2、表示气体或溶液反应速率 3、指平均速率练习： 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10sA 的平均反应速率为0.12mol/(Ls)，则10s时，容器中B的物质的量为 。 3.2mol回顾 用单位时间内反应物浓度的减少量或生成物浓度的增加量（均取正值）来表示化学反应快慢的物理量。v（B）c（B）t反应速率单位：mol/(Lmin) 或mol/(L s)1、化学反应速率的定义：反应aA(g)

7、+bB(g)=cC(g)+dD(g)的 v(A):v(B):v(C):v(D)=a:b:c:d一、化学反应的速率表达式：规律：2、影响化学反应速率的条件：一、化学反应的速率讨论：比较下列每组化学反应的速率，并分析引起速率不同的可能原因：4. 夏天米饭变质 冬天米饭变质1. Mg + HCl(等浓度) Al + HCl (等浓度)2. Mg +HCl(等浓度) Mg +HAc (等浓度)3. 硫在空气中燃烧 硫在氧气中燃烧反应物的性质外界条件外因：外界条件影响化学反应速率的因素：内因：反应物的性质我们本节课重点探究的内容实验25 现 象 结 论 热水中 常 温冷水中溶液中产生气泡的速率很快温度越

8、高，化学反应速率越快溶液中有气泡产生，且速率较快温度的高低，能够影响化学反应速率的大小溶液中产生气泡的速率较慢温度越低，化学反应速率越慢化学方程式：2H2O2=2H2O + O2FeCl3结论：当其它条件不变时，升高温度，反应速率加快。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。应用：通常可以采用调控温度的办法来控制化学反应速率。（1）、温度2、影响化学反应速率的条件：例如：使用电冰箱储存食物化学反应方程式为：2H2O2= 2H2O + O2实验26 现 象 结 论加入MnO2加入FeCl3不加其它试剂立即有大量气泡产生催化剂MnO2能加快反应速率立即有大量气泡产生催化剂Fe

9、Cl3能加快反应速率溶液中有少量气泡出现不用催化剂，化学反应速率很小结论：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。（2）、催化剂2、影响化学反应速率的条件：科学视野：神奇的催化剂1、催化剂参加反应，改变反应历程，从而改变反应速率，但本身质量和化学性质不变。 注意：3、使用催化剂，应防止催化剂中毒(催化剂遇到某些杂质会失去催化效率)。2、催化剂具有高度的选择性（即专一性）。4、酶是一种生物催化剂。 讨论：影响化学反应速率的外界因素除了温度、催化剂外，还有没有其他的因素？思

10、考与交流1.实验时，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？为什么？ 增大固体表面积可以加快反应速率 （接触充分）2.人们常把固体物质溶于水配成溶液后再进行化学实验。为什么？思考与交流 通常，当反应物为溶液状态时反应速率较快。 固体物质溶于水后，微粒运动加快，接触机会增多，反应速率加快。原因：3. Zn与稀硫酸反应一段时间后，气泡会逐渐减少，如果添加一些适当浓度的硫酸溶液后，气泡又重新增多起来。为什么？减小浓度反应速率减慢，增大浓度反应速率加快。4.实验室制取氢气时，是用粗锌好（有Cu等杂质）还是用纯锌好，为什么？形成原电池可以加快反应速率。思考与交流5、为何工业合成氨，通

11、常在2107 5107 Pa的压强下进行？N2+3H2 2NH3铁触媒 500C20MPa-50MPa思考与交流 对于有气体参加的反应，增大压强可以加快反应速率。增大压强的本质是增大浓度原因：2、影响化学反应速率的因素浓 度：温 度：催化剂：浓度大，反应速率快 温度高，反应速率快催化剂一般加快反应速率压强:固体的表面积、反应物的状态等内因：反应物的性质外因：外 界 条 件气体反应，压强大，反应速率快 1用铁片与稀硫酸反应制氢气时，下列措施不能使氢气生成速率加大的是 （ ）A加热 B不用稀硫酸，改用98%浓硫酸C加水稀释硫酸 D不用铁片，改用铁粉B C练习：2把除去氧化膜的镁条投入到盛有稀盐酸的

12、试管中，发现H2发生的速率变化情况如图，其中t1t2速率变化的主要原因是_，t2t3速率变化的主要原因是_。t1t2: 反应放热，温度升高，反应速率加快。t2t3 :H浓度下降，反应速率逐渐减小。t1t2t3V(H2)t3、把下列四种X的溶液分别加入到盛有10mL2mol/L盐酸的烧杯中。并均加水到50mL，此时X和盐酸缓慢地进行反应，其中反应速率最快的是（ ）A . 20mL3mol/L B . 25mL2mol/L C . 10mL4mol/L D . 10mL2mol/LA注意：浓度大小的比较应以混合后为准。 4反应C（s）+H2O（g）CO（g）+H2（g）在一可变容积的密闭容器中进行

13、，下列条件的改变对其反应速率几乎无影响的是（ ）A增加C的量B将容器的体积缩小一半C保持体积不变，充入氮气使体系压强增大D保持压强不变，充入氮气使容器体积增大A C想一想：从教材的科学史话中，你得到什么启示？化学反应是有限度的，有些能进行的较彻底，有些反应是不彻底的，甚至是可逆的。二、化学反应的限度读一读：科学史话 -炼铁高炉尾气之谜二、化学反应的限度算一算： 下列两个反应按给定的用量进行，理论上能得到多少摩尔生成物？1、1molCl2和1molH22、1molN2和3molH2 2molHCl2molNH3 不可逆反应理论上能进行彻底，可逆反应理论上也不可能进行彻底，有一定的限度。二、化学反

14、应的限度1、可逆反应 在同一条件下,既能正向同时又能逆向进行的化学反应。a、定义：例：N2+3H2 2NH32SO2 + O2 2SO3Cl2+H2O HCl + HClO 思考与交流：P51正反应：反应物生成物逆反应：生成物反应物正反应逆反应H2 + I22HIb、注意：没有绝对不可逆的反应，通常把逆反应程度很小的反应称为不可逆反应。 如H2+Cl2= 2HCl，Ag+ + Cl- =AgCl等。正反应逆反应H2+ I22HI正反应和逆反应的确定1、可逆反应c、特点：1、可逆反应正反应、逆反应均不能进行彻底；反应物和生成物共存于同一体系；可逆反应最终达到平衡状态。化学平衡状态H2(g) +

15、I2 (g)在密闭容器中加入1mol H2和1mol I2发生反应2HI(g) 2. 化学平衡状态a、化学平衡状态的建立请你分析：随着反应的进行，各种物质的浓度、正反应速率和逆反应速率可能会发生怎样的变化？并画出它们随时间变化的示意图。反应速率v(正)v(逆)v(正)= v(逆)t1时间（t）0平衡状态物质浓度c(反应物)c(生成物)t1时间（t）0平衡状态物质浓度c(反应物)c(生成物)t1时间（t）0平衡状态物质浓度c(反应物)c(生成物)t1时间（t）0平衡状态小结：1、随着反应的进行，反应物浓度逐渐减小，生成物浓度逐渐增大，最终各物质的浓度均保持不变(不一定相等）。2、随着反应的进行，

16、正反应速率逐渐减小，逆反应速率逐渐增大，最终正反应速率和逆反应速率达到相等(不为零）。此时，该可逆反应达到平衡状态。b. 化学平衡状态的定义： 一定条件下，可逆反应里，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。强调四点前提：一定条件下实质：v正=v逆 0标志：各组分的浓度保持不变对象： 可逆反应c、化学平衡状态的特征(1)动：动态平衡（正逆反应仍在进行）(2)等：正反应速率=逆反应速率(3)定：反应混合物中各组分的浓度保持 不变，各组分的含量恒定(不一定相等)。(4)变：条件改变，原平衡被破坏，在新的条件下建立新的平衡。d、化学平衡状态与反应限度的关系 可逆反应达到平

17、衡状态，各物质的浓度不再改变，达到一种表面静止的状态，也达到了给定条件下化学反应所能达到或完成的最大程度，即该反应进行的限度。 化学平衡状态即化学反应的限度，反应物达到最大转化率。e、化学反应限度的影响因素：反应物性质、温度、浓度、压强等。回顾：1. 化学平衡状态的定义： 一定条件下，可逆反应里，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。2、化学平衡状态的特征：(1)动：动态平衡（正逆反应仍在进行）(2)等：正反应速率=逆反应速率(3)定：反应混合物中各组分的浓度保持 不变，各组分的含量恒定(不一定相等)。(4)变：条件改变，原平衡被破坏，在新的条件下建立新的平衡。【

18、例1】 （95高考题）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.C的生成速率与C的分解速率相等 B.单位时间内生成nmolA,同时生成3nmolBC.A、B、C的浓度不再变化 D.A、B、C的分子数比为1:3:2E. A、B、C的浓度相等怎样判断可逆反应是否达到平衡状态？重要题型：A C5、化学平衡状态的标志标志一： v正=v逆 (同一物质的消耗 速率等于其生成速率）标志二：各组分的浓度、含量等保持不变(不一定相等、不一定等于计量数之比）。【例2】下列说法可以证明反应N2+3H2 2NH3 已达平衡状态的是( )A.1个NN键断裂的同时,有3个HH键形成B

19、.1个NN键断裂的同时,有3个HH键断裂C.1个NN键断裂的同时,有6个NH键断裂D.1个NN键断裂的同时,有6个NH键形成AC 例1在一密闭容器中进行如下反应：2SO2(气)+O2(气) 2 SO3(气)，已知反应过程中某一时刻SO2、O2、SO3的浓度分别为0.2mol/L、0.1mol/L、0.2mol/L，当反应达平衡时，可能存在的数据是（ ）A. SO2为0.4mol/L、O2为0.2mol/L BSO2 为0.25mol/LCSO2、SO3均为0.15mol/L DSO3 为0.4mol/LB6、化学平衡的计算2在一密闭容器中，等物质的量的A和B发生如下反应：A(g)+2B(g) 2C(g)，一段时间后反应达到平衡，若混合气体中A和B的物质的量之和与C的物质的量相等，则这时A的转化率是（ ）A40% B50% C60% D70%A反应物的转化率=cc(始)100nn(始)100=三、化学反应条件的控制 化学反应速率和化学反应限度受条件的影响，通过控制反应条件可以促