第三节 化学反应的速率和限度1.ppt

第三节化学反应的速率和限度 教学目标 一 知识与技能掌握反应速率的概念及化学反应速率的因素 二 过程与方法经历化学反应限度 实验对该问题的再认识 理解形成了化学反应限度的概念 三 情感 态度与价值观提高学习化学的兴趣 深刻体会到化学知识与生活的密切联系 培养正确的科学价值观 一 化学反应的速率 思考与交流 你了解下列化学变化过程进行的快慢吗 反应的快慢与我们有什么关系 不同的化学反应进行的快慢千差万别 快 与 慢 是相对而言的 在科学研究和实际应用中 需要用一个统一的定量标准来衡量或比较 与物理学中物体的运动快慢用 速度 表示相类似 化学反应过程中进行的快慢用 反应速率 来表示 1 化学反应速率及其表示方法 用单位时间内反应物浓度的减少量或生成物浓度的增加量 均取正值 来表示 浓度常用mol l 1 时间常用s min 化学反应的速率单位为 mol l min 或mol l s 2 数学表达式为 注 无论是用某一反应物表示还是用某一生成物表示 其化学反应速率都取正值 且是某一段时间内的平均速率 3 有关化学反应速率的简单计算 例1 反应n2 3h2 2nh3在2l的密闭容器中发生反应 5min内nh3的质量增加了1 7g 求 nh3 n2 h2 解法1 5min内生成nh3的物质的量浓度为 0 05mol l 0 01mol l min n2 3h2 2nh3 1mol 3mol 2mol 0 1mol n h2 n n2 所以 n n2 0 05mol n h2 0 15mol 解法2 先求出v nh3 0 01mol l min 根据比例求 结论 同一反应可以用不同的反应物或生成物来表示反应速率 其数值可能不同但是表示的意义是相同的 各物质的速率之比等于方程式计量数之比 n2 h2 nh3 1 3 2 练习 1 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 a amol l s v b 0 5amol l s v c amol l s 则该反应的化学方程式为 答案 2a b 2c 练习2 反应a g 3b g 2c g 在2l密闭容器中反应 0 5min内c的物质的量增加了0 6mol 有关反应速率正确的是 a v a 0 005mol l s b v c 0 002mol l s c v b v a 3d v a 0 001mol l s a 有哪些条件能够影响化学反应的速率呢 下面我们通过实验来探究 二 外界条件对化学反应速率的影响 11 实验2 5 溶液中产生气泡的速率很快 温度越高 化学反应速率越快 溶液中有气泡产生 且速率较快 温度的高低 能够影响化学反应速率的大小 溶液中产生气泡的速率较慢 温度越低 化学反应速率越慢 实验2 6 立即有大量气泡产生 立即有大量气泡产生 溶液中有少量气泡出现 不用催化剂 化学反应速率很小 小结 1 影响化学反应速率的内因是反应的物质的性质 外因是条件 2 温度影响化学反应速率的规律是 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 3 催化剂影响化学反应速率的规律是 催化剂能够改变化学反应速率 影响化学反应速率的条件并不只是温度和催化剂 思考与交流 p43 1 温度越低 食物变质腐败的速率越慢 这也是温度对化学反应速率的影响在生活中的应用 2 固体药品研得越细 其表面积越大 混合均匀后反应物之间接触得面积也越大 反应也迅速 充分 3 固体物质溶于水后 发生了电解质的电离 离子在溶液里受水分子作用而运动 增大了离子之间接触反应的机会 从而提高了化学反应速率 4 zn h2so4 znso4 h2 离子方程式为 zn 2h zn2 h2 c h 的大小影响着该反应的反应速率 气泡变稀少了 是因为c h 减小了 反应速率减慢 如果添加适当浓度的硫酸溶液时 由于溶液中c h 又迅速增大 因而反应速率加快 产生气泡的速率又加快了 小结 从上面的事例可知 温度 固体的表面积 反应物的状态 溶液的浓度 催化剂 压强等都是影响化学反应速率的因素 二 化学反应的限度 1 可逆反应进行程度的实验事实 实验2 7 实验现象 加入na2so4溶液 有白色沉淀产生 再加入na2co3溶液时 仍有白色沉淀产生 第2课时 实验结论 caso4沉淀在溶液中存在如下可逆反应 caso4ca2 so42 由于上层清液中仍有少量电离出的ca2 故可与co32 反应生成更难溶的caco3沉淀 小结 不少化学反应都具有可逆性 即正向反应和逆向反应能同时进行 即任何化学反应的进程都有一定的限度 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 达到表面上静止的一种 平衡状态 这就是这个反应所能达到的限度 任何化学反应的进程都有一定的限度 只是不同反应的限度不同而已 2 化学反应的限度概念 如何理解v 正 v 逆 例如 一定条件下 可逆反应n2 3h2 2nh3 对该可逆反应 表示正 逆反应速率可以用n2或h2或nh3来表示 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生成以上均表示v 正 v 逆 化学平衡状态特征 2 化学平衡的特征 逆 动 等 定 变 逆 化学平衡只存在于可逆反应中 动 化学平衡是一个动态平衡 等 平衡时正反应和逆反应的速率相等且大于0 定 平衡时反应物和生成物的浓度保持不变 变 改变外界条件时 平衡会发生移动 旧的平衡将被破坏 并在新的条件下建立新的平衡 三 化学反应条件的控制 思考与交流p46 通过讨论 我们可知 通常控制反应的条件可从浓度 温度 压强 催化剂 光照等方面考虑 使选择的条件既可提高化学反应速率又可提高化学反应的限度 下面以 提高煤的燃烧效率 为例 分析研究化学反应条件的选择 p46 1 煤被研得越细 粉末越小 与空气中o2得接触面积越大 燃烧越充分 反应速率越快 2 空气充足 煤燃烧生成co2越充分 放热越多 若空气不足 则煤燃烧部分生成co co排到空气中造成污染 且生成co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 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的 正是为了防止热量散失 4 可将燃烧后的废气通过交换装置 供其他方面使用 5 燃料不充分燃烧有何危害 1 产生热量少 浪费资源 2 产生污染物 危害人体健康 6 燃料充分燃烧的条件是什么 燃料燃烧必须与空气接触 且要达到燃料的着火点 燃料充分燃烧要考虑两点 一是燃烧时要有足够多的空气 二是燃料与空气要有足够大的接触面积 小结 提高燃料的燃烧效率的措施 1 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 且空气要适当过量 2 尽可能充分利用燃料燃烧所释放出的热能 提高热能的利用率 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 要设法降低反应速率 练习 1 课本习题p47 2 天然气和液化石油气燃烧的主要化学方程式依次为 ch4 2o2 co2 2h2o c3h8 5o2 3co2 4h2o 现有一套以天然气为燃料的灶具 今改用液化石油气