高一化學2017年最新課件第二章第三節(jié)化學反應速率和限度

1、高中化學高中化學一、化學反應速率一、化學反應速率概念概念：化學反應的速率用單位時間（如每秒、每分：化學反應的速率用單位時間（如每秒、每分或每小時等）內反應物或生成物的物質的量（摩爾）或每小時等）內反應物或生成物的物質的量（摩爾）的變化來表示，通常用單位時間內反應物濃度的減的變化來表示，通常用單位時間內反應物濃度的減小或生成物濃度的增大來表示。小或生成物濃度的增大來表示。表達式表達式：單位單位： 化學反應速率化學反應速率（v v）= = 反應物（或生成物）濃度的變化量反應物（或生成物）濃度的變化量（molmol/L/L）反應時間反應時間（minmin或或s s）例：例： A + 2B = 3C

2、A + 2B = 3C 起始濃度起始濃度(mol(mol/ L/ L) 1 1 0) 1 1 02min2min后濃度后濃度 0.8 0.6 0.60.8 0.6 0.6 C(mol/L) 0.2 0.4 0.6 C(mol/L) 0.2 0.4 0.6化學反應速率為：化學反應速率為：A A : : B B: : C C= 1 = 1 : : 2 2 : : 3 3 用用A A表示時表示時： A A = = 0.1= = 0.1 ( (mol/(L mol/(L minmin ) ) ) )2 20.20.2 用用B B表示時：表示時： B B = =0.2= =0.2 ( (mol/(L m

3、ol/(L minmin ) ) ) )2 20.40.4用用C C表示時：表示時： C C = =0.3= =0.3 ( (mol/(L mol/(L minmin ) ) ) )2 20.60.6求算化學反應速率時應注意的幾點求算化學反應速率時應注意的幾點1 1、同一反應的反應速率可以用不同的物質表示，其、同一反應的反應速率可以用不同的物質表示，其數(shù)值可能不同，但所表示的意義是相同的。數(shù)值可能不同，但所表示的意義是相同的。2 2、用不同的物質表示同一反應的反應速率時，反、用不同的物質表示同一反應的反應速率時，反應速率的數(shù)值之比等于化學方程式中各物質的計量應速率的數(shù)值之比等于化學方程式中各物

4、質的計量數(shù)之比。即對于反應：數(shù)之比。即對于反應：aA+bB=cC+dD aA+bB=cC+dD v vA A:v:vB B:v:vC C:v:vD D=a:b:c:d=a:b:c:d3 3、該定義中化學反應速率表示的是平均反應速率。、該定義中化學反應速率表示的是平均反應速率。4 4、求得的反應速率均為正數(shù)，沒有負數(shù)。、求得的反應速率均為正數(shù)，沒有負數(shù)。練習：練習：一定條件下，將一定條件下，將N N2 2 、 H H2 2 于于2L2L容器中充分混合后發(fā)生反容器中充分混合后發(fā)生反應，應，2 2分鐘后測得生成氨氣分鐘后測得生成氨氣0.06mol0.06mol，計算該反應的反應，計算該反應的反應速率

5、？速率？0.06mol0.06mol0.03 0.090.03 0.09 C ( C ( mol / L ) mol / L ) 0.015 0.045 0.03 0.015 0.045 0.03 N N2 2= = mol/(L mol/(L minmin ) ) H H2 2 = = mol/(L mol/(L min )min ) NHNH3 3= = mol/(L mol/(L min )min ) N N2 2 : : H H2 2 : : NHNH3 3 = 1 = 1 : : 3 3 : : 2 2分析：分析： 1 3 2 1 3 2 N N2 2 +3 H +3 H2 2 2N

6、H2NH3 3 高溫高溫 高壓高壓催化劑催化劑0.00750.00750.02250.02250.0150.015練習練習 反應反應A+3B=2C+2DA+3B=2C+2D在四種不同情況下的在四種不同情況下的反應速率分別為：反應速率分別為：v v（A A）=0.15mol/(L=0.15mol/(Ls) s) v v（B B）=0.6mol/(L=0.6mol/(Ls) s) v v（C C）=0.4mol/(L=0.4mol/(Ls) s) v v（D D）=0.45mol/(L=0.45mol/(Ls) s) 該反應進行的快慢順序為該反應進行的快慢順序為 = = 實驗實驗Zn+HCl (1

7、mol/L)Zn+HCl (1mol/L)Fe+HCl (1mol/L)Fe+HCl (1mol/L)現(xiàn)象：都有氣泡產生，但比快?，F(xiàn)象：都有氣泡產生，但比快。結論：不同反應具有不同的反應速率。結論：不同反應具有不同的反應速率。說明：參加反應的物質的性質是決定化學反說明：參加反應的物質的性質是決定化學反應速率的重要因素。（內因）應速率的重要因素。（內因）思考思考？ 當外界條件改變時，其化學反應速率當外界條件改變時，其化學反應速率有無改變呢？怎樣改變？有無改變呢？怎樣改變？ 大理石大理石 + + 鹽酸（鹽酸（1 mol/L1 mol/L） 大理石大理石 + + 鹽酸（鹽酸（0.1mol/L0.1m

8、ol/L） 現(xiàn)象：現(xiàn)象： 比反應快比反應快結論：同一反應當結論：同一反應當 外界條件外界條件（如：濃度、壓強、溫度、（如：濃度、壓強、溫度、催化劑等）改變時，其反應速率也會發(fā)生變化（外因）催化劑等）改變時，其反應速率也會發(fā)生變化（外因）學生實驗學生實驗外界條件對化學反應速率的影響外界條件對化學反應速率的影響1 1、濃度對化學反應速率的影響、濃度對化學反應速率的影響 當其它條件不變，增加反應物的濃度，當其它條件不變，增加反應物的濃度，可以增大反應的速率可以增大反應的速率為什么增加反應物的濃度，可以增大為什么增加反應物的濃度，可以增大反應的速率？反應的速率？2 2、壓強對化學反應速率的影響、壓強對

9、化學反應速率的影響練練3 3：反應：反應C(s)+HC(s)+H2 2O(g) CO(g)+HO(g) CO(g)+H2 2(g)(g)在在可變容積的密閉容器中進行，下列的改變，對可變容積的密閉容器中進行，下列的改變，對化學反應速率的影響如何？化學反應速率的影響如何？A A、增加碳的量、增加碳的量 B B、容器的體積縮小一半、容器的體積縮小一半C C、保持體積不變，充入、保持體積不變，充入N N2 2，使體系的壓強增大，使體系的壓強增大一倍一倍 D D、保持壓強不變充入、保持壓強不變充入N N2 2。 對于氣體物質，當其它條件不變，增加壓對于氣體物質，當其它條件不變，增加壓強，可以增大反應的速

10、率。固體、液體或溶液強，可以增大反應的速率。固體、液體或溶液受壓強影響很小。受壓強影響很小。3 3、溫度對化學反應速率的影響、溫度對化學反應速率的影響其它條件不變，溫度越高其它條件不變，溫度越高,v,v越大，溫度越大，溫度越低越低, v, v減小。減小。實驗測得：溫度對化學反應速率的影響實驗測得：溫度對化學反應速率的影響較大，每升高較大，每升高100100，v v增大至原來的增大至原來的2 2至至4 4倍，因此，在實際生產中，絕大多倍，因此，在實際生產中，絕大多數(shù)是在高溫下進行。數(shù)是在高溫下進行。 練練4 4、溫度每升高、溫度每升高100100，反應速率增大為原，反應速率增大為原來的來的a a

11、倍，現(xiàn)升高了倍，現(xiàn)升高了500500現(xiàn)反應速率是原來現(xiàn)反應速率是原來的多少倍？的多少倍？練練5 5：反應：反應M+NPM+NP，每升高，每升高100100，反應速率，反應速率增加增加3 3倍，在倍，在100100時完成反應的時完成反應的10%10%需需8181分分鐘，現(xiàn)將溫度提高到鐘，現(xiàn)將溫度提高到300300，完成反應的，完成反應的10%10%，需要幾分鐘？需要幾分鐘？4 4、催化劑對化學反應速率的影響、催化劑對化學反應速率的影響 使用催化劑的反應較多，有些反應實用性使用催化劑的反應較多，有些反應實用性只有在使用催化劑才能體現(xiàn)出來，特別是石油只有在使用催化劑才能體現(xiàn)出來，特別是石油化工生產。

12、化工生產。注意：注意：催化劑不能使本身不發(fā)生反應的反應發(fā)生，催化劑不能使本身不發(fā)生反應的反應發(fā)生，通常有正、負之分。通常有正、負之分。催化劑有一定活化溫度催化劑有一定活化溫度催化劑有一定的活性中心，一般在表面催化劑有一定的活性中心，一般在表面催化劑有一定的選擇性催化劑有一定的選擇性工業(yè)生產中要防止催化劑中毒工業(yè)生產中要防止催化劑中毒影響化學反應速率的因素：影響化學反應速率的因素：1 1、反應物自身的性質。、反應物自身的性質。2 2、濃度：、濃度： 當其他條件不變時，增加反應物的濃度，當其他條件不變時，增加反應物的濃度，可以加快化學反應速率可以加快化學反應速率. .4 4、壓強：、壓強： 對于有

13、氣體物質參加的反應，增大壓強，對于有氣體物質參加的反應，增大壓強，可以加快化學反應速率可以加快化學反應速率3 3、溫度：、溫度： 當其他條件不變時，升高溫度，一般也可以當其他條件不變時，升高溫度，一般也可以加快化學反應速率。加快化學反應速率。5 5、催化劑：當其他條件不變時，加入催化劑可以改變、催化劑：當其他條件不變時，加入催化劑可以改變化學反應速率化學反應速率6 6、其他：反應物的接觸面積、光、擴散速度、溶劑的、其他：反應物的接觸面積、光、擴散速度、溶劑的性質性質 課堂練習課堂練習1、某溫度時，在、某溫度時，在2L容器中，容器中，X、Y、Z三種物質的變化曲線如圖三種物質的變化曲線如圖所示所示

14、由圖中數(shù)據(jù)分析該反應的由圖中數(shù)據(jù)分析該反應的化學方程式：化學方程式：反應開始至反應開始至2min，Z的平的平均反應速率：均反應速率：X時間（時間（min)物質的量（物質的量（mol）1ZY0.20.70.91.00.800.40.60.223Vz= 0.22 =0.05(mol/L.min)2 3X+Y 2Z2、一定條件下反應、一定條件下反應xA2(g) +yB2(g) 2C(g)在在 2min內可表示為內可表示為VA2=0.5mol/Lmin， VB2 =1.5mol/Lmin則則x和和y的值為（的值為（ ） A、3 2 B、1 3 C、3 1 D、2 13、在、在2L密閉容器中進行如下反應

15、：密閉容器中進行如下反應：mX(g)+nY(g) pZ (g)+qQ(g) ,2s時間內時間內Z表示的平均反應速表示的平均反應速率率 為為0.3mol/L.s，則，則2s時間內，時間內，Q物質增加的物質物質增加的物質 的量為（的量為（ ）mol A、1.2q/p B、1.2 m/p C、1.6 p/q D、0.6 q/pBA4、在鋁與稀硫酸的反應中，已知、在鋁與稀硫酸的反應中，已知10S末，硫酸末，硫酸濃度減少了濃度減少了0.6mol/L,若不考慮反應過程中溶液若不考慮反應過程中溶液的體積變化，則的體積變化，則10s內生成硫酸鋁的平均反應內生成硫酸鋁的平均反應速率是（速率是（ ） mol/L.

16、min A、0.02 B、1.8 C、1.2 D、0.185、100mL 6mol/L硫酸溶液與過量鋅粉反應，硫酸溶液與過量鋅粉反應，在一定溫度下，為了減緩反應進行的速率，但在一定溫度下，為了減緩反應進行的速率，但又不能影響生成氫氣的總量，可向反應物中加又不能影響生成氫氣的總量，可向反應物中加入適量的（入適量的（ ） A、碳酸鈉、碳酸鈉 B、水、水 C、硫酸鉀溶液、硫酸鉀溶液 D、硝酸溶液、硝酸溶液 CB C二、化學反應的限度二、化學反應的限度例：食鹽溶于水例：食鹽溶于水未溶的溶質未溶的溶質已溶的溶質已溶的溶質V V溶溶V V結晶結晶當當V V溶溶=V=V結晶結晶 ：溶質達到溶解平衡，溶液飽和

17、。：溶質達到溶解平衡，溶液飽和。 結結 論：溶解平衡是一個動態(tài)平衡。論：溶解平衡是一個動態(tài)平衡。例：某例：某 1L密閉容器中，一定溫度下，密閉容器中，一定溫度下，CO與與H2O反應：反應：C C（COCO）= 0.01mol , C(H= 0.01mol , C(H2 2O) = 0.01mol:O) = 0.01mol:CO + HCO + H2 2O COO CO2 2 + H + H2 2高溫高溫起起 始：始： 0.01 0.01 0 00.01 0.01 0 0平平 衡：衡： 0.005 0.005 0.005 0.0050.005 0.005 0.005 0.005思考：思考： 反應

18、是否已經停止進行？反應是否已經停止進行？tv0時間時間反反應應速速率率V（正）（正）V（逆）（逆）V（正）（正）= V（逆）（逆）V V（正）：物質的消耗速度（正）：物質的消耗速度V V（逆）：物質的生成速度（逆）：物質的生成速度（一）化學平衡是一個動態(tài)平衡（一）化學平衡是一個動態(tài)平衡 V（正）（正）= V（逆）（逆） V（消耗）（消耗）= V（生成）（生成）（二）化學平衡狀態(tài)（二）化學平衡狀態(tài) 1 1、定義：指在一定條件下的可逆反應里，正反應、定義：指在一定條件下的可逆反應里，正反應和逆反應的速率相等，反應混合物中各組分的濃度保和逆反應的速率相等，反應混合物中各組分的濃度保持不變的狀態(tài)。持不

19、變的狀態(tài)。 2 2、特征：逆、等、動、定、變、同、特征：逆、等、動、定、變、同逆：可逆：可逆逆反應；反應；等：等： V V（正）（正）= V= V（逆）（逆） = 0 = 0 ；動：動：動動態(tài)的平衡；態(tài)的平衡；定：平衡狀態(tài)時反應混合物中各組分的濃度保持一定：平衡狀態(tài)時反應混合物中各組分的濃度保持一定定；變：當濃度、溫度、壓強等條件改變：當濃度、溫度、壓強等條件改變變時，平衡發(fā)生移動時，平衡發(fā)生移動同：條件相同，某一可逆反應無論是從正反應開始還是同：條件相同，某一可逆反應無論是從正反應開始還是從逆反應開始，最終均可達到從逆反應開始，最終均可達到同同一平衡狀態(tài)。一平衡狀態(tài)?？煽?能能 的的 情情

20、況況 舉舉 例例是否達到平衡是否達到平衡1.混合物混合物 體系中體系中 各成分各成分 的含量的含量各物質的物質的量或物質的量分數(shù)一定各物質的物質的量或物質的量分數(shù)一定各物質的質量或質量分數(shù)一定各物質的質量或質量分數(shù)一定各氣體的體積或體積分數(shù)一定各氣體的體積或體積分數(shù)一定總體積、總壓強、總物質的量一定總體積、總壓強、總物質的量一定2.正逆反正逆反 應速率應速率 的關系的關系單位時間內消耗單位時間內消耗m molA，同時生成，同時生成mmol A單位時間內消耗了單位時間內消耗了n molB，同時消耗，同時消耗p mol CV(A):V(B):V(C): V(D) = m : n : p : q 單

21、位時間內生成單位時間內生成n mol B，同時消耗，同時消耗q mol D是是是是是是否否是是是是否否 例題例題：對于密閉容器中的可逆反應：對于密閉容器中的可逆反應： mA（g）+ nB （g） pC （g） + q D （g） 根據(jù)你對化學平衡概念的理解，判斷下列各種情況下，是否達到根據(jù)你對化學平衡概念的理解，判斷下列各種情況下，是否達到平衡狀態(tài)。平衡狀態(tài)。 否否可可 能能 的的 情情 況況 舉舉 例例是否達平衡是否達平衡3.壓強壓強其他條件不變，其他條件不變， m + n = p + q時，總壓力一定時，總壓力一定其他條件不變，其他條件不變， m + n = p + q時，總壓力一定時，總

22、壓力一定4.平均平均分子量分子量M m + n = p + q時，時，M 一定一定 m + n = p + q時，時，M 一定一定5.溫度溫度其他條件一定時，體系溫度一定其他條件一定時，體系溫度一定6.體系體系密度密度其它條件一定時，密度一定其它條件一定時，密度一定7.其他其他組成成分有顏色時，體系顏色不再變化組成成分有顏色時，體系顏色不再變化是是否否是是否否是是否否是是1在一定溫度下，可逆反應在一定溫度下，可逆反應 X(g) + 3Y (g) 2Z(g)達到平衡的標志是達到平衡的標志是 ( )。 AZ生成的速率與生成的速率與Z分解的速率相等分解的速率相等 B單位時間生成單位時間生成 a mo

23、l X，同時生成，同時生成3a mol Y CX、Y、Z的濃度不再變化的濃度不再變化 DX、Y、Z的分子數(shù)比為的分子數(shù)比為1：3：2 課堂練習課堂練習 ：A 、C 2在一定溫度下，在在一定溫度下，在1L容器中容器中amolSO2與與bmolO2反應達到平衡時反應達到平衡時有有c mol SO2發(fā)生了反應，試填寫空格：發(fā)生了反應，試填寫空格： 生成生成 mol SO2； O2的轉化率的轉化率 ； 平衡時容器內氣體總物質的量為平衡時容器內氣體總物質的量為 mol； 平衡體系中平衡體系中SO2的百分含量的百分含量(體積比體積比) ； 平衡濃度平衡濃度c(SO2) = molL1，c (O2)= mo

24、lL1，c(SO2)= mol L1。Cc/2ba + b c/2 2c/（2a + 2b c）a cb c/2c增大增大3在在SO2 (g) + O2(g) 2SO3(g)的平衡體系中，加入的平衡體系中，加入18O構成構成的氧氣，當平衡發(fā)生移動后，的氧氣，當平衡發(fā)生移動后，SO2中中18O的含量的含量 (填增大、填增大、減少或不變減少或不變)，原因是，原因是 。1.1.從速率角度描述：同一物質相同，不同物質相當。從速率角度描述：同一物質相同，不同物質相當。 對于同一物質，該物質對于同一物質，該物質消耗消耗速率等于其速率等于其生成生成速率，表示可逆反速率，表示可逆反應達到平衡。應達到平衡。 不

25、同物質表示時，若在方程式同側，必須一種物質不同物質表示時，若在方程式同側，必須一種物質消耗消耗另一種另一種物質物質生成生成；若在方程式兩側，必須兩種物質同時消耗或生成，且兩者；若在方程式兩側，必須兩種物質同時消耗或生成，且兩者速率比等于方程式中計量系數(shù)比速率比等于方程式中計量系數(shù)比。表示達平衡狀態(tài)。表示達平衡狀態(tài)。如：如：mA(g)+nB(g) xC(g)+yD(g)mA(g)+nB(g) xC(g)+yD(g) V VA A( (消耗）：消耗）：V VB B( (生成生成)= m:n )= m:n V VC C( (消耗消耗) ) ：V VD D( (生成生成)= x:y )= x:y 化學

26、平衡狀態(tài)的標志化學平衡狀態(tài)的標志化學平衡狀態(tài)的標志化學平衡狀態(tài)的標志3.3.對于有氣體參加的可逆反應，且氣體反應物和生成物的總體對于有氣體參加的可逆反應，且氣體反應物和生成物的總體積不同，若體系壓強不隨時間而變化，表示該可逆反應達平衡積不同，若體系壓強不隨時間而變化，表示該可逆反應達平衡狀態(tài)。狀態(tài)。2.2.對于可逆反應，若體系中各組分的物質的量濃度或百分含量對于可逆反應，若體系中各組分的物質的量濃度或百分含量 （質量、體積、物質的量）保持不變，表示達平衡狀態(tài)。（質量、體積、物質的量）保持不變，表示達平衡狀態(tài)。4.4.對于有顏色物質參加和生成的可逆反應，若體系顏色不隨時對于有顏色物質參加和生成的

27、可逆反應，若體系顏色不隨時間而變化，表示該可逆反應達平衡狀態(tài)。間而變化，表示該可逆反應達平衡狀態(tài)。5.5.根據(jù)化學反應的實質：對于同一物質，若該物質斷裂化學鍵根據(jù)化學反應的實質：對于同一物質，若該物質斷裂化學鍵的物質的量與形成化學鍵的物質的量相等，表示該可逆反應達的物質的量與形成化學鍵的物質的量相等，表示該可逆反應達平衡狀態(tài)。平衡狀態(tài)。1、在一定溫度、壓強和有催化劑存在條件下，將、在一定溫度、壓強和有催化劑存在條件下，將N2和和H2按按1：3的體積比混合，當反應達平衡時，混合的體積比混合，當反應達平衡時，混合氣中含有氣中含有m mol的的NH3，且，且NH3的體積分數(shù)量為的體積分數(shù)量為a%，求

28、起始時求起始時N2、H2的物質的量。的物質的量。設起始狀態(tài)設起始狀態(tài)N2為為xmol，則，則H2為為3xmol N2 3H2 2NH3起始物質的量起始物質的量(mol) x 3x 0轉化物質的量轉化物質的量(mol) m/2 3m/2 m平衡物質的量平衡物質的量(mol) m由題給條件知由題給條件知a%=2mx 233mx %1002332mmxmxmmamx5 . 0252.將等物質的量的將等物質的量的A，B混合于混合于2L的密閉容器中，發(fā)生反的密閉容器中，發(fā)生反應應3A（氣）（氣）B（氣）（氣）= xC（氣）（氣）2D（氣）經（氣）經5min后后達到平衡時，測知達到平衡時，測知D的濃度為的濃度為0.5mol/L，A：B=3：5，C的平均反應速率為的平均反應速率為0.1mol/Lmin。試求（。試求（1）A的平衡的平衡濃度是多少？（濃度是多少？（2）B的平均反應速率？（的平均反應速率？（3）x？設設A的起始濃度為的起始濃度為xmol/L；B的平均反應速度為的平均反應速度為VB。 3A(氣氣)B(氣氣)= xC(氣氣)2D(氣氣)起始濃度起始濃度(mol/L) x x 0 0轉化濃度轉化濃度(mol/L) 0.75 0.25 0.5平衡濃度平衡濃度(mol/L) 0.15 0.5（1）由）由(x-0.75):(x-0.25)=