化学反应的速率和限度公开课

1、第三节 化学反应的 速率和限度化学反应有快有慢：化学反应有快有慢：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、石油等化煤、石油等化石燃料的形成石燃料的形成几千万年以上几千万年以上1、定义、定义：用来衡量反应进行快慢的物理量：用来衡量反应进行快慢的物理量 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，（如每秒，每分，每小时）内反应物的物质的量每小时）内反应物的物质的量浓度的减少量浓度的减少量或生或生成物的成物的物质的量浓度的增加量的增加量来表示来表示。

2、2 2、计算式、计算式: :CCCVtt 反反应应前前反反应应后后 (物质的量浓度) 例例 1、在、在 N2 + 3H2 2 NH3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，则以氨气表示的化学反应速率是多少？以氨气表示的化学反应速率是多少？= 0.3mol/(Ls)v (NH3) =c (NH3) t=(0. 6 0 )mol/L2s问题1： v（N2）= v（H2）=问题2：此反应化学反应速率用不同物质表示为什么数值不同？数值上有何规律？3 3、化学反应速率的特点、化学反应速率的特点同一反应，可用不同物质在单位时间同一反应，可用不同物质在单

3、位时间 内浓度内浓度的变化来表示，但必须的变化来表示，但必须指明指明是是 用哪种反应物或用哪种反应物或哪种生成物来表示。哪种生成物来表示。用不同物质在单位时间内浓度变化表用不同物质在单位时间内浓度变化表 示时，示时，数值不同，但意义相同。数值不同，但意义相同。速率比等于方程式中的速率比等于方程式中的系数比系数比均取正值，且是某一段时间内的均取正值，且是某一段时间内的平均速率。平均速率。不能用固体或纯液体的浓度变化来表示速率浓度指物质的量浓度，单mol/(Ls)mol/(Lmin)练习2 2、向一个容积为、向一个容积为1L1L的密闭容器中放的密闭容器中放入入2moLSO2moLSO2 2和和1m

4、oLO1moLO2 2, ,在一定条件下反在一定条件下反应应,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的反应速率和反应速率比率比. .在一定条件下，在一定条件下，mA+nB=pCmA+nB=pC的反应中，的反应中，各物质的化学反应速率为各物质的化学反应速率为V(A)=amolV(A)=amolL L-1-1s s-1-1, , V(B)=a/2mol V(B)=a/2molL L-1-1s s-1-1, , V(C)=amol V(C)=amolL L-1-1s s-

5、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练习练习4 4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 在四种不同条在四种不同条件下的反应速率为：件下的反应速率为：(1)(A)=0.3mol/(Ls )(2) (B)=0.6mol/(Ls)(3) (C)=0.4mol/(Ls)(4) (D)=0.45mol/(Ls)(1)(4)(2)=(3)反思反思:比较反应的快慢,应取同一参照物 在相同条件下,等质量(金属颗粒大小相同)的下列金属与足量1mol/L 盐酸反应时,速率最快的是 A

6、镁 B 铝 C 钠 D 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（一）（一）化学反应速率是由反应物的性化学反应速率是由反应物的性质决定的质决定的; 内因是主要因素内因是主要因素（二）外因因素（二）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溶液中产生气泡速溶液中产生气泡速率较快率较快冷水中冷水中溶液中产生气泡速溶液中产生气泡速率较慢率较慢溶液中产生气泡速溶液中产生气泡速率很快率很快升高温度，升高温度，反应速率增大反应速率增大降低温度，降低温度，反应速率减小反应速率减小2H2O2 = 2H2O +O2 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，

7、化学反应速率减小。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。 实验测得，温度每升高实验测得，温度每升高1010度，化学反应速率通常度，化学反应速率通常 增大原来的增大原来的2 24 4倍。倍。 注意：温度对反应速率的影响不受反应物状态的注意：温度对反应速率的影响不受反应物状态的 限制。限制。 对于可逆反应，改变温度正逆反应速率都变。吸热一方变化大对于可逆反应，改变温度正逆反应速率都变。吸热一方变化大（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不加其他试不加其他试剂剂气泡冒出速率增

8、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: : 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。 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。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：催化剂的催化性能往往因接触少

9、量的催化剂中毒：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。杂质而明显下降甚至遭破坏，这种现象叫催化剂中毒。 催化剂只有在一定的温度下才能最大限度的显示其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催化作用，不同的催化剂对温度的要求不一样。 催化剂对于可逆反应能同等程度改变正逆反应速率催化剂对于可逆反应能同等程度改变正逆反应速率（2 2）催化剂对化学反应速率的影响）催化剂对化学反应速率的影响 规律：规律：当其它条件不变时，增大反应物的浓度，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，化学反化

10、学反应速率增大。减小反应物的浓度，化学反应速率减慢。应速率减慢。改变固体或纯液体用量对速率无改变固体或纯液体用量对速率无影响影响对于可逆反应增大反应物或生物的浓度，化学方应速率都增大（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n规律：当其它条件不变时，增大固体反应物的规律：当其它条件不变时，增大固体反应物的表面积，化学反应速率增大。减小固体反应物表面积，化学反应速率增大。减小固体反应物的表面积，化学反应速率减慢。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）固体反应物的表面积对化学反应速率的 影响影响（5 5） 压强的影响： 对于有气体参加的化学反应

11、，增大压强一般可以减小气体的体积，从而使反应物的浓度增大，因此，也可以增大反应速率。（三）、有关化学反应速率的计算（三）、有关化学反应速率的计算例例1 1、反应、反应N N2 23H3H2 22NH2NH3 3在在2L2L的密闭容器中发的密闭容器中发生反应，生反应，5min5min内内NHNH3 3的质量增加了的质量增加了1.7g1.7g 求求（NHNH3 3）、 （N N2 2）、）、 （H H2 2）。）。A A、据、据公式公式计算计算B B、据关系式计算、据关系式计算各物质的速率之比等于方程式计量数之比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系数比求其他物质的速率练

12、习练习5、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A A 和和B B 都是都是4mol4mol，在前，在前10s A 10s A 的平均反的平均反应应速速率为率为0.12mol/(L0.12mol/(Ls)s)，则，则10s10s时，容器中时，容器中B B的的物质的量为物质的量为 。 3.2mol 6 6、某温度时在某温度时在2L2L容器中容器中X X、Y Y、Z Z三种物质的物质三种物质的物质的量随时间的变化曲线如图所示。由图中数据分析：的量随时

13、间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、该反应的化学方程式为：、该反应的化学方程式为：_。7 7、把镁条投入到盛有盐酸的敞口容器、把镁条投入到盛有盐酸的敞口容器中中, ,产产生氢气的速率变化如图生氢气的速率变化如图, ,分析其原因分析其原因: : 8、为了研究碳酸钙与稀盐酸反应的反应速率，一位同学通过实验测定反应中生成的CO2气体体积随反应时间变化的情况，绘制如图曲线。请分析讨论以下问题。（1）在0t1、t1t2、t2t3各相同的时间段里,反应速率最大的是_时间段，收集到气体最多的是_时间

14、段。（2）试分析三个时间段里，反应速率不同的可能原因(该反应是放热反应)。（3 3）在t t4 4后，为什么收集到的气体的体积不再增加？ 开始时C(H+)大,该反应的反应速率大; t1t2由于反应放热温度升高,所以速率迅速增大;最后是因为C(H+)减小了，反应速率减慢.9、练习：在练习：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，反应进行到铁粉，反应进行到2s2s时时收集到氢气收集到氢气1.12L(1.12L(标况标况) )，之后反应又进行了，之后反应又进行了4s4s，铁粉全溶解。若不考虑体积变化，则：，铁

15、粉全溶解。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表示的平均反应速率为为 ；(2)(2)后后4s4s内用内用HClHCl表示的平均反应速率表示的平均反应速率为为 ；(3)(3)前前2s2s与后与后4s4s比较，反应速率比较，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时段大时段大小结小结：1 1、化学反应速率及其表示方法：、化学反应速率及其表示方法：数学表达式为：可用不同反应物或生成物来表示可用不同反应物或生成物来表示一般不用固体和纯液体来表示浓度

16、一般不用固体和纯液体来表示浓度2 2、有关化学反应速率的计算、有关化学反应速率的计算A A、据公式计算、据公式计算B B、据关系式计算、据关系式计算C C、比较反应速率的快慢、比较反应速率的快慢(B ) CtB、外界条件对化学反应速率的影响、外界条件对化学反应速率的影响主要外因：浓度主要外因：浓度 温度温度 催化剂催化剂 ；还有压强还有压强 固体的表面积固体的表面积 反应物的状态等反应物的状态等第三节第三节 化学反应的化学反应的 速率和限度速率和限度 第二课时第二课时 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计量关系完全转化为

17、生成物呢？ 氯水是氯气的水溶液，氯气能与水反应，而且这是氯水是氯气的水溶液，氯气能与水反应，而且这是一个一个可逆反应可逆反应。H2 + I2 2HI 正反应正反应逆反应逆反应（复习）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, ,同时又向逆反应方向进行的反应同时又向逆反应方向进行的反应. .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 H2O启示启示:化学反应是有限度的，有些能进行地较彻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

18、可逆的。底，有些反应是不彻底的，甚至是可逆的。2NO2课堂练习课堂练习1: 1: 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 B.N2与H2在一定条件下可以生成NH3，同 时NH3又可以分解为N2和H2 C.电解水生成H2和O2，H2和O2转化成H2O D.SO2溶于水和H2SO3分解C CN2 + 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1molN1molN2 2和和3mol 3mol ( (合适催化剂合适催化剂) )，能发生什么反应？能发生什么反应？（1）开始时c(N2) 、c(H2)大， c(NH3) =0开始阶段有什么特征？只有正反应，

19、v(逆)=0催化剂N2 + 3 H2 2NH3高温N2 + H2 NH3（2）瞬间后c(N2) 、c(H2 )变小 , c(NH3)0瞬间过后有什么特征？正逆反应都进行，v(逆) 0，v(正) v(逆) （3）c(N2) 、c(H2)逐渐变小，c(NH3)逐渐增大， 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？v(正)= v(逆) 0N2 + H2 NH3 由于v(正)= v(逆) 0，虽然正、逆反应都在进行，但各种物质的百分含量、浓度都不会发生变化. 从外表上看，反应好象“停止”。 可逆反应的这种特殊状态就是我们今可逆反应的这种特殊状态就是我们今天要研究的天要研究的化学平衡状

20、态化学平衡状态。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催化剂高温高压交流与讨论交流与讨论1、定义 在一定条件一定条件下的可逆反应可逆反应中，当正反应速正反应速率和逆反应速率相等率和逆反应速率相等，反应混合物中各组分的浓度保持不变浓度保持不变的状态叫做化学平衡状态。是反应所能达到的最大程度，即该反应进行的限度前提（适用范围）：可逆反应内在本质：v(正)= v(逆) 0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2、化学平衡状态的特征( () )动：动态平

21、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) ) 同种物质的消耗（或分解）速率和生成速率相等( () )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，质量、物质定，各组分的含量保持不变，质量、物质的量不变。的量不变。( () )变：条件改变，原平衡被破坏，在新变：条件改变，原平衡被破坏，在新的条件下建立新的平衡。的条件下建立新的平衡。( () )逆：只对于可逆反应逆：只对于可逆反应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

22、?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 时间时间 （min)物质的量物质的量浓度浓度(mol/L)010203040506070SO210.70.50.350.20.10.10.1O20.50.350.250.180.10.050.050.05SO300.30.50.650.80.90.90.9练习练习1 1、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

23、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 D2 2、对于可逆反应、对于可逆反应M MN QN 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. MA. 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C3、下列说法可以证明反应N2+3H2 2NH3 已达平衡状态的是 ( )A.1个NN键断裂的同时,有3个HH键形成B.1个NN键断裂

24、的同时,有3个HH键断裂C.1个NN键断裂的同时,有6个NH键断裂D.1个NN键断裂的同时,有6个NH键形成A、C 随堂练习随堂练习5、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nmolA,同时生3nmolBC.A、B、C的浓度不再变化 D.A、B、C的分子数比为1:3:2C4、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对于可逆反应m A(g) n B(g) + p C(g) 在一定条件下达到平衡状态有以下几个标

25、志(1)A的生成速率和分解速率相等(2)单位时间生成n mol B和p mol C的同时，生成m mol A（3）A、B、C的物质的量不再改变（4）A、B、C的浓度不再改变（5）A、B、C的百分含量不再改变直接依据间接标志：总的物质的量、压强、密度、颜色练习1、N2+3H2 2NH3反应达到平衡时，下反应达到平衡时，下列说法正确的是（列说法正确的是（ ） A、N2和和H2不再化合了不再化合了 B、N2、H2、NH3的浓度相等的浓度相等 C、平衡建立前体系的总质量在不断变化、平衡建立前体系的总质量在不断变化而平衡建立后体系的总质量就不再变了而平衡建立后体系的总质量就不再变了 D、N2、H2、NH

26、3的浓度保持不变的浓度保持不变D练习练习2 2、在一定温度下，可逆反应：、在一定温度下，可逆反应：A(g)+3B(g) 2C(g)A(g)+3B(g) 2C(g)达到平衡的达到平衡的标志是标志是( )( )A.AA.A生成的速率与生成的速率与C C分解的速率相等分解的速率相等B.AB.A、B B、C C的浓度不再变化的浓度不再变化C.C.单位时间生成单位时间生成n molA同时消耗同时消耗3n 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 2BC41 3.在一定的温度下，可逆反应：A（g）+ 3B（g）= 2C（g）达到平衡的标志是 AC的生成速率与C的分

27、解速率相等。 B单位时间生成n molA，同时生成3n molB。 CA、B、C的物质的量浓度保持不变。 DA、B、C的分子数之比为1 ：3 ：2 。 E容器中气体的密度保持不变。 F混合气体的平均摩尔质量保持不变。 G容器中气体的总压强保持不变。A A、C C、F F4、下列说法中可以充分说明反应、下列说法中可以充分说明反应: P(气气)+Q(气气) R(气气)+S(气气) , 在恒温在恒温下已达平衡状态的是（下已达平衡状态的是（ ） A.反应容器内压强不随时间变化反应容器内压强不随时间变化B. P和和S的生成速率相等的生成速率相等C. 反应容器内反应容器内P、Q、R、S四者共存四者共存 D

28、.反应容器内总物质的量不随时间而变化反应容器内总物质的量不随时间而变化B6、在一定温度下的恒容容器中,当下列物理量不再发生变化时,表明反应: A(固)+3B(气) 2C(气)+D(气)已达平衡状态的是 ( )A.混合气体的压强 B.混合气体的密度C.B的物质的量浓度 D.气体的总物质的量BCBC7、 在一定温度下,下列叙述不是可逆反应A(气)+3B(气) 2C(气)+2D(固)达到平衡的标志的是 ( )C的生成 速率与C的分解速率相等 单位时间内生成amolA,同时生成3amolB A、B、C的浓度不再变化A、B、C的分压强不再变化混合气体的总压强不再变化混合气体的物质的量不再变化单位时间内消

29、耗amolA,同时生成 3amolBA、B、C、D的分子数之比为1:3:2:2 A. B. C. D.例一在密闭容器中充入4mol HI,在一定温度下,反应 2HI (g) H2 (g)+I2 (g)达到平衡时,有30%的HI分解,则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? 4、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.写出有关平衡的化学方程式2.找出各物质的 起始量 转化量 平衡量3 根据已知条件列式反应物的转化率=转化量 /起始量100 在合成氨工业中,由a mol氮气, b mol氢气混合反应达到平衡,有 c mol 氨气生成,则氨气

30、在反应混合物中所占的体积分数为 c / (a+b-c) 100%第三节第三节 化学反应的化学反应的 速率和限度速率和限度 第三课时第三课时定义：定义：可逆反应中，旧化学平衡的破坏，新化学平衡建立过程叫做化学平衡的移动。V正V逆V正=V逆0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=V逆0一定时间 影响化学平衡的条件三、化学平衡的移动V正 V逆 平衡向正反应方向移动V正 = V逆 平衡不移动V正 (4)(2)=(3)反思反思:比较反应的快慢,应取同一参照物 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。 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。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：催化剂的催化性能往往因接触少量的催化