春高中化学人教必修二教学化学反应的速率和限剖析

春高中化学人教必修二教学化学反应的速率和限剖析第1页/共57页但溶洞景观的形成要经过成百上千年的缓慢变化，反应速率太慢了！第2页/共57页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第3页/共57页1.定义：用单位时间内反应物浓度的减小

或生成物浓度的增加来示。2、表示方法：mol/(L·min)或mol/(L·s)3、单位：化学反应速率常用mol·L-1常用s或min注意：mol/L·S写法是错误的第4页/共57页

练习—巩固在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第5页/共57页

25℃时,一份双氧水样品经过2h,H2O2的浓度从5×10-2mol·L-1

下降到3×10-2mol·L-1.那么,该双氧水在这2小时中分解的平均速率约是___________mol·(L·min)-1

5×10-2mol·L-1-3×10-2mol·L-12×60min=1.67×10-4mol·(L·min)-1

解：练习:

v=——

⊿c⊿t=第6页/共57页例题：反应4NH3+5O24NO+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？=0.002mol/(L·s)△c(NO)

=△n(NO)

V=0.3mol5L=0.06mol/Lv(NO)=△c(NO)

△t=0.06mol/L30s第7页/共57页问题1：若用O2的浓度变化来表示此反应速率是:问题2：v(NO)=0.002mol/(L·s)与v(O2)=0.0025mol/(L·s)对于同一化学反应，用不同物质表示化学反应速率，数值上有何规律？v(NO)=0.002mol/(L·s)v(O2)=0.0025mol/(L·s)例题：反应4NH3+5O24NO+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？第8页/共57页4、对于同一个反应来说，用不同的物质表示其化学反应速率数值可能不同，但其表示整个反应的快慢是相同的第9页/共57页5、同一化学反应，用不同物质浓度表示化学反应速率数值不同，但数值之比等于化学方程式中的化学计量数之比．即对于反应：aA(g)+bB(g)=cC(g)+dD(g)

vA:vB:vC:vD=a:b:c:d=Δn(a):Δn(b):Δn(c):Δn(d)=ΔcA:ΔcB:ΔcC:ΔcD第10页/共57页4、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：______________________2A+B=2C第11页/共57页5.A和B反应生成C，假定反应由A、B开始，它们的起始浓度均为1mol/L。反应进行2min后A的浓度0.8mol/L，B的浓度为0.6mol/L，C的浓度为0.6mol/L。则2min内反应的平均速率VA=__________，VB=_____________，VC=___________。该反应的化学反应程式为___________________________。

0.1mol/(L.min)0.2mol/(L.min)0.3mol/(L.min)A+2B=3C第12页/共57页

练习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)注意：单位一致用同一种物质表示，并不一定数值大化学反应速率大第13页/共57页有关化学反应速率的简单计算例1、反应N2＋3H22NH3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）。解：5min内生成NH3的物质的量浓度为：0.05mol/LC（NH3）＝1.7g17g/mol2L=ν（NH3）=0.05mol/L5min=0.01mol/(L·min)第14页/共57页化学反应速率表示时的注意事项：⑴化学反应速率实际上指的是某物质在某一段时间内化学反应的平均速率，而不是某一时刻的速率,且为正值.⑵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该反应的化学反应速率⑶对于同一化学反应，用不同的物质来表示其反应速率时，其数值可能不等，但都表示同一个反应的速率．因此在表示化学化学反应速率时必须指明是用哪种物质作为标准．第15页/共57页对于反应A2+3B22AB3以下表示的反应速率中，速率最大的是A、v(A2)=0.4mol·L-1min-1B、v(B2)=0.8mol·L-1min-1C、v(AB3)=0.6mol·L-1min-1D、v(A2)=0.01mol·L-1·S-1

D第16页/共57页在铝与稀硫酸的反应中，已知10s末硫酸的浓度减少了0.6mol/L，若不考虑反应过程中溶液体积的变化，则10s内生成硫酸铝的平均反应速率是（）A、0.02mol/(L•min)B、1.8mol/(L•min) C、1.2mol/(L•min) D、0.18mol/(L•min)2Al+3H2SO4=Al2（SO4）3+3H2↑

C第17页/共57页例.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57页练习:在某温度下,浓度都是1mol/L的两种气体X2和Y2,在密闭容器中反应生成气体Z,反应后测X2的浓度为0.4mol/L,Y2的浓度为0.8mol/L,生成的Z的浓度为0.4mol/L,则该反应式方程式为A.X2+3Y22ZB.2X2+Y22ZC.3X2+Y22ZD.X2+3Y22ZC第19页/共57页4.夏天米饭变质冬天米饭变质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：1.Mg+HClAl+HCl2.Mg+HClMg+HAc3.硫在空气中燃烧硫在氧气中燃烧有哪些条件能够影响化学反应的速率呢？第20页/共57页外因：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第21页/共57页有哪些条件能够影响化学反应的速率呢？科学探究：实验2－5第22页/共57页科学探究：实验2－5较慢产生气泡冷水中较快产生气泡常温在其它条件相同时，升高温度能加快化学反应的速率；降低温度则减慢。快速产生气泡热水中结论现象有哪些条件能够影响化学反应的速率呢？第23页/共57页规律：当其它条件不变时，升高温度，反应速率增大。降低温度，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。（1）温度对化学反应速率的影响第24页/共57页5%H2O2FeCl3溶液MnO2粉末催化剂对化学反应速率的影响科学探究：实验2－6第25页/共57页较慢产生少量气泡不加其它试剂较快产生大量气泡加入FeCl3在其它条件相同时,使用催化剂能加快化学反应的速率很快产生大量气泡加入MnO2结论现象科学探究：实验2－6第26页/共57页规律：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，这种现象叫催化剂中毒。（2）催化剂对化学反应速率的影响第27页/共57页（1）Fe(s)+CuSO4(aq)=FeSO4(aq)+Cu(s)这个反应，增加Fe(s)的量。巩固训练一1、判断下列化学反应的速率是否受到影响（2）对于2Na+2H2O=2NaOH+H2↑这个反应，改变水的量。启发否否第28页/共57页启发①若反应物是固体或纯液体，量的改变不影响化学反应速率。②溶液量的改变，没有引起反应物浓度的改变，也不影响化学反应速率。第29页/共57页思考与交流你知道工业合成氨选择什么条件吗？为什么？高温、高压、催化剂N2+3H22NH3高温、高压催化剂思考

①此时管内压强有何变化？②气体的体积有何变化？③气体的物质的量又何变化？第30页/共57页3、判断下列化学反应的速率是否受到影响？巩固训练二启发否否（1）Fe(s)+CuSO4(aq)=FeSO4(aq)+Cu(s)

对于这个反应，增大压强。（2）向容器中充入1mol氮气和3mol氢气发生合成氨反应：①恒温、恒容下向容器中充入氮气。②恒温、恒容下向容器中充入氦气，使容器中总压强增大一倍。第31页/共57页启发①对于只有固体和液体参加的反应，压强的改变，不影响化学反应的速率。②虽然有气体参加反应，但若压强的改变没有引起反应物浓度的改变，化学反应的速率也不会改变。第32页/共57页小结：使用催化剂，化学反应速率加快催化剂升高温度，化学反应速率加快；反之减慢温度外因反应物的化学性质越活泼，化学反应速率越快；反之则越慢性质内因规律(在其它条件相同时)影响化学反应速率的因素P49思考与交流第33页/共57页光波，电磁波，超声波，溶剂等其它增大固体反应物的表面积，化学反应速率加快；反之减慢固体反应物的表面积增大气态反应物的压强，化学反应速率加快；反之减慢气态反应物的压强增大反应物的浓度，化学反应加快；反之减慢反应物的浓度外因第34页/共57页ANO和CO都是汽车尾气中的有害物质，它们能缓慢地起反应，生成N2和CO2。对此反应下列叙述中正确的是A.使用催化剂能加快反应的速率B.使一种反应物过量能提高反应的速率C.改变压强对反应速率没有影响D.降低温度能加快反应速率解析：2CO+2NO=N2+2CO2第35页/共57页练习: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大的是()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B第36页/共57页问题解决：

1、为什么大多数反应需在加热的条件下进行？2、用含硫矿石（如黄铁矿）燃烧制造二氧化硫时，要把矿石粉碎成颗粒状，在沸腾炉内鼓入强大空气流，把矿粒吹得剧烈沸腾。

3、一小快白磷露置于空气中，一段时间后会突然燃烧。第37页/共57页化学反应速率的表示：

v=——⊿c⊿t化学反应速率之比等于化学方程式中的化学计量数之比小结影响化学反应速率的条件温度催化剂浓度固体表面积压强第38页/共57页1.使H2SO4与过量Zn反应速率下降但不影响H2的量,应加入()A.Na2CO3(s)B.(NH4)2SO4(S)C.K2SO4(aq)D.H2O(l)E.CH3COONa(S)CDE第39页/共57页2.能使CO2(g)+C(S)2CO(g)反应速率加快的是()①.增大压强②.增大反应物C的浓度③.增加CO的浓度④.增加CO2的浓度⑤.恒压通入N2

⑥.恒容通入N2

①③④1.恒温恒体积条件下,通入与反应无关的气体,压强增大,体积不变,反应物浓度不变,化学反应速率不变.2.恒温恒压条件下,通入与反应无关的气体,压强不变,体积增大,反应物浓度减小,化学反应速率减小.小结第40页/共57页3.

H2+Cl2==2HCl,在下列条件下,化学反应速率是否加快?A在恒温恒体积条件下,通入N2

C在恒温恒压条件下,通入Cl2

B在恒温恒压条件下,通入N2

D在恒温恒体积条件下,通入H2

第41页/共57页讨论:一个化学反应在实际进行时，反应物能否按方程式中相应的物质的计量关系完全转变为生成物？如果能，是在什么条件下？如果不能，原因是什么？不能，因为反应都存在一定的可逆性。第42页/共57页

可逆反应:在同一条件下正反应方向和逆反应方向均能同时进行的化学反应

SO2+H2OH2SO3

Cl2+H2OHCl+HClO第43页/共57页分析合成氨反应中正、逆反应的反应速率、反应物和生成物的随时间的变化情况。反应开始时：反应物浓度最大，V(正)

最大；生成物浓度为零，最小，V(逆)为零。反应进行中：反应物减少，导致V(正)

逐渐减小；生成物由无到有逐渐增多，导致V(逆)从零逐渐增大。反应到一定时间：V(正)＝

V(逆)；各反应物和生成物的浓度不再发生变化tV0V(正)

V(逆)V(正)=V(逆)

N2+3H22NH3t1第44页/共57页二、化学平衡与反应的限度定义：在给定的条件下,当一个可逆反应进行到一定程度时,正反应速率与逆反应速率相等，反应物与生成物浓度不再改变，达到一种表面静止的状态，称为“化学平衡状态”，简称化学平衡。此时,是在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。化学反应的限度决定了反应物在该条件下的最大转化率。转化率=转化的量起始的量×100％量:质量、物质的量、体积、浓度等。第45页/共57页１逆：可逆反应２等:V(正)==V(逆)３定:外界条件一定,混合体系中各组分的百分含量一定，浓度不变４动：动态平衡５变:条件改变，平衡被破坏,发生移动,建立新的平衡(反应所能达到的限度发生变化)。1.反应所能达到的限度(化学平衡)有几个主要特征？逆等定动变第46页/共57页2、反应达到化学平衡的标志1）正逆反应速率相等2）反应物与生成物浓度不再改变或各组分的含量不再发生变化(同一物质的生成速率或消耗速率相等)注意:①体现出正逆两个反向.②速率符合系数之比.注意:①浓度相等,不一定平衡.②浓度符合系数之比不一定平衡.第47页/共57页3、影响平衡状态（反应限度)的因素：1.改变温度、浓度，化学平衡（反应限度）一定改变。2.改变压强，化学平衡不一定改变。3.加入催化剂只能改变反应速率，但不改变化学平衡（反应限度）。第48页/共57页将1moLN2和3moLH2充入一密闭容器,使其在一定条件下发生反应:N2+3H22NH3下列哪一种状态说明反应达到平衡1、氨气的生成速率与分解速率相等的状态2、氮气的消耗速率与氨气的消耗速率相等的状态4、氮气的消耗速率与氨气的消耗速率等于1：2的状态3、氮气的消耗速率与氨气的生成速率等于1：2的状态√√第49页/共57页将1moLN2和3moLH2充入一密闭容器,使其在一定条件下发生反应:N2+3H22NH3下列哪一种状态说明反应达到平衡1、1molNH3分解,同时0.5molN2消耗.2、H2的浓度不再变化.5、N2、H2、NH3总物质的量不在改变或各组分含量不再变化.

3、CN2=CH2=CNH34、CN2:CH2:CNH3=1:3:2√√√第50页/共57页可逆反应O2＋2SO22SO3的正、逆反应速率可用各反应物或生成物浓度的变化来表示。下列各关系中能说明反应已达到平衡状态的是5、化学反应速率之比等于化学方程式中的化学计量数之比．即对于反应：aA+bB=cC+dD

vA:vB:vC:vD=a:b:c:d

A

正SO2＝2正O2B

正O2＝逆SO3