第三節(jié) 化學(xué)反應(yīng)的速率和限度2

第三節(jié)化學(xué)反應(yīng)的速率(sùlǜ)和限度共四十六頁(yè)化學(xué)反應(yīng)(huàxuéfǎnyìng)有快有慢：共四十六頁(yè)HCl＋NaOH＝NaCl＋H2O千分之一秒即完成(wánchéng)H2＋Cl2＝2HCl百分之一秒即完成(wánchéng)救心丹幾分鐘見(jiàn)效鋼鐵腐蝕若干年煤、石油等化石燃料的形成幾千萬(wàn)年以上共四十六頁(yè)定義(dìngyì)：

化學(xué)反應(yīng)(huàxuéfǎnyìng)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:一、化學(xué)反應(yīng)速率

(物質(zhì)的量濃度)共四十六頁(yè)練習(xí)(liànxí)鞏固在N2+3H22NH3反應(yīng)中，自開(kāi)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=(0.6–0)mol/L2s共四十六頁(yè)例題：反應(yīng)4NH3+5O24NO+6H2O在5升的密閉(mìbì)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(lái)表示為多少？問(wèn)題1：若用O2的濃度(nóngdù)變化來(lái)表示此反應(yīng)速率是多少？若用NH3來(lái)表示呢?問(wèn)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·sv(O2)=0.0025mol/L·sv(NH3)=0.002mol/L·s共四十六頁(yè)化學(xué)反應(yīng)速率(sùlǜ)的特點(diǎn)—①同一反應(yīng)，可用不同物質(zhì)在單位時(shí)間內(nèi)濃度(nóngdù)的變化來(lái)表示，但必須指明是用哪種反應(yīng)物或哪種生成物來(lái)表示。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的系數(shù)比③均取正值，且是某一段時(shí)間內(nèi)的平均速率。共四十六頁(yè)練習(xí)(liànxí)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)(fǎnyìng),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.共四十六頁(yè)練習(xí)(liànxí)2在一定條件(tiáojiàn)下，mA+nB=pC的反應(yīng)中，各物質(zhì)的化學(xué)反應(yīng)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(yīng)的化學(xué)方程式是

。2A+B=2C共四十六頁(yè)練習(xí)(liànxí)則該反應(yīng)(fǎnyìng)速率的快慢順序?yàn)?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)取同一參照物共四十六頁(yè)在相同條件下,等質(zhì)量(金屬顆粒(kēlì)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鐵二、影響(yǐngxiǎng)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)因是主要因素共四十六頁(yè)外因(wàiyīn)因素:實(shí)驗(yàn)(shíyàn)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2H2O2=2H2O

+O2共四十六頁(yè)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)(zhuàngtài)的限制。（1）溫度(wēndù)對(duì)化學(xué)反應(yīng)速率的影響共四十六頁(yè)實(shí)驗(yàn)(shíyàn)2－6現(xiàn)象結(jié)論加入MnO2加入FeCl3不加其他試劑氣泡冒出速率(sùlǜ)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(wú)催化劑反應(yīng)較慢外因因素:共四十六頁(yè)規(guī)律(guīlǜ)：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(méi)有特殊說(shuō)明，凡說(shuō)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)(huàxuéfǎnyìng)速率的影響共四十六頁(yè)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(sùlǜ)增大。減小反應(yīng)物的濃度，化學(xué)反應(yīng)速率(sùlǜ)減慢。（3）濃度(nóngdù)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)速率的影響共四十六頁(yè)練習(xí)：

1、在2L的密閉容器中，發(fā)生下列反應(yīng)(fǎnyìng)：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

。3.2mol共四十六頁(yè)

某溫度(wēndù)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(kāi)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：___________。共四十六頁(yè)把鎂條投入到盛有鹽酸的敞口容器中,產(chǎn)生氫氣(qīnɡqì)的速率變化如圖,分析其原因:

共四十六頁(yè)

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)(tóngxué)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(xiānɡtónɡ)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.共四十六頁(yè)

練習(xí)：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(biǎoshì)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·s0.25mol/L·s前2s前2s時(shí)段鹽酸(yánsuān)濃度比后4s時(shí)段大共四十六頁(yè)第三節(jié)化學(xué)反應(yīng)(huàxuéfǎnyìng)的速率和限度共四十六頁(yè)思考(sīkǎo)？

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(wánquán)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+HCl共四十六頁(yè)H2+I22HI

正反應(yīng)逆反應(yīng)什么(shénme)叫做可逆反應(yīng)？在同一條件(tiáojiàn)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。共四十六頁(yè)N2+H2NH3

在一固定容積的密閉容器里，加1molN2和3molH2

(合適(héshì)催化劑)，能發(fā)生什么反應(yīng)？（1）開(kāi)始(kāishǐ)時(shí)c(N2)、c(H2)大，c(NH3)=0開(kāi)始階段有什么特征？只有正反應(yīng)，v(逆)=0催化劑N2+3H22NH3高溫共四十六頁(yè)N2+H2NH3（2）瞬間(shùnjiān)后c(N2)、c(H2

)變小,c(NH3)≠0瞬間過(guò)后有什么(shénme)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共四十六頁(yè)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(hánliàng)、濃度都不會(huì)發(fā)生變化.從外表上看，反應(yīng)(fǎnyìng)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)。共四十六頁(yè)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(pínghéng)狀態(tài)N2+3H22NH3催化劑高溫高壓交流(jiāoliú)與討論共四十六頁(yè)1、定義(dìngyì)

在一定條件下的可逆反應(yīng)中，當(dāng)正反應(yīng)(fǎnyìng)速率和逆反應(yīng)(fǎnyìng)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二、化學(xué)平衡狀態(tài)共四十六頁(yè)2、化學(xué)平衡狀態(tài)(zhuàngtài)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)(fǎnyìng)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)逆共四十六頁(yè)此條件下進(jìn)行到什么時(shí)候達(dá)到(dádào)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)(yāqiáng)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)010203040506070SO210.70.50.350.20.10.10.1O20.50.350.250.180.10.050.050.05SO300.30.50.650.80.90.90.9共四十六頁(yè)練習(xí)可逆反應(yīng)達(dá)到平衡的重要特征（）A.反應(yīng)停止(tíngzhǐ)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D對(duì)于可逆反應(yīng)M＋NQ達(dá)到平衡狀態(tài)(zhuàngtài)時(shí)，下列說(shuō)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共四十六頁(yè)下列說(shuō)法可以(kěyǐ)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隨堂練習(xí)(liànxí)共四十六頁(yè)在一定溫度下,可逆反應(yīng)(kěnì-fǎnyìng)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1:3:2C14CO2+CCO，達(dá)到化學(xué)平衡后，平衡(pínghéng)混合物中含14C的粒子有

。14CO2、14C、14CO共四十六頁(yè)3、化學(xué)平衡(huàxuépínghéng)狀態(tài)的判定對(duì)于可逆反應(yīng)(kěnì-fǎnyìng)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共四十六頁(yè)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(dádào)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?共四十六頁(yè)

化學(xué)平衡計(jì)算(jìsuàn)的一般步驟:“三步曲”1.寫(xiě)出有關(guān)平衡(pínghéng)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)化率共四十六頁(yè)在合成氨工業(yè)中,由amol氮?dú)?bmol氫氣混合反應(yīng)達(dá)到(dádào)平衡,有cmol氨氣生成,則氨氣在反應(yīng)混合物中所占的體積分?jǐn)?shù)為

c/(a+b-c)×100%共四十六頁(yè)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(guòchéng)叫做化學(xué)平衡的移動(dòng)。V正≠V逆V正=V逆≠0條件(tiáojiàn)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§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)共四十六頁(yè)探究(tànjiū)實(shí)驗(yàn)1FeCl3+3KSCNFe(SCN)3+3KCl（黃色）（無(wú)色(wúsè)）（紅色）（無(wú)色(wúsè)）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(duì)化學(xué)平衡的影響共四十六頁(yè)1、濃度(nóngdù)對(duì)化學(xué)平衡的影響分析(fēnxī)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)平衡的影響共四十六頁(yè)【思考(sīkǎo)練習(xí)】

1、Fe(NO3)2溶液呈淺綠色，其中存在著下列平衡(p