《化学反应的速率和限度hao》

1、 在化学实验和日常生活中，我们经常观察到在化学实验和日常生活中，我们经常观察到这样的现象：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。有的化学反应进行得快，有的化学反应进行得慢。石油的形成石油的形成铁丝生锈铁丝生锈爆炸爆炸牛奶腐坏牛奶腐坏很快很快较快较快很慢很慢较慢较慢（一）定义：（一）定义：化学反应速率通常用单位时间内化学反应速率通常用单位时间内反应物浓度反应物浓度的减少的减少或或生成物浓度的增加生成物浓度的增加（均取正值）（均取正值）来表示。来表示。v v（B B）c c（B B）t t反应速率单位：反应速率单位： mol/(mol/(L Lminmin) ) 或或mol/(

2、L mol/(L s)s)请做好笔记请做好笔记注意注意：1 1、反应速率要指明具体物质并取正值反应速率要指明具体物质并取正值 2 2、表示气体或溶液反应速率、表示气体或溶液反应速率, ,不能用于不能用于表示固体和纯液体表示固体和纯液体 3 3、指平均速率、指平均速率第三节第三节 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、化学反应的速率练习练习物质物质N N2 2H H2 2NHNH3 3起始浓度起始浓度2 molL2 molL-1-16molL6molL-1-10 molL0 molL-1-1变化浓度变化浓度2 2分钟末浓度分钟末浓度1molL1molL-1-13molL3

3、molL-1-12molL2molL-1-1反应速率反应速率mol(Lmin)mol(Lmin)-1-11molL1molL-1-1 3molL3molL-1-1 2molL 2molL-1-10.5 1.5 10.5 1.5 1N2 + 3H2 2NH3催化剂催化剂高温高压高温高压在在2L的容器中发生某化学反应，已知反应的容器中发生某化学反应，已知反应前气体前气体A物质的物质的量为物质的物质的量为8mol，2min后后A的的物质的量变为物质的量变为4mol，问在这，问在这2min内内A的平的平均反应速率？均反应速率？随堂练习随堂练习1： 答案：答案：1mol/ (L (L min）C 开始时

4、开始时（molL-1）C 10min 末末（molL-1）V（x） （molL-1min-1）N210.8H221.4NH300.4例、例、合成氨工业中发生如下反应：合成氨工业中发生如下反应： N2 + 3H2 = 2NH3测得反应进行测得反应进行10min时，各物质的浓度变化如下：时，各物质的浓度变化如下： 根据的计算结果你能得出什么结论？根据的计算结果你能得出什么结论？以以N2、H2、NH3表示的反应速率各是多少？表示的反应速率各是多少？v(N2) v(H2) v(NH3) 1 3 20.020.060.04同一化学反应，用不同物质表示的速率可以不同，同一化学反应，用不同物质表示的速率可以

5、不同，但但速率之比速率之比等于等于化学计量数之比化学计量数之比。随堂练习随堂练习2：在反应在反应mAnBpC中，已知中，已知A的反应的反应速率为速率为0.5mol/(L s)，B的反应速率为的反应速率为1mol/(L s)，C的反应速率为的反应速率为1. 5mol/(L s)则该反应的化学方程式为：则该反应的化学方程式为：A 2B = 3C 复习复习：1、在同一反应体系中用不同的物在同一反应体系中用不同的物质来表示反应速率时，其数值是可以不同质来表示反应速率时，其数值是可以不同的，但是这些数值都表示的，但是这些数值都表示_反应速反应速率。因此化学反应速率的表示必须说明用率。因此化学反应速率的表

6、示必须说明用哪种物质来做标准。哪种物质来做标准。 2、用同一反应体系中用同一反应体系中不同物质不同物质表示表示同同一速率一速率时，其时，其数值比数值比一定一定_化学方程式化学方程式中相应的中相应的化学计量数之比化学计量数之比。 3、化学反应速率均用化学反应速率均用_值来表示值来表示.且表示的是且表示的是_速率而不是速率而不是_速率速率.同一个同一个等于等于正正平均平均瞬时瞬时 练习：反应练习：反应 A + 3B = 2C + 2D 在四种不在四种不同条件下的反应速率为：同条件下的反应速率为：(1)v(A)=0.3mol/Ls (2)v(B)=0.6mol/Ls (3)v(C)=0.4mol/L

7、s (4)v(D)=0.45mol/Ls则该反应速率的快慢顺序为则该反应速率的快慢顺序为。(1)(4)(2)=(3) 比较反应速率大小时，不能只看数值的比较反应速率大小时，不能只看数值的大小，还要将反应速率换算为用同一种物质大小，还要将反应速率换算为用同一种物质表示才能进行比较。表示才能进行比较。比较下列每组化学反应的速率，并比较下列每组化学反应的速率，并分析引起速率不同的可能原因：分析引起速率不同的可能原因：4. 夏天米饭变质夏天米饭变质 冬天米饭变质冬天米饭变质1. Mg + HCl Al + HCl2. Mg +HCl Mg +HAc3. 硫在空气中燃烧硫在空气中燃烧 硫在氧气中燃烧硫在

8、氧气中燃烧 讨论：影响化学反应速率的外部因素有哪些？讨论：影响化学反应速率的外部因素有哪些？我们本节课重点探究的内容我们本节课重点探究的内容活动与探究活动与探究(1)(1)步骤与试剂步骤与试剂 比较各试比较各试管中的现象管中的现象 结论结论 试管试管1 1 3mL12%3mL12%的的H H2 2O O2 2溶液；溶液；滴入几滴洗涤剂。滴入几滴洗涤剂。 试管试管2 23mL12%3mL12%的的H H2 2O O2 2溶液；溶液；滴入几滴洗涤剂；水滴入几滴洗涤剂；水浴加热。浴加热。 其他条件相其他条件相同时，反应同时，反应温度越高，温度越高，反应速率越反应速率越快。快。试管试管2 2中产中产生

9、气泡的速生气泡的速度比较快。度比较快。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活动与探究活动与探究(2)(2)步骤与试剂步骤与试剂 比较各试管比较各试管中的现象中的现象 结论结论 大试管大试管1 1 3mL4%3mL4%的的H H2 2O O2 2溶液；溶液；滴入几滴洗涤剂。滴入几滴洗涤剂。 大试管大试管2 23mL4%3mL4%的的H H2 2O O2 2溶液；溶液；滴入几滴洗涤剂；滴入几滴洗涤剂；加入少许加入少许MnOMnO2 2粉末。粉末。 其他条件相其他条件相同时，加入同时，加入适当的催化适当的催化剂，反应速剂，反应速率加快。率加快。 试管试管2 2中产中产生气泡的速生气泡

10、的速度比较快。度比较快。活动与探究活动与探究(3)(3)步骤与试剂步骤与试剂 比较各试比较各试管中的现管中的现象象 结论结论 试管试管1 13mL 4%3mL 4%的的H H2 2O O2 2溶液；溶液； 各加入各加入3 3滴滴0.2molL0.2molL-1-1 FeClFeCl3 3溶液溶液 试管试管2 23mL 12%3mL 12%的的H H2 2O O2 2溶液；溶液； 其他条件相其他条件相同时，反应同时，反应物的浓度越物的浓度越大，反应速大，反应速率越大。率越大。试管试管2 2中产中产生气泡的生气泡的速度比较速度比较快。快。影响反应速率的因素（外因）：影响反应速率的因素（外因）：（1

11、）温度：升高温度，增大反应速率）温度：升高温度，增大反应速率（2）催化剂：加入催化剂能）催化剂：加入催化剂能改变（增大或减小）改变（增大或减小） 反应速率，自身不发生改变。反应速率，自身不发生改变。决定反应速率的主要因素（内因）：决定反应速率的主要因素（内因）：（3）固体的表面积：增大固体的接触面积，能增）固体的表面积：增大固体的接触面积，能增大反应速率大反应速率（4）反应物的状态：液态或气态比固态反应速率快）反应物的状态：液态或气态比固态反应速率快（5）浓度：增大（）浓度：增大（气体或液体气体或液体）浓度，增大反应）浓度，增大反应 速率速率（6）压强：增大）压强：增大气体气体的压强，增大反应

12、速率的压强，增大反应速率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。你能得出什么结论吗？的盐酸反应的快慢。你能得出什么结论吗？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？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？于水配成溶液再进行反应。为什么？增大浓度反应速率加快，减小浓度反应速增大浓度反应速率加快，减小浓度反应速率减慢。率减慢。增大固体表面积可以加快反应速率（接触增

13、大固体表面积可以加快反应速率（接触充分）充分）离子反应速率快，瞬间完成。离子反应速率快，瞬间完成。浓度的影响浓度的影响固体表面积固体表面积练习练习木材用来燃烧，劈开来燃木材用来燃烧，劈开来燃烧得比较旺，烧得比较旺，温度温度表面积表面积用化学反应速率的有关知识解释下列问题。用化学反应速率的有关知识解释下列问题。 催化剂催化剂浓度浓度其他条件不变时，压强越大，气体浓度越大其他条件不变时，压强越大，气体浓度越大化学反应速率化学反应速率问题解决问题解决1、应用化学反应速率的有关知识解释下列问题。、应用化学反应速率的有关知识解释下列问题。氢气能在氧气中安静燃烧，点燃氢气和氧气的混合氢气能在氧气中安静燃烧

14、，点燃氢气和氧气的混合气体为什么会发生爆炸？气体为什么会发生爆炸？燃烧含硫矿石制燃烧含硫矿石制SO2时，要把矿石粉碎成颗粒状，时，要把矿石粉碎成颗粒状，在沸腾炉内鼓入强大空气流，把颗粒吹得剧烈沸腾。在沸腾炉内鼓入强大空气流，把颗粒吹得剧烈沸腾。小块白磷露置于空气中，一段时间后会突然燃烧。小块白磷露置于空气中，一段时间后会突然燃烧。工业上用氮气和氢气合成氨要使用催化剂。工业上用氮气和氢气合成氨要使用催化剂。氢气氧气混合时，能充分接触，反应速率加快。氢气氧气混合时，能充分接触，反应速率加快。矿石粉碎后，与空气接触面增大，反应速率加快。矿石粉碎后，与空气接触面增大，反应速率加快。白磷缓慢氧化并放热使

15、温度升高，反应速率加快。白磷缓慢氧化并放热使温度升高，反应速率加快。催化剂能使化学反应速率显著加快。催化剂能使化学反应速率显著加快。 问题解决问题解决2. 碳酸钙与稀盐酸碳酸钙与稀盐酸反应生成的反应生成的CO2气体体积随气体体积随时间变化的曲线。请分析讨论以下问题。时间变化的曲线。请分析讨论以下问题。（1 1）在）在0 0t t1 1、t t1 1t t2 2、 t t2 2t t3 3各相同的时间段各相同的时间段里里, ,反应速率最大的是反应速率最大的是_时间段，收集时间段，收集到气体最多的是到气体最多的是_时间段。时间段。t1-t2t1-t2（2）试分析三个时间段里，反应速率不同试分析三个

16、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) )。t1-t2时间段，时间段，温度升高温度升高是影响化学反应速率的是影响化学反应速率的主要因素；主要因素；t2-t3时间段，时间段，浓度减小浓度减小是影响化学反应速率的是影响化学反应速率的主要因素；主要因素；（3）在）在t4后，为什么收集到后，为什么收集到的气体的体积不再增加？的气体的体积不再增加？1 1在在2A+B 3C+4D2A+B 3C+4D反应中，下列各表示反应中，下列各表示该反应的速度最快的是该反应的速度最快的是 A Av(Av(A)=0.4mol/(L)=0.4mol/(Lmin)min)B Bv(

17、Bv(B)=0.4mol/(L)=0.4mol/(Lmin)min)C Cv(Cv(C)=0.9mol/(L)=0.9mol/(Lmin)min)D Dv(Dv(D)=1.2mol/(L)=1.2mol/(Lmin)min)B课堂反馈课堂反馈2反应反应4NH3(g)+5O2(g)=4NO(g)+6H2O(g) 在在2L的密闭容器中进行，的密闭容器中进行，1min后，后，NH3减少了减少了0.12mol，则平均每秒钟浓度变化正确的是，则平均每秒钟浓度变化正确的是( )ANO：0.001molL-1BH2O：0.002molL-1CNH3：0.002molL-1DO2：0.00125molL-1A

18、D课堂反馈课堂反馈5 54321ABCt(s)C(mol/L)3.如图，回答下列问题：如图，回答下列问题：(1) VA = _, VB =_, VC= _.(2) 该反应的化学方程式：该反应的化学方程式：_11mol/L.s3mol/L.s1mol/L.sA = 3B + C4将将0.6 mol X气体和气体和0.4 mol Y气体混合于气体混合于2 L容容器中，发生反应器中，发生反应3X(g)+Y(g)=nZ(g)+2W(g)，5 min末已生成末已生成0.2 mol W。若测得。若测得v(Z)=0.01 molL-1min-1，则，则n值为值为_，此时，此时X的浓度为的浓度为_，Y的转化率

19、为的转化率为_。10.15mol/L25 思考与交流思考与交流1.人们为什么使用电冰箱储存食物？人们为什么使用电冰箱储存食物？温度越高，食物腐败变质的速率越快，电冰温度越高，食物腐败变质的速率越快，电冰箱能提供较低的温度。箱能提供较低的温度。2.实验室通常要将两种块状或颗粒状的固体药品实验室通常要将两种块状或颗粒状的固体药品研细，并混匀后再进行反应。原因是什么？研细，并混匀后再进行反应。原因是什么？能增大反应物的接触面积，使反应物充分接触，能增大反应物的接触面积，使反应物充分接触，使反应速率加快。使反应速率加快。3.实验室进行化学反应时，通常把一些固体实验室进行化学反应时，通常把一些固体物质溶

20、于水配成溶液再进行反应。原因是什么？物质溶于水配成溶液再进行反应。原因是什么？配成溶液反应能增大接触面积，从而增大反应配成溶液反应能增大接触面积，从而增大反应速率。速率。4.增大反应物浓度能增大反应速率。增大反应物浓度能增大反应速率。自学自学P49 神奇的催化剂神奇的催化剂催化剂能极大地改变反应速率，而自身的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发生组成、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）变化，具有高度的选择性（或专一性）练习练习:某反应在催化剂的作用下进行某反应在催化剂的作用下进行C + B = F + GA B = C + D此反

21、应的催化剂是此反应的催化剂是 ，总反应的方程式为总反应的方程式为 。CA 2B = D + F + G我们在生产、科研和生活中都需要控制我们在生产、科研和生活中都需要控制化学反应的条件。化学反应的条件。有利的反应，要想办法增大反应速率：有利的反应，要想办法增大反应速率：（1）升高温度，使用催化剂，增大反应物浓度）升高温度，使用催化剂，增大反应物浓度有害的反应，要设法降低反应速率：有害的反应，要设法降低反应速率：（1）降低反应温度，使用负催化剂）降低反应温度，使用负催化剂（2）或隔离会引发反应的物质）或隔离会引发反应的物质知识应用知识应用1.1.在高温、高压和催化剂存在的条件在高温、高压和催化剂

22、存在的条件下，把下，把3mol3mol氢气和氢气和1mol1mol氮气置于密闭氮气置于密闭容器中反应能够得到容器中反应能够得到2mol2mol氨气吗？氨气吗？2.2.把把2mol2mol氢气和氢气和1mol1mol氧气的混合气体氧气的混合气体引燃可以得到引燃可以得到2mol2mol水吗？说明理由水吗？说明理由. . 想一想想一想通过表中数据，你能发现什么？与不可逆反应比较，可通过表中数据，你能发现什么？与不可逆反应比较，可逆反应有什么特点逆反应有什么特点 ？表表1 1：反应：反应 中，中，N N2 2 + + 3H3H2 2 2NH 2NH3 3催化剂催化剂 0.08 0.08 0.15 0.

23、15 0.24 0.24 0.4 0.4 1.8 1.8反应结束后反应结束后H H2 2物物质的量质的量 100 100 10 10 5 5 1 10.50.5n(Nn(N2 2)/mol)/mol 3 3 3 3 3 3 3 33 3n(Hn(H2 2)/mol)/mol高温高压高温高压 表表2 2： 反应反应O O2 2 + 2H+ 2H2 2 = 2H = 2H2 2O O 中，中， 0 0 0 0 0 0 0 0 1 1反应结束后反应结束后H H2 2物质的量物质的量 100 100 10 10 5 5 1 1 0.5 0.5n(On(O2 2)/mol)/mol 2 2 2 2 2

24、2 2 2 2 2n(Hn(H2 2)/mol)/mol点燃点燃可逆反应具有可逆反应具有一定的限度一定的限度1.1.定义：在同一反应条件下，既可以向正反应方向进行，定义：在同一反应条件下，既可以向正反应方向进行，同时又可以向逆反应方向进行的反应。同时又可以向逆反应方向进行的反应。N2 + 3H2 2NH3催化剂催化剂高温高压高温高压2SO2 + O2 2SO3催化剂催化剂加热加热可逆反应可逆反应2.2.可逆反应的普遍性：可逆反应的普遍性：大部分化学反应都是可逆反应。大部分化学反应都是可逆反应。二、二、化学反应的限度化学反应的限度3.3.可逆反应平衡的判断依据可逆反应平衡的判断依据(2)(2)反

25、应混合物中各组分的浓度保持不变反应混合物中各组分的浓度保持不变(1)V(1)V正正=V=V逆逆( (同种物质同种物质) )4.4.可逆反应的特征可逆反应的特征“逆逆”：可逆反应有一定的限度：可逆反应有一定的限度“动动”：可逆反应的平衡是一个动态平衡：可逆反应的平衡是一个动态平衡“等等”：平衡时：平衡时,V,V正正=V=V逆逆且大于且大于0 0“变变”：改变外界条件时，平衡会发生移动（旧的：改变外界条件时，平衡会发生移动（旧的平衡将被破坏，并在新的条件下建立新的平衡）平衡将被破坏，并在新的条件下建立新的平衡）“定定”：平衡时反应物和生成物的浓度保持不变：平衡时反应物和生成物的浓度保持不变 5.5.化学反应平衡的标志：化学反应平衡的标志：反应速率反应速率反应时间反应时间v v正正v v逆逆正正逆逆正正逆逆 反应混合物中各组分的浓度保持不变反应混合物中各组分的浓度保持不变随堂练习随堂练习1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.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.反应物和混合物的浓度保持不变反应