第三节化学反应速率和限度

第三节化学反应速率和限度第1页，课件共47页，创作于2023年2月那么什么叫化学反应速率呢？学习之前请同学们先回忆物理课中的速率一、化学反应速率：物理量用来衡量化学反应快慢程度的如何进行衡量呢？下一页单位时间内浓度的变化2、公式：V==△c△tmol/（L.S）或mol/（L.min）1、定义：3、单位：第2页，课件共47页，创作于2023年2月类比：速率影响化学反应速率的因素反应的时间如：在密闭容器中进行的反应2SO2+O22SO3单位时间内路程的变化反应物浓度随着反应的进行而不断减小生成物浓度随着反应的不断进行而增大△t反应物或生成物浓度的变化△cV==S△t第3页，课件共47页，创作于2023年2月例题1、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3mol，（1）用NO的浓度变化来表示此反应的平均反应速率？（2）：若用O2的浓度变化来表示此反应速率是多少？（3）：v(NO)=0.02mol/L·s与v(O2)=0.025mol/L·s是否表示此反应的同一速率？v(NO)=0.02mol/L·sv(O2)=0.025mol/L·s（4）：分别求出用NH3、H2O来表示该反应的化学反应速率，并找出数值上有何规律？第4页，课件共47页，创作于2023年2月注意：4、同一化学反应的速率既可用反应物的消耗速率来表示，也可用生成物的生成速率来表示。但必须标明物质：V（NH3）、V（O2）、V（NO）5、用同一反应体系中不同物质表示同一速率时，其数值比等于化学方程式中相应的化学计量系数之比。aA+bB==cC+dDV(A):V(B):V(C):V(D)=a:b:c:d第5页，课件共47页，创作于2023年2月7、化学反应速率无负数6、化学反应速率是指某一时间段内的平均速率，而不是指瞬时速率。第6页，课件共47页，创作于2023年2月例题2：反应A+3B=2C+2D在四种不同条件下的反应速率为：(1)v(A)=0.3mol/L·s(2)v(B)=36mol/L·min(3)v(C)=0.4mol/L·s(4)v(D)=0.45mol/L·s则该反应速率的快慢顺序为—————————。(1)>(4)>(2)=(3)所以比较反应速率大小时，不仅要看反应速率数值本身的大小，还要结合化学方程式中物质的化学计量数的大小来说明。第7页，课件共47页，创作于2023年2月练习：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

。2、一定温度下，向一容积为2L的真空容器中加入1mol氮气，3mol氢气，3min后测得容器内的压强是起始时压强的0.9倍，在此时间内用氢气的变化来表示反应速率为

。3.2mol0.1mol/L·min第8页，课件共47页，创作于2023年2月例题3、在25℃时，向浓度为4mol/L的盐酸中，放入足量铁粉，反应进行到2s时盐酸的浓度为3mol/L，之后反应又进行了40s，铁粉全溶解。若不考虑体积变化，则：(1)前2s内用HCl表示的平均反应速率为

；(2)后40s内用HCl表示的平均反应速率为

；(3)前2s与后40s比较，反应速率

较快，其原因可能

。0.5mol/L·s0.075mol/L·s前2s前2s时段盐酸浓度比后40s时段大第9页，课件共47页，创作于2023年2月思考一、长短、粗细大致相同的铜丝，铝丝，铁丝分别与相同体积相同浓度的盐酸反应，反应速率是否一样？说明了什么问题？决定化学反应速率快慢的因素物质本身的性质即内因是决定化学反应速率的主要因素不同的反应速率一般是不相同的同一反应在不同的外界条件下反应速率也是不相同的第10页，课件共47页，创作于2023年2月二、外界条件对化学反应速率的影响1、浓度对化学反应速率的影响：思考二、为什么？

规律1：其他条件不变时，增大反应物的浓度，可以增大化学反应速率；减小反应物的浓度，可以减小化学反应速率。原因：在其他条件不变时，当反应物的浓度增大时，单位体积内的分子数目增多，发生碰撞的机会增多，发生有效碰撞的也机会相应增多，即活化分子数也相应的增多，反应速率也必然增大。第11页，课件共47页，创作于2023年2月注意、此规律只适用于气体或溶液的反应，对于纯液体或固体的反应物，一般情况下其浓度是常数，因此改变它们的量不会改变化学反应速率。思考三：大小相同的钠块分别投入一杯水中和一桶水中，两种情况的化学反应速率？第12页，课件共47页，创作于2023年2月2、压强对反应速率的影响。原因：对气体来说，若其他条件不变，增大压强，就是增加单位体积的反应物的物质的量，即增加反应物的浓度，因而可以增大化学反应的速率。规律2：对于有气体参加的反应，若其他条件不变，增大压强，反应速率加快；减小压强，反应速率减慢。注意a、压强影响，只适用于讨论有气体参加的反应.第13页，课件共47页，创作于2023年2月

注意b、在密闭容器中充入与反应无关的气体而增大压强（容器的体积不变），因为参加反应的各气体浓度没有变，则速率不变。如惰性气体等。思考五、可逆反应2SO2+O22SO3在其它条件不变的情况下（1）增大容器体积时，化学反应速率怎变？（2）减少容器的体积时，反应速率怎变？（3）充入He气时，化学反应速率怎么变化？第14页，课件共47页，创作于2023年2月

3、温度对化学反应速率的影响。原因：(1)浓度一定时，升高温度，分子的能量增加，从而增加了活化分子的数量，反应速率增大。(2)温度升高，使分子运动的速度加快，单位时间内反应物分子间的碰撞次数增加，反应速率也会相应的加快。前者是主要原因。规律3：其他条件不变时，升高温度，可以增大反应速率，降低温度，可以减慢反应速率。第15页，课件共47页，创作于2023年2月注意：a、温度对化学反应速率的影响对放热反应和吸热反应都适用。

b、反应若是可逆反应，升高温度时，正反应速率、逆反应速率都加快，但吸热反应比放热反应增加的程度要大；降低温度时，正反应速率、逆反应速率都减小，但吸热反应速率减小的程度比放热反应减小的程度要大。第16页，课件共47页，创作于2023年2月4、催化剂对化学反应速率的影响。原因：在其他条件不变时，使用催化剂可以大大降低反应所需要的能量，会使更多的反应物分子成为活化分子，大大增加活化分子百分数，因而使反应速率加快。规律：催化剂可以大大改变化学反应的速率。正催化剂：能够加快反应速率的催化剂。负催化剂：能够减慢反应速率的催化剂。如不特意说明，指正催化剂。第17页，课件共47页，创作于2023年2月注意：a、凡是能改变反应速率而自身在化学变化前后化学性质和质量没有发生变化的物质叫催化剂。b、对可逆反应，催化剂能同等程度的改变正、逆反应的速率。第18页，课件共47页，创作于2023年2月5、其他如光照、反应物固体的颗粒大小、电磁波、超声波、溶剂的性质等，也会对化学反应的速率产生影响。练习：对于在溶液间进行的反应，对反应速率影响最小的因素是（）A、温度B、浓度C、压强D、催化剂练习：下列条件的变化，是因为降低反应所需的能量而增加单位体积内的反应物活化分子百分数致使反应速率加快的是（）A、增大浓度B、增大压强C、升高温度D、使用催化剂第19页，课件共47页，创作于2023年2月前面我们学习了化学反应速率及其影响化学反应速率的外界因素。必须掌握V==△c△t化学平衡问题但是建化工厂只考虑化学反应速率不够，还必须尽可能的提高原料的利用率关于平衡问题，我们并不陌生，如力的平衡、溶解平衡。第20页，课件共47页，创作于2023年2月外界条件造成影响原因注意事项浓度压强温度催化剂增大反应物浓度反应速率加快增加了单位体积内分子数目，有效碰撞机会增多固体、纯液体浓度为常数增大压强，反应速率加快缩小体积其实质是增大反应物浓度1必须有气体参加2必须是改变体积升高温度，反应速率加快升高温度，分子内能增加、分子运动速度加快能大幅度改变反应速率改变反应途径，降低反应所需的能量对可逆反应能同等程度改变正逆反应速率第21页，课件共47页，创作于2023年2月饱和NaCl溶液食盐块溶解平衡（动态平衡）第22页，课件共47页，创作于2023年2月1、什么是可逆反应？CO(g)+H2O(g)CO2(g)+H2(g)那么什么是化学平衡呢？学习之前首先来看两个问题在相同的条件下能同时向正反应方向、逆反应方向进行的反应。V正、V逆分别代表的含义？V正：指的是正反应方向的速率。可以用VCO消耗、VH2O消耗、VCO2生成、VH2生成来表示V逆：指的是逆反应方向的速率。可以用VCO生成、VH2O生成、VCO2消耗、VH2消耗来表示第23页，课件共47页，创作于2023年2月2、在体积为1L的密闭容器中，通入0.01molCO、0.01molH2O(g),在催化剂存在的情况下加热到1000℃，发生如下反应：CO(g)+H2O(g)CO2(g)+H2(g)开始一段时间内，容器内CO2、H2的物质的量不断增多，当生成0.006molCO2、0.006molH2后，无论反应进行多长时间，容器内各物质的浓度不再增多，为什么？0.01molCO0.01molH2O0.004molCO0.004molH2O0.006molCO20.006molH2第24页，课件共47页，创作于2023年2月0.01molCO0.01molH2O0.004molCO0.004molH2O0.006molCO20.006molH2CO(g)+H2O(g)CO2(g)+H2(g)分析：VtV正V逆V正＝V逆t1t2第25页，课件共47页，创作于2023年2月VtV正V逆V正＝V逆t1CO(g)+H2O(g)CO2(g)+H2(g)思考：V正＝V逆的含义是什么？V正：VCO消耗、VH2O消耗、VCO2生成、VH2生成V逆：VCO生成、VH2O生成、VCO2消耗、VH2消耗＝＝＝＝第26页，课件共47页，创作于2023年2月疑问：VCO2生成＝VCO2消耗的含义是什么？CO(g)+H2O(g)CO2(g)+H2(g)正反应方向:1分钟内生成0.001molCO2逆反应方向:1分钟内消耗0.001molCO2容器内CO2的物质的量变了吗？浓度变了吗？由此类推：容器内CO、H2O、H2浓度变了吗？第27页，课件共47页，创作于2023年2月三、化学平衡状态：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。在一定条件下的可逆反应1、研究对象：可逆反应2、达到平衡的标志：V正=V逆3、特征：混合物中各组分的浓度保持不变疑问：达到平衡后反应是否停止？4、化学平衡是动态平衡（间接标志）（直接标志）第28页，课件共47页，创作于2023年2月例题1：在温度、体积一定的密闭容器中N2(g)+3H2(g)2NH3(g)达到平衡状态的是（）A、3VN2消耗＝VH2消耗B、单位时间生成nmolN2的同时生成nmolNH3C、容器内压强不随时间变化而变化D、单位时间生成2nmolNH3同时生成3nmolH2E、容器内NH3的物质的量不再变化F、反应停止G、容器内混合气体的平均分子量不变CDEG第29页，课件共47页，创作于2023年2月例题2、可以充分说明可逆反应：P(g)+Q(g)R(g)+S(g)在恒温下达到平衡状态的是（）A、反应器内压强不随时间变化而变化B、反应器内P、Q、R、S四种气体共存C、生成P的速率与生成S的速率相等D、生成1molP必有1molQ生成第30页，课件共47页，创作于2023年2月0.01molCO0.01molH2O0.004molCO0.004molH2O0.006molCO20.006molH2CO(g)+H2O(g)CO2(g)+H2(g)思考：此题中原料CO、H2O是否反应完全？求CO的转化率？转化率＝反应中消耗的量反应之前起始量×100％可逆反应中任何物质的转化率不可能100％＝a第31页，课件共47页，创作于2023年2月练习1：某温度下，在2L容器中3种物质间进行反应，X、Y、Z的物质的量随时间的变化曲线如下图。反应在t1min时到达平衡，依图所示：⑴反应起始至t1min（t1=2），Y的平均反应速率是

。⑵该反应的化学方程式是___

。⑶X的物质的转化率是_____

第32页，课件共47页，创作于2023年2月练习2：将镁条投入稀硫酸中，化学反应速率随时间的变化如下图所示。试说明(1)为什么反应开始时，反应速率增大？(2)反应后期速率降低的主要原因是什么？反应速率时间第33页，课件共47页，创作于2023年2月例题3：在某容器中充入1molSO2、4molO2,达到平衡后气体的总体积变为原来的96％（体积均在同温同压下测定，此时SO3为气态），求达到平衡时SO2的转化率？第34页，课件共47页，创作于2023年2月回顾：什么是化学平衡状态？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。在一定条件下的可逆反应要求学会分析V—t图第35页，课件共47页，创作于2023年2月CO(g)+H2O(g)CO2(g)+H2(g)VtV正V逆V正＝V逆t1t2达平衡后各组分的浓度不再变化，其前提是什么？保持外界条件不变的情况下思考：如果改变外界条件情况又会怎样呢？例如：在t2时刻突然在容器中充入一定量的H2,分析V—t图的变化第36页，课件共47页，创作于2023年2月三、化学平衡的移动对于已经达到化学平衡状态的可逆反应改变外界条件，破坏旧的化学平衡，建立新的化学平衡的过程叫～1、研究对象：已达平衡的可逆反应2、新、旧平衡的不同点：V新≠V旧新、旧平衡各物质的浓度不同新、旧平衡中各组分的百分含量不同3、判断平衡移动的方向：移动过程中如V正＞V逆，则平衡向正反应方向移动移动过程中如V正＜V逆，则平衡向逆反应方向移动第37页，课件共47页，创作于2023年2月增大H2浓度平衡向哪个方向移动？V’逆vtV正V逆V’正V’正=V’逆CO(g)+H2O(g)CO2(g)+H2(g)t1t2t3..第38页，课件共47页，创作于2023年2月改变外界条件有多种形式如：改变浓度、压强、温度、加催化剂等四、改变浓度对化学平衡移动的影响现象：在平衡混合物中，加入FeCl3溶液或KSCN溶液后红色加深结论：减少任何一种反应