第二章第三節(jié)速率和限度課件(新人教版必修2)

第三節(jié)化學反應的速率與限度高一年級化學2第二章化學反應與能量上栗中學高一化學備課組你了解下列化學變化過程進行的快慢嗎？反應的快慢與我們有什么關系？【思考與交流】很快較快很慢較慢怎樣比較和判斷反應的快慢？

請思考①冒氣泡快慢②顏色變化

③固體量減少

④渾濁程度

⑤溫度變化等物理學中用速度來表示物體運動的快慢

請思考那么在化學反應過程中，該用什么來表示一個化學反應進行的快慢呢？1、概念：濃度常用mol.L-1，時間常用s，min。3、單位：2、數(shù)學表達式為：一、化學反應速率用單位時間內(nèi)反應物濃度的減少量或生成物濃度的增加量（均取正值）來表示。mol/(L·min)或mol/(L·s)ctn=△△4、有關化學反應速率的簡單計算例1：某反應的反應物濃度在5min內(nèi)由6mol/L變成了2mol/L，則以該反應物濃度的變化表示的該反應在這段時間內(nèi)的平均反應速率？＝5min6mol/L

－2mol/L＝0.8mol/(L·min)

解：答：用該物質表示的該反應在這段時間內(nèi)的平均反應速率為0.8mol/(L·min)ctn=△△練習：在N2+3H22NH3反應中，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反應速率是多少？=0.3mol/(L·s)v(NH3)=△c(NH3)

△t(0.6–0)mol/L2s=例2：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？=0.002mol/(L·s)△c(NO)

=△n(NO)

V=0.3mol5L=0.06mol/Lv(NO)=△c(NO)

△t=0.06mol/L30sv(NO)=0.002mol/(L·s)問題1：若用O2的濃度變化來表示此反應速率是:問題2：v(NO)=0.002mol/(L·s)與v(O2)=0.0025mol/(L·s)是否都表示此反應的速率？數(shù)值上有何規(guī)律？=0.0025mol/(L·s)解：4NH3+5O24NO+6H2O計量數(shù)：54△n:0.3mol0.375molV

(O2)

=△n(O2)

V×△t=0.375mol5L×30sv:0.0025:0.002=5:4△n:0.375:0.3=5:4例2：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？①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。在表示反應速率時，應注明是由哪種物質表示的。③我們所說的速率是指在整個過程中的平均速率而不是瞬時速率，且均為正值。②同一反應中，各物質的反應速率之比等于其化學方程式中的化學計量數(shù)之比。即對于反應：aA+bB=cC+dD

vA:vB:vC:vD=a:b:c:d5、注意:④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反應速率。

⑤比較同一反應在不同條件下的化學反應速率的大小時，一定要把不同物質和不同單位表示的反應速率換算成同一物質的同一單位后，再比較數(shù)值的大小。5、注意:則該反應速率的快慢順序為:例3、反應A+3B=2C+2D

在四種不同條件下的反應速率為：(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)注意:單位一致用同一種物質表示在一定條件下，mA+nB=pC的反應中，各物質的化學反應速率為

v(A)=amol/(L·s),

v(B)=0.5amol/(L·s),

v(C)=amol/(L·s),

則該反應的化學方程式為：______________________2A+B=2C練習下列過程中，需要加快化學反應速率的是（）A.鋼鐵腐蝕B.食物腐壞C.煉鋼D.塑料老化C

思考問題怎樣才能加快化學反應速率呢？有哪些條件能夠影響化學反應的速率呢？比較下列每組化學反應的速率，并分析引起速率不同的可能原因：4.夏天米飯變質冬天米飯變質1.Mg+HClAl+HCl2.Mg+HClMg+HAc3.硫在空氣中燃燒硫在氧氣中燃燒外因：外界條件影響化學反應速率的因素：內(nèi)因：反應物的性質我們本節(jié)課重點探究的內(nèi)容實驗2-5實驗步驟：在2支試管中，分別裝入2-3m約5%的H2O2溶液，滴入1-2滴1mol/LFeCl3溶液。待試管中有適量氣泡出現(xiàn)時，將一支試管放入盛有冷水的燒杯中，記錄下觀察到的現(xiàn)象；將另一支試管放入盛有熱水的燒杯中，觀察現(xiàn)象，并記錄。現(xiàn)象結論熱水中常溫冷水中溶液中產(chǎn)生氣泡的速率很快溫度越高，化學反應速率越快溶液中有氣泡產(chǎn)生，且速率較快溫度的高低，能夠影響化學反應速率的大小溶液中產(chǎn)生氣泡的速率較慢溫度越低，化學反應速率越慢化學方程式：2H2O22H2O+O2↑實驗2-5FeCl3實驗步驟：在3支大小相同的試管中各裝入2-3mL5%的H2O2溶液，觀察現(xiàn)象。再向其中2支試管分別少量MnO2粉末、1-2滴1mol/LFeCl3溶液。對比觀察現(xiàn)象，將你看到的現(xiàn)象記錄下來。5%H2O2FeCl3溶液MnO2粉末實驗2-6化學反應方程式為：2H2O2=2H2O+O2↑現(xiàn)象結論加入MnO2加入FeCl3不加其它試劑立即有大量氣泡產(chǎn)生2H2O2==2H2O+O2↑催化劑MnO2能加快反應速率MnO2立即有大量氣泡產(chǎn)生2H2O2==2H2O+O2↑催化劑FeCl3能加快反應速率FeCl3溶液中有少量氣泡出現(xiàn)不用催化劑，化學反應速率很小實驗2-6實驗步驟：在2支試管里分別加入黃豆粒大小的Na2CO3粉末，在其中一支試管里滴入2mL3mol/L的HCl，另外一支試管里滴入2mL0.5mol/L的HCl，對比觀察現(xiàn)象，將你看到的現(xiàn)象記錄下來。補充實驗補充實驗鹽酸現(xiàn)象結論3mol/L的HCl1mol/L的HCl化學反應方程式為：Na2CO3+2HCl=2NaCl+2H2O+CO2↑產(chǎn)生氣泡速度快產(chǎn)生氣泡速度慢濃度大反應速率快

濃度小反應速率慢二、影響化學反應速率的因素濃度：溫度：催化劑：濃度大，反應速率快

溫度高，反應速率快催化劑一般加快反應速率影響化學反應速率的外界因素除了濃度、溫度、催化劑外，還有沒有其他的因素？1、燒柴煮飯，先將木柴劈小。2、工業(yè)合成氨，通常在2×107~5×107Pa的壓強下進行。反應物的表面積壓強二、影響化學反應速率的因素固體的表面積壓強反應物的狀態(tài)等濃度：溫度：催化劑：濃度大，反應速率快

溫度高，反應速率快催化劑一般加快反應速率1、請預計大理石（CaCO3

）分別與0.1mol/L和1mol/L的鹽酸反應的快慢。你能得出什么結論嗎？2、塊狀CaCO3、粉末狀CaCO3與0.1mol/L的鹽酸反應誰快誰慢？為什么？3、實驗室進行化學反應時，常常把一些固體物質溶于水配成溶液再進行反應。為什么？增大濃度反應速率加快，減小濃度反應速率減慢。增大固體表面積可以加快反應速率（接觸充分）離子反應速率快，瞬間完成。沒有舊鍵斷裂，只有新鍵形成。濃度的影響固體表面積思考與交流5、實驗室常用30%左右硫酸溶液（約3.7mol/L）與鋅粒反應制取氫氣，開始放出氣體由慢變快，當反應進行一段時間后，氣體變得稀少了（鋅粒還有剩余），如果添加一些適當濃度的硫酸到反應容器中，氣泡又重新增多起來。原因是什么？濃度溫度思考與交流4、實驗室制取氫氣時，是用粗鋅好（有雜質）還是用純鋅好，為什么？形成原電池形成原電池可以加快反應速率據(jù)媒體報道：1977年12月22日，在美國威斯威科市的一個面粉廠發(fā)生爆炸。在這次爆炸中，共炸死了36人，炸傷9人，有48個貯糧倉的大糧庫被夷為平地，連附近的一座辦公樓也徹底炸毀，經(jīng)濟損失約1億美元。固體的表面積科學探索為什么面粉也會發(fā)生如此劇烈的爆炸？科學視野——神奇的催化劑2-18凈化汽車尾氣的催化劑及其載體1、設C+CO22CO（正反應吸熱），反應速率為V1；N2+3H22NH3（正反應放熱），反應速率為V2，對于上述反應，當溫度升高時，V1和V2的變化情況為（）A、同時增大B、同時減小C、V1增大，V2減小D、V1減小，V2增大A課堂練習

2、下列說法中正確的是

A．0.1mol·L-1

鹽酸和0.1mol·L-1硫酸與2mol·L-1NaOH溶液反應速率相同

B．大理石塊和大理石粉與0.1mol·L-1鹽酸反應的速率相同

C．Mg，Al和0.1mol·L-1鹽酸反應速率相同

D．0.1mol·L-1鹽酸和0.1mol·L-1硝酸與相同形狀和大小的大理石反應的速率相同D課堂練習3、已知反應N2+3H22NH3

，根據(jù)下圖判斷A是

物質的量濃度變化情況；B是

物質的量濃度變化情況；2分鐘內(nèi)N2的平均速率是

。H2N20.5mol/(L.min)課堂練習4、把除去氧化膜的鎂條投入到盛有稀鹽酸的試管中，發(fā)現(xiàn)H２產(chǎn)生的速率(V)與時間(t)的變化情況如圖,其中t1～t2的速率變化的主要原因是

;t２～t３速率變化的主要原因是

。

t1t2t３V２V10課堂練習思考？

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？三、化學反應的限度科學史話煉鐵高爐尾氣之謎

高爐煉鐵的主要反應是:C(焦炭)+O2(空氣)＝CO2（放熱）C(焦炭)+CO2＝2CO（吸熱）Fe2O3+3CO=2Fe+3CO2煉制１噸生鐵所需焦炭的實際用量遠高于按照化學方程式計算所需的量，且從高爐中出來的氣體中含有沒有利用的CO氣體，開始，煉鐵工程師們認為是CO與鐵礦石接觸不充分之故，于是設法增加高爐的高度，然而高爐增高后，高爐尾氣中的CO比例竟沒有改變，這是什么原因呢？△C和CO2、Fe2O3與CO反應是一個可逆反應，增加高爐高度,可增加反應物的接觸時間,但并沒有改變影響反應進行的條件,化學反應的限度也沒有改變。1、可逆反應（1）定義：

在相同條件下既能向正反應方向又能向逆反應方向進行的化學反應。用可逆號代替等號。習慣上，把向右的反應叫正反應，向左的反應叫逆反應。（2）判斷：二同同一條件同時（3）特征：（4）常見可逆反應：①反應物與生成物同時共生共存；②反應物不能徹底完全轉化為生成物。N2+3H22NH3

2SO2+O22SO3

Cl2+H2OHClO+HCl高溫高壓催化劑催化劑NH3+H2ONH3·H2OH2+I22HISO2+H2OH2SO3

1、可逆反應思考與交流水的生成（H2+O2）與電解，二次電池的充放電，CO2和H2O在植物體中通過光合作用合成糖與糖在人體內(nèi)氧化生成CO2和H2O，它們是否屬于“可逆反應”？注：有些化學反應在同一條件下可逆程度很小，通常意義下不把它們稱為可逆反應.由可逆反應的特征可知：一定條件下的可逆反應是有一定的限度的，反應進行得不徹底，其反應物不能全部轉化為生成物。那么如何確定可逆反應的限度？設疑？2、化學平衡：(1)化學平衡狀態(tài)的建立：始

C(mol/L)0.010.0100t1C(mol/L)0.0080.008t2C(mol/L)0.0050.005t3C(mol/L)0.0050.005例：800℃CO+H2O(g)CO2+H2

0.0020.002

0.0050.005

0.0050.005思考：1、從濃度對反應速率的影響入手，比較反應開始時，正、逆反應速率的大小？VtV正最大V逆=0思考：2、反應進行過程中，正、逆反應速率的變化情況？思考：3、反應進行到t2后，為什么各組分的濃度就保持不變呢？思考：4、整個過程中，CO2濃度與時間的關系圖又如何表示呢？C(mol/L)t0.010.005C（CO2

）V正V逆t2

V正=V逆t2平衡狀態(tài)分析合成氨反應中正、逆反應的反應速率、反應物和生成物隨時間的變化情況。反應開始時：反應物濃度最大，V(正)

最大；生成物濃度為零，最小，V(逆)為零。反應進行中：反應物減少，導致V(正)

逐漸減??；生成物由無到有逐漸增多，導致V(逆)從零逐漸增大。反應到一定時間：V(正)＝V(逆)；各反應物和生成物的濃度不再發(fā)生變化tV0V(正)

V(逆)V(正)=V(逆)

N2+3H22NH3t1高溫高壓催化劑（2）化學平衡狀態(tài)的概念：

化學平衡狀態(tài)是指一個可逆反應進行到一定程度時，正反應速率和逆反應速率達到相等，反應物與生成物的濃度不再改變，達到一種表面靜止的狀態(tài)，我們稱為“化學平衡狀態(tài)”，簡稱化學平衡。3、化學反應的限度：化學平衡狀態(tài)是可逆反應達到的一種特殊狀態(tài)，是在給定條件下化學反應所能達到或完成的最大程度，即該反應進行的限度?；瘜W反應的限度決定了反應物在該條件下的最大轉化率。任何化學反應的進程都有一定的限度，只是不同反應的限度不同而已。轉化率=轉化的量起始的量×100％量:質量、物質的量、體積、濃度等。①逆：可逆反應②等:V(正)=V(逆)③動：動態(tài)平衡V(正)=V(逆)≠0④定:外界條件一定,混合體系中各組分的百分含量一定，濃度不變⑤變:條件改變，平衡被破壞,發(fā)生移動,建立新的平衡(反應所能達到的限度發(fā)生變化)。(1)反應所能達到的限度(化學平衡)的主要特征：逆、等、定、動、變(2）對V(正)＝V(逆)的理解：例如，一定條件下，可逆反應N2＋3H2＝2NH3，對該可逆反應，表示正、逆反應速率可以用N2或H2或NH3來表示：（1）單位時間內(nèi)，有1molN2反應掉，同時有1molN2生成（2）單位時間內(nèi)，有3molH2反應掉，同時2molNH3反應掉（3）單位時間內(nèi)，有1molN2生成，同時有2molNH3生成以上均表示V(正)＝V(逆)（3）如何理解各組分濃度保持不變（高二選學）(4）影響平衡狀態(tài)（反應限度)的因素：①改變溫度、濃度，化學平衡（反應限度）一定改變。②改變壓強，化學平衡不一定改變。③加入催化劑只能改變反應速率，但不改變化學平衡（反應限度）。（高二選學）1、在密閉容器中充入PCl5，發(fā)生化學反應：PCl5（g）PCl3（g）+Cl2（g），反應一段時間后又向其中加入37Cl2，在重新達到化學平衡狀態(tài)后，37Cl原子存在于

A．PCl5中 B．PCl3中

C．Cl2 D．三種物質中都有D課堂練習2、將1moLN2和3moLH2充入一密閉容器,使其在一定條件下發(fā)生反應:N2+3H22NH3下列哪一種狀態(tài)說明反應達到平衡A、氨氣的生成速率與分解速率相等的狀態(tài)B、氮氣的消耗速率與氨氣的消耗速率相等的狀態(tài)D、氮氣的消耗速率與氨氣的消耗速率等于1：2的狀態(tài)C、氮氣的消耗速率與氨氣的生成速率等于1：2的狀態(tài)AD課堂練習3、將1moLN2和3moLH2充入一密閉容器,使其在一定條件下發(fā)生反應:N2+3H22NH3下列哪一種狀態(tài)說明反應達到平衡（）A、1molNH3分解,同時0.5molN2消耗.B、H2的濃度不再變化.E、N2、H2、NH3總物質的量不再改變或各組分含量不再變化.

C、CN2=CH2=CNH3D、CN2:CH2:CNH3=1:3:2ABE課堂練習4、下列哪種說法可以證明反應：已達到平衡狀態(tài)：①1個N≡N鍵斷裂的同時，有2個H—H鍵形成。②1個N≡N鍵斷裂的同時，有3個H—H鍵斷裂。③1個N≡N鍵斷裂的同時，有6個N—H鍵斷裂。④1個N≡N鍵斷裂的同時，有6個H—H鍵形成。N2＋3H22NH3課堂練習③建筑物的定向爆破2-21建筑物的定向爆破（1）從前面的定向爆破錄像中，你可以得到什么啟示？（2）回憶你在實驗室進行的或觀察