化学反应的速率和限度 (4)

1、关于化学反应的速率和限度 (4)现在学习的是第一页，共48页化学反应有快有慢：化学反应有快有慢：现在学习的是第二页，共48页HClNaOHNaClH2O千分之一秒即完成千分之一秒即完成H2Cl22HCl百分之一秒即完成百分之一秒即完成救心丹救心丹几分钟见效几分钟见效钢铁腐蚀钢铁腐蚀若干年若干年煤、石油等化石煤、石油等化石燃料的形成燃料的形成几千万年以上几千万年以上现在学习的是第三页，共48页定义：定义： 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，每分，每小时）内反应物（如每秒，每分，每小时）内反应物浓浓度的减小度的减小或生成物或生成物浓度的增大浓度的增大来表示。来表示。计算式计算式

2、:CCCVtt 反反应应前前反反应应后后 (物质的量浓度物质的量浓度)单位单位：mol/(Ls) 或者或者 mol/(Lmin) 现在学习的是第四页，共48页【注意】化学反应速率是标量，只取正值。化学反应速率是标量，只取正值。化学反应速率有瞬时反应速率和平均反应速率，以上所表示的化学反应速率有瞬时反应速率和平均反应速率，以上所表示的是某段时间内的是某段时间内的平均反应速率平均反应速率。化学反应速率只适用于化学反应速率只适用于气体或溶液气体或溶液，固体或纯液体的浓度可，固体或纯液体的浓度可视为常数，并不适用。视为常数，并不适用。现在学习的是第五页，共48页例例1 1 在在 N2 + 3H2 2

3、NH3反应中，自开始至秒，氨反应中，自开始至秒，氨的浓度由变为的浓度由变为0. 6 mol/L，则以氨气表示的化学反应速，则以氨气表示的化学反应速率是多少？率是多少？= 0.3mol/(Ls)v (NH3) =c (NH3) t=(0. 6 0 )mol/L2s现在学习的是第六页，共48页一个一个5L5L容器中，盛入容器中，盛入8.0mol8.0mol某气体反应物，某气体反应物，3min3min后，后，测得这气体还剩测得这气体还剩6.5mol,6.5mol,这种反应物的化学反应速率这种反应物的化学反应速率为为 例例2现在学习的是第七页，共48页例例3 3：在在2L2L的密闭容器中充入的密闭容器

4、中充入2mol2mol的氮气和的氮气和8mol8mol氢气，氢气， 一定一定条件下发生反应。条件下发生反应。5min5min后，测得容器内生成的氨气后，测得容器内生成的氨气 的浓度为的浓度为1mol/L1mol/L问题问题1：分别用：分别用H2 、N2、 NH3 的浓度变化表示的反应速率的浓度变化表示的反应速率问题问题2 2：以上三种的数值是否相等？是否矛盾？：以上三种的数值是否相等？是否矛盾？ 数值大小何有关系？数值大小何有关系？各物质反应速率比各物质反应速率比 = 计量系数比计量系数比现在学习的是第八页，共48页例例4、已知反应已知反应A 3B 2C D（1）在某段时间内以）在某段时间内以

5、A的浓度变化表示的化学反应速率的浓度变化表示的化学反应速率 为为1mol/(Lmin)，则此段时间内以则此段时间内以C的浓度变化表示的的浓度变化表示的 化学反化学反应速率？应速率？（2）VA=1mol/(Lmin), VB=2mol/(Lmin) VC=0.02mol/(LS) 三种情况所对应的化学反应速率由小三种情况所对应的化学反应速率由小到大为到大为 。反思反思: 比较反应的快慢比较反应的快慢, 统一基准物质统一单位。统一基准物质统一单位。现在学习的是第九页，共48页化学反应速率的特点化学反应速率的特点 同一反应中：同一反应中：（1）可用不同物质来反应速率表示，但必须）可用不同物质来反应速

6、率表示，但必须指明指明是用哪种物是用哪种物质来表示。质来表示。（2）各物质的化学反应速率比）各物质的化学反应速率比 = 化学计量系数比化学计量系数比例如：在反应例如：在反应aA + bB = cC + dD中，中， v(A):v(B):v(C):v(D) = a : b : c : d（3）不同物质表示的反应速率数值可能相同，也可能不同）不同物质表示的反应速率数值可能相同，也可能不同，但，但意义相同意义相同，都表示该反应的化学反应快慢。，都表示该反应的化学反应快慢。（4）比较同一反应在不同条件下的反应速率时应：）比较同一反应在不同条件下的反应速率时应： 统一基准物质统一单位。统一基准物质统一单

7、位。现在学习的是第十页，共48页向一个容积为向一个容积为1L1L的密闭容器中放入的密闭容器中放入2moLSO2moLSO2 2和和1moLO1moLO2 2, ,在一定条件下反应在一定条件下反应,2S,2S末末, ,测得容器内有测得容器内有0.8moLSO0.8moLSO2 2, ,求求2S2S内内SOSO2 2,O,O2 2,SO,SO3 3的反应速率和反应速率比的反应速率和反应速率比. .现在学习的是第十一页，共48页在一定条件下，在一定条件下，mA+nB=pCmA+nB=pC的反应中，各物质的的反应中，各物质的化学反应速率为化学反应速率为V(A)=amolV(A)=amolL L-1-1

8、s s-1-1, ,V(B)=a/2molV(B)=a/2molL L-1-1s s-1-1, , V(C)=amolV(C)=amolL L-1-1s s-1-1, ,则该反应的化学方程式是则该反应的化学方程式是 。2A+B=2C现在学习的是第十二页，共48页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 在四种不同条件下的在四种不同条件下的反应速率为：反应速率为：(1)(A)=0.3mol/(Ls )(2) (B)=0.6mol/(Ls)(3) (C)=0.4mol/(Ls)(4) (D)=0.45mol/(L

9、s)(1)(4)(2)=(3)现在学习的是第十三页，共48页 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) )的下列金属的下列金属 与足量与足量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 铁铁二、影响化学反应速率的因素二、影响化学反应速率的因素化学反应速率是由反应物的化学反应速率是由反应物的性质性质决定的决定的; 内因是主要因素内因是主要因素现在学习的是第十四页，共48页外因因素外因因素: :实验实验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产生气泡速率增大，产

10、生气泡速率增大，带火星火柴带火星火柴 复燃复燃升高温度，升高温度，反应速率增大反应速率增大有气泡冒出有气泡冒出产生气泡速率减小产生气泡速率减小降低温度，降低温度，反应速率减小反应速率减小2H2O2 = 2H2O +O2现在学习的是第十五页，共48页l规律：当其它条件不变时，升高温度，化学反应速率增大。降低温规律：当其它条件不变时，升高温度，化学反应速率增大。降低温度，化学反应速率减小。度，化学反应速率减小。l实验测得，温度每升高实验测得，温度每升高1010度，化学反应速率通常增大原来的度，化学反应速率通常增大原来的2 24 4倍。倍。l注意：注意：温度对反应速率的影响不受反应物状态的限制。温度

11、对反应速率的影响不受反应物状态的限制。（1 1）温度对化学反应速率的影响）温度对化学反应速率的影响现在学习的是第十六页，共48页实验实验26现象现象结论结论加入加入MnO2加入加入FeCl3不加其他试剂不加其他试剂气泡冒出速率增大气泡冒出速率增大气泡冒出速率增大气泡冒出速率增大有气泡冒出，较慢有气泡冒出，较慢MnO2能加快能加快反应速率反应速率FeCl3能加快能加快反应速率反应速率无催化剂无催化剂反应较慢反应较慢外因因素外因因素: :现在学习的是第十七页，共48页l规律：催化剂能改变化学反应的速率。规律：催化剂能改变化学反应的速率。l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

12、化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。是指正催化剂。l催化剂中毒：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催化剂中毒：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，这种现象叫催化剂中毒。遭破坏，这种现象叫催化剂中毒。l催化剂只有在一定的温度下才能最大限度的显示其催化作用，不同的催催化剂只有在一定的温度下才能最大限度的显示其催化作用，不同的催化剂对温度的要求不一样。化剂对温度的要求不一样。（2 2）催化剂对化学反

13、应速率的影响）催化剂对化学反应速率的影响现在学习的是第十八页，共48页 规律：当其它条件不变时，增大反应物的浓度，化学反应速率规律：当其它条件不变时，增大反应物的浓度，化学反应速率增大。减小反应物的浓度，化学反应速率减慢。增大。减小反应物的浓度，化学反应速率减慢。（3 3）浓度对化学反应速率的影响）浓度对化学反应速率的影响 规律：当其它条件不变时，增大固体反应物的表面积，化学规律：当其它条件不变时，增大固体反应物的表面积，化学 反反应速率增大。减小固体反应物的表面积，化学反应速率减慢。应速率增大。减小固体反应物的表面积，化学反应速率减慢。（4 4）固体反应物的表面积对化学反应速率的影响）固体反

14、应物的表面积对化学反应速率的影响（6 6）其他条件对化学反应速率的影响）其他条件对化学反应速率的影响（5 5）压强对化学反应速率的影响）压强对化学反应速率的影响对于有气体参加的反应来说，增大压强，就是增加单位体积里反对于有气体参加的反应来说，增大压强，就是增加单位体积里反应物的浓度，即增大反应物的压强，可以增大化学反应速率。应物的浓度，即增大反应物的压强，可以增大化学反应速率。现在学习的是第十九页，共48页1 1、在、在2L2L的密闭容器中，发生下列反应：的密闭容器中，发生下列反应：3A(g)+B(g)=2C(g)+D(g)3A(g)+B(g)=2C(g)+D(g)。若最初加入的。若最初加入的

15、A A 和和B B 都是都是4mol4mol， 在前在前10s A 10s A 的平均反应速率的平均反应速率为为0.12mol/(L0.12mol/(Ls)s)，则，则10s10s时，时， 容器中容器中B B的物质的量为的物质的量为 。 3.2mol课堂训练课堂训练现在学习的是第二十页，共48页某温度时在某温度时在2L2L容器中容器中X X、Y Y、Z Z三种物质的物质的量随三种物质的物质的量随 时间时间的变化曲线如图所示。由图中数据分析：的变化曲线如图所示。由图中数据分析：1 1、反应开始、反应开始2min2min内的内的X X、Y Y、Z Z的化学反应速率的化学反应速率2 2、该反应的化学

16、方程式为：、该反应的化学方程式为：_ _ _。现在学习的是第二十一页，共48页把镁条投入到盛有盐酸的敞口容器中把镁条投入到盛有盐酸的敞口容器中, ,产生氢气的速率产生氢气的速率变化如图变化如图, ,分析其原因分析其原因: : 现在学习的是第二十二页，共48页为了研究碳酸钙与稀盐酸反应的反应速率，一位同学通过为了研究碳酸钙与稀盐酸反应的反应速率，一位同学通过 实验实验测定反应中生成的测定反应中生成的CO2气体气体体积随反应时间体积随反应时间变化的情变化的情 况，绘制如图况，绘制如图曲线。请分析讨论以下问题。曲线。请分析讨论以下问题。（1）在）在0t1、t1t2、t2t3各相同的时各相同的时间段里

17、间段里,反应速率最大的是反应速率最大的是_时间段，收集到气体最多的是时间段，收集到气体最多的是_时间段。时间段。（2）试分析三个时间段里，反应速率不同）试分析三个时间段里，反应速率不同的可能原因的可能原因(该反应是放热反应该反应是放热反应)。（3 3）在）在t t4 4后，为什么收集到的气体的体积不再增加？后，为什么收集到的气体的体积不再增加？ 开始时开始时C(H+)大大,该反应的反应速率大该反应的反应速率大; t1t2由于反应放热温度升高由于反应放热温度升高,所以速率迅所以速率迅速增大速增大;最后是因为最后是因为C(H+)减小了，反应减小了，反应速率减慢速率减慢.现在学习的是第二十三页，共4

18、8页在在2525时，向时，向100mL100mL含含HCl 14.6gHCl 14.6g的盐酸中，放入的盐酸中，放入5.6g5.6g铁粉，铁粉， 反应进行反应进行到到2s2s时收集到氢气时收集到氢气1.12L(1.12L(标况标况) )，之后反应又进行，之后反应又进行 了了4s4s，铁粉全溶，铁粉全溶解。若不考虑体积变化，则：解。若不考虑体积变化，则：(1)(1)前前2s2s内用内用FeClFeCl2 2表示的平均反应速率为表示的平均反应速率为 ；(2)(2)后后4s4s内用内用HClHCl表示的平均反应速率为表示的平均反应速率为 ；(3)(3)前前2s2s与后与后4s4s比较，反应速率比较，

19、反应速率 较快，其原因可能较快，其原因可能 。0.25mol/Ls0.25mol/Ls前前2s前前2s时段盐酸浓度比后时段盐酸浓度比后4s时段大时段大现在学习的是第二十四页，共48页现在学习的是第二十五页，共48页 我们知道在化学反应中，反应物之间是按照化学方程式中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，在实际反应中，反应物能否按相应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的 计量关系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，而且这是一个氯水是氯气的水溶液，氯气能与水反应，而且这是一个 可可逆反应

20、。逆反应。现在学习的是第二十六页，共48页H2 + I2 2HI 正反应正反应逆反应逆反应什么叫做可逆反应？什么叫做可逆反应？ 在在同一条件同一条件下下, ,既向正反应方向进行既向正反应方向进行, ,同时同时又向逆反应又向逆反应 方向进行的反应方向进行的反应. .典型的可逆反应有典型的可逆反应有: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启示启示: 化学反应是有限度的，有些能进行地较彻底，有些反应是不彻底的化学反应是有限度的，有些能进行地较彻底，有些反应是不彻底的，甚至是可逆的。，

21、甚至是可逆的。现在学习的是第二十七页，共48页N2 + H2 NH3 在一固定容积的密闭容器里，加在一固定容积的密闭容器里，加1mol N1mol N2 2和和3mol 3mol ( (合合适催化剂适催化剂) )，能发生什么反应？能发生什么反应？（1）开始时）开始时c(N2) 、c(H2)大，大， c(NH3) =0开始阶段有什么特征？开始阶段有什么特征？只有正反应，只有正反应，v(逆逆)=0催化剂催化剂 N2 + 3 H2 2NH3高温高温现在学习的是第二十八页，共48页 N2 + H2 NH3（2）瞬间后）瞬间后c(N2) 、c(H2 )变小变小 , c(NH3)0瞬间过后有什么特征？瞬间

22、过后有什么特征？正逆反应都进行，正逆反应都进行，v(逆逆) 0，v(正正) v(逆逆) （3）c(N2) 、c(H2)逐渐变小，逐渐变小，c(NH3)逐渐增大，逐渐增大， 三种物质的浓度达到一个三种物质的浓度达到一个特定值特定值。一定时间段内有什么特征？一定时间段内有什么特征？v(正正)= v(逆逆) 0 N2 + H2 NH3现在学习的是第二十九页，共48页由于由于v v( (正正)= )= v v( (逆逆) ) 0 0，虽然正、逆反应都在，虽然正、逆反应都在 进行，但各种物质的百分含量、浓度都不会发进行，但各种物质的百分含量、浓度都不会发 生变化生变化. . 从外表上看，反应好象从外表上

23、看，反应好象“停止停止”。 可逆反应的这种特殊状态就是我们今天要研究的可逆反应的这种特殊状态就是我们今天要研究的化学化学平衡状态平衡状态。现在学习的是第三十页，共48页反应速率反应速率v(正正)v(逆逆)t1时间（时间（t）0(1)0t1：v(正正)v(逆逆)(2)t1： v(正正)=v(逆逆)平衡状态平衡状态N2+3H2 2NH3催化剂催化剂高温高压高温高压交流与讨论交流与讨论现在学习的是第三十一页，共48页1、定义、定义在在一定条件一定条件下的下的可逆反应可逆反应中，当中，当正反应速率和逆反应速率正反应速率和逆反应速率 相等相等，反，反应混合物中各组分的应混合物中各组分的浓度保持不变浓度保

24、持不变的状态。的状态。前提（适用范围）前提（适用范围）：可逆反应可逆反应内在本质内在本质：v(正正)= v(逆逆) 0外在标志：反应混合物中各组分的浓度保持不变外在标志：反应混合物中各组分的浓度保持不变二、化学平衡状态二、化学平衡状态现在学习的是第三十二页，共48页2、化学平衡状态的特征、化学平衡状态的特征( () )动：动态平衡（动：动态平衡（v v( (正正)= )= v v( (逆逆) ) 00）(2) (2) 等：等：v(v(正正)= v()= v(逆逆) ) ( () )定：反应混合物中各组分的浓度保持定：反应混合物中各组分的浓度保持定，各组分的含量保持不变。定，各组分的含量保持不变

25、。( () )变：条件改变，原平衡被破坏，在新的变：条件改变，原平衡被破坏，在新的条件下建立新的平衡。条件下建立新的平衡。( () )逆逆现在学习的是第三十三页，共48页此条件下进行到什么时候达到了这个此条件下进行到什么时候达到了这个反应的限度反应的限度?此时的反应是否此时的反应是否停止停止了？了？此时为何此时为何3种物质的浓度种物质的浓度保持不变保持不变? 某温度和压强下的密闭容器中某温度和压强下的密闭容器中,2SO2+O2 2SO3催化剂催化剂 时间时间 （min)物质的量物质的量浓度浓度(mol/L)010203040506070SO210.70.50.350.20.10.10.1O20

26、.50.350.250.180.10.050.050.05SO300.30.50.650.80.90.90.9现在学习的是第三十四页，共48页随堂练习随堂练习1、可逆反应达到平衡的主要特征（）、可逆反应达到平衡的主要特征（）A.反应停止了反应停止了B.正、逆反应速率都为零正、逆反应速率都为零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.正、逆反应的速率相等正、逆反应的速率相等D2、对于可逆反应、对于可逆反应MN Q达到平衡状态时，达到平衡状态时，下列说法正确的是（下列说法正确的是（ ） A. M、N、Q三种物质的浓度一定相等三种物质的浓度一定相等B. M、N全部变成了全部变成了QC.

27、 M、N、Q的浓度都保持不变的浓度都保持不变D. 反应已经停止反应已经停止C现在学习的是第三十五页，共48页3 3、下列说法可以证明反应、下列说法可以证明反应N N2 2+3H+3H2 2 2NH 2NH3 3 已达平衡状态的是已达平衡状态的是 ( )( )A.1A.1个个NNNN键断裂的同时键断裂的同时, ,有有3 3个个H HH H键形成键形成B.1B.1个个NNNN键断裂的同时键断裂的同时, ,有有3 3个个H HH H键断裂键断裂C.1C.1个个NNNN键断裂的同时键断裂的同时, ,有有6 6个个N NH H键断裂键断裂D.1D.1个个NNNN键断裂的同时键断裂的同时, ,有有6 6个

28、个N NH H键形成键形成A、C 现在学习的是第三十六页，共48页3、在一定温度下、在一定温度下,可逆反应可逆反应A(g)+3B(g) 2C(g)达到平衡的标志是（）达到平衡的标志是（）A.A的生成速率与的生成速率与C分解的速率相等分解的速率相等 B.单位时间内生成单位时间内生成nmolA,同时生同时生3nmolBC.A、B、C的浓度不再变化的浓度不再变化 D.A、B、C的分子数比为的分子数比为1:3:2C2、14CO2 + C CO，达到化学平衡后，达到化学平衡后，平衡混合物中含平衡混合物中含14C的粒子有的粒子有 。14CO2、14C、14CO现在学习的是第三十七页，共48页对于可逆反应对

29、于可逆反应m A(g) n B(g) + p C(g) 在一定条件下在一定条件下 达到达到平衡状态有以下几个标志平衡状态有以下几个标志（1）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（2）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（3）A、B、C的物质的量不再改变的物质的量不再改变（4）A、B、C的浓度不再改变的浓度不再改变（5）A、B、C的百分含量不再改变的百分含量不再改变现在学习的是第三十八页，共48页在密闭容器中充入在密闭容器中充入4mol HI,在一定温度下在一定温度下,反应反应 2HI (g) H2 (g)+I2 (g)达

30、到平衡时达到平衡时,有有30%的的HI分解分解,则则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,混合气体总物质的量为多少混合气体总物质的量为多少?现在学习的是第三十九页，共48页 化学平衡计算的一般步骤化学平衡计算的一般步骤: “: “三步曲三步曲”1.1.写出有关平衡的化学方程式写出有关平衡的化学方程式2.2.找出各物质的找出各物质的 起始量起始量 转化量转化量 平衡量平衡量3 3 根据已知条件列式根据已知条件列式现在学习的是第四十页，共48页 在合成氨工业中在合成氨工业中,由由a mol氮气氮气, b mol氢气混合反应氢气混合反应 达到平衡达到平衡,有有 c

31、 mol 氨气生成氨气生成,则氨气在反应混合物中则氨气在反应混合物中 所所占的占的体积分数体积分数为为 c / (a+b-c) 100%现在学习的是第四十一页，共48页定义：定义：可逆反应中，旧化学平衡的破坏，新化学平衡建立过程可逆反应中，旧化学平衡的破坏，新化学平衡建立过程叫做化学平衡的移动。叫做化学平衡的移动。V正正V逆逆V正正=V逆逆0条件改变条件改变 平衡平衡1 1 不平衡不平衡 平衡平衡2 2建立新平衡建立新平衡破坏旧平衡破坏旧平衡V正正=V逆逆0一定时间一定时间 影响化学平衡的条件影响化学平衡的条件一、化学平衡的移动一、化学平衡的移动V正正 V逆逆 平衡向正反应方向移动平衡向正反应方向移动V正正 = V逆逆 平衡不移动平衡不移动V正正 V逆逆 平衡向逆反应方向移动平衡向逆反应方向移动现在学习的是第四十二页，共48页l探究实验探究实验1 FeCl3 + 3 KSCN Fe(SCN)3 + 3KCl （黄色）（黄色） （无色）（无色） （红色）（红色） （无色）（无色）现象现象:向第一支试管里加入几滴