《23化学反应速率与限度.ppt》由会员分享，可在线阅读，更多相关《23化学反应速率与限度.ppt（27页珍藏版）》请在taowenge.com淘文阁网|工程机械CAD图纸|机械工程制图|CAD装配图下载|SolidWorks_CaTia_CAD_UG_PROE_设计图分享下载上搜索。
1、2.3 2.3 化学反应的速率和限度化学反应的速率和限度这些化学变化有何差异？这些化学变化有何差异？牛奶腐坏牛奶腐坏铁桥生锈铁桥生锈爆炸爆炸很快很快 较快较快较慢较慢溶洞形成溶洞形成很慢很慢情境导入情境导入学习目标学习目标1.1.了解化学反应速率的含义及其表示方法。了解化学反应速率的含义及其表示方法。2.2.了解影响化学反应速率的因素了解影响化学反应速率的因素, ,初步了解控制化初步了解控制化学反应速率的方法。学反应速率的方法。3.3.认识可逆反应及其特征。认识可逆反应及其特征。4.4.了解并会判断化学平衡状态了解并会判断化学平衡状态, ,初步了解化学反应初步了解化学反应条件的控制。条件的控制
2、。自主学习自主学习一、化学反应速率一、化学反应速率(1)(1)意义意义: :表示化学反应进行表示化学反应进行_的物理量。的物理量。(2)(2)定义定义: :用单位时间内反应物浓度的用单位时间内反应物浓度的_或生成物或生成物浓度的浓度的_来表示来表示。(3)(3)表达式表达式: : _ _(4)(4)单位单位: : molLmolL-1-1SS-1 -1 或或 _。(5)(5)举例举例: :某反应中某反应中H H2 2在在2min2min内由内由2 2molLmolL-1-1变成变成1molL1molL-1-1，则，则v(Hv(H2 2)=)=_。快慢快慢molLmolL-1-1minmin-1
3、-1v v(B(B)=)=c(Bc(B) ) t t减少量减少量增加量增加量0.5molL0.5molL-1-1minmin-1-11.1.化学反应速率的含义和表示方法化学反应速率的含义和表示方法例：例：在在1L1L的密闭容器中加入一定量的氮气和氢气，的密闭容器中加入一定量的氮气和氢气，发生反应发生反应N N2 2+3H+3H2 2 2NH 2NH3 3，2min2min后氨气的物质的量后氨气的物质的量变为变为0.4mol0.4mol，则以氨气表示的化学反应速率是多，则以氨气表示的化学反应速率是多少？少？ 以氮气和氢气表示的这以氮气和氢气表示的这2min2min内的化学反应速内的化学反应速率又
4、是多少？它们之间有什么关系？率又是多少？它们之间有什么关系？ 对化学反应速率的正确理解对化学反应速率的正确理解2.2.外界因素对化学反应速率的影响外界因素对化学反应速率的影响(1)(1)温度温度: :实验操作实验操作实验现象实验现象产生气泡由快到慢的顺序产生气泡由快到慢的顺序:_:_实验结论实验结论升高温度升高温度, ,反应速率反应速率_;_;降低温度降低温度, ,反应速率反应速率_CBACBA增大增大减小减小实验探究实验探究(2)(2)催化剂催化剂: :实验操作实验操作实验现象实验现象产生气泡速率的相对大小产生气泡速率的相对大小:_:_，_实验结论实验结论催化剂能催化剂能_H_H2 2O O
5、2 2分解的反应速率分解的反应速率baba加快加快caca【 思考与交流思考与交流】（1 1）请从化学反应快慢的角度解释人们为什么使用电冰）请从化学反应快慢的角度解释人们为什么使用电冰箱储存食物。箱储存食物。（2 2）实验时，通常将两种块状或颗粒状的固体药品研细，）实验时，通常将两种块状或颗粒状的固体药品研细，并混合均匀再进行反应。原因是什么？并混合均匀再进行反应。原因是什么？（3 3）人们通常把固体试剂溶于水配成溶液进行化学实验，）人们通常把固体试剂溶于水配成溶液进行化学实验，原因是什么？原因是什么？（4 4）实验室用约）实验室用约30%30%的硫酸溶液与锌粒反应制取氢气，当的硫酸溶液与锌粒
6、反应制取氢气，当反应进行一段时间后，气泡变得稀少了（锌还有剩余），反应进行一段时间后，气泡变得稀少了（锌还有剩余），如果添加一些适当浓度的硫酸溶液到反应器中，气泡有如果添加一些适当浓度的硫酸溶液到反应器中，气泡有会重新多起来。原因是什么？会重新多起来。原因是什么？（5 5）实验室制取氢气时，是用粗锌好还是用纯锌好，为）实验室制取氢气时，是用粗锌好还是用纯锌好，为什么？什么？ 除温度、催化剂外除温度、催化剂外, ,固体的固体的_、反应物的状态、反应物的状态、溶液的溶液的_、气体的、气体的_、溶剂和光照等都可以影响、溶剂和光照等都可以影响化学反应速率。化学反应速率。(3)(3)其他影响因素其他影响
7、因素: :表面积表面积浓度浓度压强压强(1)(1)浓度浓度: :增大反应物浓度增大反应物浓度, ,化学反应速率增大化学反应速率增大; ; 减小反应物浓度减小反应物浓度, ,化学反应速率减小。化学反应速率减小。影响化学反应速率的四大外因影响化学反应速率的四大外因(3)(3)压强压强: :增大压强增大压强, ,化学反应速率增大化学反应速率增大; ; 减小压强减小压强, ,化学反应速率减小。化学反应速率减小。 ( (只适用于有气体参加或有气体生成的反应。只适用于有气体参加或有气体生成的反应。) )(2)(2)温度温度: :升高温度升高温度, ,化学反应速率增大化学反应速率增大; ; 降低温度降低温度
8、, ,化学反应速率减小。化学反应速率减小。(4)(4)催化剂催化剂: :能极大地加快化学反应速率能极大地加快化学反应速率, ,但一般有高度的但一般有高度的选择性。选择性。达标检测达标检测C C1.1.下列关于化学反应速率的说法中正确的是下列关于化学反应速率的说法中正确的是( () )A.A.化学反应速率是指任何一种反应物浓度的减少或任何化学反应速率是指任何一种反应物浓度的减少或任何一种生成物浓度的增加一种生成物浓度的增加B.“0.8 molB.“0.8 molL L-1-1s s-1-1”所表示的含义是所表示的含义是: :时间为时间为1 s1 s时时, ,某物质的浓度为某物质的浓度为0.8 m
9、ol0.8 molL L-1-1C.C.根据化学反应速率的大小可以知道化学反应进行的快根据化学反应速率的大小可以知道化学反应进行的快慢慢D.D.对于任何化学反应来说对于任何化学反应来说, ,反应速率越大反应速率越大, ,反应现象就越反应现象就越明显明显B B3.3.在四个不同容器中在四个不同容器中, ,不同条件下进行合成氨反应。反应不同条件下进行合成氨反应。反应方程式为方程式为N N2 2(g)+3H(g)+3H2 2(g) 2NH(g) 2NH3 3(g),(g),根据在相同时间内根据在相同时间内测定的结果判断生成氨的速率最快的是测定的结果判断生成氨的速率最快的是( () )A.v(NHA.
10、v(NH3 3)=0.5 mol)=0.5 molL L-1-1minmin-1-1B.v(HB.v(H2 2)=0.3 mol)=0.3 molL L-1-1minmin-1-1C.v(NC.v(N2 2)=0.2 mol)=0.2 molL L-1-1minmin-1-1D.v(HD.v(H2 2)=0.1 mol)=0.1 molL L-1-1s s-1-12.2.化学反应化学反应4A(s)+3B(g)=2C(g)+D(g),4A(s)+3B(g)=2C(g)+D(g),经经2 min2 min后后B B的浓的浓度减少度减少0.6 mol0.6 molL L-1-1, ,对此反应速率的正
11、确表示是对此反应速率的正确表示是( () )A.A.用用A A表示的反应速率是表示的反应速率是0.4 mol0.4 molL L-1-1minmin-1-1B.B.用用B B、C C、D D分别表示反应的速率分别表示反应的速率, ,其比值是其比值是321321C.C.在在2 min2 min末的反应速率用末的反应速率用B B表示是表示是0.3 mol0.3 molL L-1-1minmin-1-1D.D.在这在这2 min2 min内用内用B B和和C C表示的速率的值都是逐渐减小的表示的速率的值都是逐渐减小的D D4.4.将将10molA10molA和和5molB5molB放入容积为放入容积
12、为10L10L的密闭容器中的密闭容器中, ,某温度某温度下发生应下发生应:3A(g)+B(g)=2C(g),:3A(g)+B(g)=2C(g),在最初在最初2s2s内内, ,消耗消耗A A的的平均速率为平均速率为0.06mol0.06molL L-1-1s s-1-1, ,则在则在2s2s时时, ,容器中有容器中有mol A,mol A,此时此时C C的物质的量浓为的物质的量浓为。 设设A A、B B两物质的起始浓度分别为两物质的起始浓度分别为amolamolL L-1-1、bmolbmolL L-1-1, , A A、B B的转化浓度分别的转化浓度分别mxmolmxmolL L-1-1、nx
13、molnxmolL L-1-1, ,则则: : mA(g)+nB(g) pC(g)+qD(g)mA(g)+nB(g) pC(g)+qD(g)起始浓度起始浓度(mol(molL L-1-1) )a ab b 0 00 0转化浓度转化浓度(mol(molL L-1-1) )mxmx nxnx pxpxqxqx终态浓度终态浓度(mol(molL L-1-1) a-mx) a-mxb-nxb-nx pxpxqxqx“三段式三段式”法有关化学反应速率的计算法有关化学反应速率的计算8.88.80.08 molL0.08 molL-1-1C C5.5.下列措施对增大化学反应速率明显有效的是下列措施对增大化学
14、反应速率明显有效的是( () )A.NaA.Na与水反应时增大水的用量与水反应时增大水的用量B.FeB.Fe与硫酸反应制取与硫酸反应制取H H2 2时时, ,选用浓硫酸选用浓硫酸C.C.制取制取O O2 2时时, ,在两支试管中分别加入相同浓度的过氧化氢在两支试管中分别加入相同浓度的过氧化氢, ,其中一支试管中再加入二氧化锰其中一支试管中再加入二氧化锰D.D.木炭在氧气中燃烧木炭在氧气中燃烧, ,增加木炭的用量增加木炭的用量金属金属酸溶液酸溶液温度温度A AMgMg0.5 mol0.5 molL L-1-1H H2 2SOSO4 42020B BFeFe1 mol1 molL L-1-1HCl
15、HCl2020C CZnZn2 mol2 molL L-1-1HClHCl2020D DMgMg1 mol1 molL L-1-1H H2 2SOSO4 430306.6.下列反应中生成下列反应中生成H H2 2的速率最快的是的速率最快的是( () )D D情境导入情境导入炼铁高炉尾气之谜 炼制炼制1t1t生铁所需要的焦炭的实际用量，生铁所需要的焦炭的实际用量，远高于按照化学方程式计算所需用量，且远高于按照化学方程式计算所需用量，且从高炉炉顶出来的气体中含有没有利用的从高炉炉顶出来的气体中含有没有利用的COCO气体。开始，炼铁工程师们认为是气体。开始，炼铁工程师们认为是COCO与与铁矿石接触不
16、充分之故，于是设法增加高铁矿石接触不充分之故，于是设法增加高炉的高度。然而，令人吃惊的是，高炉增炉的高度。然而，令人吃惊的是，高炉增高后，尾气中的高后，尾气中的COCO的比例竟然没有改变。的比例竟然没有改变。直到后来法国科学家勒夏特列经过研究才直到后来法国科学家勒夏特列经过研究才将这一谜底揭开。原来炼铁过程中的将这一谜底揭开。原来炼铁过程中的C+COC+CO2 2 2CO 2CO是一个可逆反应，在高炉中是一个可逆反应，在高炉中FeFe2 2O O3 3和和COCO也不能全部转化为也不能全部转化为FeFe和和COCO2 2。 启示：化学反应存在限度，有些反应能彻底进行，有启示：化学反应存在限度，
17、有些反应能彻底进行，有些反应是不彻底的。些反应是不彻底的。自主学习自主学习二、化学反应的限度二、化学反应的限度(1)(1)概念概念: :在同一条件下，既能向在同一条件下，既能向_方向又能向方向又能向_方向进行的化学反应。方向进行的化学反应。(2)(2)举例：举例： _ _ _正反应正反应1.1.可逆反应可逆反应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 SO2 +H2O H2SO3NH3 +H2O NH3 H2O【 思考思考】水的生成（水的生成（H H2 2+O+O2 2）与电解，二次电池的放电）与电解，二次电池的放电与充电，与充电，COCO2
18、2和和H H2 2O O在植物中通过光合作用合成糖与糖在体在植物中通过光合作用合成糖与糖在体内氧化生成内氧化生成COCO2 2和和H H2 2O O，它们是否属于，它们是否属于“可逆反应可逆反应”？逆反应逆反应(1)(1)建立过程建立过程: :以反应以反应2SO2SO2 2O O2 2 2SO 2SO3 3为例，为例，在一定温度下，将在一定温度下，将2molSO2molSO2 2和和1mol 1mol O O2 2通入一定体积的密闭容器中。通入一定体积的密闭容器中。2.2.化学平衡状态化学平衡状态最大最大最大最大0 0减小减小减小减小增大增大增大增大不变不变0 0(2)(2)化学平衡状态的概念
19、化学平衡状态的概念: : 在一定条件下在一定条件下, ,可逆反应进行到一定程度时可逆反应进行到一定程度时, ,正反应正反应速率和逆反应速率速率和逆反应速率_,_,反应物的浓度和生成物的浓度反应物的浓度和生成物的浓度_,_,达到一种表面静止的状态，称为达到一种表面静止的状态，称为“化学平衡化学平衡状态状态”，简称化学平衡。，简称化学平衡。3.3.化学反应的限度化学反应的限度 化学平衡状态是可逆反应达到的一种特殊状态化学平衡状态是可逆反应达到的一种特殊状态, ,是在是在给定条件下所能达到的给定条件下所能达到的_,_,任何可逆反应在给定任何可逆反应在给定条件下的进行程度都有一定的限度。条件下的进行程
20、度都有一定的限度。最大程度最大程度不再改变不再改变相等相等1.1.目的：在生产和生活中，化学反应条件的控制主要是目的：在生产和生活中，化学反应条件的控制主要是促进有利反应和控制有害反应两个方面。表现为：促进有利反应和控制有害反应两个方面。表现为： 促进有利反应促进有利反应 抑制有害反应抑制有害反应提高原料利用率提高原料利用率加快有利反应速率加快有利反应速率减慢有害反应速率减慢有害反应速率减少甚至消除有害物质的产生减少甚至消除有害物质的产生控制副反应的发生控制副反应的发生三、化学反应条件的控制三、化学反应条件的控制2.2.实例实例提高燃料燃烧效率的措施提高燃料燃烧效率的措施: :尽可能使燃料尽可
21、能使燃料_,_,提高能量的转化率。提高能量的转化率。尽可能充分地利用燃料燃烧所释放出的热能尽可能充分地利用燃料燃烧所释放出的热能, ,提高提高_。充分燃烧充分燃烧热能的利用率热能的利用率深入探究深入探究二、化学反应的限度二、化学反应的限度1.1.化学平衡的特征化学平衡的特征 逆逆：化学平衡研究的对象是：化学平衡研究的对象是 反应。反应。 动动：化学平衡状态是一种：化学平衡状态是一种 平衡。达到平衡时，平衡。达到平衡时，正逆反应并没有停止，仍然在进行。正逆反应并没有停止，仍然在进行。 等等：V V( (正正) ) V V( (逆逆) ) 0 0。 定定：反应物浓度和生成物浓度：反应物浓度和生成物
22、浓度 。 变变：外界条件：外界条件( (浓度、温度、压强等浓度、温度、压强等) ) 时，原时，原平衡状态就会被破坏，并在新的条件下建立新的化学平衡状态就会被破坏，并在新的条件下建立新的化学平衡。平衡。动态动态不再改变不再改变可逆可逆改变改变2.2.化学平衡的判断依据化学平衡的判断依据【典例【典例】可逆反应：可逆反应：2NO2NO2 22NO2NOO O2 2在体积固定的密闭在体积固定的密闭容器中进行，达到平衡状态的标志是容器中进行，达到平衡状态的标志是( () )。单位时间内生成单位时间内生成n n mol O mol O2 2的同时生成的同时生成2 2n n mol NO mol NO2 2
23、单位时间内生成单位时间内生成n n mol O mol O2 2的同时生成的同时生成2 2n n mol NO mol NO用用NONO2 2、NONO、O O2 2表示的反应速率的比为表示的反应速率的比为221221的状态的状态混合气体的颜色不再改变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混合气体的平均相对分子质量不再改变的状态A A B BC C D D全部全部A A达标检测达标检测C C2.2.在一定温度下的恒容密闭容器中在一定温度下的恒容密闭
24、容器中, ,能说明反应能说明反应X X2 2(g)+Y(g)+Y2 2(g) 2XY(g)(g) 2XY(g)已达到平衡的是已达到平衡的是( () )A.A.容器内的总压强不随时间变化容器内的总压强不随时间变化B.B.容器中气体的平均相对分子质量不随时间变化容器中气体的平均相对分子质量不随时间变化C.XYC.XY气体的物质的量分数不变气体的物质的量分数不变D.XD.X2 2和和Y Y2 2的消耗速率相等的消耗速率相等1.1.对于可逆反应对于可逆反应M+N QM+N Q达平衡时达平衡时, ,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
25、度一定相等B.MB.M、N N全部变成了全部变成了Q QC.C.反应物和生成物的浓度都保持不变反应物和生成物的浓度都保持不变D.D.反应已经停止反应已经停止C C3.3.一定温度下，某一密闭恒容的容器内，可逆反应一定温度下，某一密闭恒容的容器内，可逆反应A(g)+3B(g) 2C(g)A(g)+3B(g) 2C(g)达到平衡状态的标志是达到平衡状态的标志是( ( ) )A.CA.C的生成速率与的生成速率与C C的分解速率相等的分解速率相等D.D.容器内混合气体的密度不随时间而变化容器内混合气体的密度不随时间而变化C.C.单位时间内生成单位时间内生成n molAn molA，同时生成，同时生成3
26、n molB3n molBD.AD.A、B B、C C的分子数之比为的分子数之比为1 1：3 3：2 24 4下列说法中不正确的是下列说法中不正确的是( () )。A A当一个可逆反应达到平衡状态时，就是这个反应在该当一个可逆反应达到平衡状态时，就是这个反应在该条件下所能达到的限度条件下所能达到的限度B B当一个可逆反应达到平衡状态时，这个反应的正反应当一个可逆反应达到平衡状态时，这个反应的正反应速率和逆反应速率相等速率和逆反应速率相等C C可以通过控制反应条件，使可以通过控制反应条件，使2molSO2molSO2 2与与1molO1molO2 2反应生成反应生成2molSO2molSO3 3
27、D D化学反应的限度可以通过改变条件来改变化学反应的限度可以通过改变条件来改变A AC C5.5.某温度下某温度下, ,在在2 L2 L密闭容器中密闭容器中,X,X、Y Y、Z Z三种气态物质发三种气态物质发生化学反应时生化学反应时, ,物质的量随时间变化的关系曲线如图所示物质的量随时间变化的关系曲线如图所示: :(1)(1)由图中的数据分析由图中的数据分析, ,该反应该反应的化学方程式为的化学方程式为_。(2)5 min(2)5 min内用内用Z Z表示的平均反表示的平均反应速率为应速率为_。(3)(3)化学反应速率受到很多因化学反应速率受到很多因素的影响素的影响, ,例如例如: :实验室制
28、取氢实验室制取氢气时一般用粗锌替代纯锌和稀气时一般用粗锌替代纯锌和稀硫酸反应硫酸反应, ,这是利用这是利用_原原理加快了氢气生成的速率。理加快了氢气生成的速率。3X + Y 3Z3X + Y 3Z0.06molL0.06molL-1-1minmin-1-1原电池原电池6. 6. 将将4molA4molA气体和气体和2molB2molB气体在气体在2L2L的的密闭容器密闭容器中混合中混合，并并在一定条件下发生在一定条件下发生反应反应2 2A(g)+B(gA(g)+B(g) 2C(g) 2C(g)，经，经2s2s后，后，测得测得C C的浓度为的浓度为0.6molL0.6molL-1-1。已知：反应物的转化率。已知：反应物的转化率= = 反应物转化的物质的量（或体积、质量、浓度）反应物转化的物质的量（或体积、质量、浓度）反应物起始的物质的量（或体积、质量、浓度）反应物起始的物质的量（或体积、质量、浓度）计算这计算这2s2s内用内用A A、B B、C C分别表示的反应速率，以及分别表示的反应速率，以及A A的转的转化率。化率。100%100%