《化学反应的速率和限度》教案.pdf

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1、第二章化学反应与能量 第 3 节 化学反应的速率和限度 三维目标 知识与技能 1理解基本的化学反应速率的概念和影响化学反应速率的外界条件。 2学习实验研究的方法，能设计并完成一些化学实验。 过程与方法 1重视培养学生科学探究的基本方法，提高科学探究的能力。 2通过实验探究分析影响化学反应速率的外界条件。 情感、态度与价值观 有参与化学科技活动的热情，有将化学知识应用于生产、生活实践的意识，能够对与化学有关的社会和生 活问题做出合理的判断。 教学重点 化学反应速率概念；了解影响化学反应速率的因素。 教学难点 影响化学反应速率的因素 教具准备 多媒体课件、投影仪。 教学过程 新课导入 一、化学反应

2、速率 1、定义：用单位时间内反应物物浓度的减少量或 生成物物浓度的增加量来表示。 2、计算公式 ： v C / t 单位 : mol/(L?s )mol/(L?min)mol/(L?h) 注意：（1）现表示的化学反应速率是平均速率，同一反应用不同物质表示的化学反应速率 数值 可能不同 ，必须注明物质。 （2）起始浓度与化学计量数比无关，但是变化浓度一定与化学计量数成比例。 （3） 同一反应各物质的反应速率之比等于化学计量数之比。 例如： 2A(g)+3B (g)C(g)+4D(g) (A): (B): (C): (D) = 2：3：1：4 【例 1】 某一反应物的初始浓度是2 摩尔 / 升，经

3、过两分钟的反应，它的浓度变成了1.6 摩尔 / 升，求该反应的反应速率。 0.2 mol/(L?min) 【例 2】 在一定条件下N 2 + 3H2 2NH3 的反应中， 起始 C(N2) 为 2mol/L ， C(H2) 为 5mol/L ， 反应到 2 分钟时，测得 C(NH3 ) 为 0.4mol/L. (1) 分别用 N2 、 H2、 NH3 表示反应速率。 V(N2) = 0.1 mol/(L?min)；V(H2) = 0.3 mol/(L?min)； V(NH3)= 0.2 mol/(L?min)。 (2) 反应到 2 分钟时 C(N2) 为_ _， C(H2)_ 。 【例 3】某

4、温度时， 2L 容器中 X、Y、Z 三种物质的 量随时间的变化如图所示。由图中数据分析，该 反应的化学方程式为3X +Y = 2Z ； 反应开始至2min ，Z 的平均反应速率为： 0.05 mol/(L?min) 【例 4】在 2A + B = 3C + 4D 的反应中 , 下列表示该反应的化反速率最快的是-（ B ） A. V(A) = 0.5 mol/(Ls) B. V(B) = 0.3 mol/(L s) C. V(C) = 0.8 mol/(L s) D. V(D) = 1 mol/(Ls) 【总结】 对于同一反应，比较用不同反应物或生成物表示的反应速率大小时，要换算成 同一物质表示

5、的速率，才能比较。 3影响化学反应速率的因素 内因：由参加反应的物质的性质决定。 影响反应速率的因素有 外因：浓度、温度、压强、催化剂、其它因素。 （1）浓度： 其它条件不变时，增大反应物浓度，可以增 大反应速率。 注意 ： “浓度”是指“溶液中溶质的浓度”或“气体的浓度” ；固体和纯液体的浓度可看 成是一常数。对固体，反应速率与其表面积大小有关，固体的颗粒度越小（表面 积越大，则反应速率越快。 【例题 5】在温度不变时， 恒容的容器中进行反应H2 2H；H0，若反应浓度由0.1mol/L 降到 0.06mol/L 需要 20s，那么由 0.06mol/L 降到 0.036mol/L ，所需时

6、间为 -（ C ） A.10s B.12s C.大于 12s D.小于 12s （2）温度： 其它条件不变时，升高温度可以增大反应速率；降低温度可以减小反应速率。 【实验 25】在两支大小相同的试管中各装入23mL 约 5% 的 H2O2溶液，分别加入12 滴 1molL 1 的 FeCl3溶液。 待试管中均有适量气泡出现时，将一支放入盛有5左右冷水的烧 杯中，另将一支放入盛有40左右热水的烧杯中，观察现象并对比。待放热水烧杯中的试 管里出现大量气泡时，用带火星的火柴梗检验放出的气体。 例 6 把除去氧化膜的镁条放入盛有一定浓度的稀盐酸的试管中，发现 H2的生成速率v随时间 t的变化关系如图，

7、 其中 0 t 1速率变化的原因是反应放热， 温度升高时速率加快； t1t2速率变化的原因是盐酸浓度变稀世反应速率减小。 （3） 压强：对于 有气体参加 的反应，其它条件不变时， 增大压强可以增 大 反应速率；减小压强，可以减小化学反应速率。 解释： 在温度、 气体的物质的量不变时，增大压强， 必缩小容器引起气体的浓度增大， 所以，反应速率加快。 （4）催化剂： 选择适当的催化剂可以成千上万倍的加快反应速率。 “催化剂”：能 改变反应速率，而在反应前后本身的组成和 化学性质不发生变化。 【实验 2 6】在 3 支大小相同的试管中各装入23mL 约 5%的 H2O2溶液，再向其中两支试 管中分别

8、加入少量MnO2粉末、 1 2 滴 1molL 1 FeCl 3溶液。对比观察。 现象结论 加入 MnO2 产生大量气泡MnO2加快 H2O2分解速率 加入 FeCl3溶液 产生大量气泡FeCl3加快 H2O2分解速率 不加其它试剂产生少量气泡无催化剂时缓慢分解 （5）其他 ：如：固体的表面积（颗粒度）、激光、射线、超声波、紫外线、溶剂等。 （6）惰性气体对反应速率的影响： 恒温恒容，加入惰性气体（或不参加反应的气体），容器 P增大，但各物质C不变， v 不变。 恒温恒压，加入惰性气体（或不参加反应的气体），容器 V增大，各物质C减小， v 减小。 【随堂练习】 1.下列措施肯定能使化学反应速

9、率增大的是- （ C ） 现象结论 热水中产生大量气泡升高温度反应速率加快 常温产生气泡 冷水中产生少量气泡降低温度反应速率减慢 A.增大反应物的量B.增大压强C.升高温度D.使用催化剂 2.Na2S2O3溶液跟稀 H2SO4反应的化学方方程式为： Na S OH SONa SOSOSH O 223242422 。下列各组实验中，溶液中最先变浑浊 的是 -（ D ） 反应反应物H2O 温度Na2S2O3H2SO4V V(ml) C(mol L 1) V(ml) C(mol L 1) （ml） A 10 5 0.1 10 0.1 5 来 源: B 10 5 0.1 5 0.1 10 C 30 5

10、 0.1 5 0.1 10 D 30 5 0.2 5 0.2 10 第 3 页（共 11 页） 3.下列条件一定能使反应速率加快的是-（ C ） 增加反应物的物质的量升高温度缩小反应容器的体积 加入生成物加入 MnO2 A全部BCD 4.反应4NH ()5O ()4NO()6H O() 322 气气气气在 2L 的密闭容器中进行，1 分钟后， NH3减少了 0.12mol，则平均每秒钟变化正确的是 - -（ C ） ANO：0.001molL 1 BH2O：0.002molL 1 CNH3： 0.002molL 1 DO2：0.00125molL 1 5.在 N2+ 3H22NH3的反应中，经

11、过一段时间后， NH3的浓度增加了0.6mol L 1 ,在此 时间内用NH3表示的反应速率为0.30molL 1 S 1。则此一段时间是 - （ B） A1 秒B2 秒C0.44 秒D1.33 秒 6.在其它条件不变时，10时以某物质表示的反应速率为3molLmin 11 ，已知温度 每升高 10反应速率是原来的2 倍，则温度为50时，该反应的速率为- （ A ） A48molL 1 S 1 B36molL 1 S 1 C24molL 1 S 1 D12molL 1 S 1 7. 在 2N2O5 = 4NO2 + O2反应中， N2O5的起始浓度为2.1molL 1 ，经 100 秒钟后，

12、N2O5的浓 度为 1.95molL 1 ，则反应速率：v N O 25 = 0.0015 mol/(L? S) . 8. 某反应的速率，当温度每升高10增快为原来的2 倍，如果温度由100降到 50，则该 反应的速率约为原来的 32 倍。 9. 在某一密闭容器中有A、B两种气体，开始时浓度分别为amolL 1 、bmolL 1 ， A 跟 B 反应生成C， 反应方程式为： A + 2B 3C t秒末时，用 C 表示的反应速率为d molL 1 S 1，则此时 B的浓度为 (b-2/3 dt)molL 1 。 第 4 页（共 11 页） 第 3 节 化学反应的速率和限度（第2 课时） 三维目标

13、 知识与技能 1理解可逆反应、化学反应平衡的概念 2.化学反应限度的本质原因及外部特征。 3学习实验研究的方法，能设计并完成一些化学实验。通过实验探究响形成化学反应平衡的概念及化学 反应限度的概念 过程与方法 1重视培养学生科学探究的基本方法，提高科学探究的能力。 2通过探究实验认识化学平衡与反应限度，并用得到的结论去指导去分析和解决实际问题。 情感、态度与价值观 有参与化学科技活动的热情，有将化学知识应用于生产、生活实践的意识，能够对与化学有关的社会和生 活问题做出合理的判断。 教学重点 化学反应速率概念；了解影响化学反应速率的因素。 教学难点 化学反应限度概念；了解影响化学反应限度的因素。

14、 教学难点 ：化学反应限度的本质原因及外部特征。 教具准备 多媒体课件、投影仪。 教学过程 新课导入 二、化学反应的限度 （一）可逆反应 ： 1、定义 ：在同一条件下，同时向正、反两个方向进行的反应 2、特点 ： （1）向两个相反的方向进行的两个化学反应，在相同的条件下同时进行、共存，两个化学反 应构成了一个对立的统一体。 （2）符号：“”号 （3）通常从左向右的反应称为正 反应，从右向左的反应称为逆反应； （4）在反应体系中，与化学反应有关的各种物质浓度均不能为零。 （二）化学反应限度 1、定义： . 当一个可逆反应进行到正向反应速率与逆向反应速率相等时，反应物和生成物 的浓度 _ 不再改变

15、 _，达到表面上静止的一种“ _状态 _” ，这就是这个反应所能达到的限 度；此时这个状态就叫做化学平衡状态。 反 应 开始 ：正 逆 反应过程中 ：正逐渐减小，逆逐渐增大； 反应物浓度减小，生成物浓度增大； 平衡时 ：正 = 逆；各组分的浓度不再变化。 2. 化学平衡的特征： 等：正逆； 定：各组分的浓度一定； 动：动态平衡。 变：如果外界条件的改变，原有的化学平衡状态将被破坏，平衡发生移动。 【例 1】 在可逆反应体系2SO2(g)+O2(g) 2SO3(g)加入 18O 2后，哪些物质中会含有 18O？ 答： SO2 、O2、SO3中均含有 18O 。 3. 影响化学平衡的条件：（催化剂

16、不影响化学平衡） （1）浓度：增大反应物的浓度或减少生成物的浓度，平衡向正反应方向移动； 减少反应物的浓度或增大生成物的浓度，平衡向逆反应方向移动。 （2）温度：升高温度平衡向吸热反应方向移动； 降低温度平衡向放热反应方向移动。 （3）压强：（只对于有气体参加且反应前后气体总体积发生变化的反应） 增大压强平衡向气体总体积缩小的方向移动； 减小压强平衡向气体总体积增大的方向移动。 第 5 页（共 11 页） （三）化学反应条件的控制 促进有利的化学反应：提高反应物的转化率即原料的利率、加快 在生产和生活中反应速率等。 抑制有害的化学反应：减慢速率、减少或消除有害物质的产生，控 制副反应的发生等

17、这就涉及到反应条件的控制。通过控制反应条件，可以改变反应速率（加快或减慢）；也 可以在一定程度上改变一个化学反应的限度，使可逆反应朝着有利于人们需要的方向进行。 【应用】工业上合成氨的生产中：既要考虑反应的速率也要考虑反应所能达到的限度。二者兼 顾，通过控制反应器的温度和压强，使反应既快又能达到较大的限度。 合成氨的反应：N2 3H2 催化剂 高温高压 2NH3 反 应 特点：正反应是放热反应、气体总体积缩小的反应 控 制 条件 : 速 率 快：高温有利 （1）温度生产中二者兼顾，选择适宜的温度（约500） 反应限度 : 低温有利 速 率 快：高压有利 （2）压强生产中采用中压法（2050Mp

18、a ） 反应限度：高压有力 （3）催化剂：还原铁粉为主体的多成分催化剂。 【随堂练习】 1、高温高压催化剂条件下，3mol 氢气和 1mol 氨气置于密闭容器中反应能够得到2mol 氨 气吗？为什么？ 答：不能。因为该反应是可逆反应。 2. 对于达到平衡的可逆反应：N2 3H2 2NH3（正反应为放热） ，下列叙述中正确的是 -（ C ） A. 反应物和生成物的浓度相等 B.增大压强不利于氨的合成 C. 反应物和生成物的浓度不再变化 D.降低温度，平衡混合物里氨的浓度减小 3. 下列反应达到平衡后，加压或降温都能使平衡向正反应方向移动的是-（ D ） A. C(s) H2O(g) CO(g)

19、H2(g) 正反应吸热 B. CO2(g) H2(g) CO(g) H2O(g) 正反应放热 C. 2H2O(g) 2H2(g) O2(g) 正反应吸热 D. N2(g) 3H2(g) 2NH3(g) 正反应放热 6. 在一定条件下，可逆反应 2SO2(g) O2(g) 2SO3(g) （正反应放热）达到平衡后， 若使平衡向正反应方向移动，可采取的措施是-（BC ） A. 升高温度 B.增大 SO2的浓度 C.增大压强 D.使用催化剂 【知识拓展】判断可逆反应达到平衡状态的方法和依据 例举反应mA(g)+nB(g) pC(g)+qD(g) 混合物体 系中各成 分的含量 来源 数理化网 来源 :

20、 各物质的 物质的量 或各物质的 物质的量的分数一定 来源 : 平衡 各物质的 质量 或各物质 质量分数 一定平衡 各 气体的体积 或体积分数 一定平衡 总体积、总压强、总物质的量一定 不一定平衡 正、 逆反应 速 率 的 关 系 在单位时间内消耗了m molA 同时生成 m molA ，即 V(正)=V(逆) 平衡 在单位时间内消耗了n molB 同时消耗了p molC，则 V(正)=V(逆) 平衡 V(A):V(B):V(C):V(D)=m:n:p:q， V(正)不一定等于V(逆) 不一定平衡 在单位时间内生成n molB ， 同时消耗了q molD ， 因均指 V(逆) 不一定平衡 压强

21、 m+np+q 时，总压力一定（其他条件一定）平衡 m+n=p+q 时，总压力一定（其他条件一定） 不一定平衡 混合气体平 均相对分子 质量 Mr Mr 一定时，只有当m+np+q 时平衡 Mr 一定时，但m+n=p+q 时 不一定平衡 温度任何反应都伴随着能量变化，当体系温度一定时（其他不变）平衡 体系的密度密度一定不一定平衡 其他如体系 颜色 不再变化等（平衡体系中有带颜色气体参加）平衡 例 1一定温度下的密闭容器中进行可逆反应，N2(g)+3H2(g) 2NH3(g)，下列情况能说明反应 已达平衡的是- （AB ） A.混合气体的总物质的量不随时间而变化 B.混合气体的压强不随时间而变化

22、 C.混合气体的密度不随时间而变化 D.生成 6molNH 键的同时有3molH H 键生成 E.生成 1molN2的同时有 3 molH2的生成 【例 2】 在一定条件下， 反应 A(g) 3B(g) 2C(g) 达到平衡的标志是-（CD ） A. A、B、 C 的分子数比为 1 ： 3 ：2 B. C的体积分数比B、A 大 C. 单位时间内生成a mol A 同时生成 2a mol C D. 单位时间内生成C的物质的量与消耗C的物质的量相等 第二章第 3 节化学反应的速率与限度测试题 一、 单项选择题（本题共9 小题，每题 4 分，共 36 分） 1.在下列过程中，需要加快反应速率的是-（

23、） A.钢铁腐蚀B.食物腐烂C.工业炼钢D.塑料老化 2.对于某一可逆反应来说，使用催化剂的作用是-（） A.提高反应物的平衡转化率B.以同样程度改变正逆反应的速率 C.增大正反应速率，减小逆反应速率D.改变平衡混合物的组成 3.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.不用稀硫酸，改用98硫酸B.加热 C.滴加少量CuSO4溶液 D.不用铁片，改用铁粉 4.反应 2SO2O22SO3经一段时间后， SO3的浓度增加了0.4molL 1 ，在这段时间内 用O2表示的 平均反应速 率为0.04 mol/(Ls) ，则这段 时间为 -( ) A.0.1s B.2

24、.5s C.5s D.10s 5.已知反应A 3B 2C D在某段时间内以A 的浓度变化表示的化学反应的速率为1 mol/(L min)，则此段时间内以C 的浓度变化表示的化学反应速率为-( ) A.0.5 mol/(L min) B.1 mol/(L min) C.2 mol/(L min) D.3 mol/(L min) 6.可逆反应A3B2C2D，在各种不同的情况下的反应速率分别为： v（A） 0.15 molL 1s1 v（B） 0.6 molL 1s1 v（C） 0.4 mol L 1s1 v（D） 0.45 molL 1 s 1 该反应进行最快的是-（） A. B. 和C. D.

25、和 7.下列说法正确的是-（） A.化学反应速率是对可逆反应而言的，非可逆反应不谈化学反应速率 B.在可逆反应里，正反应的化学反应速率是正值，逆反应的化学反应是负值 C.在同一化学反应里，其化学反应速率可以用反应物的浓度表示，其数值可能相同，也可能 不相同 D.化学 反应速率的单位可以是gL 1s1，也可以是 kgL 1 s1，也可以用 tL 1s1 8.下列关于化学反应限度的叙述错误的是-（） A.不同的化学反应，限度可能不同 B.可以通过改变温度来控制化学反应的限度 C.可以通过延长化学反应的时间来改变反应的限度 D.当一 个化学反应在一定条件下达到限度时，正、逆反应便停止不再进行 9.下

26、列措施可以提高燃料燃烧效率的是-( ) 提高燃料的着火点降低燃料的着火点将固体燃料燃烧将液体燃料 雾化进行煤气化处理通入适量的空气 A.B.C.D. 第 8 页（共 11 页） 二、多项选择题（本题共6 小题，每题4 分，共 24 分） 10.可逆反应达到平衡的重要标志是-（） A.反应停止了B.正逆反应的速率相等 C.正逆反应的速率均为零D. 正逆反应都还在继续进行 11.下列说法正确的是-（） A.参加 反应物质的性质是决定化学反应速率的主要因素 B.光是 影响某些化学反应速率的外界条件之一 C.决定化学反应速率的主要因素是浓度 D.不管什么反应，增大浓度，或加热或加压，或使用催化剂，都可

27、以加快反应速率 12.下列方法中可以证明2HI（g）H2(g) I2(g)已达平衡状态的是-（） A.温度 和体积一定时，某一生成物浓度不再变化 B.温度和体积一定时，容器内压强不再变化 C.条件一定，混合气体的平均相对分子质量不再变化 D.温度 和压强一定时混合气体的颜色不再变化 E.温度和压强一定时混合气体的密度不再变化 13.下列说法可以证明反应N23H32NH3已达平衡状态的是 - （） A1 个 N N 键断裂的同时，有3 个 HH 键形成 B.1 个 NN 键断裂 的同时，有3 个 HH 键断裂 C.1 个 NN 键断裂的同时，有6 个 NH 键断裂 D.1 个 NN 键断裂的同时

28、，有6 个 NH 键形成 14.在一定温度下，向 aL 密闭容器中加入1molX 气体和 2molY 气体，发生如下反应： X(g) 2Y（g）2Z（ g） ，此反应达到平衡的标志是-( ) A.容器 内压强不随时间变化 B.容器 内各物质的百分含量不随时间变化 C.容器内 X、 Y、 Z 的浓度之比为1： 2：2 D.单位时间消耗0.1molX 同时生成0.2molZ 15.在一定温度下，反应A2（ g） B2（g） 2AB （g）达到平衡的标志是-( ) A.单位时间生成nmol 的 A2同时生成 nmol 的 AB B.容器内的总压强不随时间变化 C.单位时间内生成2nmol 的 AB

29、同时生成nmol 的 B2 D.单位 时间内生成nmol 的 A2同时生成 nmol 的 B2 班级学号姓名总分 编号1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 答案 C B A D C A D D B B AB AD AC AB C 第 9 页（共 11 页） 三、 填空题（本题共 1 小题，每空2 分，共 12 分） 16.对于反应： 2SO2O22SO3，当其他条件不变时，只改变一个条件，将生成 SO3的反 应速率的变化填入下表格里（填“增大”、 “减小”或“不变” ） 。 编号改变的条件生成的 SO3的速率 升高温度增大 降低温度减小 增大 O2的浓度增大