高中化学必修二化学反应速率和限度.ppt

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1、第二章化学反应与能量,第三节 化学反应的 速率和限度,化学反应有快有慢：,HClNaOHNaClH2O,千分之一秒即完成,H2Cl22HCl,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,1、定义：,化学反应速率用单位时间（如每秒，每分，每小时）内反应物浓度的减小或生成物浓度的增大来表示。,2、计算式:,一、化学反应速率,(物质的量浓度),3、单位： mol/(Ls)或molL-1s-1,【课堂练习】1下列关于化学反应速率的说法中，正确的是（ ） A化学反应速率是化学反应进行快慢程度的物理量 B化学反应速率通常用单位时间内生成或消耗某物质的质量

2、的多少来表示 C在反应过程中，反应物浓度逐渐变小，所以用反应物表示的化学反应的速率为负值 D化学反应速率越大，则单位时间内生成物的产量就越大,A,【课堂练习】,= 0.3mol/(Ls),v (NH3) =,=,【思考】反应速率是瞬时速率还是平均速率？ （4）化学反应速率的特点： 在同一个反应中，可以用反应物或生成物来表示反应速率。 化学反应速率是一段时间内的 速率，且均为 值。 化学反应速率适用于 和 。 注意：对于固体和纯液体的浓度可视为常数，故一般不用纯液体或固体来表示化学反应速率。,平均,正,溶液,气体,【课堂练习3】在2L密闭容器中，某气体反应物在2s内由8mol变为7.2mol，用

3、此反应物表示该反应的平均反应速率为（ ） A. 0.4 mol（Ls）1 B. 0.3 mol（Ls）1 C. 0.2 mol（Ls）1 D. 0.1 mol（Ls）1,C,【课堂练习4 】 已知反应： 2SO2O2 2SO3在1L的密闭容器中进行，1分钟后，测得SO3的物质的量增加了0.6 mol，求SO3、SO2、O2的平均反应速率及速率之比。,【思考】同一化学反应中，可以用反应物或生成物来表示反应速率，用不同的物质表示其反应速率时，数值相同吗？意义相同吗？,（4）化学反应速率的特点： 对于同一化学反应，在相同的反应时间内，用不同的物质来表示其反应速率，其数值可能 ，但这些不同的数值表示的

4、都是 同一个反应的速率。 因此，表示化学反应的速率时，必须指明是用哪种物质表示的反应速率。,不同,速率之比= 之比= 之比= 之比。,物质的量变化,系数,浓度变化量,【练习】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0.3mol，此反应的平均反应速率用NO来表示为多少？,若用O2的浓度变化来表示此反应速率是多少？ 若用NH3 来表示呢?,v(NO)=0.002mol/（Ls）,v(O2)=0.0025mol/（Ls）,v(NH3)=0.002mol/（Ls）,【课堂练习5】,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(

5、A)=amolL-1s-1, V(B)=a/2molL-1s-1, V(C)=amolL-1s-1, 则该反应的化学方程式是 。,2A+B=2C,【能力提升】,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)(A)=0.3mol/(Ls ),(2) (B)=0.6mol/(Lmin),(3) (C)=0.4mol/(Ls),(4) (D)=0.45mol/(Ls),(1)(4)(3)(2),反思:比较反应的快慢,应取同一参照物且单位要一致。,【思考】在相同条件下，等质量（金属颗粒大小相同）的下列金属与等量1mol/L 盐酸反应时，速率最

6、快的是（ ） A 镁 B 铝 C 钠 D 铁,二、影响化学反应速率的因素,（1）内因是主要因素 化学反应速率是由反应物的性质决定的。,C,（2）外部因素对化学反应速率的影响,实验26,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,（2）外部因素:,（2）外部因素:,实验25,产生气泡速率增大， 带火星火柴 复燃,升高温度， 反应速率增大,有气泡冒出,产生气泡速率减小,降低温度， 反应速率减小,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

7、通常增大原来的24倍。 注意：温度对反应速率的影响不受反应物状态的限制（无论放热反应还是吸热反应）。,（1）温度对化学反应速率的影响,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。 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。,（2）催化剂对化学反应速率的影响,规律：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

8、度，化学反应速率减慢。,（3）浓度对化学反应速率的影响,（4）压强：对于气体参加的反应，增大压强（通过缩小容器的体积实现），化学反应速率 。 对于气体参加的反应来说，增大压强，可以使单位体积内气体的物质的量增大，实际上相当于增大了气体反应物的浓度。 注意：浓度是对溶液和气体而言。改变纯固体或纯液体的量，反应速率几乎不变。,加快,（5）其它因素对化学反应速率的影响,a.反应物的状态：一般来说，配成溶液或反应物是气体，都能增大反应物之间的接触机会，有利于加快反应速率。 b.固体表面积：一般来说，颗粒越小，与其他物质接触面积越大，反应速率越快。 c.光、超声波、磁场等也会影响某些反应速率。,练习：

9、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10s A 的平均反应速率为0.12mol/(Ls)，则10s时，容器中B的物质的量为 。,3.2mol,2.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：_。,3.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:,4.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

10、如图曲线。请分析讨论以下问题。,（1）在0t1、t1t2、t2t3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？,开始时C(H+)大,该反应的反应速率大; t1t2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.,练习5：在25时，向100mL含HCl 14.6g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Fe

11、Cl2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/Ls,0.25mol/Ls,前2s,前2s时段盐酸浓度比后4s时段大,第二章化学反应与能量,第三节 化学反应的 速率和限度,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-

12、 等,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:,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。,N2 + H2 NH3,在一固定容积的密闭容器里，加1molN2和 3mol H2 (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,N2 + H2 NH3,（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)

13、 、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) 0,N2 + H2 NH3,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。,(1)0t1：v(正)v(逆),(2)t1： v(正)=v(逆),平衡状态,交流与讨论,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。,前提（适用范围）：可逆反应,内在本质：v(正)= v(逆)

14、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,2、化学平衡状态的特征,()动：动态平衡（v(正)= v(逆) 0）,(2)等：v(正)= v(逆),()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。,()变：条件改变，原平衡被破坏，在新 的条件下建立新的平衡。,()逆,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+O2 2SO3,练习 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,D

15、,对于可逆反应MN Q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Q C. M、N、Q的浓度都保持不变 D. 反应已经停止,C,下列说法可以证明反应N2+3H2 2NH3 已达平衡状态的是 ( ) A.1个NN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,有6个NH键形成,A、C,随堂练习,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

16、生3nmolB C.A、B、C的浓度不再变化 D.A、B、C的分子数比为1:3:2,C,14CO2 + C CO，达到化学平衡后， 平衡混合物中含14C的粒子有 。,14CO2、14C、14CO,3、化学平衡状态的判定,对于可逆反应m A(g) n B(g) + p C(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n mol B和p mol C的同时，生成m mol A,（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,练习: 在密闭容器中充入4mol HI,在一定温度下,反应 2HI

17、(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?,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,在合成氨工业中,由a mol氮气, b mol氢气混合反应达到平衡,有 c mol 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%,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,

18、破坏旧平衡,V正=V逆0,一定时间, 影响化学平衡的条件 一、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,探究实验1 FeCl3 + 3 KSCN Fe(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,1、浓度对化学平衡的影响,分析,t1,t2,t3,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,

19、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 + O2 2SO3,增大反应物的浓度对化学平衡的影响,【思考练习】,1、 Fe(NO3)2溶液呈浅绿色，其中存在着下列平衡：Fe2+2H2O Fe(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,A D,2、温度对化学平衡的影响,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。,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）,催化剂能缩短平衡到达的时间,合成氨反应3H2+N2 2NH3（放热反应），原平衡体系的温度为50，现将体系置于100的环境中， 问：（1）平衡向何方向移动？ （2）达平衡后体系温度为多少？,