第一节化学反应速率和限度1

1、第二章 化学反应速率和化学平衡第一节第一节 化学反应速率化学反应速率第一节第一节 化学反应的速率和限度化学反应的速率和限度一、化学反应的速率一、化学反应的速率 在化学实验和日常生活中，我们经常观察在化学实验和日常生活中，我们经常观察到这样的现象：到这样的现象： 有的化学反应进行得快，有的化学反应进有的化学反应进行得快，有的化学反应进行得慢。行得慢。【思考思考】：请同学举出一些例子。请同学举出一些例子。这些化学变化有何差异？这些化学变化有何差异？爆炸爆炸牛奶腐坏牛奶腐坏铁棒生锈铁棒生锈溶洞形成溶洞形成很快很快 较快较快较慢较慢很慢很慢室温下金属生锈、溶洞形成和塑料或橡胶室温下金属生锈、溶洞形成和

2、塑料或橡胶的老化速率按年计，而地壳内煤或石油的的老化速率按年计，而地壳内煤或石油的形成要经过几十万年的时间。形成要经过几十万年的时间。慢 下列过程中，需要加快化学反应速率的是（下列过程中，需要加快化学反应速率的是（ ）A.钢铁腐蚀钢铁腐蚀 B.食物腐坏食物腐坏 C.炼钢炼钢 D.塑料老化塑料老化E、氨的合成、氨的合成 F、皮肤的衰老、皮肤的衰老CE思考思考反应快慢不是问题，问题是如何利用反应快慢不是问题，问题是如何利用化学反应快慢来造福我们人类自己。化学反应快慢来造福我们人类自己。那么那么， 我们应该怎样来衡量一个化学反我们应该怎样来衡量一个化学反应的快与慢呢？应的快与慢呢？物体运动的快慢可以

3、用速度来表示（v=s/t)，物质变化的快慢该怎么表示呢？一、化学反应的速率一、化学反应的速率在已有知识里面，有没有表示“快慢”的物理量？ 化学反应速率是化学反应速率是用来衡量化学反应进用来衡量化学反应进行快慢程度行快慢程度的一个物理量。的一个物理量。单位时间内单位时间内反应物浓度的减少量反应物浓度的减少量或或生成物浓度生成物浓度的增加量的增加量（均取正值）（均取正值）来表示来表示v=tc注意注意：1. v表示具体物质的平均反应速率，且为正值；表示具体物质的平均反应速率，且为正值；2. c表示指定物质的反应前后变化的浓度；表示指定物质的反应前后变化的浓度；3. t表示变化所对应的时间表示变化所对

4、应的时间；5.浓度常用浓度常用mol.L-1，时间常用，时间常用s，min。化学反应的速率单位为：化学反应的速率单位为：mol/(Lmin)或或mol/(Ls)4.表示气体或溶液反应速率，不能表示固体或纯液表示气体或溶液反应速率，不能表示固体或纯液体的反应速率；体的反应速率；ttv=v=v= 例例1、在某一化学反应中，反应物、在某一化学反应中，反应物B的浓度在的浓度在5s内从内从2.0mol/L变成变成0.5mol/L，在这在这5s内内B的化学反应速率的化学反应速率为为_。课堂练习课堂练习一个一个5L的容器中，盛入的容器中，盛入8.0mol某气体反应物，某气体反应物，5min后，测得这种气体反

5、应物还剩余后，测得这种气体反应物还剩余6.8mol，这种反应这种反应物的化学反应速率为物的化学反应速率为_。0.3mol/(LS)0.048mol/(Lmin)有关化学反应速率的简单计算有关化学反应速率的简单计算n/nv=tt* tVVC例题例题2： 3H2 + N2 2NH3 列三段式列三段式 初始量初始量 1mol/L 1mol/L 0t=2min 0.4mol/L 0.8mol/L 0.4mol/L 变化量变化量 0.6mol/L 0.2mol/L 0.4mol/L V(H2)=V(N2)=V(NH3)=min)/(1 . 0min2/2 . 0LmolLmoltCmin)/(2 . 0

6、min2/4 . 0LmolLmoltCmin)/(3 . 0min2/6 . 0LmolLmoltC 化学反应速率之比等于方程式中它们的计量数之比化学反应速率之比等于方程式中它们的计量数之比。 同一个反应，用不同的物质来表示反应速率，数同一个反应，用不同的物质来表示反应速率，数值是不一样的，所以应注明是由哪种物质表示的。值是不一样的，所以应注明是由哪种物质表示的。 同一反应中，各物质的速率之比等于他们在化学同一反应中，各物质的速率之比等于他们在化学方程式中的化学计量数之比。方程式中的化学计量数之比。如在如在N2 + 3H2 = 2NH3 中，中， v(N2):v(H2):v(NH3)=1:3

7、:2结论结论1对于反应对于反应A2+3B2 2AB3以下表示的反应速率以下表示的反应速率中，速率最大的是中，速率最大的是A、v(A2)=0.4molL-1min-1B、v(B2)=0.8molL-1min-1C、v(AB3)=0.6molL-1min-1D、v(A2)=0.01molL-1S-1 课堂练习：课堂练习：比较同一反应的快比较同一反应的快慢，只能比较同一慢，只能比较同一物质化学反应速率物质化学反应速率的相对大小的相对大小比较化学反应速率的大小：单位相同，同一物质比较化学反应速率的大小：单位相同，同一物质常见题型例举常见题型例举1、用不同的物质来表示反应速率。、用不同的物质来表示反应速

8、率。例例1、反应、反应4NH3 + 5O2 = 4NO + 6H2O 在在5L的密闭容器的密闭容器中进行，中进行，30s后，后，NO的物质的量增加了的物质的量增加了0.3mol，则此反则此反应的平均速率可表示为：应的平均速率可表示为：A、v (O2)=0.01 mol/Ls B、 v (NO)=0.008 mol/LsC、 v (H2O)=0.003 mol/Ls D、 v (NH3)=0.002mol/Ls v (NO)=0.3/（530） =0.002 mol/Ls 2、比较反应速率的大小、比较反应速率的大小例例2、反应、反应A + 3B = 2C + 2D在四种不同情况下的反应速在四种不

9、同情况下的反应速率分别为率分别为VA = 0.15molL-1s-1 VB = 0.6molL-1s-1 Vc = 0.4molL-1s-1 VD = 0.45molL-1s-1 则该反应在不同条件下速率快慢顺序是则该反应在不同条件下速率快慢顺序是 = 结论结论2：在同一反应中，反应速率的大小不能单纯地看：在同一反应中，反应速率的大小不能单纯地看数值大小。应化为同一种物质的反应速率再进行比较。数值大小。应化为同一种物质的反应速率再进行比较。3、根据各物质的反应速率之比写出化学方程式。、根据各物质的反应速率之比写出化学方程式。例例3、某温度下，浓度都是、某温度下，浓度都是1mol/L的两种气体的

10、两种气体X2和和Y2，在密闭容器中反应生成气体在密闭容器中反应生成气体Z，经过，经过t min后，测得物后，测得物质的量浓度分别为：质的量浓度分别为：c(X2)=0.4mol/L，c(Y2)=0.8mol/L ，c(Z)=0.4mol/L，则该反应的反应方程式可表示为：，则该反应的反应方程式可表示为：3X2 + Y2 = 2Z3X2 + Y2 = 2X3Y习题：已知反应习题：已知反应N2 +3H2 2NH3 ，根据下图判断根据下图判断1、A是是_物质的量浓度物质的量浓度变化情况变化情况2、C是是_物质的量浓度物质的量浓度变化情况变化情况3、2分钟内分钟内N2的平均速率是多的平均速率是多少？少？

11、H2NH30.5mol/（L min ) 改变化学反应速率在实践中有改变化学反应速率在实践中有很重要的意义，我们可以根据生产很重要的意义，我们可以根据生产和生活的需要，采取适当措施改变和生活的需要，采取适当措施改变化学反应速率。那么，化学反应速率。那么，如何能够改如何能够改变化学反应速率呢变化学反应速率呢？不同化学反应不同化学反应的速率的速率反应物本身性质反应物本身性质（内因）（内因）同一化学反应同一化学反应的速率的速率外界条件外界条件（外因）（外因）？二、二、影响影响化学反应速率的化学反应速率的因素因素实验探究实验探究 各取一根镁条和一根铝条分别置于两支各取一根镁条和一根铝条分别置于两支加有

12、加有2 23mL 3mol/L 3mL 3mol/L 硫酸溶液的试管中。观硫酸溶液的试管中。观察产生气泡的快慢；察产生气泡的快慢；实验现象：实验现象：实验结论：实验结论：镁比铝的反应剧烈镁比铝的反应剧烈, ,产生气泡快产生气泡快镁比铝反应速率快镁比铝反应速率快影响化学反应速率的影响化学反应速率的内部因素内部因素是是: :物质本身性质物质本身性质( (即物质结构即物质结构) )影响影响化学反应速率的化学反应速率的因素（外因）因素（外因）（1）硫在纯氧气中和在空气中燃烧的剧烈程度不）硫在纯氧气中和在空气中燃烧的剧烈程度不一样，说明什么？一样，说明什么？（2）肉类食品易变质，放在冰箱中保鲜，可以减）

13、肉类食品易变质，放在冰箱中保鲜，可以减缓变质速度，这又说明什么？缓变质速度，这又说明什么？ （3）实验室制氧气时，加入催化剂目的是什么？）实验室制氧气时，加入催化剂目的是什么？（4）小木屑和大木块燃烧的剧烈程度不一样，说）小木屑和大木块燃烧的剧烈程度不一样，说明什么？明什么？讨论影响化学反应速率的因素讨论影响化学反应速率的因素实验实验2 25 5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，产生气泡速率增大，带火星火柴复燃带火星火柴复燃升高温度，升高温度，反应速率增大反应速率增大有有气泡冒出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

14、2H2O2 = 2H2O +O21、温度对化学反应速率的影响、温度对化学反应速率的影响规律：当其它条件不变规律：当其它条件不变时，升高温度，化学反时，升高温度，化学反应速率增大。降低温度，化学反应速率减小。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10，化学反应速率通，化学反应速率通常增大原来的常增大原来的24倍。倍。注意注意：温度对反应速率的影响不受反应物状态：温度对反应速率的影响不受反应物状态的限制。的限制。原因原因：升高温度，单位体积分子总数不变，单：升高温度，单位体积分子总数不变，单个分子具有的能量增大，分子的运动速度增大，个分子具有的能量增大，分

15、子的运动速度增大，分子与分子之间碰撞的几率增大，有效碰撞次数分子与分子之间碰撞的几率增大，有效碰撞次数增加，反应的速率加快。增加，反应的速率加快。实验实验26现象现象结论结论加入加入MnO2加入加入FeCl3不加其他不加其他试剂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无催化剂催化剂反应较慢反应较慢讨论影响化学反应速率的因素讨论影响化学反应速率的因素、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：催化剂能改变化学反应的速率。：催化剂能改变化学反

16、应的速率。有的催化剂能加快化学反应的速率，叫有的催化剂能加快化学反应的速率，叫正正催化剂催化剂；有的催化剂能减慢化学反应的速率，叫有的催化剂能减慢化学反应的速率，叫负负催化剂催化剂。 在实践中，如没有特殊说明，凡说催化在实践中，如没有特殊说明，凡说催化剂都是指正催化剂。剂都是指正催化剂。 催化剂中毒：催化剂中毒：催化剂的催化性能往往因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，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。这种现象叫催化剂中毒。 催化剂只有在催化剂只有在一定的温度一定的温度下才能最大限下才能最大限度的显示其催化作用，不同的催化剂对度的显示其催化作用，不

17、同的催化剂对温度的要求不一样。温度的要求不一样。 催化剂能极大地改变反应速率，而自催化剂能极大地改变反应速率，而自身的组成、化学性质和质量在反应前后不身的组成、化学性质和质量在反应前后不发生变化，具有高度的选择性（或专一性）发生变化，具有高度的选择性（或专一性） 影响化学反应速率的条件除温影响化学反应速率的条件除温度和催化剂以外，还有哪些条件？度和催化剂以外，还有哪些条件？1.请预计大理石（请预计大理石（ CaCO3 ）分别与分别与0.1mol/L和和1mol/L的盐酸反应的快慢。你能得出什么的盐酸反应的快慢。你能得出什么结论吗？结论吗？规律：规律：增大浓度反应速率加快，减小浓度反应速增大浓度

18、反应速率加快，减小浓度反应速率减慢（只适用于气体和溶液）。率减慢（只适用于气体和溶液）。浓度的影响浓度的影响原因：原因：增加浓度，单位体积粒子总数增加，增增加浓度，单位体积粒子总数增加，增加了粒子之间的碰撞，有效碰撞次数增加，反加了粒子之间的碰撞，有效碰撞次数增加，反应速率加快。应速率加快。4.实验室制取氢气时，是用粗锌好还是用纯锌好，实验室制取氢气时，是用粗锌好还是用纯锌好，为什么？为什么？形成原电池可以加快反应速率。形成原电池可以加快反应速率。形成原电池形成原电池3.实验室进行化学反应实验室进行化学反应 时，常常把一些固体物质溶时，常常把一些固体物质溶于水配成溶液再进行反应。为什么？于水配

19、成溶液再进行反应。为什么？增大固体表面积可以加快反应速率（接触充分）增大固体表面积可以加快反应速率（接触充分）固体表面积固体表面积离子反应速率快，瞬间完成。离子反应速率快，瞬间完成。(粒子的接触充分）粒子的接触充分）2.块状块状CaCO3、粉末状粉末状CaCO3与与0.1 mol/L的盐酸反的盐酸反应谁快谁慢？为什么？应谁快谁慢？为什么？2、催化剂催化剂：催化剂能成千上万倍地加快化学反应催化剂能成千上万倍地加快化学反应速率。速率。3、浓度浓度：当其它条件不变时，增加反应物的浓度，当其它条件不变时，增加反应物的浓度，可以增大化学反应速率；减小反应物的浓度，可以可以增大化学反应速率；减小反应物的浓度，可以减小化学反应速率。减小化学反应速率。4、压强压强：对于对于气体气体反应来说，增大压强若增加了反应来说，增大压强若增加了反应物的浓度，可以增大化学反应速率；减小压反应物的浓度，可以增大化学反应速率；减小压强若减小了浓度，化学反应速率减小。强若减小了浓度，化学反应速率减小。5、固体的表面积固体的表面积：化学反应时，与化学反应时，与固体固体的接触的接触面积越大，化学反应速率就越快。反之，就越慢。面积越大，化学反应速率就越快。反之，就越慢。如：把固体粉碎、溶解