化学反应的速率和限公开课

化学反应的速率和限公开课第1页/共64页化学反应有快有慢：第2页/共64页HCl＋NaOH＝NaCl＋H2O千分之一秒即完成H2＋Cl2＝2HCl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第3页/共64页1、定义：用来衡量反应进行快慢的物理量

化学反应速率用单位时间（如每秒，每分，每小时）内反应物的物质的量浓度的减少量或生成物的物质的量浓度的增加量来表示。2、计算式:一、化学反应速率

(物质的量浓度)第4页/共64页

例1、在N2+3H22NH3反应中，自开始至２秒，氨的浓度由０变为0.6mol/L，则以氨气表示的化学反应速率是多少？=0.3mol/(L·s)v(NH3)=△c(NH3)

△t=(0.6–0)mol/L2s问题1：v（N2）=v（H2）=问题2：此反应化学反应速率用不同物质表示为什么数值不同？数值上有何规律？第5页/共64页3、化学反应速率的特点—①同一反应，可用不同物质在单位时间内浓度的变化来表示，但必须指明是用哪种反应物或哪种生成物来表示。②用不同物质在单位时间内浓度变化表示时，数值不同，但意义相同。速率比等于方程式中的系数比③均取正值，且是某一段时间内的平均速率。④不能用固体或纯液体的浓度变化来表示速率⑤浓度指物质的量浓度，单mol/(L·s)mol/(L·min)第6页/共64页练习2、向一个容积为1L的密闭容器中放入2moLSO2和1moLO2,在一定条件下反应,2S末,测得容器内有0.8moLSO2,求2S内SO2,O2,SO3的反应速率和反应速率比.第7页/共64页练习3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-1·s-1,V(B)=a/2mol·L-1·s-1,V(C)=amol·L-1·s-1,

则该反应的化学方程式是

。2A+B=2C第8页/共64页练习4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)ν(A)=0.3mol/(L·s)(2)ν(B)=0.6mol/(L·s)(3)ν(C)=0.4mol/(L·s)(4)ν(D)=0.45mol/(L·s)(1)>(4)>(2)=(3)⑥反思:比较反应的快慢,应取同一参照物第9页/共64页

在相同条件下,等质量(金属颗粒大小相同)的下列金属与足量1mol/L盐酸反应时,速率最快的是

A镁B铝C钠D铁二、影响化学反应速率的因素§（一）化学反应速率是由反应物的性质决定的;

内因是主要因素第10页/共64页（二）外因因素:实验2－5现象结论热水中常温溶液中产生气泡速率较快冷水中溶液中产生气泡速率较慢溶液中产生气泡速率很快升高温度，反应速率增大降低温度，反应速率减小2H2O2=2H2O

+O2第11页/共64页规律：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2～4倍。注意：温度对反应速率的影响不受反应物状态的限制。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（1）温度对化学反应速率的影响第12页/共64页实验2－6现象结论加入MnO2加入FeCl3不加其他试剂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外因因素:第13页/共64页规律：催化剂能改变化学反应的速率。①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，这种现象叫催化剂中毒。③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。④催化剂对于可逆反应能同等程度改变正逆反应速率（2）催化剂对化学反应速率的影响第14页/共64页规律：①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。②改变固体或纯液体用量对速率无影响③对于可逆反应增大反应物或生物的浓度，化学方应速率都增大（3）浓度对化学反应速率的影响规律：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。减小固体反应物的表面积，化学反应速率减慢。（4）固体反应物的表面积对化学反应速率的影响（5）

压强的影响：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。第15页/共64页（三）、有关化学反应速率的计算例1、反应N2＋3H2＝2NH3在2L的密闭容器中发生反应，5min内NH3的质量增加了1.7g

求ν（NH3）、ν（N2）、ν（H2）。A、据公式计算B、据关系式计算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第16页/共64页练习5、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/(L·s)，则10s时，容器中B的物质的量为

。3.2mol第17页/共64页6、某温度时在2L容器中X、Y、Z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：___________。第18页/共64页7、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:

第19页/共64页8、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0～t1、t1～t2、t2～t3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(该反应是放热反应)。（3）在t4后，为什么收集到的气体的体积不再增加？

⑵开始时C(H+)大,该反应的反应速率大;t1—t2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.第20页/共64页9、练习：在25℃时，向100mL含HCl14.6g的盐酸中，放入5.6g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/L·s0.25mol/L·s前2s前2s时段盐酸浓度比后4s时段大第21页/共64页小结：1、化学反应速率及其表示方法：数学表达式为：可用不同反应物或生成物来表示一般不用固体和纯液体来表示浓度2、有关化学反应速率的计算A、据公式计算B、据关系式计算C、比较反应速率的快慢ν(B)＝△C△tB第22页/共64页３、外界条件对化学反应速率的影响主要外因：浓度温度催化剂；还有压强固体的表面积反应物的状态等第23页/共64页第三节化学反应的速率和限度第二课时第24页/共64页思考？

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+H2OHClO+HCl第25页/共64页H2+I22HI

正反应逆反应（复习）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:Cl2+H2OHClO+HClN2+3H22NH3催化剂高温高压2SO2+O22SO3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。≒ 2NO2第26页/共64页课堂练习1:

下列不属于可逆反应的是（）

A.氯气与水反应生成盐酸与次氯酸

B.N2与H2在一定条件下可以生成NH3，同时NH3又可以分解为N2和H2C.电解水生成H2和O2，H2和O2转化成H2OD.SO2溶于水和H2SO3分解C第27页/共64页N2+H2NH3

在一固定容积的密闭容器里，加1molN2和3molH2

(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+3H22NH3高温第28页/共64页N2+H2NH3（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+H2NH3第29页/共64页

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状态。第30页/共64页反应速率v(正)v(逆)t1时间（t）0(1)0~t1：v(正)>v(逆)(2)t1：v(正)=v(逆)平衡状态N2+3H22NH3催化剂高温高压交流与讨论第31页/共64页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，即该反应进行的限度前提（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、化学平衡状态第32页/共64页2、化学平衡状态的特征(３)动：动态平衡（v(正)=v(逆)

≠0）(2)等：v(正)=v(逆)

同种物质的消耗（或分解）速率和生成速率相等(４)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、物质的量不变。(５)变：条件改变，原平衡被破坏，在新的条件下建立新的平衡。(１)逆：只对于可逆反应第33页/共64页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+O22SO3△催化剂

时间（min)物质的量浓度(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34页/共64页练习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D2、对于可逆反应M＋NQ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全部变成了QC.M、N、Q的浓度都保持不变D.反应已经停止C第35页/共64页3、下列说法可以证明反应N2+3H22NH3

已达平衡状态的是()A.1个N≡N键断裂的同时,有3个H－H键形成B.1个N≡N键断裂的同时,有3个H－H键断裂C.1个N≡N键断裂的同时,有6个N－H键断裂D.1个N≡N键断裂的同时,有6个N－H键形成A、C随堂练习第36页/共64页5、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1:3:2C4、14CO2+CCO，达到化学平衡后，平衡混合物中含14C的粒子有

。14CO2、14C、14CO第37页/共64页3、化学平衡状态的判定对于可逆反应mA(g)nB(g)+pC(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nmolB和pmolC的同时，生成mmolA（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直接依据间接标志：总的物质的量、压强、密度、颜色第38页/共64页练习1、N2+3H22NH3反应达到平衡时，下列说法正确的是（）

A、N2和H2不再化合了

B、N2、H2、NH3的浓度相等

C、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

D、N2、H2、NH3的浓度保持不变D第39页/共64页练习2、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生成的速率与C分解的速率相等B.A、B、C的浓度不再变化C.单位时间生成n

molA同时消耗3n

molBD.A、B、C的分子数之比为1：3：2BC第40页/共64页413.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

A．C的生成速率与C的分解速率相等。

B．单位时间生成nmolA，同时生成3nmolB。

C．A、B、C的物质的量浓度保持不变。

D．A、B、C的分子数之比为1：3：2。

E．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。

G．容器中气体的总压强保持不变。A、C、F第41页/共64页4、下列说法中可以充分说明反应:P(气)+Q(气)R(气)+S(气),在恒温下已达平衡状态的是（）反应容器内压强不随时间变化P和S的生成速率相等C.反应容器内P、Q、R、S四者共存D.反应容器内总物质的量不随时间而变化B第42页/共64页6、在一定温度下的恒容容器中,当下列物理量不再发生变化时,表明反应:A(固)+3B(气)2C(气)+D(气)已达平衡状态的是()A.混合气体的压强B.混合气体的密度C.B的物质的量浓度D.气体的总物质的量BC第43页/共64页7、在一定温度下,下列叙述不是可逆反应A(气)+3B(气)2C(气)+2D(固)达到平衡的标志的是()①C的生成速率与C的分解速率相等②单位时间内生成amolA,同时生成3amolB③A、B、C的浓度不再变化④A、B、C的分压强不再变化⑤混合气体的总压强不再变化第44页/共64页⑥混合气体的物质的量不再变化⑦单位时间内消耗amolA,同时生成3amolB⑧A、B、C、D的分子数之比为1:3:2:2A.②⑧B.②⑤⑧C.①③④⑦D.②⑤⑥⑧第45页/共64页例一在密闭容器中充入4molHI,在一定温度下,反应

2HI(g)H2(g)+I2(g)达到平衡时,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?第46页/共64页

4、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=转化量

/起始量×100﹪

第47页/共64页在合成氨工业中,由amol氮气,bmol氢气混合反应达到平衡,有cmol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%第48页/共64页第三节化学反应的速率和限度第三课时第49页/共64页定义：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三、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第50页/共64页探究实验1FeCl3+3KSCNFe(SCN)3+3KCl

（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）、浓度对化学平衡的影响第51页/共64页1、浓度对化学平衡的影响分析t1t2t3应用

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，平衡向逆反应方向移动；结论

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。2SO2+O22SO3增大反应物的浓度对化学平衡的影响第52页/共64页【思考练习】

1、FeCl2溶液呈浅绿色，其中存在着下列平衡：Fe2++2H2OFe(OH)2+2H+

往该溶液中滴加盐酸，发生的变化（）

(A)平衡向逆反应方向移动

(B)平衡向正反应方向移动

(C)溶液由浅绿色变成黄色

(D)Fe2+物质的量增大AD第53页/共64页（2）、温度对化学平衡的影响例如：2NO22N2O4+Q为放热反应红棕色无色结论：其它条件不变的情况下，温度升高，平衡向吸热反应方向移动；温度降低，平衡向放热反应方向移动。第54页/共64页（3）催化剂对化学平衡无影响催化剂同等程度的加快或减慢正、逆反应速率(V正=V逆)；对化学平衡无影响。t时间（b）V速率V正V逆0V逆V正′′催化剂能缩短平衡到达的时间，但不能使平衡移动2、压强对化学平衡的影响第55页/共64页

4、压强对化学平衡的影响[观察实验]：2NO2N2O4[思考]：加压前后颜色有什么变化？为什么？1、在其它条件不变的情况下，增大压强，平衡向着气体体积缩小的方向移动。

2、对于反应前后气体不变的反应平衡不移动3、改变压强必须引起气体浓度的变化，使正逆速率不等[结论]：第56页/共64页V-t图象减小压强增大压强t1t2tvv逆v正V正t1t2tvV逆第57页/共64页化学平衡的移动原理勒夏特列原理

如果改变影响平衡的一个条件（如浓度、压强或温度等），平衡就向能够减弱这种改变的方向移动——勒夏特列原理减弱这种改变（只是减弱，不是改变）

升高温度、增加反应物、增大压强时，化学平衡分别