第一單元化學(xué)反應(yīng)速率與反應(yīng)限度(公開(kāi)課)

思考與交流在化學(xué)實(shí)驗(yàn)和日常生活中，我們經(jīng)常觀察到這樣的現(xiàn)象：有的化學(xué)反應(yīng)進(jìn)行得很快，有的化學(xué)反應(yīng)進(jìn)行的很慢。你了解下列化學(xué)變化過(guò)程進(jìn)行的快慢嗎？反應(yīng)的快慢與我們有什么關(guān)系？溶洞爆炸被腐蝕的金屬第一單元化學(xué)反應(yīng)速率與反應(yīng)限度化學(xué)反應(yīng)速率及影響因素2.化學(xué)反應(yīng)速率的表示：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)物濃度的減小或生成物濃度的增大來(lái)表示。計(jì)算式為：v=——單位:⊿c⊿t1.含義:用來(lái)衡量化學(xué)反應(yīng)進(jìn)行快慢的尺度。一、化學(xué)反應(yīng)速率v—mol/（L·s）或v—mol/（L·min）【例題】在2L的密閉容器中，加入1molN2和3molH2，發(fā)生N2+3H2=

2NH3，在2s末時(shí)，測(cè)得容器中含有0.4mol的NH3，求該反應(yīng)的化學(xué)反應(yīng)速率。起始濃度(mol/L)2s末濃度(mol/L)

觀察并回答，分別用三種物質(zhì)表示的反應(yīng)速率之間有什么關(guān)系？問(wèn)題變化濃度(mol/L)

三步法0.51.500.20.20.30.10.41.2

同一個(gè)反應(yīng)，用不同的物質(zhì)來(lái)表示反應(yīng)速率，數(shù)值是不一樣的，所以應(yīng)注明是由哪種物質(zhì)表示的。

同一反應(yīng)中，各物質(zhì)的速率之比等于它們?cè)诨瘜W(xué)方程式中的化學(xué)計(jì)量數(shù)之比。如在N2+3H2=

2NH3

中，v(N2):v(H2):v(NH3)=1:3:2結(jié)論即：VA：VB：VC：VD=a：b：c：d注意：①化學(xué)反應(yīng)速率實(shí)際上是指某一段時(shí)間內(nèi)化學(xué)反應(yīng)的平均速率，而不是某一時(shí)刻的瞬時(shí)速率。②對(duì)于同一化學(xué)反應(yīng)，在相同的反應(yīng)時(shí)間內(nèi)，用不同的物質(zhì)來(lái)表示的化學(xué)反應(yīng)速率的數(shù)值可能是不同的。因此表示化學(xué)反應(yīng)速率時(shí)，必須說(shuō)明用哪種物質(zhì)為基準(zhǔn)。③同一化學(xué)反應(yīng)，aA＋bB=cC＋dD

有V(A)︰V(B)︰V(C)︰V(D)＝?c(A)︰?c(B)︰?c(C)︰?c(D)

＝?n(A)︰?n(B)︰?n(C)︰?n(D)＝a︰b︰c︰d④固體或純液體，其濃度可視為常數(shù)。因此不用固體或純液體表示化學(xué)反應(yīng)速率。練習(xí)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(cè)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.自己練習(xí)練習(xí)：反應(yīng)A+3B=2C+2D在四種不同條件下的反應(yīng)速率為：(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則該反應(yīng)速率的快慢順序?yàn)椤?1)>(4)>(2)=(3)比較反應(yīng)的快慢,應(yīng)取同一參照物有關(guān)化學(xué)反應(yīng)速率圖象的分析看起點(diǎn)和終點(diǎn)分清反應(yīng)物和生成物，濃度減小的是反應(yīng)物，濃度增大的是生成物，生成物一般以原點(diǎn)為起點(diǎn)?？从覉D：寫(xiě)反應(yīng)方程式0.51.51.02.0物質(zhì)的量CAB時(shí)間A+BC213反應(yīng)速率之比=反應(yīng)方程式的系數(shù)之比根據(jù)各物質(zhì)的反應(yīng)速率之比寫(xiě)出化學(xué)方程式。（自己練習(xí)）某溫度下，濃度都是1mol/L的兩種氣體X2和Y2，在密閉容器中反應(yīng)生成氣體Z，經(jīng)過(guò)tmin后，測(cè)得物質(zhì)的量濃度分別為：c(X2)=0.4mol/L，c(Y2)=0.8mol/L，c(Z)=0.4mol/L，則該反應(yīng)的反應(yīng)方程式可表示為：3X2+Y2===2Z3X2+Y2===2X3Y二、影響化學(xué)反應(yīng)速率的條件：影響化學(xué)反應(yīng)速率的條件內(nèi)因外因反應(yīng)物的性質(zhì)溫度、濃度、壓強(qiáng)、催化劑等主要因素分析不同反應(yīng)分析同一反應(yīng)活動(dòng)與探究［實(shí)驗(yàn)2］取兩支試管,各加入5mL4%、的過(guò)氧化氫溶液，加幾滴洗滌劑，用水浴加熱其中一支試管，觀察氣泡生成的快慢。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(cè)得，溫度每升高10度，化學(xué)反應(yīng)速率通常增大原來(lái)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。（1）溫度對(duì)化學(xué)反應(yīng)速率的影響練習(xí)：解釋?zhuān)簽槭裁聪募境允５娘埐艘旁诒渲斜４妫?0℃，0.1mol/LNa2S2O310mL和0.1mol/LH2SO410mL混合，4min后出現(xiàn)渾濁。若溫度升高10℃，反應(yīng)速率增大2倍。則40℃時(shí)上述反應(yīng)明顯出現(xiàn)渾濁，所需時(shí)間為多少？活動(dòng)與探究［實(shí)驗(yàn)3］取兩支試管,各加入5mL4%的過(guò)氧化氫溶液，加幾滴洗滌劑，用藥匙向其中一支試管中加入少量二氧化錳粉末，觀察氣泡生成的快慢。（2）催化劑對(duì)化學(xué)反應(yīng)速率的影響。結(jié)論：催化劑可以改變化學(xué)反應(yīng)的速率。正催化劑：能夠加快反應(yīng)速率的催化劑。負(fù)催化劑：能夠減慢反應(yīng)速率的催化劑。如不特意說(shuō)明，指正催化劑?；顒?dòng)與探究［實(shí)驗(yàn)4］取兩支試管,各加入5mL4%、12%的過(guò)氧化氫溶液，加幾滴洗滌劑，再加入幾滴FeCl3溶液，觀察氣泡生成的快慢。（3）濃度對(duì)化學(xué)反應(yīng)速率的影響。

結(jié)論：其他條件不變時(shí)，增大反應(yīng)物的濃度，可以增大反應(yīng)速率；減小反應(yīng)物的濃度，可以減小化學(xué)反應(yīng)的速率。注意：此規(guī)律只適用于氣體或溶液的反應(yīng)，對(duì)于純固體或液體的反應(yīng)物，一般情況下其濃度是常數(shù)，因此改變它們的量不會(huì)改變化學(xué)反應(yīng)速率。（4）壓強(qiáng)對(duì)反應(yīng)速率的影響。原因：對(duì)氣體來(lái)說(shuō)，若其他條件不變，增大壓強(qiáng)，就是增加單位體積的反應(yīng)物的物質(zhì)的量，即增加反應(yīng)物的濃度。結(jié)論：對(duì)于有氣體參加的反應(yīng)，若其他條件不變，增大壓強(qiáng)，反應(yīng)速率加快；減小壓強(qiáng)，反應(yīng)速率減慢。N2H2Ar討論1：取一個(gè)容積固定的密閉容器，充入Ar后，對(duì)速率如何影響？總氣壓增大N2、H2濃度不變這種做法絕不是教材中所說(shuō)“增壓”范疇，（教材中的增壓必須縮容）速率不變壓強(qiáng)的變化一定要引起濃度的變化N2H2Ar討論2：向容積可變的容器中充入惰性氣體，分析速率變化情況反應(yīng)速率減慢注意

恒容時(shí)加入稀有氣體使壓強(qiáng)增大，反應(yīng)物和生成物的濃度都沒(méi)有變化，所以化學(xué)反應(yīng)速率不變。

恒壓時(shí)加入稀有氣體使體積增大，反應(yīng)物和生成物的濃度都減小，所以化學(xué)反應(yīng)速率減小。壓強(qiáng)的“真變”與“假變”壓強(qiáng)對(duì)速率的影響是通過(guò)改變氣體的濃度來(lái)改變的；若壓強(qiáng)變化之后，氣體的濃度未變，其化學(xué)反應(yīng)速率不變。（5）其他條件對(duì)化學(xué)反應(yīng)速率的影響固體反應(yīng)物顆粒的大小、反應(yīng)物接觸面積等因素對(duì)化學(xué)反應(yīng)速率也有影響。某些反應(yīng)也會(huì)受光、超聲波、磁場(chǎng)等影響而改變反應(yīng)速率。

為了研究碳酸鈣與稀鹽酸反應(yīng)的反應(yīng)速率，一位同學(xué)通過(guò)實(shí)驗(yàn)測(cè)定反應(yīng)中生成的CO2氣體體積隨反應(yīng)時(shí)間變化的情況，繪制如圖曲線。請(qǐng)分析討論以下問(wèn)題。（1）在0～t1、t1～t2、t2～t3各相同的時(shí)間段里,反應(yīng)速率最大的是__________時(shí)間段，收集到氣體最多的是_________時(shí)間段。（2）試分析三個(gè)時(shí)間段里，反應(yīng)速率不同的可能原因(該反應(yīng)是放熱反應(yīng))。（3）在t4后，為什么收集到的氣體的體積不再增加？

⑵開(kāi)始時(shí)C(H+)大,該反應(yīng)的反應(yīng)速率大;t1—t2由于反應(yīng)放熱溫度升高,所以速率迅速增大;最后是因?yàn)镃(H+)減小了，反應(yīng)速率減慢.1、設(shè)C＋CO22CO，△H>0反應(yīng)速度V1，N2＋3H22NH3，△H<0，反應(yīng)速度為V2，對(duì)于上述反應(yīng)，當(dāng)溫度升高時(shí)，V1和V2變化情況為

A、同時(shí)增大B、同時(shí)減小C、增大，減小D、減小，增大2、100ml6mol·L－1H2SO4跟過(guò)量鋅粉反應(yīng)，在一定溫度下，為了減緩反應(yīng)進(jìn)行的速度，但又不影響生成氫氣的總量，可向反應(yīng)物中加入適量的A、碳酸鈉(固體) B、水C、硫酸鉀溶液 D、硫酸銨(固體)練習(xí)：

1、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

。

2、一定溫度下，向一容積為2L的真空容器中加入1mol氮?dú)猓?mol氫氣，3min后測(cè)得容器內(nèi)的壓強(qiáng)是起始時(shí)壓強(qiáng)的0.9倍，在此時(shí)間內(nèi)用氫氣的變化來(lái)表示反應(yīng)速率為

。3.2mol0.1mol/L·min將4moIA氣體和2molB氣體在2L的容器中混合并在一定條件下發(fā)生如下反應(yīng)2Ag＋Bg≒2Cg，若經(jīng)2s后測(cè)得C的濃度為06mo1·L1，下列幾種說(shuō)法中正確的是：①用物質(zhì)A表示的反應(yīng)的平均速率為03mol·L1·s1②用物質(zhì)B表示的反應(yīng)的平均速率為06mol·L1·s1③2s時(shí)物質(zhì)A的轉(zhuǎn)化率為70%④2s時(shí)物質(zhì)B的濃度為07mo1·L1A．①③B．①④C．②③ D．③④

我們知道在化學(xué)反應(yīng)中，反應(yīng)物之間是按照化學(xué)方程式中的系數(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-

、OH-等Cl2

能與H2O發(fā)生可逆反應(yīng)：Cl2+H2OHClO+HCl如何證明各種微粒的存在？思考？1、可逆反應(yīng)（1）定義：在同一反應(yīng)條件下，既可以向正反應(yīng)方向進(jìn)行，同時(shí)又可以向逆反應(yīng)方向進(jìn)行的反應(yīng)。

（2）大部分化學(xué)反應(yīng)都是可逆反應(yīng)。（3）可逆反應(yīng)的特點(diǎn)：

①正反應(yīng)和逆反應(yīng)發(fā)生的條件相同；②反應(yīng)物、生成物共同存在；③可逆反應(yīng)有一定的限度。

301.開(kāi)始時(shí)，v(正反應(yīng))最大，v(逆反應(yīng))為零。2.隨著反應(yīng)的進(jìn)行，v(正反應(yīng))逐漸減小，

v(逆反應(yīng))逐漸增大。3.當(dāng)反應(yīng)到一定時(shí)間，會(huì)達(dá)到這種狀態(tài)：

v(正反應(yīng))

=v(逆反應(yīng))，此時(shí)正反應(yīng)速率和逆反應(yīng)速率相等，反應(yīng)物和生成物的百分含量、濃度不再發(fā)生變化。這種狀態(tài)就叫做化學(xué)平衡狀態(tài)。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保持不變……2、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)

(４)定：反應(yīng)混合物中各組分的濃度保持定，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：可逆反應(yīng)下列說(shuō)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、C練習(xí)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3nmolBC.

A、B、C的濃度不再變化D.

A、B、C的分子數(shù)比為1:3:2C3）、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?cè)谝欢囟认?，反?yīng)2NO2N2O4達(dá)到平衡的標(biāo)志是：（）（A）混合氣體的顏色不隨時(shí)間而變化（B）數(shù)值上v(NO2)生成=2v(N2O4)消耗（C）單位時(shí)間內(nèi)反應(yīng)物減少的分子數(shù)等于生成物增加的分子數(shù)（D）壓強(qiáng)不隨時(shí)間的變化而變化（E）混合氣的平均相對(duì)分子質(zhì)量不變36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(guò)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(shí)間3、影響化學(xué)平衡的條件化學(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)1）、濃度對(duì)化學(xué)平衡的影響分析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+O2