第三節(jié)化學(xué)反應(yīng)速率和限度

第三節(jié)化學(xué)反應(yīng)的速率和限度第二章化學(xué)反應(yīng)與能量閱讀思考1、研究化學(xué)反應(yīng)速率有何意義？4、影響化學(xué)反應(yīng)速率的因素有哪些？3、描述某化學(xué)反應(yīng)的速率應(yīng)注意哪些問題？2、化學(xué)反應(yīng)速率如何表示？化學(xué)反應(yīng)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簡要?dú)w納研究化學(xué)反應(yīng)速率的意義返回調(diào)控化學(xué)反應(yīng)盡可能按照我們所需要的速率進(jìn)行表示方法：

化學(xué)反應(yīng)速率用單位時(shí)間（如每秒，每分，每小時(shí)）內(nèi)反應(yīng)物濃度的減小量或生成物濃度的增加量來表示。計(jì)算式:化學(xué)反應(yīng)速率

(物質(zhì)的量濃度）單位：mol/(L·min)或mol/(L·s)練習(xí)鞏固

在N2+3H22NH3反應(yīng)中，自開始至２秒，氨的濃度由０變?yōu)?.6mol/L，則以氨氣表示的化學(xué)反應(yīng)速率是多少？=0.3mol/(L·s)v(NH3)=△c(NH3)

△t=0.6mol/L-02s解：答：氨氣的化學(xué)反應(yīng)速率是0.3mol/(L·s)例題：反應(yīng)4NH3+5O24NO+6H2O在5L的密閉容器中進(jìn)行，30秒后，NO的物質(zhì)的量增加了0.3mol，此反應(yīng)的平均反應(yīng)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(yīng)速率是多少？若用NH3

來表示呢?問題2：此反應(yīng)化學(xué)反應(yīng)速率用不同物質(zhì)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)返回關(guān)于化學(xué)反應(yīng)速率的說明③均取正值，且是某一段時(shí)間內(nèi)的平均速率。②用不同物質(zhì)在單位時(shí)間內(nèi)濃度變化表示時(shí)，速率比等于方程式中化學(xué)計(jì)量數(shù)的比①同一反應(yīng)，可用不同物質(zhì)在單位時(shí)間內(nèi)濃度的變化來表示，但必須指明是用哪種反應(yīng)物或哪種生成物來表示④對(duì)于純液體或固體參與的反應(yīng)一般不用純液體或固體來表示化學(xué)反應(yīng)速率，因?yàn)樗鼈儾淮嬖跐舛鹊淖兓?、向一個(gè)容積為1L的密閉容器中放入2moLSO2和1moLO2,在一定條件下反應(yīng),2S末,測得容器內(nèi)有0.8moLSO2,求2S內(nèi)SO2,O2,SO3的反應(yīng)速率和反應(yīng)速率比.課堂反饋V(SO2)=0.6mol/(L·S)V(O2)=0.3mol/(L·S)V(SO3)=0.6mol/(L·S)V(SO2)：V(O2)：V(SO3)=2：1：2則該反應(yīng)速率的快慢順序?yàn)?2、反應(yīng)A+3B=2C+2D在四種不同條件下的反應(yīng)速率為：(1)ν(A)=0.3mol/(L·s)(2)ν(B)=0.6mol/(L·s)(3)ν(C)=0.4mol/(L·s)(4)ν(D)=0.45mol/(L·s)(1)>(4)>(2)=(3)反思:比較反應(yīng)的快慢,應(yīng)取同一參照物返回(2)ν(A)=0.2mol/(L·s)(3)ν(A)=0.2mol/(L·s)(4)ν(A)=0.225mol/(L·s)

在相同條件下,等質(zhì)量(金屬顆粒大小相同)的下列金屬與足量1mol/L鹽酸反應(yīng)時(shí),速率最快的是

A鎂B鋁C鈉D鐵影響化學(xué)反應(yīng)速率的因素*化學(xué)反應(yīng)速率是由反應(yīng)物的性質(zhì)決定的*

內(nèi)因是主要因素外部因素:實(shí)驗(yàn)2－5現(xiàn)象結(jié)論熱水中常溫冷水中產(chǎn)生氣泡速率增大，帶火星火柴復(fù)燃升高溫度，反應(yīng)速率增大有氣泡冒出產(chǎn)生氣泡速率減小降低溫度，反應(yīng)速率減小閱讀教材實(shí)驗(yàn)內(nèi)容P48實(shí)驗(yàn)探究2H2O2=2H2O

+O2催化劑規(guī)律：當(dāng)其它條件不變時(shí)，升高溫度，化學(xué)反應(yīng)速率增大。降低溫度，化學(xué)反應(yīng)速率減小。實(shí)驗(yàn)測得，溫度每升高10度，化學(xué)反應(yīng)速率通常增大原來的2～4倍。注意：溫度對(duì)反應(yīng)速率的影響不受反應(yīng)物狀態(tài)的限制，也不受吸熱反應(yīng)或是放熱反應(yīng)的限制。（1）溫度對(duì)化學(xué)反應(yīng)速率的影響實(shí)驗(yàn)2－6現(xiàn)象結(jié)論不加其他試劑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(yīng)速率FeCl3能加快反應(yīng)速率無催化劑反應(yīng)較慢外部因素:閱讀教材實(shí)驗(yàn)內(nèi)容P48加入MnO2加入FeCl3實(shí)驗(yàn)探究規(guī)律：催化劑能改變化學(xué)反應(yīng)的速率。有的催化劑能加快化學(xué)反應(yīng)的速率，叫正催化劑；有的催化劑能減慢化學(xué)反應(yīng)速率，叫負(fù)催化劑。在實(shí)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(zhì)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(duì)溫度的要求不一樣。（2）催化劑對(duì)化學(xué)反應(yīng)速率的影響思考與交流閱讀教材P49以及資料P48回答：化學(xué)反應(yīng)速率還受哪些因素的影響？規(guī)律：當(dāng)其它條件不變時(shí)，增大反應(yīng)物的濃度，化學(xué)反應(yīng)速率增大。減小反應(yīng)物的濃度，化學(xué)反應(yīng)速率減慢。（3）濃度對(duì)化學(xué)反應(yīng)速率的影響規(guī)律：當(dāng)其它條件不變時(shí)，增大固體反應(yīng)物的表面積，化學(xué)反應(yīng)速率增大。減小固體反應(yīng)物的表面積，化學(xué)反應(yīng)速率減慢。（4）固體反應(yīng)物的表面積對(duì)化學(xué)反應(yīng)速率的影響（5）其他條件對(duì)化學(xué)反應(yīng)速率的影響2、在2L的密閉容器中，發(fā)生下列反應(yīng)：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(yīng)速率為0.12mol/(L·s)，則10s時(shí)，容器中B的物質(zhì)的量為

。3.2mol1、鹽酸與塊狀的大理石反應(yīng)時(shí)，不能使反應(yīng)最初的速率明顯加快的是（)A.將鹽酸的用量增加一倍

B.將鹽酸的濃度增加一倍，用量減半

C.溫度升高30℃D.改用更小塊的大理石練習(xí)A3、某溫度時(shí)在2L容器中X、Y、Z三種物質(zhì)的物質(zhì)的量隨時(shí)間的變化曲線如圖所示。由圖中數(shù)據(jù)分析：（1）反應(yīng)開始2min內(nèi)的X、Y、Z的化學(xué)反應(yīng)速率（2）該反應(yīng)的化學(xué)方程式為：。X+3Y=2ZV(X)=0.025mol/(L·min)V(Y)=0.075mol/(L·min)V(Z)=0.05mol/(L·min)(1)4、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:

前段因反應(yīng)放熱使溫度升高，化學(xué)反應(yīng)速率加快

后段因鹽酸濃度降低，化學(xué)反應(yīng)速率減小5、在25℃時(shí)，向100mL含HCl14.6g的鹽酸中，放入5.6g鐵粉，反應(yīng)進(jìn)行到2s時(shí)收集到氫氣1.12L(標(biāo)況)，之后反應(yīng)又進(jìn)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(yīng)速率為

；(2)后4s內(nèi)用HCl表示的平均反應(yīng)速率為

；(3)前2s與后4s比較，反應(yīng)速率

較快，其原因可能

。0.25mol/（L·s）0.25mol/（L·s）前2s前2s時(shí)段鹽酸濃度比后4s時(shí)段大課堂小結(jié)1、概念：單位時(shí)間內(nèi)反應(yīng)物濃度（物質(zhì)的量濃度）的減少量或生成物濃度的增加量2、計(jì)算公式：3、單位：V(x)=△c(x)△tmol/(L·min)或mol/(L·s)4、影響因素內(nèi)因：外因溫度催化劑濃度固體物質(zhì)的表面積反應(yīng)物的狀態(tài)等等反應(yīng)物自身的性質(zhì)化學(xué)反應(yīng)速率主要因素第三節(jié)化學(xué)反應(yīng)的速率和限度第二章化學(xué)反應(yīng)與能量思考？

我們知道在化學(xué)反應(yīng)中，反應(yīng)物之間是按照化學(xué)方程式中的計(jì)量數(shù)比進(jìn)行反應(yīng)的，那么，在實(shí)際反應(yīng)中，反應(yīng)物能否按相應(yīng)的計(jì)量關(guān)系完全轉(zhuǎn)化為生成物呢？

氯水是氯氣的水溶液，氯氣能與水反應(yīng)，而且這是一個(gè)可逆反應(yīng)。請(qǐng)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Cl2

能與H2O發(fā)生可逆反應(yīng)：Cl2+H2OHClO+HClH2+I22HI

正反應(yīng)逆反應(yīng)什么叫做可逆反應(yīng)？

在同一條件下,既向正反應(yīng)方向進(jìn)行,同時(shí)又向逆反應(yīng)方向進(jìn)行的反應(yīng).典型的可逆反應(yīng)有:N2+3H22NH3催化劑高溫高壓2SO2+O22SO3催化劑高溫SO2

+H2O

H2SO3NH3+H2O

NH3·H2O啟示:化學(xué)反應(yīng)是有限度的，有些能進(jìn)行地較徹底，有些反應(yīng)是不徹底的，甚至是可逆的。說明：“二同”同一條件、同時(shí)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(yīng)？（1）開始時(shí)c(N2)、c(H2)大，c(NH3)=0開始瞬間有什么特征？只有正反應(yīng)，v(逆)=0催化劑N2+3H22NH3高溫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(yīng)都進(jìn)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(zhì)的濃度達(dá)到一個(gè)特定值。一定時(shí)間段內(nèi)有什么特征？v(正)=v(逆)

≠0N2+H2NH3

由于v(正)=v(逆)

≠0，雖然正、逆反應(yīng)都在進(jìn)行，但各種物質(zhì)的百分含量、濃度都不會(huì)發(fā)生變化.從外表上看，反應(yīng)好象“停止”。

可逆反應(yīng)的這種特殊狀態(tài)就是我們今天要研究的化學(xué)平衡狀態(tài)。反應(yīng)速率v(正)v(逆)t1時(shí)間（t）0(1)0~t1：v(正)>v(逆)(2)t1：v(正)=v(逆)平衡狀態(tài)N2+3H22NH3催化劑高溫高壓交流與討論1、定義

在一定條件下的可逆反應(yīng)中，當(dāng)正反應(yīng)速率和逆反應(yīng)速率相等，反應(yīng)混合物中各組分的濃度及百分含量保持不變的狀態(tài)。前提（適用范圍）：可逆反應(yīng)內(nèi)在本質(zhì)：v(正)=v(逆)

≠0外在標(biāo)志：反應(yīng)混合物中各組分的濃度及含量保持不變二、化學(xué)平衡狀態(tài)2、化學(xué)平衡狀態(tài)的特征(３)動(dòng)：動(dòng)態(tài)平衡（v(正)=v(逆)

≠0）（2）等：v(正)=v(逆)

≠0(４)定：反應(yīng)混合物中各組分的濃度保持恒定，各組分的含量保持不變。(５)變：條件改變，原平衡被破壞，在新的條件下建立新的平衡。(１)逆

研究的對(duì)象是可逆反應(yīng)此條件下進(jìn)行到什么時(shí)候達(dá)到了這個(gè)反應(yīng)的限度?此時(shí)的反應(yīng)是否停止了？此時(shí)為何3種物質(zhì)的濃度保持不變?某溫度和壓強(qiáng)下的密閉容器中,2SO2+O22SO3△催化劑

時(shí)間（min)物質(zhì)的量濃度(mol/L)010203040506070SO210.70.50.350.20.10.10.1O20.50.350.250.180.10.050.050.05SO300.30.50.650.80.90.90.93、化學(xué)平衡狀態(tài)的判定

對(duì)于可逆反應(yīng)mA(g)nB(g)+pC(g)在一定條件下達(dá)到平衡狀態(tài)有以下幾個(gè)標(biāo)志(1)A的生成速率和分解速率相等(2)單位時(shí)間生成nmolB和pmolC的同時(shí)，生成mmolA（3）A、B、C的物質(zhì)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變且定練習(xí):

在密閉容器中充入4molHI,在一定溫度下,反應(yīng)2HI(g)H2(g)+I2(g)達(dá)到平衡時(shí),有30%的HI分解,則平衡時(shí)混合氣體中氫氣的物質(zhì)的量為多少,混合氣體總物質(zhì)的量為多少?化學(xué)平衡計(jì)算的一般步驟:“三步曲”1.寫出有關(guān)平衡的化學(xué)方程式2.找出各物質(zhì)的起始量轉(zhuǎn)化量平衡量3根據(jù)已知條件列式反應(yīng)物的轉(zhuǎn)化率問題

在密閉容器中充入4molHI,在一定溫度下,反應(yīng)2HI(g)H2(g)+I2(g)達(dá)到平衡時(shí),有30%的HI分解,則平衡時(shí)混合氣體中氫氣的物質(zhì)的量為多少,混合氣體總物質(zhì)的量為多少?2HI(g)H2(g)+I2(g)開始轉(zhuǎn)化平衡4mol004×30%=1.2mol0.6mol0.6mol2.8mol0.6mol0.6mol分析方法和格式的研究“三段式”1.可逆反應(yīng)達(dá)到平衡的重要特征（）

A.反應(yīng)停止了

B.正、逆反應(yīng)速率都為零

C.反應(yīng)物和生成物的濃度相等

D.正、逆反應(yīng)的速率相等D2.對(duì)于可逆反應(yīng)M＋N

Q達(dá)到平衡狀態(tài)時(shí)，下列說法正確的是（）

A.M、N、Q三種物質(zhì)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(yīng)已經(jīng)停止C課堂反饋

3.下列說法可以證明反應(yīng)N2+3H22NH3

已達(dá)平衡狀態(tài)的是()A.1個(gè)N≡N鍵斷裂的同時(shí),有3個(gè)H－H鍵形成B.1個(gè)N≡N鍵斷裂的同時(shí),有3個(gè)H－H鍵斷裂C.1個(gè)N≡N鍵斷裂的同時(shí),有6個(gè)N－H鍵斷裂D.1個(gè)N≡N鍵斷裂的同時(shí),有6個(gè)N－H鍵形成A、C1一正一逆2成比例注意：

5.在一定溫度下,可逆反應(yīng)A(g)+3B(g)2C(g)達(dá)到平衡的標(biāo)志是（）

A.

A的生成速率與C分解的速率相等

B.單位時(shí)間內(nèi)生成nmolA,同時(shí)生成3nmolBC.

A、B、C的濃度不再變化

D.

A、B、C的分子數(shù)比為1:3:2C

4.14CO2+CCO，達(dá)到化學(xué)平衡后，平衡混合物中含14C的粒子有

。14CO2、14C、14CO6.在一固定容積密閉容器中充入2molSO2和1molO2，在t℃時(shí)發(fā)生反應(yīng)2SO2(g)+O2(g)2SO3(g)，2min后反應(yīng)達(dá)到平衡狀態(tài)，此時(shí)氣體壓強(qiáng)變?yōu)樵瓉淼模瑒t平衡時(shí)SO3的物質(zhì)的量是，SO2的轉(zhuǎn)化率是。訓(xùn)練目的：“三段式”的應(yīng)用對(duì)反應(yīng)體系壓強(qiáng)變化的理解2SO2(g)+O2(g)2SO3(g)開始轉(zhuǎn)化平衡2mol1mol02xx2x2-2x2x解：1-xX=0.9molSO3的物質(zhì)的量=SO2的轉(zhuǎn)化率=2×0.9mol=1.8mol∴設(shè)SO2轉(zhuǎn)化的物質(zhì)的量為2x三、化學(xué)反應(yīng)條件的控制閱讀教材例如：煤的燃燒效率的研究1.盡可能使燃料充分的燃燒，提高燃料的轉(zhuǎn)化率。關(guān)鍵是燃料與空氣或氧氣盡可能充分的接觸，且空氣要適當(dāng)過量。2.盡可能充分地利用燃料燃燒所釋放出的能量，提高熱能的利用率。思考與交流第三節(jié)化學(xué)反應(yīng)的速率和限度第二章化學(xué)反應(yīng)與能量定義：可逆反應(yīng)中，舊化學(xué)平衡的破壞，新化學(xué)平衡建立過程叫做化學(xué)平衡的移動(dòng)。V正≠V逆V正=V逆≠0條件改變建立新平衡破壞舊平衡V正=V逆≠0一定時(shí)間

影響化學(xué)平衡的條件一、化學(xué)平衡的移動(dòng)V正

>

V逆平衡向正反應(yīng)方向移動(dòng)V正

=

V逆平衡不移動(dòng)V正

<

V逆平衡向逆反應(yīng)方向移動(dòng)平衡1不平衡平衡2探究實(shí)驗(yàn)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KSCN溶液，顏色加深。向第二支試管里加入幾滴FeCl3

溶液，顏色加深。1、濃度對(duì)化學(xué)平衡的影響實(shí)驗(yàn)探究

濃度對(duì)化學(xué)平衡的影響v-t圖分析t1t2t3應(yīng)用

增大反應(yīng)物濃度或減小生成物濃度，平衡向正反應(yīng)方向移動(dòng)；增大生成物濃度或減小反應(yīng)物濃度，平衡向逆反應(yīng)方向移動(dòng)。結(jié)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(yīng)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(yīng)物的濃度對(duì)化學(xué)平衡的影響2、溫度對(duì)化學(xué)平衡的影響例如：2NO2N2O4+