化学反应速率和限度[1].ppt

《化学反应速率和限度[1].ppt》由会员分享，可在线阅读，更多相关《化学反应速率和限度[1].ppt（44页珍藏版）》请在得力文库 - 分享文档赚钱的网站上搜索。

1、50年前年前,故宫太和殿台阶的栏杆上雕刻着故宫太和殿台阶的栏杆上雕刻着各式各样精美浮雕花纹还清晰可见各式各样精美浮雕花纹还清晰可见,而现而现在却大多是模糊不清在却大多是模糊不清,部分已成光板部分已成光板（一）（一）化学反应速率化学反应速率（四）（四）化学反应条件的控制化学反应条件的控制（二）（二）影响化学反应速率的条件影响化学反应速率的条件 （三）（三）化学反应限度化学反应限度化学反应速率定义 例题 特点练习化学反应速率的表示：化学反应速率的表示： 化学反应速率用化学反应速率用单位时间单位时间（如每秒，（如每秒，每分钟，每小时）内反应物每分钟，每小时）内反应物浓度的减小浓度的减小量量或生成物或

2、生成物浓度的增加量浓度的增加量来表示。来表示。 v = c t试根据以上计算式推出试根据以上计算式推出v的单位是什么的单位是什么？某一物质的化学反应速率的计算式为：某一物质的化学反应速率的计算式为：mol/（L min）或）或 mol/（L s）化学反应速率例题例题1 1在在 N2 + 3H2 NH3反应中，自开始反应中，自开始至秒，氨的浓度由变为至秒，氨的浓度由变为0. 6 mol/L，则以氨气表示的化学反应速率是多少？则以氨气表示的化学反应速率是多少？= 0.3mol/(Ls)v (NH3) =c (NH3) t(0. 6 0 )mol/L2s=定义 例题 特点练习化学反应速率问题问题在一

3、个化学反应中，反应速率既可以用反应物在一个化学反应中，反应速率既可以用反应物浓度的减少来表示，也可以用生成物浓度的增加来表浓度的减少来表示，也可以用生成物浓度的增加来表示。那么同一反应中，用不同物质的浓度变化来表示示。那么同一反应中，用不同物质的浓度变化来表示的反应速率是否相同呢？其大小有什么关系呢？的反应速率是否相同呢？其大小有什么关系呢？ 例例2、在、在2 L容积不变的容器中，发生容积不变的容器中，发生 N23H2 2NH3的反应。现通入的反应。现通入0.8 mol H2 和和 0.4 mol N2 ,2 min 后生成了后生成了0.12 mol NH3 ，求，求V V (H2)、 V V

4、 (N2) 、V V (NH3)。定义 例题 特点练习化学反应速率起始物质的量起始物质的量/mol： 0.4 0.8 0变化的物质的量变化的物质的量/mol： 0.06 0.18 0.122min后物质的量后物质的量/mol： 0.34 0.62 0.12V V (H2) = 0.045 mol/(Lmin)V V (N2) = 0.015mol /(Lmin)V V (NH3) = 0.03mol /(Lmin) V V (N2) V V (H2) V V (NH3) =1 3 2解：解： N2 + 3H2 2NH3定义 例题 特点练习化学反应速率化学反应速率的特点化学反应速率是平均速率，均

5、取正值正值同一化学反应，用不同的物质来表示的化学反应速率的数值可能是不同的。因此表示化学反应速率时，必须说明用哪种物质为基准必须说明用哪种物质为基准。同一化学反应，用不同的物质表示的化学反应速率之比等于化学反应方程式中相应物质的化学计量化学计量数之比数之比。即：对于反应 aAbB=cCdD 有V V(A)V V(B)V V(C)V V(D)abcd固体或纯液体，其浓度可视为常数。因此不用固体或纯液体表示化学反应速率。 定义 例题 特点练习化学反应速率 练习练习1 1则该反应速率的快慢顺序为则该反应速率的快慢顺序为:反应反应 A + 3B = 2C + 2D A + 3B = 2C + 2D 在

6、四种不同条在四种不同条件下的反应速率为：件下的反应速率为：(1)(A)=0.3mol/(Ls )(2) (B)=0.6mol/(Ls)(3) (C)=0.4mol/(Ls)(4) (D)=0.45mol/(Ls)(1)(4)(2)=(3)定义 例题 特点练习化学反应速率 已知反应已知反应 A+3B=2C+D在某一段时间在某一段时间内以内以A的浓度变化表示的化学反应速率为的浓度变化表示的化学反应速率为1mol/ (Lmin)，则此段时间内以，则此段时间内以C的浓度变的浓度变化表示的化学反应速率为化表示的化学反应速率为 （ ）A.0.5mol/ (Lmin) B.1mol/ (Lmin)C. 2m

7、ol/ (Lmin) D. 3mol/ (Lmin)C定义 例题 特点练习化学反应速率在在2 L容积不变的容器中，发生容积不变的容器中，发生 N2 + 3H2 = 2NH3的反应。现通入的反应。现通入4 mol H2 和和 4 mol N2 , 用用H2 表示表示的反应速率为的反应速率为0.12 mol(Ls) ，则，则10 s后容器中后容器中N2的物质的量是的物质的量是 （ ）A. 1.6mol B.2.8molC.3.2mol D. 3.6mol练习练习3 3C定义 例题 特点练习化学反应速率 某温度下，物质的量浓度均为某温度下，物质的量浓度均为1 mol/ L 的两种气体的两种气体X2、

8、和、和Y2在密闭容器中反应生成在密闭容器中反应生成气体气体Z。达到平衡后，。达到平衡后，c(X2)=0.4 mol/L, c(Y2)=0.8 mol/L , c(Z)=0.4 mol/L ,该反应的化该反应的化学方程式是学方程式是 （ ）A. X2 + 2Y2 =2Z B. 2X2 + Y2 =2Z C. 3X2 + Y2 =2Z D. X2 + 3Y2 =2Z C定义 例题 特点练习影响化学反应速率的条件影响化学反应速率的条件 实验探究: 温度催化剂小结科学探究：实验科学探究：实验25影响化学反应速率的条件影响化学反应速率的条件 实验探究: 温度催化剂小结影响化学反应速率的条件影响化学反应速

9、率的条件 实验探究: 温度催化剂小结5% H2O2FeCl3溶液溶液MnO2粉末粉末催化剂对化学反应速率的影响催化剂对化学反应速率的影响影响化学反应速率的条件影响化学反应速率的条件 实验探究: 温度催化剂小结科学探究：实验科学探究：实验26催化剂对化学反应速率的影响催化剂对化学反应速率的影响影响化学反应速率的条件影响化学反应速率的条件 实验探究: 温度催化剂小结影响化学反应速率的条件影响化学反应速率的条件 实验探究: 温度催化剂小结如何提高煤的燃烧效率？如何提高煤的燃烧效率？P491、煤的状态与煤燃烧的速率有何关系？与煤、煤的状态与煤燃烧的速率有何关系？与煤的充分燃烧有何关系？的充分燃烧有何关

10、系？2、空气用量对煤的充分燃烧有什么影响？为、空气用量对煤的充分燃烧有什么影响？为什么？什么？3、应选择什么样的炉（灶）膛材料？理由是、应选择什么样的炉（灶）膛材料？理由是什么？什么？4、如何充分利用煤燃烧后的废气中的热量？、如何充分利用煤燃烧后的废气中的热量？下面以下面以“提高煤的燃烧效率提高煤的燃烧效率”为例，为例，分析研究化学反应条件的选择。分析研究化学反应条件的选择。P491、煤被研得越细，粉末越小，与空气、煤被研得越细，粉末越小，与空气中中O2得接触面积越大，燃烧越充分，反得接触面积越大，燃烧越充分，反应速率越快。应速率越快。2、空气充足，煤燃烧生成、空气充足，煤燃烧生成CO2越充分

11、，越充分，放热越多；若空气不足，则煤燃烧部分放热越多；若空气不足，则煤燃烧部分生成生成CO，CO排到空气中造成污染，且排到空气中造成污染，且生成生成CO时，放出得热量大大减少。时，放出得热量大大减少。3、应选择保温隔热且耐热的炉膛材料；、应选择保温隔热且耐热的炉膛材料；尽管煤燃烧是放热反应，但反应过程中尽管煤燃烧是放热反应，但反应过程中煤燃烧需提供部分能量才能继续，因此煤燃烧需提供部分能量才能继续，因此利用煤燃烧放出的部分热量就可维持反利用煤燃烧放出的部分热量就可维持反应的继续进行，选用保温隔热材料的目应的继续进行，选用保温隔热材料的目的，正是为了防止热量散失。的，正是为了防止热量散失。4、可

12、将燃烧后的废气通过交换装置，、可将燃烧后的废气通过交换装置，供其他方面使用。供其他方面使用。门一打开，可燃物与空气的接触面增大，迅速燃烧，门一打开，可燃物与空气的接触面增大，迅速燃烧，可引发爆炸可引发爆炸因为粉状因为粉状CaC03与盐酸反应速率太快，而难以控制生成的与盐酸反应速率太快，而难以控制生成的CO2的流速与流量的流速与流量(3)(3)为什么用冰箱储存食物？为什么用冰箱储存食物？温度越低，食物变质腐败的速度越慢温度越低，食物变质腐败的速度越慢控制化学反应条件的意义：控制化学反应条件的意义：对有利的或我们需要的化学反应，要想对有利的或我们需要的化学反应，要想办法增大反应速率以提高生产或工作

13、效办法增大反应速率以提高生产或工作效率，并要采取措施促进反应的完成程度率，并要采取措施促进反应的完成程度以提高原料的利用率或转化率；对有害以提高原料的利用率或转化率；对有害的或我们不希望发生的化学反应，要设的或我们不希望发生的化学反应，要设法降低反应速率。法降低反应速率。 我们知道在化学反应中，反应物之间是按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，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在实际反应中，反应物能否按相应的计量关系完全完全转化为生成物呢？转化为生成物呢？ 氯水是氯气的水溶液，氯气能与水反应，请写出化氯水是氯

14、气的水溶液，氯气能与水反应，请写出化学方程式。学方程式。炼铁高炉尾气之谜炼铁高炉尾气之谜高炉炼铁高炉炼铁 的主要反应是的主要反应是: :2C(2C(焦炭焦炭)+O)+O2 2( (空气空气) )COCO（放出热量）（放出热量）FeFe2 2OO3 3+3CO=2Fe+3CO+3CO=2Fe+3CO2 2炼制吨生铁所需焦炭的实际用量远高于按炼制吨生铁所需焦炭的实际用量远高于按照化学方程式计算所需的量，且从高炉中出照化学方程式计算所需的量，且从高炉中出来的气体中含有没有利用的来的气体中含有没有利用的COCO气体，开始，气体，开始，炼铁工程师们认为是炼铁工程师们认为是COCO与铁矿石接触不充与铁矿石

15、接触不充分之故，于是设法增加高炉的高度，然而高分之故，于是设法增加高炉的高度，然而高炉增高后，高炉尾气中的炉增高后，高炉尾气中的COCO比例竟没有改比例竟没有改变，这是什么原因呢？变，这是什么原因呢？增加高炉高度增加高炉高度, ,可增加反应物的接触可增加反应物的接触时间时间, ,但并没有改变影响化学平衡的但并没有改变影响化学平衡的条件条件, ,化学反应的限度也没有改变。化学反应的限度也没有改变。 在在相同条件下相同条件下既能向正反应方向又能向逆反既能向正反应方向又能向逆反应方向进行的化学反应。应方向进行的化学反应。 正反应：从左到右进行的反应正反应：从左到右进行的反应逆反应：从右到左进行的反应

16、逆反应：从右到左进行的反应可逆反应用可逆反应用“ ” 表表示示问题问题：化学学反应应的可逆性是否普遍存在?可逆反应常见的典型的可逆反应有常见的典型的可逆反应有:N2+3H2 2NH3催化剂催化剂高温高压高温高压2SO2+O2 2SO3催化剂催化剂高温高温 SO2 +H2O H2SO3NH3 +H2O NH3 H2O以上说明了一定条件下的可逆反应有一定的限度，反以上说明了一定条件下的可逆反应有一定的限度，反应进行得不彻底，其反应物不能全部转化为生成物。应进行得不彻底，其反应物不能全部转化为生成物。C C反应速率反应速率v(正正)v(逆逆)t1时间（时间（t）0(1)0t1：v(正正)v(逆逆)(

17、2)t1： v(正正)=v(逆逆) 0化学平衡状态化学平衡状态N2+3H2 2NH3催化剂催化剂高温高压高温高压动动 态态 平平 衡衡什么是化学平衡（1）概念概念：化学平衡状态就是指在一定条件下的可逆反应里，正反应速率和逆反应速率相等，反应物和生成物的浓度保持不变的状态化学平衡是可逆反应进行的最大限度（2）特点特点：化学平衡的研究对象是化学平衡的研究对象是可逆反应可逆反应平衡时正反应速率与逆反应速率相等，平衡时正反应速率与逆反应速率相等，正正逆逆化学平衡是动态平衡化学平衡是动态平衡正正逆逆0平衡时各组分的平衡时各组分的浓度保持不变浓度保持不变当外界条件改变时，平衡当外界条件改变时，平衡(或反应

18、限度或反应限度)一般要发生改变一般要发生改变逆、等、动、定、变逆、等、动、定、变（3）判断平衡的依据: 正反应速率和逆反应速率相等 各组分的含量保持不变如各物质的浓度不变化学反应的限度对于可逆反应对于可逆反应m A(g) n B(g) + p C(g) 在一在一定条件下达到平衡状态有以下几个标志定条件下达到平衡状态有以下几个标志 A的生成速率和分解速率相等的生成速率和分解速率相等 单位时间生成单位时间生成n mol B和和p mol C的同时，生成的同时，生成m mol A A、B、C的物质的量不再改变的物质的量不再改变 A、B、C的浓度不再改变的浓度不再改变A、B、C的百分含量不再改变的百分

19、含量不再改变如何理解如何理解V(V(正正) )V(V(逆逆)?)?例如，一定条件下，可逆反应例如，一定条件下，可逆反应N N2 23H3H2 2 2NH2NH3 3，对该可逆反应，表示正、逆反应速率可以用对该可逆反应，表示正、逆反应速率可以用N N2 2或或H H2 2或或NHNH3 3来表示：来表示：（1 1）单位时间内，有）单位时间内，有1molN1molN2 2反应掉，同时有反应掉，同时有1molN1molN2 2生成生成（2 2）单位时间内，有）单位时间内，有3molH3molH2 2反应掉，同时有反应掉，同时有2molNH2molNH3 3反应掉反应掉（3 3）单位时间内，有）单位时

20、间内，有1molN1molN2 2生成，同时有生成，同时有2molNH2molNH3 3生成生成以上均表示以上均表示V(V(正正) )V(V(逆逆) )B B随堂检测D D随堂练习随堂练习对于可逆反应对于可逆反应MN Q达到平衡时，达到平衡时，下列说法正确的是（下列说法正确的是（ ） A. MA. M、N N、Q Q三种物质的浓度一定相等三种物质的浓度一定相等B. MB. M、N N全部变成了全部变成了Q QC. MC. M、N N、Q Q的浓度都保持不变的浓度都保持不变D. D. 反应已经停止反应已经停止C随堂练习在已达到平衡的可逆反应在已达到平衡的可逆反应2SO2SO2 2+O+O2 2

21、2SO2SO3 3中充入中充入由由1818O O组成的氧气一段时间后组成的氧气一段时间后, ,1818O O原子原子( )( )A.A.只存在于只存在于O O2 2中中 B.B.只存在于只存在于O O2 2和和SOSO3 3中中C.C.只存在于只存在于SOSO2 2和和SOSO3 3中中 D.SOD.SO2 2,SO,SO3 3和和O O2 2中都存中都存在在催化催化剂剂随堂练习随堂练习观察右图观察右图, ,对合成氨反应中对合成氨反应中, ,下列叙下列叙述错误的是述错误的是( )( )A A、 开始反应时开始反应时, ,正反应速率最大正反应速率最大, ,逆反应速率为零逆反应速率为零B B、 随

22、着反应的进行随着反应的进行, ,正反应速率逐正反应速率逐渐减小渐减小, ,逆反应速率逐渐增大逆反应速率逐渐增大C C、反应到达、反应到达t t1 1时时, ,正反应速率与逆正反应速率与逆反应速率相等反应速率相等, ,反应停止反应停止D. D. 反应在反应在t t1 1之后之后, ,正反应速率与逆正反应速率与逆反应速率相等反应速率相等, ,容器中容器中N N、H H2 2、NHNH3 3浓度保持不变浓度保持不变, ,反应达到化学平衡状反应达到化学平衡状态态反应速率反应速率v(正正)v(逆逆)v(正正)= v(逆逆)t1时间时间(t)C C三、化学反应的条件控制三、化学反应的条件控制在生产生活中，

23、促进有利的化在生产生活中，促进有利的化学反应发生，抑制有害的化学学反应发生，抑制有害的化学反应发生，这就要讨论反应条反应发生，这就要讨论反应条件的控制。件的控制。小结小结可逆反应可逆反应在同一条件下在同一条件下, ,既可以向正反应既可以向正反应方向进行又可以向逆反应方向方向进行又可以向逆反应方向进行的反应进行的反应. .在一定条件下在一定条件下, ,可逆反应有一定可逆反应有一定限度限度, ,反应物反应物不能完全不能完全转化为生转化为生成物成物. .可逆反应在一定条件下进行到一可逆反应在一定条件下进行到一定程度时可达到化学平衡状态定程度时可达到化学平衡状态, ,此平衡是个此平衡是个动态平衡动态平衡, ,此时正反此时正反应速率与逆反应速率应速率与逆反应速率相等相等, ,反应反应物和生成物的物和生成物的浓度保持不变浓度保持不变. .D随堂练习随堂练习6