第三节化学反应的速率和限度

1、第三节 化学反应的速率和限度 在化学实验和日常生活中，我们经常观察到这样的在化学实验和日常生活中，我们经常观察到这样的现象：有的化学反应进行得快，有的化学反应进行得慢。现象：有的化学反应进行得快，有的化学反应进行得慢。你了解下列化学变化过程进行的快慢吗？反应的快慢与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？我们有什么关系？1.1.理解化学反应速率和表示方法。理解化学反应速率和表示方法。（重点）（重点）2.2.初步认识化学反应速率和影响化学反应速率初步认识化学反应速率和影响化学反应速率的因素。的因素。3.3.了解化学反应限度。了解化学反应限度。你了解以下反应进行的快慢吗？你

2、了解以下反应进行的快慢吗？炸药爆炸炸药爆炸金属锈蚀金属锈蚀食物腐败食物腐败溶洞形成溶洞形成快快慢慢慢慢慢慢化学反应的快慢是化学反应的快慢是相对的！相对的！【思考与交流】【思考与交流】 1.1.概念概念化学反应速率通常用单位时间（如每秒，每分，化学反应速率通常用单位时间（如每秒，每分，每小时）内反应物浓度的减小量或生成物浓度每小时）内反应物浓度的减小量或生成物浓度的增加量来表示。的增加量来表示。2.2.数学表达式：数学表达式：3.3.单位：单位：一、化学反应速率一、化学反应速率mol/(Lmin)mol/(Lmin)或或 mol/(Ls)mol/(Ls)等等cvt 在在 反应中，从开始反应中，从

3、开始至至2 2秒，氨气的浓度由秒，氨气的浓度由0 0变为变为0.6 mol/L0.6 mol/L，则以氨气表，则以氨气表示的化学反应速率是多少？示的化学反应速率是多少？v(NHv(NH3 3)=)=【解析】【解析】3c(NH )t(0.60)mol/ L2s0.3 mol/(L s)= 0.3mol/= 0.3mol/（LsLs）【例题分析】N23H22NH3高温 高压催化剂+、反应反应4NH4NH3 3+5O+5O2 2 4NO+6H 4NO+6H2 2O O在体积为在体积为5 5升的密闭升的密闭容器中进行，容器中进行，3030秒后，秒后，NONO的物质的量增加的物质的量增加0.3mol0.

4、3mol，此反应的平均反应速率此反应的平均反应速率: :(1)(1)用用NONO来表示此反应速率为多少？来表示此反应速率为多少？(2)(2)若用若用O O2 2的浓度变化来表示此反应速率是多少？的浓度变化来表示此反应速率是多少？(3)(3)若用若用NHNH3 3来表示呢来表示呢? ?【提示】【提示】（1 1）v(NO)=0.002mol/(Lv(NO)=0.002mol/(Ls s）（2 2）v(Ov(O2 2)=0.0025mol/(L)=0.0025mol/(Ls)s)（3 3）v(NHv(NH3 3)=0.002mol/(L)=0.002mol/(Ls)s)【练一练】【练一练】催化剂催化

5、剂=此反应用不同物质表示的此反应用不同物质表示的化学反应速率化学反应速率数值不同，数值不同，它们表示的意义是否相同？数值上有何规律？它们表示的意义是否相同？数值上有何规律？【思考与交流】【思考与交流】 【提示】【提示】用不同物质表示的化学反应速率数值不同，用不同物质表示的化学反应速率数值不同，但表示的意义相同，都表示此反应在此时间段内的但表示的意义相同，都表示此反应在此时间段内的平均速率。平均速率。规律：化学反应速率之比等于化学计量数之比。规律：化学反应速率之比等于化学计量数之比。 思考思考 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

6、B.食物腐坏食物腐坏 C.炼钢炼钢 D.塑料老化塑料老化怎样才能加快化学反应速率呢？怎样才能加快化学反应速率呢？（影响反应速率的因素？）（影响反应速率的因素？）C4.4.影响化学反应速率的因素影响化学反应速率的因素化学反应速率化学反应速率内因：反应物自身的性质内因：反应物自身的性质( (反应物反应物化学性质越活泼，化学反应速率越化学性质越活泼，化学反应速率越快，反之越慢）快，反之越慢）外因：温度、浓度、催化剂等外因：温度、浓度、催化剂等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，带火星的火柴复燃带火星的火柴

7、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2H2H2 2O O2 2 =2H=2H2 2O O +O+O2 2（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规律：规律：当其他条件不变时，升高温度，化学反应速率增大。当其他条件不变时，升高温度，化学反应速率增大。降低温度，化学反应速率减小。降低温度，化学反应速率减小。实验测得，温度每实验测得，温度每升高升高 ，化学反应速率通常增大原来的化学反应速率通常增大原来的倍。倍。注意：注意：温度对反应速率的影响不受反应物状态的限制。温度对反应

8、速率的影响不受反应物状态的限制。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现象现象结论结论加入加入MnOMnO2 2加入加入FeClFeCl3 3不加其他不加其他试剂试剂有气泡冒出，有气泡冒出，反应较慢反应较慢MnOMnO2 2能加快化能加快化学反应速率学反应速率FeClFeCl3 3能加快化能加快化学反应速率学反应速率无催化剂化学无催化剂化学反应较慢反应较慢气泡冒出，气泡冒出，速率增大速率增大气泡冒出，气泡冒出，速率增大速率增大（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： 催化剂能改变化学反应的速率。催化剂能改变化学反应的速率。有的催化有的催化剂能加

9、快化学反应的速率，叫剂能加快化学反应的速率，叫；有的；有的催化剂能减慢化学反应速率，叫催化剂能减慢化学反应速率，叫。在在实践中，如没有特殊说明，凡说催化剂都是指实践中，如没有特殊说明，凡说催化剂都是指正催化剂正催化剂。 ： 催化剂催化剂只有在只有在一定的温度下一定的温度下才能才能最大限度的显示其催化作用，不同的催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。浓度对化学反应速率的影响浓度对化学反应速率的影响（已知硫代硫酸钠（已知硫代硫酸钠（NaNa2 2S S2 2O O3 3）在酸性环境中发生如下反应：）在酸性环境中发生如下反应： S S2 2O O3 3

10、+ 2H + 2H+ + = S+ SO= S+ SO2 2+ H+ H2 2O O ）2-2-（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：规律：当其他条件不变时，增大反应物的浓度，化学反当其他条件不变时，增大反应物的浓度，化学反应速率增大。减小反应物的浓度，化学反应速率应速率增大。减小反应物的浓度，化学反应速率减小。减小。（4 4）压强对化学反应速率的影响）压强对化学反应速率的影响 规律：规律：对于有气体参加的化学反应，增大压强一般可以对于有气体参加的化学反应，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，因减小气体的体积，从而使反应物的浓度增大，因此，也可以

11、增大反应速率。此，也可以增大反应速率。（5 5）固体反应物的表面积对化学反应速率的影响）固体反应物的表面积对化学反应速率的影响规律：规律：当其他条件不变时，增大固体反应物的表面积，化学当其他条件不变时，增大固体反应物的表面积，化学反应速率增大。减小固体反应物的表面积，化学反应反应速率增大。减小固体反应物的表面积，化学反应速率减小。速率减小。（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其他条件如光照、反应物固体的颗粒大小、电磁波、其他条件如光照、反应物固体的颗粒大小、电磁波、超声波、溶剂的性质等，也会对化学反应的速率产生超声波、溶剂的性质等，也会对化学反应的速率产生影响。

12、影响。反应速率反应速率v(v(正正) )v(v(逆逆) )v(v(正正)= v()= v(逆逆) )t t1 1时间（时间（t t）0 0(1)0(1)0t t1 1：v(v(正正)v()v(逆逆) )(2)t(2)t1 1以后：以后：v(v(正正)=v()=v(逆逆) )t t1 1以后反应处以后反应处于平衡状态于平衡状态! !H H2 2 + I + I2 2 2HI2HI 正向反应正向反应逆向反应逆向反应二、化学平衡状态二、化学平衡状态1.1.概念：概念： 当一个反应进行到正反应速率与逆反应速率相当一个反应进行到正反应速率与逆反应速率相等时，反应物与生成物浓度不再改变，达到表面上等时，反

13、应物与生成物浓度不再改变，达到表面上静止的一种静止的一种“平衡状态平衡状态”，简称化学平衡。，简称化学平衡。2.2.特征：特征：逆：逆：化学平衡研究的对象是可逆反应。化学平衡研究的对象是可逆反应。等：等：v(v(正正) )v(v(逆逆) 0 ) 0 。动：动：动态平衡。动态平衡。定：定：平衡时，各组分的浓度保持一定。平衡时，各组分的浓度保持一定。变：变：当外界条件发生改变时，原平衡发生移动。当外界条件发生改变时，原平衡发生移动。 化学平衡状态是可逆反应的一种特殊状态，化学平衡状态是可逆反应的一种特殊状态，是在给定条件下化学反应所能达到或完成的最大程是在给定条件下化学反应所能达到或完成的最大程度

14、，即该反应进行的限度。度，即该反应进行的限度。 化学反应的限度决定了反应物在该条件下的最化学反应的限度决定了反应物在该条件下的最大转化率。大转化率。 高炉高度增加，为什么高炉高度增加，为什么COCO浓度比例没发生变化？浓度比例没发生变化？ 【提示】【提示】高度的增加不能改高度的增加不能改变化学反应的限度。变化学反应的限度。【思考与交流】【思考与交流】 如何提高煤的燃烧效率？如何提高煤的燃烧效率？1.1.煤的状态与煤燃烧的速率有何关系？与煤的充分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？燃烧有何关系？2.2.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

15、？为什么？3.3.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？4.4.如何充分利用煤燃烧后烟道废气中的热量？如何充分利用煤燃烧后烟道废气中的热量？【学与用】 【提示】【提示】尽可能使煤充分燃烧，提高能量的转尽可能使煤充分燃烧，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地接化率，关键是燃料与空气或氧气要尽可能充分地接触，且空气要适当过量。燃料与空气要有足够大的触，且空气要适当过量。燃料与空气要有足够大的接触面积。接触面积。 尽可能充分地利用燃料燃烧所释放出来的热能，尽可能充分地利用燃料燃烧所释放出来的热能，提高热能的利用率。提高热能的利用率。 实

16、质是从多方面控制燃烧反应的条件，它的意实质是从多方面控制燃烧反应的条件，它的意义在于节约能源，节省资源，减少污染等。义在于节约能源，节省资源，减少污染等。提高燃料的燃烧效率的措施：提高燃料的燃烧效率的措施： 1.1.尽可能使燃料充分燃烧，提高能量的转化率。尽可能使燃料充分燃烧，提高能量的转化率。2.2.尽可能充分地利用燃料燃烧所释放的热能，提尽可能充分地利用燃料燃烧所释放的热能，提高热能的利用率。高热能的利用率。化学反应速率化学反应速率影响化学反应速率的因素影响化学反应速率的因素化学反应限度和化学平衡状态化学反应限度和化学平衡状态化学反应条件的控制化学反应条件的控制概念概念概念概念特征特征1.

17、1.决定决定H H2 2(g)(g)I I2 2(g) 2HI(g)(g) 2HI(g)化学反应速率的主化学反应速率的主要因素是要因素是( ) ( ) A.A.反应物的浓度反应物的浓度 B.B.反应温度反应温度C.C.使用催化剂使用催化剂 D.D.反应物的性质反应物的性质 D D2.2.把除去氧化膜的镁条投入到盛有少量盐酸的试管把除去氧化膜的镁条投入到盛有少量盐酸的试管中，产生氢气的速率如图所示，在下列因素中，影响中，产生氢气的速率如图所示，在下列因素中，影响反应速率的因素是（）反应速率的因素是（）盐酸的浓度盐酸的浓度 镁条的镁条的表面积溶液的温度表面积溶液的温度 ClCl- -的浓度的浓度A

18、.A. B. B. C.C. D. D.C C速率速率t tt tt t时间时间3.3.对于可逆反应对于可逆反应M MN QN Q达到平衡时，下列说达到平衡时，下列说法正确的是（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C C4.4.将将4 mol A4 mol A气体和气体和2 mol B2 mol B气体在气体在2L2L密闭容器中混合密闭容器中混合并在一定条件下发生反应：并在一定条件下发生反应：2A(g)+B(g) 2C(g)2A(g)+B