高中化學 化學反應速率與限度同步教學課件 新人教版必修2.ppt

第二章化學反應與能量 第三節(jié)化學反應的速率和限度 化學反應有快有慢 hcl naoh nacl h2o 千分之一秒即完成 h2 cl2 2hcl 百分之一秒即完成 救心丹 幾分鐘見效 鋼鐵腐蝕 若干年 煤 石油等化石燃料的形成 幾千萬年以上 定義 化學反應速率用單位時間 如每秒 每分 每小時 內(nèi)反應物濃度的減小或生成物濃度的增大來表示 計算式 一 化學反應速率 物質的量濃度 練習鞏固 0 3mol l s v nh3 例題 反應4nh3 5o24no 6h2o在5升的密閉容器中進行 30秒后 no的物質的量增加了0 3mol 此反應的平均反應速率用no來表示為多少 問題1 若用o2的濃度變化來表示此反應速率是多少 若用nh3來表示呢 問題2 此反應化學反應速率用不同物質表示為什么數(shù)值不同 數(shù)值上有何規(guī)律 v no 0 002mol l s v o2 0 0025mol l s v nh3 0 002mol l s 化學反應速率的特點 同一反應 可用不同物質在單位時間內(nèi)濃度的變化來表示 但必須指明是用哪種反應物或哪種生成物來表示 用不同物質在單位時間內(nèi)濃度變化表示時 速率比等于方程式中的系數(shù)比 均取正值 且是某一段時間內(nèi)的平均速率 練習 向一個容積為1l的密閉容器中放入2molso2和1molo2 在一定條件下反應 2s末 測得容器內(nèi)有0 8molso2 求2s內(nèi)so2 o2 so3的反應速率和反應速率比 練習2 在一定條件下 ma nb pc的反應中 各物質的化學反應速率為v a amol l 1 s 1 v b a 2mol l 1 s 1 v c amol l 1 s 1 則該反應的化學方程式是 2a b 2c 練習 則該反應速率的快慢順序為 反應a 3b 2c 2d在四種不同條件下的反應速率為 1 a 0 3mol l s 2 b 0 6mol l s 3 c 0 4mol l s 4 d 0 45mol l s 1 4 2 3 反思 比較反應的快慢 應取同一參照物 在相同條件下 等質量 金屬顆粒大小相同 的下列金屬與足量1mol l鹽酸反應時 速率最快的是a鎂b鋁c鈉d鐵 二 影響化學反應速率的因素 化學反應速率是由反應物的性質決定的 內(nèi)因是主要因素 外因因素 實驗2 5 產(chǎn)生氣泡速率增大 帶火星火柴復燃 升高溫度 反應速率增大 有氣泡冒出 產(chǎn)生氣泡速率減小 降低溫度 反應速率減小 規(guī)律 當其它條件不變時 升高溫度 化學反應速率增大 降低溫度 化學反應速率減小 實驗測得 溫度每升高10度 化學反應速率通常增大原來的2 4倍 注意 溫度對反應速率的影響不受反應物狀態(tài)的限制 1 溫度對化學反應速率的影響 實驗2 6 氣泡冒出速率增大 氣泡冒出速率增大 有氣泡冒出 較慢 mno2能加快反應速率 fecl3能加快反應速率 無催化劑反應較慢 外因因素 規(guī)律 催化劑能改變化學反應的速率 有的催化劑能加快化學反應的速率 叫正催化劑 有的催化劑能減慢化學反應速率 叫負催化劑 在實踐中 如沒有特殊說明 凡說催化劑都是指正催化劑 催化劑中毒 催化劑的催化性能往往因接觸少量的雜質而明顯下降甚至遭破壞 這種現(xiàn)象叫催化劑中毒 催化劑只有在一定的溫度下才能最大限度的顯示其催化作用 不同的催化劑對溫度的要求不一樣 2 催化劑對化學反應速率的影響 規(guī)律 當其它條件不變時 增大反應物的濃度 化學反應速率增大 減小反應物的濃度 化學反應速率減慢 3 濃度對化學反應速率的影響 規(guī)律 當其它條件不變時 增大固體反應物的表面積 化學反應速率增大 減小固體反應物的表面積 化學反應速率減慢 4 固體反應物的表面積對化學反應速率的影響 5 其他條件對化學反應速率的影響 練習 1 在2l的密閉容器中 發(fā)生下列反應 3a g b g 2c g d g 若最初加入的a和b都是4mol 在前10sa的平均反應速率為0 12mol l s 則10s時 容器中b的物質的量為 3 2mol 某溫度時在2l容器中x y z三種物質的物質的量隨時間的變化曲線如圖所示 由圖中數(shù)據(jù)分析 1 反應開始2min內(nèi)的x y z的化學反應速率2 該反應的化學方程式為 把鎂條投入到盛有鹽酸的敞口容器中 產(chǎn)生氫氣的速率變化如圖 分析其原因 為了研究碳酸鈣與稀鹽酸反應的反應速率 一位同學通過實驗測定反應中生成的co2氣體體積隨反應時間變化的情況 繪制如圖曲線 請分析討論以下問題 1 在0 t1 t1 t2 t2 t3各相同的時間段里 反應速率最大的是 時間段 收集到氣體最多的是 時間段 2 試分析三個時間段里 反應速率不同的可能原因 該反應是放熱反應 3 在t4后 為什么收集到的氣體的體積不再增加 開始時c h 大 該反應的反應速率大 t1 t2由于反應放熱溫度升高 所以速率迅速增大 最后是因為c h 減小了 反應速率減慢 練習 在25 時 向100ml含hcl14 6g的鹽酸中 放入5 6g鐵粉 反應進行到2s時收集到氫氣1 12l 標況 之后反應又進行了4s 鐵粉全溶解 若不考慮體積變化 則 1 前2s內(nèi)用fecl2表示的平均反應速率為 2 后4s內(nèi)用hcl表示的平均反應速率為 3 前2s與后4s比較 反應速率較快 其原因可能 0 25mol l s 0 25mol l s 前2s 前2s時段鹽酸濃度比后4s時段大 第二章化學反應與能量 第三節(jié)化學反應的速率和限度 思考 我們知道在化學反應中 反應物之間是按照化學方程式中的系數(shù)比進行反應的 那么 在實際反應中 反應物能否按相應的計量關系完全轉化為生成物呢 氯水是氯氣的水溶液 氯氣能與水反應 而且這是一個可逆反應 請大家回憶氯水中含有哪些微粒 氯水的成份 分子 cl2 hclo h2o離子 h cl clo 等 什么叫做可逆反應 在同一條件下 既向正反應方向進行 同時又向逆反應方向進行的反應 典型的可逆反應有 啟示 化學反應是有限度的 有些能進行地較徹底 有些反應是不徹底的 甚至是可逆的 n2 h2nh3 在一固定容積的密閉容器里 加1moln2和3molh2 合適催化劑 能發(fā)生什么反應 1 開始時c n2 c h2 大 c nh3 0 開始階段有什么特征 只有正反應 v 逆 0 n2 h2nh3 2 瞬間后c n2 c h2 變小 c nh3 0 瞬間過后有什么特征 正逆反應都進行 v 逆 0 v 正 v 逆 3 c n2 c h2 逐漸變小 c nh3 逐漸增大 三種物質的濃度達到一個特定值 一定時間段內(nèi)有什么特征 v 正 v 逆 0 n2 h2nh3 由于v 正 v 逆 0 雖然正 逆反應都在進行 但各種物質的百分含量 濃度都不會發(fā)生變化 從外表上看 反應好象 停止 可逆反應的這種特殊狀態(tài)就是我們今天要研究的化學平衡狀態(tài) 1 0 t1 v 正 v 逆 2 t1 v 正 v 逆 平衡狀態(tài) 交流與討論 1 定義 在一定條件下的可逆反應中 當正反應速率和逆反應速率相等 反應混合物中各組分的濃度保持不變的狀態(tài) 前提 適用范圍 可逆反應 內(nèi)在本質 v 正 v 逆 0 外在標志 反應混合物中各組分的濃度保持不變 二 化學平衡狀態(tài) 2 化學平衡狀態(tài)的特征 動 動態(tài)平衡 v 正 v 逆 0 2 等 v 正 v 逆 定 反應混合物中各組分的濃度保持定 各組分的含量保持不變 變 條件改變 原平衡被破壞 在新的條件下建立新的平衡 逆 此條件下進行到什么時候達到了這個反應的限度 此時的反應是否停止了 此時為何3種物質的濃度保持不變 某溫度和壓強下的密閉容器中 2so2 o22so3 練習可逆反應達到平衡的重要特征 a 反應停止了b 正 逆反應速率都為零c 反應物和生成物的濃度相等d 正 逆反應的速率相等 d 對于可逆反應m nq達到平衡狀態(tài)時 下列說法正確的是 a m n q三種物質的濃度一定相等b m n全部變成了qc m n q的濃度都保持不變d 反應已經(jīng)停止 c 下列說法可以證明反應n2 3h22nh3已達平衡狀態(tài)的是 a 1個n n鍵斷裂的同時 有3個h h鍵形成b 1個n n鍵斷裂的同時 有3個h h鍵斷裂c 1個n n鍵斷裂的同時 有6個n h鍵斷裂d 1個n n鍵斷裂的同時 有6個n h鍵形成 a c 隨堂練習 在一定溫度下 可逆反應a g 3b g 2c g 達到平衡的標志是 a a的生成速率與c分解的速率相等b 單位時間內(nèi)生成nmola 同時生3nmolbc a b c的濃度不再變化d a b c的分子數(shù)比為1 3 2 c 14co2 cco 達到化學平衡后 平衡混合物中含14c的粒子有 14co2 14c 14co 3 化學平衡狀態(tài)的判定 對于可逆反應ma g nb g pc g 在一定條件下達到平衡狀態(tài)有以下幾個標志 1 a的生成速率和分解速率相等 2 單位時間生成nmolb和pmolc的同時 生成mmola 3 a b c的物質的量不再改變 4 a b c的濃度不再改變 5 a b c的百分含量不再改變 練習 在密閉容器中充入4molhi 在一定溫度下 反應2hi g h2 g i2 g 達到平衡時 有30 的hi分解 則平衡時混合氣體中氫氣的物質的量為多少 混合氣體總物質的量為多少 化學平衡計算的一般步驟 三步曲 1 寫出有關平衡的化學方程式 2 找出各物質的起始量轉化量平衡量 3根據(jù)已知條件列式 反應物的轉化率 在合成氨工業(yè)中 由amol氮氣 bmol氫氣混合反應達到平衡 有cmol氨氣生成 則氨氣在反應混合物中所占的體積分數(shù)為 c a b c 100 定義 可逆反應中 舊化學平衡的破壞 新化學平衡建立過程叫做化學平衡的移動 v正 v逆 v正 v逆 0 條件改變 平衡1不平衡平衡2 建立新平衡 破壞舊平衡 v正 v逆 0 一定時間 影響化學平衡的條件一 化學平衡的移動 v正 v逆平衡向正反應方向移動 v正 v逆平衡不移動 v正 v逆平衡向逆反應方向移動 探究實驗1fecl3 3kscnfe scn 3 3kcl 黃色 無色 紅色 無色 現(xiàn)象 向第一支試管里加入幾滴fecl3溶液 顏色加深 向第二支試管里加入幾滴kscn溶液 顏色加深 1 濃度對化學平衡的影響 1 濃度對化學平衡的影響 分析 t1 t2 t3 應用 增大反應物濃度或減小生成物濃度 平衡向正反應方向移動 增大生成物濃度或減小反應物濃度 平衡向逆反應方向移動 結論 在生產(chǎn)上 往往采用增大容易取得的或成本較低的反應物濃度的方法 使成本較高的原料得到充分利用 2so2 o22so3 增大反應物的濃度對化學平衡的影響 思考練習 1 fe no3 2溶液呈淺綠色 其中存在著下列平衡 fe2 2h2ofe oh 2 2h 往該溶液中滴加鹽酸 發(fā)生的變化 a 平衡向逆反應方向移動 b 平衡向正反應方向移