6.2化学反应的速率与限度++课件++【知识专讲精研】高一下学期化学人教版（2019）必修第二册

第二节

化学反应的速率与限度第六章

化学反应与能量湖北省利川市第一中学你了解下图涉及的化学反应进行的快慢吗？这些反应有快有慢，快到什么程度？慢到什么程度？情境引入【思考与讨论】常温下2-3天几十上百年溶洞的形成需要几百-几千万年爆炸瞬间完成定性描述和比较相对的快慢科学研究实际应用定量描述和比较同一定义或标准下的数据1.光的传播速度是很快的2.光在空气中的传播速度是3×108m/s1是定性描述，属于基本常识2是定量描述，属于科学素养

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。定性描述化学反应速率可以有哪些现象呢？【思考与讨论】定性描述化学反应的快慢①冒气泡快慢②颜色变化快慢

③固体物质的减少快慢

④出现浑浊的快慢

⑤温度变化快慢

用速度来描述：单位时间内物体移动的距离的大小v

＝△s△t那么化学上又是如何判断一个化学反应的快慢的呢？类比：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？思考：怎样定量描述化学反应速率呢？1.表示

化学反应速率通常用单位时间内反应物浓度的减少量或者生成物浓度的增加量来表示。2.计算公式：

一、化学反应速率

mol/(L·min)或mol/(L·s)3.常用单位：

4.注意事项：（1）

反应速率都为正数（3）

一般不用固体或纯液体表示化学反应速率（2）反应速率指的是一段时间内的平均速率而不是某一时刻的瞬时速率。

（4）

用不同物质表示的化学反应速率，其值不一定相同，但其表示

反应的快慢程度相同——计算时必须指明具体物质v(A)固体或纯液体（液态水、液溴等）浓度为常数Δc=0，不用固体或纯液体表示化学反应速率例1：在某一化学反应里，反应物A的浓度在20s内从8.0mol/L变成3.0mol/L。试求在这20s内用A表示该反应的化学反应速率为多少？∆t

∆c(A)=（8.0-3.0）

mol/L20s＝0.25mol/(L·s)

5.规律：

A练习2：对于反应A(g)+3B(g)=2C(g)+2D(g)在四种不同条件下的化学反应速率为：

（1）v(A)=0.3mol/(L·s)

（2）v(B)=0.6mol/(L·s)

（3）v(C)=0.4mol/(L·s)

（4）v(D)=0.45mol/(L·s)则四种条件下的化学反应速率大小关系为

。

不同的金属和冷水反应，剧烈程度不同，这意味着

是决定化学反应速率的主要因素物质自身的性质知识回顾：比较金属和水的反应钠和冷水反应剧烈镁和冷水反应缓慢，而与沸水可剧烈反应铁和冷水、沸水都不反应，但在高温下可与水蒸气反应食物直接暴露在常温空气中易变质，用冰箱保存延长其保质期

影响速率的因素为___________蜂窝煤比普通煤块燃烧效率更高

影响速率的因素为________________温度固体的表面积情境引入使用酵母来加速面团的发酵

影响速率的因素为___________腌制咸鸭蛋，泥土中的盐分越高，咸蛋成熟得越快

影响速率的因素为___________催化剂浓度2.外因：外界条件1.内因：反应物本身的性质（决定性因素）温度、浓度、催化剂、压强、表面积、形成原电池、其他……二、影响化学反应速率因素设计实验：探究各因素对化学反应速率的影响

实验室提供以下仪器和药品：5%H2O2溶液，1mol/LFeCl3溶液、0.1mol/L盐酸、1mol/L盐酸、大理石碎块、大理石粉末、冷水、热水、试管、试管架、烧杯、量筒、胶头滴管。实验设计思路：1、选择化学反应2、确定待研究的影响因素3、设计改变因素的操作4、确定观测反应快慢的指标（定性宏观角度）方法引导——控制变量方法对于多因素的问题，常常采用只改变其中某一个因素，控制其它因素不变的研究方法，把多因素问题变成单因素问题。实验探究1、温度对化学反应速率影响的探究实验操作

实验现象实验结论①产生气泡速率最慢②产生气泡速率较快③产生气泡速率最快当其它条件相同时，升高温度，化学反应速率增大；降低温度，化学反应速率减小2、浓度对化学反应速率影响的探究实验操作

实验现象实验结论

当其他条件相同时，增大反应物浓度，化学反应速率增大。降低反应物浓度，化学反应速率减小。加入1mol/L盐酸的试管中生成气泡的速率更快【注意】对于纯液体或固体其浓度是常数，改变它们的量不会改变化学反应速率。3、催化剂对化学反应速率影响的探究实验操作

实验现象实验结论催化剂(正)能加快化学反应速率①有少量气泡出现②能产生大量气泡③能产生大量气泡4、固体反应物表面积对化学反应速率影响的探究实验操作

实验现象实验结论其他条件相同时，固体反应物表面积越大，反应速率越大加碳酸钙粉末的试管内产生气泡较快，加块状碳酸钙的试管内产生气泡较慢5、压强对化学反应速率影响的探究有气体参加的反应，改变压强对反应速率的影响实质是改变体积，使反应物的浓度改变。增大压强的方法（1）压缩体积或充

入气态反应物（2）体积不变，充入不参与反应的气体压强增大，反应物浓度增大，化学反应速率加快压强增大，但反应物浓度不发生变化，故化学反应速率不变改变压强时，只有导致参加反应的气体浓度改变，反应速率才会改变影响因素规

律内因反应物本身的性质反应物的化学性质越活泼，化学反应速率越快；反之化学反应速率越慢外因浓度增大反应物的浓度，化学反应速率增大；减小反应物的浓度，化学反应速率减小温度升高温度，化学反应速率增大；降低温度，化学反应速率减小压强增大压强，化学反应速率增大；减小压强，化学反应速率减小催化剂一般地，使用催化剂能极大地加快反应速率固体的表面积增大固体反应物的表面积，化学反应速率加快其他光照、溶剂、形成原电池等，也能影响化学反应速率总结【思考与讨论】（1）反应物的浓度、反应物的接触面积（2）温度、反应物的浓度（3）反应物的接触面积（4）反应物的浓度

下列调控反应速率的措施中，利用或体现了哪些影响反应速率的因素？

（1）向炉膛内鼓风，用煤粉代替煤块可以使炉火更旺。

（2）把食品存放到冰箱内。在食品包装内放置除氧剂可以延长食品保质期。

（3）做化学实验时，将固体试剂研细或者溶于水配成溶液后再进行实验。

（4）铁在空气中和在纯氧中反应的剧烈程度不同科学·技术·社会神奇的催化剂催化剂是现代化学中关键而神奇的物质之一。据统计，有80%以上的化工生产过程（如氨、硫酸、硝酸的合成，乙烯、丙烯、苯乙烯的聚合，煤、石油、天然气的综合利用，等等）使用了催化剂，目的是增大反应速率，提高生产效率。在资源利用、能源开发、医药制造、环境保护等领域，催化剂有着广泛的应用。催化剂十分神奇，它能极大地提高化学反应速率（可使反应速率增大几个到十几个数量级），而自身的组成、化学性质和质量在反应前后不发生变化；它和一些反应体系的关系就像钥匙与锁的关系，具有一定的选择性。生物体内几乎所有的化学反应（如淀粉、脂肪、蛋白质的水解，DNA的复制等）都是由生物体内存在的特殊催化剂——酶所催化的。酶比一般的催化剂具有更高的选择性和催化效率，而且是在正常体温的条件下发生作用，反应条件温和。受酶的启示，科学家开牌了设计和合成催化剂的新途径，正在研制具有生物酶某些特性的化学酶，以期实现“仿酶催化”。催化剂的神奇面纱至今尚未完全揭开，对催化剂的研究是当代化学一个极具魅力和应用前景的重要课题。【思考与讨论】炼铁高炉尾气之谜：1、为什么尾气中总是有CO？2、为什么高炉增高后，尾气中CO的含量没有改变？情境引入三、化学反应的限度1.可逆反应：（1）定义：在同一条件下，既能向正反应方向进行，

同时又能向逆反应方向进行的反应。注：向生成物方向进行的反应叫做正反应，向反应物方向进行的反应叫做逆反应。（2）特征：【思考】

和

互为可逆反应吗？如：常见的可逆反应：不是可逆反应，反应条件不相同。时间(min)

01020304050607080c(SO2)106321.21111c(O2)531.510.60.50.50.50.5c(SO3)04788.89999

在某固定密闭容器中发生反应：

，

各物质的浓度随反应的时间变化如下表所示：1.此条件下进行到什么时候达到了这个反应的限度（化学平衡状态）?2.此时的反应是否停止了？3.此时为何三种物质的浓度保持不变?【思考】2、化学平衡状态的建立达到反应限度后，反应物和生成物浓度不在变化（定）达到反应限度后V正=V逆（等）≠0（动）浓度变化速率变化v正、v逆关系开始时反应物浓度_________

v正_________

生成物浓度_________

v逆_________进行中反应物浓度_________

v正_________生成物浓度_________

v逆_________平衡时反应物浓度_________

v正_________生成物浓度_________

v逆_________v正>

v逆v正>

v逆v正=v逆≠0最大最大最小=0最小=0逐渐减小逐渐减小逐渐增大逐渐增大不变不变不变不变由于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正反应速率逆反应速率相等时间速率3、化学平衡状态的定义

在一定条件下，可逆反应中，当正、逆两个方向的反应速率相等时，反应物的浓度和生成物的浓度都不再改变。达到了一种表面静止的状态，我们称之为“化学平衡状态”。化学平衡状态是可逆反应在一定条件下能达到的或完成的最大“限度”。化学反应限度决定了反应物在该条件下的最大转化率4、化学平衡状态的特征可逆反应

(前提)ν(正)=ν(逆)

(实质)逆等动≠0动态平衡定各组分的浓度保持不变

(标志)变条件改变，原平衡被破坏，在新的条件下建立新平衡时间tV正V逆V正=V逆反应速率达到平衡0t1判断可逆反应是否达到平衡的直接标志。①速率关系A:同一种物质：生成速率=消耗速率，即v正＝v逆B：不同的物质：一找变量：“变量→不变”——平衡状态二看方向：一正一逆三看计量数：化学反应速率之比=化学计量数之比4、判断化学平衡的标志：直接标志②含量关系：反应混合物各组分的浓度、物质的量、百分含量（质量分数、摩尔分数、体积分数、分子数之比）保持不变；总压强、总物质的量、混合气体的平均M、气体的密度、颜色等。课堂巩固：1.下列说法中可以证明2HI(g)H2(g)+I2(g)（紫色）已达到平衡状态的

是___________。

①单位时间内生成n

molH2的同时生成nmolHI

②一个H-H键断裂的同时有两个H-I键断裂

③反应速率v(H2)=v(I2)时

④c(HI):c(H2):c(I2)=2:1:1时

⑤温度和体积一定，容器内压强不再变化时

⑥温度和体积一定，混合气体的颜色不再变化时

⑦条件一定，混合气体的平均相对分子质量不再变化时

⑧温度和压强一定，混合气体的密度不再变化时②⑥2.可逆反应2NO2(红棕色)

N2O4(无色)在一固定密闭容器中反应，达到化学平衡状态的是（

）A.单位时间内生成nmolN2O4同时生成2nmolNO2B.单位时间内生成nmolN2O4同时消耗2nmolNO2C.c(NO2):c(N2O4)=2:1D.混合气体的颜色不再改变E.混合气体的密度不再改变F.混合气体的平