高中化学必修2反应速率

1、 化学反应的化学反应的主要特征主要特征是物质变化的是物质变化的同时伴随着能量的变化同时伴随着能量的变化. .而当我们面对一而当我们面对一个具体的化学反应时个具体的化学反应时: : 我们经常可以发现我们经常可以发现, ,有些反应进行的有些反应进行的很快很快, ,几乎瞬间完成几乎瞬间完成, ,也有一些反应也有一些反应, ,进行进行得得很慢很慢, ,需要很长时间需要很长时间, ,不同的反应进行不同的反应进行得快慢差别很大得快慢差别很大. . 如生活中有关的事例。如生活中有关的事例。思考与交流思考与交流快快慢慢慢慢慢慢一、化学反应速率一、化学反应速率1、表示的物理量：、表示的物理量： 表示化学反应进行

2、快慢的物理量表示化学反应进行快慢的物理量. .2、定义：、定义：用用单位时间单位时间（如每秒，每分）内反应物（如每秒，每分）内反应物浓度的减小量浓度的减小量或生或生成物成物浓度的增加量浓度的增加量(均取正值均取正值)来表示。来表示。3 、数学表达式、数学表达式v (B)= c t4 、常用单位、常用单位mol/(Lmin)或或mol/(Ls)mol (Lmin)-1 或或 mol (Ls)-1例例1 1： 在某一化学反应里，反应物在某一化学反应里，反应物A A的浓度在的浓度在5min5min内从内从6.0mol/L6.0mol/L变成变成2.0mol/L2.0mol/L。在这。在这5min5m

3、in内内A A的化学反应速率为多少？的化学反应速率为多少？v（A）c（A）t=6mol/L 2mol/L5min 0.8mol/(L min )例题例题2 2 在在 N2 + 3H2 2NH3反应中，自开反应中，自开始至秒，氨的浓度由变为始至秒，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？则以氢气表示的化学反应速率是多少？则以氢气表示的化学反应速率是多少？则以氮气表示的化学反应速率是多少？则以氮气表示的化学反应速率是多少？问题问题 在一个化学反应中，反应速率既可以用反应物浓在一个化学反应中，反应速率既可以用反应物浓度的减少来表示，也可以

4、用生成物浓度的增加来表示。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？ 不一定相同不一定相同如如在在 N2 + 3H2 2NH3反应中，反应中，V (H2)V (N2)V (NH3)132= V V (H2) = 0.045 mol/(Lmin)V V (N2) = 0.015mol /(Lmin) V V (NH3) = 0.03mol /(Lmin) 解：解： N2 + 3H2 2NH30.4 0.8 00.06 0.

5、18 0.12 0.03 0.09 0.06起始物质的量起始物质的量(mol)：变化的物质的量变化的物质的量(mol)：2min浓度变化浓度变化(mol / L)：V (N2) V (H2) V (NH3) =1 3 2例例3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 后生成后生成了了0.12 mol NH3 ，求：，求：V V (H2)、 V V (N2) 、V V (NH3)V(NH3)0.12mol2L2min= 0.03mol /(L min)V(NH3)=V(N

6、2)21=0.03mol /(L min)V(N2)2=0.015mol /(L min)V(NH3)=V(H2)23=0.03mol /(L min)V(H2)23=0.045mol /(L min)例例3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 后生成后生成了了0.12 mol NH3 ，求：，求：V V (H2)、 V V (N2) 、V V (NH3)例4 对于可逆反应N2(g)3H2(g) 2NH3(g)，在不同条件下的化学反应速率如下，其中表示反应速率最快的

7、是（ ）A(H2)0.3mol/(Lmin) B (NH3)0.25mol/(Lmin) C (N2)0.2mol/(Lmin)D(H2)0.4mol/(Lmin) C总结：化学反应速率是平均速率，均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，比较反应快慢时必须说明用哪种物质为基准，比较反应快慢时须转化为同一物质再比较须转化为同一物质再比较。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数之比化学计量数之比。即：对于反应 aAbB=cCdD 有V V(A)V V(B)V V

8、(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。 设问：化学反应速率的大小到底是由什么决定的呢？设问：化学反应速率的大小到底是由什么决定的呢？ 化学反应速率的大小是由化学反应速率的大小是由反应物本身的性质反应物本身的性质决定的。例如，金属钠与水反应要比镁与水决定的。例如，金属钠与水反应要比镁与水反应剧烈就是因为钠的金属性要比镁的金属反应剧烈就是因为钠的金属性要比镁的金属性强。性强。 化学反应速率的大小同时又受外界条件的影化学反应速率的大小同时又受外界条件的影响响。外因？外因？内内因因较慢较慢产生气泡产生气泡冷水中冷水中较快较快产生气泡产生气泡常温

9、常温在其它条件相同在其它条件相同时，时，升高温度能升高温度能 加快化学反应的加快化学反应的速率；降低温度速率；降低温度则减慢。则减慢。快速快速产生气泡产生气泡热水中热水中结论结论现象现象科学探究科学探究P48：实验：实验25较慢较慢产生少量气泡产生少量气泡不加其不加其它试剂它试剂很快很快产生大量气泡产生大量气泡加入加入FeCl3在其它条件在其它条件相同时相同时,使用使用催化剂能加催化剂能加快化学反应快化学反应的速率的速率很快很快产生大量气泡产生大量气泡加入加入MnO2结论结论现象现象科学探究科学探究P48：实验：实验26影响反应速率的外界因素影响反应速率的外界因素1、温度：升高温度，增大反应速

10、率、温度：升高温度，增大反应速率2、催化剂：、催化剂：通常加入催化剂能极大地加快化通常加入催化剂能极大地加快化 学反应速率学反应速率 。 1 1、为什么要将食物存放到温度低的地方？、为什么要将食物存放到温度低的地方？ 低温下食物腐败速率大大降低，不易变质。低温下食物腐败速率大大降低，不易变质。 2 2、实验时，通常要将两种块状或颗粒状的、实验时，通常要将两种块状或颗粒状的固体研细，并混合均匀后再进行反应。原固体研细，并混合均匀后再进行反应。原因是什么？因是什么？ 固体研细后其表面积大大增加，极大地增固体研细后其表面积大大增加，极大地增加了反应物之间的接触机会，可以提高反加了反应物之间的接触机会

11、，可以提高反应速率，有利于反应的进行。应速率，有利于反应的进行。思考与交流思考与交流P49 3.3.人们常把固体试剂溶于水后再进行化学实验，人们常把固体试剂溶于水后再进行化学实验，原因是什么？原因是什么？ 溶液中的溶质以分子、离子形式存在，且分布均溶液中的溶质以分子、离子形式存在，且分布均匀，这使反应物分子或离子间直接接触的机会极匀，这使反应物分子或离子间直接接触的机会极大地增加，可以大大提高反应速率。大地增加，可以大大提高反应速率。 4、实验室常用约、实验室常用约30左右的硫酸溶液与锌粒反左右的硫酸溶液与锌粒反应制取氢气，当反应进行一段时间后，气泡变得应制取氢气，当反应进行一段时间后，气泡变

12、得稀少了稀少了(锌粒还有剩余），如果添加一些适当浓度锌粒还有剩余），如果添加一些适当浓度的硫酸溶液倒反应容器中，气泡又会重新多起来。的硫酸溶液倒反应容器中，气泡又会重新多起来。原因是什么？原因是什么？ 增大反应物的浓度，使反应物之间的接触机会增增大反应物的浓度，使反应物之间的接触机会增大，加快反应速率。大，加快反应速率。二二. .影响化学反应速率的因素：影响化学反应速率的因素：1. 1.决定因素：决定因素： 参与反应的物质的参与反应的物质的 （内因）（内因） 2. 2.影响因素影响因素（在其它条件不变时）（在其它条件不变时）：（1 1）温度）温度：（3 3）接触面积）接触面积（4 4）反应物状

13、态）反应物状态（5 5）浓度）浓度：（2 2）催化剂）催化剂：（6 6）其他）其他：本身的性质本身的性质压强、接触面积、光、射线和原电池等压强、接触面积、光、射线和原电池等 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？科学史话科学史话P50 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

14、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照化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，且从高炉中出来的气体学方程式计算所需的量，且从高炉中出来的气体中含有中含有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与铁矿石接触不充分之故，于是设法增加高炉的与铁矿石接触不充分之故，于是设法增加高炉的高度，然而高炉增高后，高炉尾气中的高度，然而高炉增高后，高炉尾气中的COCO比例比例竟没有改变，这是什么原因呢？竟没有改变，这是什么原因呢？法国科

15、学家勒夏特列法国科学家勒夏特列写出写出氯气与水反应的氯气与水反应的化学方程式。化学方程式。 在在相同条件下相同条件下既能向正反应方向同时又能向既能向正反应方向同时又能向逆反应方向进行的化学反应。逆反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?可逆反应可逆反应 相当当多的化学学反应应都具有可逆性，只不过过有些反应应可逆程度较较弱，有些反应应可逆程度较较强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

16、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度，反应进行得不彻底，其反应物不能全部转化为生成物。化为生成物。课堂练习课堂练习1 1 在饱和的食盐水中在饱和的食盐水中, ,加入一块缺了一角的加入一块缺了一角的 立方体食盐晶体立方体食盐晶体, ,一段时间后一段时间后, ,发现缺了的发现缺了的 角补齐了角补齐了, ,但食盐晶体的质量并没有增加但食盐晶体的质量并没有增加, , 说明溶解与结晶说明溶解与结晶_停

17、止停止, ,只是溶解与结只是溶解与结 晶的速率晶的速率_,_,从而也说明了溶解平衡从而也说明了溶解平衡 是一种是一种_._.没有没有相等相等动态平衡动态平衡课堂练习2:下列不属于可逆反应的是（下列不属于可逆反应的是（ ） A.氯气与水反应生成盐酸与次氯酸氯气与水反应生成盐酸与次氯酸 B.N2与与H2在一定条件下可以生成在一定条件下可以生成NH3，同，同 时时NH3又可以分解为又可以分解为N2和和H2 C.电解水生成电解水生成H2和和O2，H2和和O2转化成转化成H2O D.SO2溶于水和溶于水和H2SO3分解分解反应速率反应速率v(正正)v(逆逆)t1时间（时间（t）0(1)0t1：v(正正)

18、v(逆逆)(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 衡衡以氮气与氢气生成氨气反应过程分析：1、概念：、概念：指在指在一定一定条件下的条件下的可逆反应可逆反应里，正反应速里，正反应速率和逆反应速率率和逆反应速率相等相等，反应物和生成物的浓度反应物和生成物的浓度保持不保持不变变的状态的状态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，平衡发生改变当外界条件改变时，

19、平衡发生改变化学平衡化学平衡3、判断平衡的依据判断平衡的依据: : 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例：在定温定容下：判断反应例：在定温定容下：判断反应N2(g) + 3H2(g) 2NH3(g)是否己经是否己经达到平衡？达到平衡？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，对该可逆反应，表示正、逆反应速率可以用可逆反应，表示正、逆反应速率可以用N N2 2或或H H2 2或或NHNH3 3来表来表示：示：（1 1）单位时间内，有）单位时间内，有

20、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反反应掉应掉（3 3）单位时间内，有）单位时间内，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) ) 化学平衡状态是可逆反应达到的一种特殊状态，当一个化学平衡状态是可逆反应达到的一种特殊状态，当一个可逆反应达到化学平衡状态时，该反应就达到了的最大化学可逆反应达到化学平衡状态时，该反应就达到了

21、的最大化学反应的限度反应的限度 化学反应的限度首先决定于物质的化学性质，其次受外化学反应的限度首先决定于物质的化学性质，其次受外界条件如温度、浓度、压强等影响。界条件如温度、浓度、压强等影响。 化学反应的限度决定了反应物在该条件下的最大转化率化学反应的限度决定了反应物在该条件下的最大转化率如何提高煤的燃烧效率？如何提高煤的燃烧效率？P521、煤的状态与煤燃烧的速率有何关系？与煤的充、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？分燃烧有何关系？2、空气用量对煤的充分燃烧有什么影响？为什么？、空气用量对煤的充分燃烧有什么影响？为什么？化学反应条件的控制化学反应条件的控制 煤被研得越细，

22、粉末越小，与空气中煤被研得越细，粉末越小，与空气中O2得接得接触面积越大，燃烧越充分，反应速率越快。触面积越大，燃烧越充分，反应速率越快。 空气充足，煤燃烧生成空气充足，煤燃烧生成CO2越充分，放热越越充分，放热越多；若空气不足，则煤燃烧部分生成多；若空气不足，则煤燃烧部分生成CO，CO排排到空气中造成污染，且生成到空气中造成污染，且生成CO时，放出的热量大时，放出的热量大大减少。大减少。3、应选择什么样的炉（灶）膛材料？理由是什么？、应选择什么样的炉（灶）膛材料？理由是什么？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？ 应选择保温隔热且耐热的炉膛材料；尽管煤

23、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。的目的，正是为了防止热量散失。 可将燃烧后的废气通过交换装置，供其他方可将燃烧后的废气通过交换装置，供其他方面使用。面使用。随堂练习随堂练习对化学反应限度的叙述不正确的是（）对化学反应限度的叙述不正确的是（）A.A.任何可逆反应都有一定的限度任何可逆反应都有一定的限度B.B.化学

24、反应的限度是不可改变的化学反应的限度是不可改变的C.C.化学反应的限度与时间的长短无关化学反应的限度与时间的长短无关D.D.化学反应达到限度时，正逆反应的速率相等化学反应达到限度时，正逆反应的速率相等B B随堂检测随堂练习随堂练习可逆反应达到平衡的重要特征（）可逆反应达到平衡的重要特征（）A.A.反应停止了反应停止了B.B.正、逆反应速率都为零正、逆反应速率都为零C.C.反应物和生成物的浓度相等反应物和生成物的浓度相等D.D.正、逆反应的速率相等正、逆反应的速率相等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

25、. 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 2SO2SO3 3中充入由中充入由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.S

26、OD.SO2 2,SO,SO3 3和和O O2 2中都存在中都存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

27、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 工业炼铁是在高炉中进行的，高炉炼铁的主要反工业炼铁是在高炉中进行的，高炉炼铁的主要反应是：应是： 2C（焦炭）（焦炭）O2（空气）（空气）2CO； Fe2O33CO2Fe3CO 该炼铁工艺中，对焦炭的实际使用量要远远高于该炼铁工艺中，对焦炭的实际使用量要远远高于按照化学方程式计算所需其主要原因是：（按照化学方程式计算所需其主要原因是：（ ） A.CO

28、过量过量 B.CO与铁矿石接触不充分与铁矿石接触不充分 C.炼铁高炉的高度不够炼铁高炉的高度不够 D.CO与与Fe2O3的反应有一定限度的反应有一定限度D随堂练习随堂练习6再见再见如何理解如何理解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