高中化学必修二第二章第三节化学反应的速率和限度

第二章化学反应与能量

第三节

化学反应的速率和限度学习目标：

1、理解化学反应速率的概念、表示方法及影响因素。

2、通过实验探究、感受不同化学反应的反应速率快慢的不同。

3、提高学习化学的兴趣，体会化学知识与生活的密切联系，培养科学的价值观。重点：化学反应速率的概念、表示方法及影响因素。难点：化学反应速率的影响因素。【思考与交流】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？这些化学变化有何差异？爆炸牛奶腐坏铁棒生锈溶洞形成很快

较快较慢很慢一、化学反应的速率1、表示方法

通常用单位时间内反应物浓度的减小或生成物浓度的增大来表示化学反应速率。2.数学表达式

V=△C/△t

3、单位

mol•L-1•S-1mol/（L•S）

或mol•L-1•min-1mol/(L•min)

4、注意事项：（1）指明物质（2）取正值（3）平均速率（4）固体和纯液体的化学反应速率也视为常数。（5）各物质的反应速率之比等于其化学计量数之比。(练习)例1：在合成氨反应N2+3H2=2NH3中，H2的浓度在2分钟内由8mlo/L变为2mol/L，该化学反应的速率是多少？是：V（H2）=3mol/（L•min）

？还是：V（N2）=1mol/（L•min)？还是V（NH3）=2mol/(L•min)?.都可以！深入思考:比较

v（H2）=5mol/（L•min）与v（N2）=101mol/（L•s)方法1、统一单位2、统一物质比较快慢2、某一反应物的浓度是1.0mol/L，经过20s后，它的浓度变成了0.2mol/L，在这20s内它的反应速率为（）A.0.04B.0.04mol/（L·s）

C.0.8mol·（L·s）-1

D.0.04mol/LB思考？？？在相同条件下，等质量表面积相同的下列金属与同浓度的盐酸反应，反应速率最快的是（）A.铁B.镁C.铝D.钠二、化学反应速率的影响因素（1）内因（决定作用）：反应物的性质（2）外因（外界条件）溶液中产生气泡的速率很快温度越高，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升高反应体系的温度，化学反应速率加快；一、温度对化学反应速度的影响化学反应方程式为：2H2O2=2H2O+O2↑其他条件不变，温度每升高10℃，速率提高2~4倍化学反应方程式为：2H2O2=2H2O+O2↑立即有大量气泡产生2H2O2=2H2O+O2↑肝脏研磨液能加快反应速率有大量气泡产生2H2O2=2H2O+O2↑催化剂FeCl3能加快反应速率溶液中有少量气泡出现不用催化剂，化学反应速率很小二、催化剂对过氧化氢的分解速率的影响在其它条件不变时，催化剂通常可以加快化学反应速率；不同催化剂对同一个反应的催化能力不同。

思考与交流（P.49）：1、为什么要将食物存放在冰箱中？2、实验时通常将两种块状或颗粒状的固体药品研细，并混合后进行反应，原因？3、人们常把固体试剂溶于水配成溶液后再进行化学实验，原因？4、实验室常用约30%左右的硫酸溶液与锌粒反应制氢气，当反应进行一段时间后，气泡变得稀少了（锌粒还有剩余），如果再添加一些适当浓度的硫酸溶液，气泡又重新多起来，原因？在其它条件不变时，增大反应物的

浓度，可以增大反应速率。三、浓度对过氧化氢的分解速率的影响影响化学反应速率的外界因素除了浓度、温度、催化剂外，还有没有其他的因素？为何工业合成氨，通常在2×107~5×107Pa的压强下进行？压强N2+3H22NH3铁触媒500ºC20MPa----50MPa

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大，因此，也可以增大反应速率。四、压强对过氧化氢的分解速率的影响化学反应速率的影响因素（1）内因（决定作用）：反应物的性质（2）外因（外界条件）①温度：温度升高，化学反应速率加快

2H2O2====2H2O+O2↑FeCl3△小结②催化剂：催化剂能极大地加快化学反应速率

2H2O2====2H2O+O2↑MnO2

③浓度：在其它条件不变时，增大反应物的浓度，可以增大反应速率。

④压强：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大，因此，也可以增大反应速率。

⑤其它条件：如光、反应物颗粒大小、溶剂、反应物的状态等都可以影响化学反应速率。练一练：1、把除去氧化膜的镁条投入到盛有少量盐酸的试管中，产生氢气的速率如图所示，在下列因素中，影响反应速率的因素是（）①盐酸的浓度②镁条的表面积③溶液的温度④Cl-的浓度A、①④

B、③④

C、①②③D、②③速率t３t１t２时间C三、探究影响化学反应速率的外界条件因素的意义控制反应条件，提高对人类有利的化学反应速率，降低对人类不利的反应速率1.请预计大理石（CaCO3

）分别与0.1mol/L和1mol/L的盐酸反应的快慢。你能得出什么结论吗？2.块状CaCO3、粉末状CaCO3与0.1mol/L的盐酸反应谁快谁慢？为什么？增大浓度反应速率加快，减小浓度反应速率减慢。增大固体表面积可以加快反应速率（接触充分）浓度的影响固体表面积思考与交流2、（2000广东）用铁片与稀硫酸反应制取氢气时，下列措施不能使氢气生成速率加快的是（）A、加热B、不用稀硫酸，改用98%的浓硫酸C、滴加少量CuSO4溶液D、不用铁片，改用铁粉B3.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)=amol/(L·s),v(B)=0.5amol/(L·s),v(C)=amol/(L·s),则该反应的化学方程式为：______________________原因：mA+nB=Pca0.5aax1ayX=2y=2答案：2A+B=2C4.反应A(g)+3B(g)=2C(g)在2L密闭容器中反应，0.5min内C的物质的量增加了0.6mol，有关反应速率正确的是（）A、V(A)=0.005mol/(L·s)B、V(C)=0.002mol/(L·s)C、V(B)=V(A)/3D、V(A)=0.001mol/(L·s)AA(g)+3B(g)=2C(g)32xy0.01mol/L·SX=0.005mol/L·Sy=0.015mol/L·S0.5min=30s0.6mol/L÷30s=0.01mol/L·S5.某反应的反应物浓度在5min内由6mol/L变成了2mol/L，则以该反应物浓度的变化表示的该反应在这段时间内的平均反应速率？ν＝Ct＝5min6mol/L

－2mol/L＝0.8mol/(L·min)

解：答：用该物质表示的该反应在这段时间内的平均反应速率为0.8mol/(L·min)6.下列过程中，需要加快化学反应速率的是（）

A.钢铁腐蚀B.食物腐坏

C.炼钢D.塑料老化7.在某一化学反应中，反应物B的浓度在5s内从2.0mol/L变成0.5mol/L，在这5s内B的化学反应速率为（）A.0.3B.0.3mol/（L·s）C.0.4mol（L·s）-1D.0.04mol/LCB9.100mL浓度为2mol/L的硫酸跟过量的锌片反应，为加快反应速率，又不影响生成的氢气的总量，可采用的方法是（）A.加入适量的6mol/L的硫酸B.适当加热C.加入适量蒸馏水D.加入适量的稀硝酸BB二、化学反应的限度科学研究表明，不少化学反应都具有可逆性，如：SO2+H2OH2SO3Cl2+H2OHCl+HClOH2+I22HI

正向反应逆向反应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。N2+3H22NH32SO2+O22SO31、当一个可逆反应进行到正反应速率与逆反应速率相等时，反应物和生成物的浓度不再改变，达到表面上静止的一种“平衡状态”，这就是这个反应所能达到的限度。（1）在一定条件下的可逆反应里，当正反应速率与逆反应速率相等，反应物和生成物的浓度不再改变的状态叫做“化学平衡状态”。逆：化学平衡研究的对象是可逆反应。等：

v(正)＝v(逆)（是化学平衡状态的本质）。动：是动态平衡，正、逆反应还在不断进行，

正、逆反应速率相等，但不等于零。（2）化学平衡状态的特征：逆、等、动、定、变。2、任何化学反应的进程都有一定的限度，只是不同反应的限度不同罢了。3、在可逆反应中，反应物不能按化学计量数之比完全转化为生成物,因此,反应物的转化率小于100％。如：浓度、温度、压强、催化剂等。5、化学反应的限度可以通过改变条件而改变。4、有些反应的可逆性很小，如Ag++Cl-=AgCl↓一般可视为不可逆反应。定：平衡时，各组分的浓度保持一定（是化学平衡状态的外观特征）。变：当外界条件发生改变时，则原平衡可能被破坏，各组分的浓度就会随之发生变化，在新的一定条件下又会建立新的平衡状态。如果改变影响化学平衡的一个条件，平衡将向着减弱这种改变的方向发生移动！！！反应速率v(正)v(逆)v(正)=v(逆)t1时间（t）0(1)0~t1：v(正)>v(逆)(2)t1以后：v(正)=v(逆)t1以后反应处于平衡状态!什么是化学平衡呢？化学反应的限度2.化学平衡状态：

指在一定条件下的可逆反应，正反应和逆反应的速率相等，反应混合物中各组分的浓度保持不变的状态。一定条件下可逆反应如何理解V(正)＝V(逆)?例如，一定条件下，可逆反应N2＋3H22NH3，对该可逆反应，表示正、逆反应速率可以用N2或H2或NH3来表示：（1）单位时间内，有1molN2反应掉，同时有1molN2生成（2）单位时间内，有3molH2反应掉，同时有2molNH3反应掉（3）单位时间内，有1molN2生成，同时有2molNH3生成以上均表示V(正)＝V(逆)三、化学反应条件的控制P.48思考与交流1、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，这就要通过控制反应条件来达到目的。2、提高燃料的燃烧效率的措施：（1）适当过量的空气，燃料与空气充分接触；（2）充分利用燃烧放出的热能，提高热能的利用率。3、意义：可以通过控制反应条件，使化学反应符合或接近人们的期望。化学反应条件的控制定向爆破下面以“提高煤的燃烧效率”为例，分析研究化学反应条件的选择。P491、煤被研得越细，粉末越小，与空气中O2得接触面积越大，燃烧越充分，反应速率越快。2、空气充足，煤燃烧生成CO2越充分，放热越多；若空气不足，则煤燃烧部分生成CO，CO排到空气中造成污染，且生成CO时，放出得热量大大减少。3、应选择保温隔热且耐热的炉膛材料；尽管煤燃烧是放热反应，但反应过程中煤燃烧需提供部分能量才能继续，因此利用煤燃烧放出的部分热量就可维持反应的继续进行，选用保温隔热材料的目的，正是为了防止热量散失。4、可将燃烧后的废气通过交换装置，供其他方面使用。5、燃料不充分燃烧有何危害？（1）产生热量少，浪费资源；（2）产生污染物，危害人体健康。6、燃料充分燃烧的条件是什么？燃料燃烧必须与空气接触，且要达到燃料的着火点，燃料充分燃烧要考虑两点：一是燃烧时要有足够多的空气，二是燃料与空气要有足够大的接触面积。控制化学反应条件的意义：对有利的或我们需要的化学反应，要想办法增大反应速率以提高生产或工作效率，并要采取措施促进反应的完成程度以提高原料的利用率或转化率；对有害的或我们不希望发生的化学反应，要设法降低反应速率。练习1、天然气和液化石油气燃烧的主要化学方程式依次为：CH4＋2O2→CO2＋2H2O，C3H8＋5O2→3CO2＋4H2O，现有一套以天然气为燃料的灶具，今改用液化石油气，应采用的正确措施是（）A、减少空气进入量，增大石油气进入量B、增大空气进入量，减少石油气进入量C、减少空气进入量，减少石油气进入量D、增大空气进入量，增大石油气进入量B2.面粉厂必须严禁烟火的主要原因是()A．防止火灾发生B．防止污染面粉C．吸烟有害健康D．面粉颗粒极小，当其扩散在空气中与空气充分接触，一旦引发反应，极易发生爆炸3.对于可逆反应M＋NQ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.M、N、Q的浓度都保持不变D.反应已经停止DC4.在溶液中发生的反应，对反应速率不发生影响的因素是()A．温度B．压强

C．浓度D．催化剂5.在反应：C+CO22CO中，可使反应速率增大的措施是()①增大压强②升高温度③通入CO2④增加碳的量⑤降低压强

A．①②③④B．②③④⑤C．①②③D．②③④BC6.在反应A(g)+3B(g)2C(g)中，若以物质A表示化学反应速率为0.2mol/(L·min)，则以物质B表示此反应的化学反应速率为

mol/(L·min)。

7.下列措施对增大反应速率明显有效的是()A．Na与水反应时增大水的用量

B．Fe与稀硫酸反应制取H2