2.3-化学反应的速率和限度

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现象：

有的化学反应进行得快，有的化学反应进行得慢。思考与交流你了解以上反应进行的快慢吗？●炸药爆炸●金属锈蚀●食物腐败●离子反应●塑料老化●溶洞形成快快慢慢慢慢化学反应的快慢是相对的！新概念不同的化学反应进行的快慢千差万别，快和慢是相对而言的，我们以上的判断方法都是定性地描述反应的快慢。而在科学研究和实际应用中，往往需要定量地描述一个反应的快慢。什么是定性？什么是定量？

思考：新概念例如：我们学过物理都知道：（1）光的传播速度是很快的；（2）光在空气中的传播速度是3×108m/s。（1）就是定性描述（2）就是定量描述思考如何定量地判断一个化学反应的速率呢？学科连接在物理中我们是如何定量地判断一个物体移动速度快慢的？用速度来描述：单位时间内物体移动的距离的大小v＝△s△t（一）定义：化学反应速率通常用单位时间内反应物浓度的减少量或生成物浓度的增加量（均取正值）来表示。v（B）＝△c（B）△t反应速率单位：mol/(L•min)或mol/(L•s)请做好笔记注意：1、反应速率要指明具体物质并取正值

2、表示气体或溶液反应速率,一般不用固体和纯液体来表示化学反应速率。

3、指平均速率第三节化学反应的速率和限度一、化学反应的速率在2L的容器中发生某化学反应，已知反应前气体A物质的物质的量为8mol，2min后A的物质的量变为4mol，问在这2min内A的平均反应速率？随堂练习1：

答案：1mol/(L•min）随堂练习2：在2L容器中发生反应：N2+3H2==2NH30.5min后，生成1.7gNH3，求v(NH3)，v(N2)，v(H2).1.7g17g/moln(NH3)==0.1mol△c(NH3)=0.1mol2L=0.05mol/Lv(NH3)=

0.05mol/L0.5min

＝0.1mol/(L•min)同理可求：v(N2)=0.05mol/(L•min)v(H2)＝0.15mol/(L•

min)结论：同一化学反应，用不同的物质表示其化学反应速率，数值可能不相同，但意义相同，均表示这段时间内该反应的化学反应速率。且化学反应速率之比等于化学计量数之比！v(N2):v(H2):v(NH3)=0.05mol/(L•min):0.15mol/(L•min):0.1mol/(L•min)=1:3:2随堂练习3：在反应mA＋nB＝pC中，已知A的反应速率为0.5mol/(L•s)，B的反应速率为1mol/(L•s)，C的反应速率为1.5mol/(L•s)则该反应的化学方程式为：A＋2B=3C

复习：1、在同一反应体系中用不同的物质来表示反应速率时，其数值是可以不同的，但是这些数值都表示_______反应速率。因此化学反应速率的表示必须说明用哪种物质来做标准。

2、用同一反应体系中不同物质表示同一速率时，其数值比一定_____化学方程式中相应的化学计量数之比。

3、化学反应速率均用_____值来表示.且表示的是_____速率而不是_____速率.同一个等于正平均瞬时

练习：反应A+3B=2C+2D在四种不同条件下的反应速率为：(1)v(A)=0.3mol/L·s(2)v(B)=0.6mol/L·s(3)v(C)=0.4mol/L·s(4)v(D)=0.45mol/L·s则该反应速率的快慢顺序为—————————。(1)>(4)>(2)=(3)比较反应的快慢，应取同一个反应的同一参照物，且单位要统一。一辆汽车行驶速率的决定因素是什么？影响因素是什么？决定因素是：汽车的性能（如功率等）影响因素：⑴天气⑵路况⑶燃料质量⑷司机的驾驶水平和经验……思考: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：4.夏天米饭变质冬天米饭变质1.Mg+HClAl+HCl2.Mg+HClMg+HAc3.硫在空气中燃烧硫在氧气中燃烧

讨论：影响化学反应速率的外部因素有哪些？外因：外界条件（次）影响化学反应速率的因素：内因：反应物本身的性质（主）我们本节课重点探究的内容（二）、影响化学反应速率的条件：

影响化学反应速率的条件内因外因物质的性质温度、浓度、压强、催化剂等

讨论：探究外界条件对化学反应速率的影响时，我们可以借助哪些实验现象比较反应的快慢？要求：可以利用具体反应说明。怎样定性地比较和判断反应的快慢？①冒气泡快慢②颜色变化

③固体量减少

④浑浊程度

⑤温度变化等讨论影响化学反应速率的因素实验2－5现象结论热水中常温冷水中产生气泡速率增大，带火星火柴复燃升高温度，反应速率增大有气泡冒出产生气泡速率减小降低温度，反应速率减小2H2O2=2H2O

+O2实验2－6现象结论加入MnO2加入FeCl3不加其他试剂气泡冒出速率增大气泡冒出速率增大有气泡冒出，较慢MnO2能加快反应速率FeCl3能加快反应速率无催化剂反应较慢讨论影响化学反应速率的因素影响反应速率的因素（外因）：（1）温度：升高温度，增大反应速率（2）催化剂：加入催化剂能改变（增大或减小）

反应速率，自身不发生改变。决定反应速率的主要因素（内因）：反应物本身的性质请注意记笔记哟！（3）固体的表面积：增大固体的接触面积，能增大反应速率（4）反应物的状态：液态或气态比固态反应速率快（5）浓度：增大（气体或液体）浓度，增大反应速率（6）压强：增大气体的压强，增大反应速率注意：在做探究影响因素的实验的时候，一定要控制单一变量，即对比的两个实验其它条件必须完全相同，而需要探究的因素不同气体压强？

活动与探究体系恒容充入Ne气体系加压压强增大，c变大，速率变大压强增大，c不变，速率不变增大压强反应物的浓度增大反应速率增大有气体参加的反应压强结论:

活动与探究有气体参加的反应，如果增大压强能使气体反应物的浓度增大，则反应速率增大。如果压强增大不改变气体反应物的浓度，则反应速率不变。练习2：增大压强，能使下列反应速率加快的是（

）A．Na2SO4溶液与BaCl2溶液反应

B．CO和水蒸气在一定条件下反应生成CO2和H2

C．将CO2通入石灰水中

D．Na2O溶于水

BC3、判断下列化学反应的速率是否受到影响？巩固训练启发否否（1）Fe(s)+CuSO4(aq)=FeSO4(aq)+Cu(s)

对于这个反应，增大压强。（2）向容器中充入1mol氮气和3mol氢气发生合成氨反应：①恒温、恒容下向容器中充入氮气。②恒温、恒容下向容器中充入氦气，使容器中总压强增大一倍。是启发①对于只有固体和液体参加的反应，压强的改变，不影响化学反应的速率。②虽然有气体参加反应，但若压强的改变没有引起反应物浓度的改变，化学反应的速率也不会改变。（1）Fe(s)+CuSO4(aq)=FeSO4(aq)+Cu(s)这个反应，增加Fe(s)的量。练习1、判断下列化学反应的速率是否受到影响（2）对于2Na+2H2O=2NaOH+H2↑这个反应，改变水的量。启发否否启发①

若反应物是固体或纯液体，量的改变不影响化学反应速率。②

溶液量的改变，没有引起反应物浓度的改变，也不影响化学反应速率。1．在2A+B3C+4D反应中，下列各表示该反应的速度最快的是[

]A．v(A)=0.4mol/(L·min)B．v(B)=0.4mol/(L·min)C．v(C)=0.9mol/(L·min)D．v(D)=1.2mol/(L·min)B课堂反馈2．反应4NH3(g)+5O2(g)==4NO(g)+6H2O(g)在2L的密闭容器中进行，1min后，NH3减少了0.12mol，则平均每秒钟浓度变化正确的是()A．NO：0.001mol·L-1B．H2O：0.002mol·L-1C．NH3：0.002mol·L-1D．O2：0.00125mol·L-1AD课堂反馈P49思考与交流1.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，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，从而增大反应速率。4.增大反应物浓度能增大反应速率。自学P49

神奇的催化剂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变化，具有高度的选择性（或专一性）物理性质呢？改变吗？练习:某反应在催化剂的作用下进行C+B==F+GA＋B==C+D此反应的催化剂是

，总反应的方程式为

。CA＋2B==D+F+G

问题解决

碳酸钙与稀盐酸反应生成的CO2气体体积随时间变化的曲线。请分析讨论以下问题。（1）在0～t1、t1～t2、t2～t3各相同的时间段里,收集到气体最多的是_______时间段，反应速率最大的是_______时间段。t1-t2t1-t2（2）试分析反应速率不同的可能原因(该反应是放热反应)。t1-t2时间段，温度升高是影响化学反应速率的主要因素；t2-t3时间段，浓度减小是影响化学反应速率的主要因素；

化学平衡计算的一般步骤:“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。反应物的转化率原理：各物质的变化的量（转化量）之比等于化学计量数之比。变化的量是△n，或△c。二、化学反应的限度一个化学反应在实际进行时，反应物能否按化学方程式中相应物质的计量关系完全转变为生成物？思考：科学史话炼铁高炉尾气之谜C＋CO22CO

Fe2O3+3CO2Fe+3CO2高温增加高炉的高度，尾气中的CO的比例没有改变，这是为什么呢？从这一材料中，你得到什么启示？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，甚至是可逆的。科学研究表明，很多化学反应都具有可逆性即正向反应和逆向反应能同时进行。正反应：反应物→生成物逆反应：生成物→反应物H2+I22HI

正反应逆反应可逆反应：在同一条件下正反应方向和逆反应方向均能进行的化学反应称为可逆反应。可逆反应的特点：双向性、双同性、共存性。可逆反应思考你知道哪些反应是可逆反应？N2+3H22NH3催化剂高温高压2SO2+O2

2SO3催化剂高温Cl2+H2O

HCl+HClOH2(g)+I2(g)

2HI(g)

正向反应逆向反应2NO2

N2O4H2(g)+I2(g)

2HI(g)

正向反应逆向反应对于以上反应，请分析：（1）当反应刚开始时，反应物和生成物的浓度哪个大？（2）当反应刚开始时，正反应与逆反应哪个反应速率大？（3）随着反应的进行，反应物和生成物浓度如何变化？（4）随着反应的进行，v(正)与v(逆)怎样变化？在密闭容器中加入1molH2和1molI2发生反应H2(g)+I2(g)

2HI(g)

正向反应逆向反应（5）反应会进行到什么时候“停止”？当正反应速率与逆反应速率相等时，（6）此时，反应物和生成物浓度如何变化？反应物和生成物浓度不再改变（7）给这个状态命名平衡状态（8）反应真的停止了吗？NO处于动态平衡(1)0~t1：v(正)>v(逆)(2)t1：v(正)=v(逆)平衡状态化学平衡状态也就是该可逆反应在该条件下反应进行的最大限度。vt●v正●v逆v正v逆v正＝v逆0t1反应速率随时间变化的示意图平衡状态在一定条件下，可逆反应进行到一定程度时，正反应速率和逆反应速率相等，反应物和生成物的浓度不再改变的状态。特征:(1)逆：可逆反应

(2)等：v(正)＝v(逆)

(3)动：动态平衡，v(正)=v(逆)

≠

0

(4)定：反应物和生成物浓度保持不变

(5)变：条件改变，平衡状态要改变前提：在一定条件下

（2）v正＝v逆（1）各物质的浓度保持不变平衡状态的判断

这里的v正＝v逆，表示同一个物质的正反应速率等于逆反应速率。随堂练习1、对于可逆反应M＋NQ达到平衡时，下列说法正确的是（）A.M、N、Q三种物质的浓度一定相等B.M、N全部变成了QC.反应物和生成物的浓度保持不变D.反应已经停止C随堂练习2在一定条件下，某容器中充入N2和H2合成NH3,以下叙述错误的是（）A.开始反应时，正反应速率最大，逆反应速率为零B.随着反应的进行，正反应速率逐渐减小，最后减小为零C.随着反应的进行逆反应速率逐渐增大，后保持恒定D.随着反应的进行，正反应速率逐渐减小，最后与逆反应速率相等且都保持恒定B2

、一定条件下，反应A2(g)+B2(g)2AB(g)达到平衡的标志是（）A、单位时间内生成1molA2同时生成1molAB

B、单位时间内生成2molAB同时生成1molB2C、单位时间内生成1molA2

同时生成1molB2D、单位时间内生成1molA2

同时消耗1molB2BD3、下列哪种说法可以证明反应N2+3H22NH3达到平衡状态A.1个键断裂的同时，有3个键形成B.1个键断裂的同时，有3个键断裂C.1个键断裂的同时，有6个键断裂D.1个键断裂的同时，有6个键形成NNNNHHNNNNHHNHNH()AC14CO2+C2CO，达到化学平衡后，平衡混合物中含14C的粒子有

。随堂练习414CO2、14C、14CO4、以反应mA(g)+nB(g)pC(g)为例，达到平衡的标志为：A的消耗速率与A的生成速率—————A的消耗速率与C的———速率之比等于———B的生成速率与C的———速率之比等于———A的生成速率与B的———速率之比等于———相等消耗m：p生成n：p消耗m：n异边同向，同边异向，比例计量同被消耗，或都是生成一个消耗，另一个生成平衡状态的判断（间接判断）（3）任意一个或多个组分或总的物质的量、质量、百分含量、气体体积（g）、体积分数（g）、压强等保持不变时，已达平衡。有气体参与的反应，若气体反应物的系数之和等于生成物的系数之和，总压强、总物质的量、总体积不变”，均不能判断已达到平衡特殊情况：一定条件下，可逆反应H2(g)+I2(g)

2HI(g)，下列说法能作为达到化学平衡状态的标志（

)

A、混合气体的总质量保持不变

B、混合气体的总物质的量保持不变

C、混合气体的总体积保持不变

D、H2、I2、HI的质量分数保持不变

D对于“混合气体密度不变”，应区分以下几种情况：①反应物及产物全部是气体在密闭容器（容积不变）中反应，“密度不变”不能判断已达平衡。②容积可变的容器，若反应前后气体系数之和相等，则“密度不变”不能判断已达平衡。③容积可变的容器中，反应前后气体系数之和不相等，“密度不变”能判断已达平衡。④反应物或产物中有非气体物质，“密度不变”能判断已达平衡。下列说法中可以充分说明反应:P(g)+Q(g)R(g)+S(g),在恒温下已达平衡状态的是（）反应容器内总压强不随时间变化B.

P和S的生成速率相等C.反应容器内密度不随时间改变D.反应容器内总物质的量不随时间而变化B

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A(s)+3B(g)2C(g)+D(g)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BC有色气体（I2、NO2等）参与的反应，气体颜色不再变化时，能判断已达平衡。出现“浓度之比、分子数之比、物质的量之比、体积之比、速率之比”等字样，均不能判断已达平衡；“消耗（分解）速率之比、生成速率之比”等，能判断已达到平衡可逆反应：2NO22NO+O2在密闭容器中进行，达到平衡状态的标志是①单位时间内生成nmolO2的同时生成2nmolNO2②单位时间内生成nmolO2的同时生成2nmolNO③用NO2、NO、O2的物质的量浓度变化表示的反应速率之比为2∶2∶1的状态④混合气体的颜色不再改变的状态⑤混合气体的密度不再改变的状态⑥混合气体的平均相对分子质量不再改变的状态A、①④⑥

B、②③⑤C、①③④D、①②③④⑤⑥(

A

)总结此类题目的解题关键

确定对应物理量在体系的变化过程中是否应当改变，若应当改变的量不再变化时，表示反应达到了化学平衡。平衡如：体系颜色不再变化（原体系有颜色）其它不一定密度一定（恒压）密度不一定②m+n=p+qM一定平衡