化学的反应速率和限度.ppt

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1、感受身边的化学反应：你发现了什么？爆炸在瞬间完成；金属生锈以年月计；食物腐败以天计；离子反应以秒计；塑料老化以年计；溶洞形成以万年计有的化学反应进行得快，有的化学反应进行得快，有的化学反应进行得慢。有的化学反应进行得慢。快！烟火核爆炸燃烧问：化学反应进行得快慢该怎样比较？慢生锈的古钟钟乳石的形成铁桥生锈A A、定性观察法、定性观察法冒气泡快慢 浑浊程度 固体量减少 颜色变化 温度变化等B、定量表示法（准确）（即据反应物消失或生成物产生的快慢粗略比较）问题问题1 1：描述化学反应进行的快慢：描述化学反应进行的快慢联想：物理中怎样定量描述物体（质点）运动的快慢？速度速度：描述质点运动快慢的的物理量

2、，等于位移和发生此位移所用时间的比值。速度描述质点运动快慢的物理量化学反应速率 描述化学反应过程进行的快慢的物理量 一、化学反应速率（3）单位：mol/(LS)mol(Lmin)-1 molL-1S-1（2）数学表达式为：V=C/t 1.化学反应速率表示方法：用单位时间（如每秒，每分钟,每小时）内反应物 或生成物 （均取正值）来表示。符号 v浓度的减少量浓度的增加量即兴训练测得有测得有NHNH3 3 1.8mol 1.8molNN2 2 2mol 2molH H2 2 5mol 5mol2L2L的密闭容器的密闭容器一定条件下反应2min后计算该反应的速率：计算该反应的速率：VH2 =?VN2

3、=?VNH3 =?0.675 mol(L min)-10.225 mol(L min)-10.450 mol(L min)-1化学反应速率：反应速率单位：mol/(Lmin)或mol/(LS)注意：1、是平均速率，均取正值。2、表示气体反应速率，固体、纯液体浓度为常数。3、指明哪种具体物质做标准。aA+bB=dD+eE同一反应不同物质的反同一反应不同物质的反应速率，数值可以不同，应速率，数值可以不同，但整个反应的速率相同。但整个反应的速率相同。4、各物质的速率之比等于系数之比。比例关系：V(A):V(B):V(D):V(E)=a:b:d:e等式关系：二、化学反应速率中应该注意的问题：【例例1

4、1】反应反应 A+3B=2C+2D A+3B=2C+2D 在四种不同情况下的反应在四种不同情况下的反应 速率分别为速率分别为:v(A)=0.15mol/(Ls);v(B)=:v(A)=0.15mol/(Ls);v(B)=0.6mol/(Ls)v(C)=24mol/(Lmin);0.6mol/(Ls)v(C)=24mol/(Lmin);v(D)=0.45mol/(Ls)v(D)=0.45mol/(Ls)则该反应进行的快慢则该反应进行的快慢 顺序为顺序为 。=【例例2 2】在在2L2L容器中，发生容器中，发生3A+B=2C 3A+B=2C 的反应，若最初加入的反应，若最初加入 的的A A和和B B

5、均为均为4mol4mol，A A的平均反应速率为的平均反应速率为0.12mol/(Ls)0.12mol/(Ls)，则则10s10s后容器内的后容器内的B B物质是物质是 ()()A.2.8mol B.1.6mol C.3.2mol A.2.8mol B.1.6mol C.3.2mol C典型例题解析 4.4.比较比较同一反应同一反应在在不同条件下不同条件下的反应速率时，应：的反应速率时，应：统一基准物质；统一基准物质；统一单位。统一单位。三、有关化学反应速率的计算三、有关化学反应速率的计算A、据公式计算B、据关系式计算各物质的速率之比等于方程式计量数之比据系数比求其他物质的速率据速率比求系数比

6、典型例题练习练习1：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右图所示，由图中数据分析，该反应的化学方程为_。反应开始至2min，Z的平均反应速为 .n/molt/min 1 2 30.10.20.30.40.50.60.70.80.91.01.11.2 3X +Y 2Z 3X +Y 2Z0.0.05mol/(L05mol/(Lmin)min)XYZ 练习2则该反应速率的快慢顺序为:反应 A+3B=2C+2D 在四种不同条件下进行反应，反应速率分别为：(1)(A)=0.3mol/(Ls)(2)(B)=0.6mol/(Ls)(3)(C)=0.4mol/(Ls)(4)(D

7、)=0.5mol/(Ls)(1)(4)(2)=(3)(A)=0.2mol/(Ls)(A)=0.2mol/(Ls)(A)=0.25mol/(Ls)1.1.转化为同一种物质同一种单位表示的化学反应速率。转化为同一种物质同一种单位表示的化学反应速率。2 2.=v v=v v(A)(A)a a=v v(B)(B)b bv v(D)(D)d d=v v(E)(E)e eC、比较反应速率的快慢 一、化学反应速率（3）单位：mol/(LS)mol(Lmin)-1 molL-1S-1（2）数学表达式为：V=C/t 1.化学反应速率表示方法：用单位时间（如每秒，每分钟,每小时）内反应物 或生成物 （均取正值）来

8、表示。符号 v浓度的减少量浓度的增加量化学反应速率：反应速率单位：mol/(Lmin)或mol/(LS)注意：1、是平均速率，均取正值。2、表示气体、溶液反应速率，不能用固体纯液体表示反应速率，固体、纯液体浓度为常数。3、指明哪种具体物质做标准。aA+bB=dD+eE同一反应不同物质的反同一反应不同物质的反应速率，数值可以不同，应速率，数值可以不同，但整个反应的速率相同。但整个反应的速率相同。4、各物质的速率之比等于系数之比。比例关系：V(A):V(B):V(D):V(E)=a:b:d:e二、化学反应速率中应该注意的问题：C、比较反应速率的快慢练习3：在四个不同的容器中，在不同条件下进行反应：

9、N2+3H2=2NH3 据下列在相同时间内测定的结果判断，生成氨的速率最快的是 （）A、（H2）0.1mol/(L.min)B、（N2)=0.1mol/(L.min)C、(NH3)=0.3mol/(L.min)D、（H2)0.01mol/(L.s)D 转化为同一物质的速率来比较:单位统一 在反应4A(s)3B(g)2C(g)D(g)中，经2min，B的浓度减少0.6mol L-1，对此反应速率的表示正确的是（）A.用A表示的反应速率为0.4mol L-1 min-1B.分别用B、C、D表示的反应速率其比值为3:2:1C.B在2min末的反应速率是0.3mol L-1 min-1D.B在2min

10、内的平均反应速率是0.3mol/(L min)BD练习4 思考：同一反应在不同条件下的反应速率是相同的吗？哪些因素会影响到化学的反应速率？在相同条件下在相同条件下,等质量等质量(金属颗粒大小相同金属颗粒大小相同)的下列金属与足量的下列金属与足量1mol/L 1mol/L 盐酸反应时盐酸反应时,速率最快的是速率最快的是 A A 镁镁 B B 铝铝 C C 钠钠 D D 铁铁3、影响化学反应速率的因素影响因素外因:内因:物质的化学性质 外界条件（如温度、催化剂、浓度、压强、表面积等)(C)(主要因素)(次要因素)（1）反应温度 实验25现象现象结论结论热水中热水中常温常温冷水中冷水中快速产生气泡，

11、产生的气体使带火星的木条复燃。较慢产生气泡较快产生气泡其他条件相同时，升高温度能加快化学反应速率；降低温度则减慢。、升高温度，化学反应速率加快；降低温度，、升高温度，化学反应速率加快；降低温度，化学反应速率减慢。化学反应速率减慢。、实验测得每升高、实验测得每升高1010，化学反应速率通常增，化学反应速率通常增大为原来的大为原来的2424倍。倍。、温度对化学反应速率的影响不受反应物状态、温度对化学反应速率的影响不受反应物状态的限制。的限制。、升高温度，无论是吸热还是放热反应，化学、升高温度，无论是吸热还是放热反应，化学反应速率都加快。反应速率都加快。.升高温度正、逆反应速率都加快。升高温度正、逆

12、反应速率都加快。（2）催化剂 实验2-6现象现象结论结论加入MnO2加入FeCl3不加入其他试剂很快产生大量气泡很快产生大量气泡较慢产生气泡在其它条件相同时，使用催化剂能加快反应速率催化剂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：催化剂中毒：催化剂的催化性能往往因接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。种现象叫催化剂中毒。催化剂催化剂只有在只有在一定的温

13、度下一定的温度下才能最大限度才能最大限度的显示其催化作用，不同的催化剂对温度的显示其催化作用，不同的催化剂对温度的要求不一样。的要求不一样。科学视野：神奇的催化剂（阅读P49-50）催化剂能极大地改变反应速率，自身的组成、化学性质和质量在反应前后不发生变化，具有高度的选择性（或专一性）3、浓度规律：增大反应物的浓度速率加快，减小浓度速率减慢。（只适用于气体参与和在溶液中的反应）注意：纯固体或纯液体浓度为常数，增减对速率无影响。4、压强增大压强，反应物浓度增大，反应速率加快。（适用于有气体参与的反应；对于只有固体或液体参与的反应，压强对反应速率的影响忽略不计）引起引起(1)恒温时：增大压强体积缩

14、小浓度增大反应速率加快引起改变压强的可能方式：(2)恒容时：充入气体反应物引起浓度增大引起反应速率加快充入稀有气体 总压强增大，但各气体分压不变，即各物质的浓度不变，反应速率不变。引起（3）恒压时：充入稀有气体体积增大 反应物浓度减小反应速率减小引起引起引起总结：压强的改变若引起浓度的改变，则反应速率改变。归纳总结：影响化学反应速率的因素影响化学反应速率的因素规律（在其它条件相同时）内因性质外因温度催化剂反应物浓度气态反应物的压强固体反应物的表面积其它反应物的化学性质越活泼，化学反应速率越快；反之则慢。升高温度，化学反应速率加快；降低温度，化学反应速率减慢。使用正催化剂，化学反应速率加快增大反

15、应物的浓度，化学反应速率加快；减小反应物的浓度，速率减小。增大气态反应物的压强，化学反应速率加快；反之减慢。增大固体反应物的表面积，化学反应速率加快；反之减慢。光波、电磁波、超声波、溶剂等，形成原电池也加快反应速率。思考与交流1.人们为什么使用电冰箱储存食物？温度越高，食物腐败变质的速率越快，电冰箱能提供较低的温度。2.实验室通常要将两种块状或颗粒状的固体药品研细，并混匀后再进行反应。原因是什么？能增大反应物的接触面积，使反应物充分接触，使反应速率加快P(49)3.实验室进行化学反应时，通常把一些固体物质溶于水配成溶液再进行反应。原因是什么？配成溶液，发生电解质的电离，增大了离子之间的接触机会

16、，从而增大反应速率。4.增大反应物浓度能增大反应速率。应用：控制反应条件，提高对人类有利反应的速率，降低对人类不利反应的速率。练习1：20时，将10 mL 0.1 mol/L的Na2S2O3溶液和10 mL 0.1 mol/L的硫酸混合，2 min后溶液中明显出现浑浊。已知温度每升高10，该化学反应速率就增大到原来的2倍。那么在50时，同样的反应要同样看到浑浊，需要的时间是（）A、40 s B、15 s C、48 s D、20 sB练习2：在溶液中发生的反应，对反应速率不发生影响的因素是（）A.温度 B.压强 C.浓度 D.催化剂B二、化学反应的限度二、化学反应的限度你是否思考过以下问题：一个

17、化学反应在实际进行时，给定的反应物能不能按化学方程式中的计量关系完全转化为生成物呢？如果能，是在什么条件下？如果不能，原因是什么？科学史话：请阅读P50 炼铁高炉尾气之谜阅读后你对以上问题有何理解？结论：很多化学反应都具有可逆性，即正向反应（反应 物 生成物）和逆向反应（生成物 反应物）在同时进行，只是可逆程度不同并且存在很大差异。1、可逆反应：在同一条件，正反应方向和逆反应方向 均能进行的化学反应。2、注意：a、化学反应都具有可逆性，只是可逆的程度不同。一般所说的可逆反应指具有显著可逆性的反应。b、若正、逆反应是在不同的条件下进行的，则不属于可逆反应。c、可逆反应难以进行到底，可到达一种动态

18、平衡。d、可逆反应里反应物与生成物同时存在，反应物的 转化率小于100%可逆反应3.对于可逆反应，用“”代替“=”多数反应为可逆反应，典型的可逆反应有多数反应为可逆反应，典型的可逆反应有:N2+3H2 2NH3催化剂高温高压2SO2+O2 2SO3催化剂高温 SO2+H2O H2SO3NH3+H2O NH3 H2OP51思考与交流：判断下列反应，哪些是可逆反应？A、水的生成（H2+O2)与电解B、二次电池的充电与放电C、CO2和H2O在植物体中通过光合作用合成糖与 糖在人体内氧化生成CO2和H2O结论：都不是“可逆反应”，反应条件不同。回顾：化学反应速率的影响因素（温度、催化剂、浓度、压强、表

19、面积、反应物状态等）、可逆反应。1、增大压强，反应物浓度增大，反应速率加快。（适用于有气体参与的反应；对于只有固体或液体参与的反应，压强对反应速率的影响忽略不计）总结：压强的改变若引起浓度的改变，则反应速率改变。2、可逆反应：在同一条件下正反应和逆反应均可 进行的化学反应。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）c(N2)、c(H2)最大，c(NH3)=开始阶段开始阶段:只有正反应，v(逆)=00N2+3H2 2NH3催化剂高温高压化学平衡N2 +3H2 2NH3N2 +H2 NH3（2）瞬间后c(N2)、c(H2)变

20、小 ,c(NH3)0瞬间过后瞬间过后:v(逆)0，正逆反应都进行，（3）c(N2)、c(H2)逐渐变小，c(NH3)逐渐增大，v(正)=v(逆)0v(正)v(逆)同种物质反应表面“停止”,三种物质浓度达到特定值.V(正）逐渐减小，v(逆）逐渐增大。反应速率v(正)v(逆)t1时间（t）0(1)0t1：v(正)v(逆)(2)t1：v(正)=v(逆)平衡状态t1以后反应处于平衡状态!什么是化学平衡呢？N2+3H2 2NH3催化剂高温高压（3）t1 以后：v(正）=v(逆）0概念学习21、化学平衡：P51 在一定条件下的可逆反应里，当反应进行到一定程度时，正反应速率与逆反应速率相等，反应物的浓度与生

21、成物的浓度不再改变，达到一种表面静止的状态。2、化学平衡状态是可逆反应到达的一种特殊状态，是在给定条件下的化学反应所能达到的或完成的最大程度，即反应进行的限度。2 2、“化学平衡化学平衡”的理解：的理解：（1）“逆”：（2）“等”：（3）“动”：（4）“定”：（5）“变”：（6）“同”：研究对象必须是可逆反应；v(v(正）正）=v(=v(逆）逆）0 0 ，是化学平衡的实质；化学平衡是动态平衡，动态平衡，达到平衡时正、逆反应仍在继续进行；反应混合物中，各组分的物质的量浓度物质的量浓度保持不变；保持不变；化学平恒状态是有条件的、暂时的。有条件的、暂时的。改变影响平衡的外界条件（T、C、P），化学平

22、衡将发生移动。相同条件，某一可逆反应无论是从正反应开始还是 从逆反应开始，最终达到同一平衡状态。只要外界条件相同，同一个只要外界条件相同，同一个可逆反应的化学平衡状态就相同。可逆反应的化学平衡状态就相同。、化学平衡状态的建立 以上均表示V(正)V(逆)如何理解如何理解V(V(正正)V(V(逆逆)?)?（1）单位时间内，有1molN2反应掉，同时有1molN2生成（2）单位时间内，有3molH2反应掉，同时有2molNH3反应掉（3）单位时间内，有1molN2生成，同时有2molNH3生成例如例如:一定条件下，可逆反应N23H2 2NH3，对该可逆反应，表示正、逆反应速率可以用N2或H2或NH3

23、来表示,达到平衡时：判断整体思维：判断整体思维：（1 1）可逆反应中）可逆反应中两个同一边两个同一边的物质（反应物或生成物）的物质（反应物或生成物），在同一时间内，在同一时间内一种一种“消耗消耗”一定量时，同时另一种一定量时，同时另一种“生成一定量生成一定量”，且二者的，且二者的物质的量之比等于其化学物质的量之比等于其化学计量数之比计量数之比，可以说明正反应和逆反应的速率相等，可以说明正反应和逆反应的速率相等，即达到化学平衡状态；即达到化学平衡状态；（2 2）两种）两种不在同一边不在同一边的物质（一种是反应物而另一的物质（一种是反应物而另一种是生成物），在同一时间种是生成物），在同一时间内一种

24、内一种“消耗消耗”（或（或”生生成成”)”)一定量，同时另一种一定量，同时另一种“消耗消耗”（或（或“生成生成”）一一定量，且二者的物质的量之比等于其化学计量数之比。定量，且二者的物质的量之比等于其化学计量数之比。例：下列情况中可以证明反应N23H2 2NH3已经到达化学平衡状态的是 （）A、1个N=N键断裂的同时，有3个H-H键形成B、1个N=N键断裂的同时，有3个H-N键断裂C、1个N=N键断裂的同时，有6个H-N键断裂D、1个N=N键断裂的同时，有3个H-N键断裂AC（2）一定温度的密闭容器中，各反应物和生成物的分子数不变。.各物质的体积或体积分数不变 .a+b c+d时，总体积、总压力

25、、总物质的量一定 .各物质的物质的量一定.各物质的质量或质量分数一定 (3)其他条件不变时，各组分浓度不再变（4）外界条件不变时，转化率不变（5）外界温度不变，正反应放出或吸收的热量不变 (6)有色物质参加或生成的反应,颜色不再变时3、化学平衡状态的判断标志 aA(g)+bB(g)cC(g)+Dd(g)单位时间里：单位时间里：a mol A消耗的同时就有消耗的同时就有a mol A生成或有生成或有b mol B生成或有生成或有 c mol C消耗或有消耗或有d mol D消耗。消耗。（1）V(正）=V(逆）#0（同一反应里的同一物质）。旧知：旧知：化学平衡（化学反应限度）、化学平衡的特征、化学

26、平衡判断1、在一定条件下的可逆反应里，正反应和逆反应的速率相等，反应物和生成物各组分浓度保持不变的状态，即为化学平衡状态。2、特征：逆、等、动、定、变、同(1)v(正)=v(逆)0(同一反应中的同一物质)(2)反应物与生成物浓度不再改变；各物质的物质的量、百分含量、体积分数等保持定;方程式左右两边气体系数和不同的反应,压强、M不变时.(3)有色物质参加或生成的反应,颜色不再变时.3、判断依据：例：对于密闭容器里的可逆反应：mA(g)+nB(g)pC(g)+qD(g)根据你对化学平衡的理解，判断下列各种情况下，是否已到达平衡状态。可能的情况举例是否到达平衡1、混合物体系中各成分的含量各物质的物质

27、的量或物质的量分数一定各物质的质量或质量分数一定各气体的体积或体积分数一定A或B的转化率到达最大且保持不变各组分的浓度不变（但不一定相等也不一定成系数比）2、正逆反应速率的关系单位时间里消耗m mol A，同时生成m mol A单位时间内消耗了n mol B，同时生 n mol BV(A):V(B):V(C):V(D)=m:n:p:q单位时间里生成n mol B,同时生成q mol D是是是是是是是是否可能的情况举例是否到达平衡3、压强（T、V一定）其他条件不变，m+np+q时,总压力一定其他条件不变，m+n=p+q时，总压力一定4、平均分子量m+np+q时，M一定m+n=p+q时，M一定5、

28、温度其他条件一定时，体系温度一定6、体系密度T、V时，密度一定m+n=p+q，密度一定m+np+q，密度一定7、其他组成成分有颜色时，体系颜色不再变化是否否是是不一定不一定是是练习 1.在密闭容器中进行如下反应:X2(g)+Y2(g)2Z(g),已知X2、Y2、Z的起始浓度分别为0.1mol/L,0.3mol/L,0.2mol/L,在一定条件下,当反应达到平衡时,各物质的浓度可能是()A.Z为0.3mol/L B.Y2为0.35mol/LC.X2为0.2mol/L D.Z为0.4mol/LAB练习2.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

29、等D.正、逆反应的速率相等DA.M、N、Q三种物质的浓度一定相等B.M、N全部变成了QC.M、N、Q的浓度都保持不变D.反应已经停止C3.对于可逆反应MN Q达到平衡状态时，下列说法正确的是（）4.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n molA,同时生3nmolBC.A、B、C的浓度不再变化 D.A、B、C的分子数比为1:3:2C5、可逆反应 2NO2 2NOO2在体积固定的密闭容器中进行，达到平衡的标志是（）A.单位时间内生成n mol O2的同时生成2n mol NO2 B.单位时间内生成n mol

30、 O2的同时生成2n mol NOC.用NO2 NOO2表示速率比是：的状态混合气体的颜色不再改变的状态混合气体的密度不再改变的状态混合气体的压强不再改变的状态混合气体的平均相对分子质量不再改变的状态 NOO2分子数之比是：（NO2）正（O2）逆ADFG6、在一定温度下的密闭容器中，当下列物理量不变时，表明反应（）（）C(g)+D(g)已达到平衡的标志的是（）A.混合气体的压强 B.混合气体的密度 C.A的浓度不变 D.气体的总物质的量E、混合气体的平均相对分子质量B E7.7.在密闭容器中充入在密闭容器中充入4mol HI,4mol HI,在一定温度下在一定温度下,反应反应 2HI(g)H2

31、HI(g)H2 2(g)+I(g)+I2 2(g)(g)达到平衡时达到平衡时,有有30%30%的的HIHI分解分解,则则(1)(1)平衡时混合气体中氢气的物质的量为多少平衡时混合气体中氢气的物质的量为多少?(2)(2)混合气体总物质的量为多少混合气体总物质的量为多少?树 你看过建筑物的定向爆破吗？观察视频及下面几幅图，你从中得到什么启示？定向爆破视频为什么控制的如此好呢？树1 1、提高燃料燃烧效率的措施：、提高燃料燃烧效率的措施：（1 1）尽可能使燃料充分燃烧，提高能量的转化率。）尽可能使燃料充分燃烧，提高能量的转化率。关键是燃料与空气或氧气要尽可能充分接触，关键是燃料与空气或氧气要尽可能充分

32、接触，即足够大的接触面积（把固体粉碎，液化或即足够大的接触面积（把固体粉碎，液化或 气气 化），且空气要适当过量。化），且空气要适当过量。（2 2）尽可能充分地利用燃料燃烧所释放的热能，）尽可能充分地利用燃料燃烧所释放的热能，提高热能的利用率。提高热能的利用率。三三.化学反应条件的控制化学反应条件的控制2 2、反应条件的控制：、反应条件的控制：（1 1）关于人类需要或对人类有利的化学反应）关于人类需要或对人类有利的化学反应提高提高 生产或工作效率，提高原料的利用率或转化率。生产或工作效率，提高原料的利用率或转化率。（2 2）关于有害或对人类不需要的化学反应）关于有害或对人类不需要的化学反应降低反降低反 应速率或隔离会引发反应的物质。应速率或隔离会引发反应的物质。（3 3）关于特定条件环境或特殊需要的化学反应）关于特定条件环境或特殊需要的化学反应要要 对化学反应条件进行特殊的控制。对化学反应条件进行特殊的控制。