【精品课件】第二章第3节.ppt

50年前年前,故宫太和殿台阶的栏杆上雕刻着故宫太和殿台阶的栏杆上雕刻着各式各样精美浮雕花纹还清晰可见各式各样精美浮雕花纹还清晰可见,而现而现在却大多是模糊不清在却大多是模糊不清,部分已成光板部分已成光板（一）（一）化学反应速率化学反应速率（四）（四）化学反应条件的控制化学反应条件的控制（二）（二）影响化学反应速率的条件影响化学反应速率的条件 （三）（三）化学反应限度化学反应限度化学反应的化学反应的主要特征主要特征是物质变化的同时是物质变化的同时伴随着能量的变化伴随着能量的变化. .而当我们面对一个具而当我们面对一个具体的化学反应时体的化学反应时: :我们经常可以发现我们经常可以发现, ,有些反应进行的有些反应进行的很快很快, ,几乎瞬间完成几乎瞬间完成, ,也有一些反应也有一些反应, ,进行得进行得很很慢慢, ,需要很长时间需要很长时间, ,不同的反应进行得快不同的反应进行得快慢差别很大慢差别很大. . 举出几例你在生活中所遇举出几例你在生活中所遇到与化学反应快慢有关的事例。到与化学反应快慢有关的事例。那么你知道在科学研究中如何那么你知道在科学研究中如何描述一个描述一个反应进行的快慢吗反应进行的快慢吗? ? 与物理学中物体运动快慢用与物理学中物体运动快慢用 “速度速度”表示表示相类似相类似, ,化学反应过程进行的快慢化学反应过程进行的快慢用用“反应反应速率速率” 来表示来表示. .？对于不同的反应可通过对于不同的反应可通过比较的方法比较的方法帮助我们判断两种或帮助我们判断两种或几种化学反应相对速率的大小几种化学反应相对速率的大小, ,但是要判断一种化学反但是要判断一种化学反应速率的大小应速率的大小, ,应当看反应物在应当看反应物在单位时间里减少的量或单位时间里减少的量或单位时间生成物增加的量单位时间生成物增加的量. .由于反应都在一定的容器或由于反应都在一定的容器或一定体积的溶液中进行一定体积的溶液中进行, ,反应物或生成物量的减少或增反应物或生成物量的减少或增加可以通过容器或溶液中加可以通过容器或溶液中物质浓度的增加或减少物质浓度的增加或减少来表示来表示. .因此我们可得到如下结论因此我们可得到如下结论: :一、化学反应速率一、化学反应速率1、定义：、定义：表示化学反应进行快慢的物理量表示化学反应进行快慢的物理量. .2、表示方法：、表示方法：用用单位时间单位时间（如每秒，每分）内反应物（如每秒，每分）内反应物浓度的减小量浓度的减小量或生成物或生成物浓度的增加量浓度的增加量(均取正值均取正值)来表示。来表示。3 、数学表达式、数学表达式v (x)= c t4 、常用单位、常用单位mol/(Lmin)或或mol/(Ls)化学反应速率化学反应速率例题例题1 1在在 N2 + 3H2 NH3反应中，自开始反应中，自开始至秒，氨的浓度由变为至秒，氨的浓度由变为0. 6 mol/L，则以氨气表示的化学反应速率是多少？则以氨气表示的化学反应速率是多少？= 0.3mol/(Ls)v (NH3) =c (NH3) t(0. 6 0 )mol/L2s=解:化学反应速率问题问题在一个化学反应中，反应速率既可以用反应物在一个化学反应中，反应速率既可以用反应物浓度的减少来表示，也可以用生成物浓度的增加来表浓度的减少来表示，也可以用生成物浓度的增加来表示。那么同一反应中，用不同物质的浓度变化来表示示。那么同一反应中，用不同物质的浓度变化来表示的反应速率是否相同呢？其大小有什么关系呢？的反应速率是否相同呢？其大小有什么关系呢？ 例例2、在、在2 L容积不变的容器中，发生容积不变的容器中，发生 N23H2 2NH3的反应。现通入的反应。现通入0.8 mol H2 和和 0.4 mol N2 ,2 min 后生成了后生成了0.12 mol NH3 ，求，求V V (H2)、 V V (N2) 、V V (NH3)。化学反应速率起始物质的量起始物质的量/mol： 0.4 0.8 0变化的物质的量变化的物质的量/mol： 0.06 0.18 0.122min后物质的量后物质的量/mol： 0.34 0.62 0.12V V (H2) = 0.045 mol/(Lmin)V V (N2) = 0.015mol /(Lmin)V V (NH3) = 0.03mol /(Lmin) V V (N2) V V (H2) V V (NH3) =1 3 2解：解： N2 + 3H2 2NH3化学反应速率化学反应速率的特点化学反应速率是平均速率，均取正值正值同一化学反应，用不同的物质来表示的化学反应速率的数值可能是不同的。因此表示化学反应速率时，必须说明用哪种物质为基准必须说明用哪种物质为基准。同一化学反应，用不同的物质表示的化学反应速率之比等于化学反应方程式中相应物质的化学计量化学计量数之比数之比。即：对于反应 aAbB=cCdD 有V V(A)V V(B)V V(C)V V(D)abcd固体或纯液体，其浓度可视为常数。因此不用固体或纯液体表示化学反应速率。 化学反应速率 练习练习1 1则该反应速率的快慢顺序为则该反应速率的快慢顺序为:反应反应 A + 3B = 2C + 2D A + 3B = 2C + 2D 在四种不同条在四种不同条件下的反应速率为：件下的反应速率为：(1)(A)=0.3mol/(Ls )(2) (B)=0.6mol/(Ls)(3) (C)=0.4mol/(Ls)(4) (D)=0.45mol/(Ls)(1)(4)(2)=(3)化学反应速率 已知反应已知反应 A+3B=2C+D在某一段时间在某一段时间内以内以A的浓度变化表示的化学反应速率为的浓度变化表示的化学反应速率为1mol/ (Lmin)，则此段时间内以，则此段时间内以C的浓度变的浓度变化表示的化学反应速率为化表示的化学反应速率为 （ ）A.0.5mol/ (Lmin) B.1mol/ (Lmin)C. 2mol/ (Lmin) D. 3mol/ (Lmin)C化学反应速率在在2 L容积不变的容器中，发生容积不变的容器中，发生 N2 + 3H2 = 2NH3的反应。现通入的反应。现通入4 mol H2 和和 4 mol N2 , 用用H2 表示表示的反应速率为的反应速率为0.12 mol(Ls) ，则，则10 s后容器中后容器中N2的物质的量是的物质的量是 （ ）A. 1.6mol B.2.8molC.3.2mol D. 3.6mol练习练习3 3C化学反应速率 某温度下，物质的量浓度均为某温度下，物质的量浓度均为1 mol/ L 的两种气体的两种气体X2、和、和Y2在密闭容器中反应生成在密闭容器中反应生成气体气体Z。达到平衡后，。达到平衡后，c(X2)=0.4 mol/L, c(Y2)=0.8 mol/L , c(Z)=0.4 mol/L ,该反应的化该反应的化学方程式是学方程式是 （ ）A. X2 + 2Y2 =2Z B. 2X2 + Y2 =2Z C. 3X2 + Y2 =2Z D. X2 + 3Y2 =2Z C科学探究：实验科学探究：实验25二、影响化学反应速率的条件影响化学反应速率的条件影响化学反应速率的条件 影响化学反应速率的条件影响化学反应速率的条件 影响化学反应速率的条件影响化学反应速率的条件 5% H2O2FeCl3溶液溶液MnO2粉末粉末催化剂对化学反应速率的影响催化剂对化学反应速率的影响影响化学反应速率的条件影响化学反应速率的条件 科学探究：实验科学探究：实验26催化剂对化学反应速率的影响催化剂对化学反应速率的影响影响化学反应速率的条件影响化学反应速率的条件 影响化学反应速率的条件影响化学反应速率的条件 小结：影响化学反应速率的条件影响化学反应速率的条件 我们知道在化学反应中，反应物之间是按我们知道在化学反应中，反应物之间是按照化学方程式中的系数比进行反应的，那么，照化学方程式中的系数比进行反应的，那么，在实际反应中，反应物能否按相应的计量关系在实际反应中，反应物能否按相应的计量关系完全完全转化为生成物呢？转化为生成物呢？化学反应的限度三、化学反应的限度化学反应的限度 氯氯水是氯气的水溶液，氯气能与水是氯气的水溶液，氯气能与水反应。水反应。写出写出氯气氯气 与水反应的与水反应的化学方程式。化学方程式。炼铁高炉尾气之谜炼铁高炉尾气之谜高炉炼铁高炉炼铁 的主要反应是的主要反应是: :2C(2C(焦炭焦炭)+O)+O2 2( (空气空气) )COCO（放出热量）（放出热量）FeFe2 2OO3 3+3CO=2Fe+3CO+3CO=2Fe+3CO2 2炼制吨生铁所需焦炭的实际用量远高于按炼制吨生铁所需焦炭的实际用量远高于按照化学方程式计算所需的量，且从高炉中出照化学方程式计算所需的量，且从高炉中出来的气体中含有没有利用的来的气体中含有没有利用的COCO气体，开始，气体，开始，炼铁工程师们认为是炼铁工程师们认为是COCO与铁矿石接触不充与铁矿石接触不充分之故，于是设法增加高炉的高度，然而高分之故，于是设法增加高炉的高度，然而高炉增高后，高炉尾气中的炉增高后，高炉尾气中的COCO比例竟没有改比例竟没有改变，这是什么原因呢？变，这是什么原因呢？FeFe2 2OO3 3与与COCO反应是一个反应是一个可逆反应，增增加加高炉高度高炉高度, ,可增加反应可增加反应物的接触时物的接触时间间, ,但并没有改变但并没有改变影响反应进行的影响反应进行的条条件件, ,化学反应化学反应的限度也的限度也没有改变。没有改变。化学反应的限度 在在相同条件下相同条件下既能向正反应方向又既能向正反应方向又能向能向逆反应逆反应方向进行的化学反应。方向进行的化学反应。 正反应：从左到右进行的反应正反应：从左到右进行的反应逆反应：从右到左进行的反应逆反应：从右到左进行的反应可逆反应用可逆反应用“ ” 表表示示问题问题：化学学反应应的可逆性是否普遍存在?可逆反应化学反应的限度常见的典型的可逆反应有常见的典型的可逆反应有:N2+3H2 2NH3催化剂催化剂高温高压高温高压2SO2+O2 2SO3催化剂催化剂高温高温 SO2 +H2O H2SO3NH3 +H2O NH3 H2O以上说明了一定条件下的可逆反应有一定的限度，反以上说明了一定条件下的可逆反应有一定的限度，反应进行得不彻底，其反应物不能全部转化为生成物。应进行得不彻底，其反应物不能全部转化为生成物。化学反应的限度C C化学反应的限度化学反应的限度没有相等动态平衡反应速率反应速率v(正正)v(逆逆)t1时间（时间（t）0(1)0t1：v(正正)v(逆逆)(2)t1： v(正正)=v(逆逆) 0化学平衡状态化学平衡状态N2+3H2 2NH3催化剂催化剂高温高压高温高压动动 态态 平平 衡衡什么是化学平衡化学反应的限度1、概念概念：化学平衡状态就是指在一定条件下的可逆反应里，正反应速率和逆反应速率相等，反应物和生成物的浓度保持不变的状态化学平衡是可逆反应进行的最大限度2、特点特点：化学平衡的研究对象是化学平衡的研究对象是可逆反应可逆反应平衡时正反应速率与逆反应速率相等，平衡时正反应速率与逆反应速率相等，正正逆逆化学平衡是动态平衡化学平衡是动态平衡正正逆逆0平衡时各组分的平衡时各组分的浓度保持不变浓度保持不变当外界条件改变时，平衡当外界条件改变时，平衡(或反应限度或反应限度)一般要发生改变一般要发生改变逆、等、动、定、变逆、等、动、定、变3、判断平衡的依据: 正反应速率和逆反应速率相等 各组分的含量保持不变如各物质的浓度不变化学反应的限度化学反应的限度 对于对于可逆反应可逆反应m A(g) n B(g) + p C(g) 在一定条件下达到平衡状态有以下几个标志在一定条件下达到平衡状态有以下几个标志 A的生成速率和分解速率相等的生成速率和分解速率相等 单位时间生成单位时间生成n mol B和和p mol C的的同时，同时， 生成生成m mol A A、B、C的物质的量不再改变的物质的量不再改变 A、B、C的浓度不再改变的浓度不再改变A、B、C的百分含量不再改变的百分含量不再改变化学反应的限度如何理解如何理解V(V(正正) )V(V(逆逆)?)?例如，一定条件下，可逆反应例如，一定条件下，可逆反应N N2 23H3H2 2 2NH2NH3 3，对该可逆反应，表示正、逆反应速率可以用对该可逆反应，表示正、逆反应速率可以用N N2 2或或H H2 2或或NHNH3 3来表示：来表示：（1 1）单位时间内，有）单位时间内，有1molN1molN2 2反应掉，同时有反应掉，同时有1molN1molN2 2生成生成（2 2）单位时间内，有）单位时间内，有3molH3molH2 2反应掉，同时有反应掉，同时有2molNH2molNH3 3反应掉反应掉（3 3）单位时间内，有）单位时间内，有1molN1molN2 2生成，同时有生成，同时有2molNH2molNH3 3生成生成以上均表示以上均表示V(V(正正) )V(V(逆逆) )化学反应的限度B B随堂检测化学反应的限度D D化学反应的限度随堂练习随堂练习对于可逆反应对于可逆反应MN Q达到平衡时，达到平衡时，下列说法正确的是（下列说法正确的是（ ） A. MA. M、N N、Q Q三种物质的浓度一定相等三种物质的浓度一定相等B. MB. M、N N全部变成了全部变成了Q QC. MC. M、N N、Q Q的浓度都保持不变的浓度都保持不变D. D. 反应已经停止反应已经停止C化学反应的限度随堂练习在已达到平衡的可逆反应在已达到平衡的可逆反应2SO2SO2 2+O+O2 2 2SO2SO3 3中充中充入由入由1818O O组成的氧气一段时间组成的氧气一段时间后后, ,1818O O原子原子( )( )A.A.只存在于只存在于O O2 2中中 B.B.只存在于只存在于O O2 2和和SOSO3 3中中C.C.只存在于只存在于SOSO2 2和和SOSO3 3中中 D.SOD.SO2 2,SO,SO3 3和和O O2 2中都存在中都存在催化催化剂剂化学反应的限度随堂练习随堂练习观察右图观察右图, ,对合成氨反应中对合成氨反应中, ,下列叙下列叙述错误的是述错误的是( )( )A A、 开始反应时开始反应时, ,正反应速率最大正反应速率最大, ,逆反应速率为零逆反应速率为零B B、 随着反应的进行随着反应的进行, ,正反应速率逐正反应速率逐渐减小渐减小, ,逆反应速率逐渐增大逆反应速率逐渐增大C C、反应到达、反应到达t t1 1时时, ,正反应速率与逆正反应速率与逆反应速率相等反应速率相等, ,反应停止反应停止D. D. 反应在反应在t t1 1之后之后, ,正反应速率与逆正反应速率与逆反应速率相等反应速率相等, ,容器中容器中N N、H H2 2、NHNH3 3浓度保持不变浓度保持不变, ,反应达到化学平衡状反应达到化学平衡状态态反应速率反应速率v(正正)v(逆逆)v(正正)= v(逆逆)t1时间时间(t)C C化学反应的限度D随堂练习随堂练习6化学反应的限度小结小结可逆反应可逆反应在同一条件下在同一条件下, ,既可以向正反应既可以向正反应方向进行又可以向逆反应方向方向进行又可以向逆反应方向进行的反应进行的反应. .在一定条件下在一定条件下, ,可逆反应有一定可逆反应有一定限度限度, ,反应物反应物不能完全不能完全转化为生转化为生成物成物. .可逆反应在一定条件下进行到一可逆反应在一定条件下进行到一定程度时可达到化学平衡状态定程度时可达到化学平衡状态, ,此平衡是个此平衡是个动态平衡动态平衡, ,此时正反此时正反应速率与逆反应速率应速率与逆反应速率相等相等, ,反应反应物和生成物的物和生成物的浓度保持不变浓度保持不变. .化学反应的限度如何提高煤的燃烧效率？如何提高煤的燃烧效率？P491、煤的状态与煤燃烧的速率有何关系？与煤、煤的状态与煤燃烧的速率有何关系？与煤的充分燃烧有何关系？的充分燃烧有何关系？2、空气用量对煤的充分燃烧有什么影响？为、空气用量对煤的充分燃烧有什么影响？为什么？什么？3、应选择什么样的炉（灶）膛材料？理由是、应选择什么样的炉（灶）膛材料？理由是什么？什么？4、如何充分利用煤燃烧后的废气中的热量？、如何充分利用煤燃烧后的废气中的热量？四、控制化学反应条件四、控制化学反应条件控制化学反应条件控制化学反应条件下面以下面以“提高煤的燃烧效率提高煤的燃烧效率”为例，为例，分析研究化学反应条件的选择。分析研究化学反应条件的选择。P491、煤被研得越细，粉末越小，与空气、煤被研得越细，粉末越小，与空气中中O2得接触面积越大，燃烧越充分，反得接触面积越大，燃烧越充分，反应速率越快。应速率越快。2、空气充足，煤燃烧生成、空气充足，煤燃烧生成CO2越充分，越充分，放热越多；若空气不足，则煤燃烧部分放热越多；若空气不足，则煤燃烧部分生成生成CO，CO排到空气中造成污染，且排到空气中造成污染，且生成生成CO时，时，放出的热量放出的热量大大减少。大大减少。控制化学反应条件控制化学反应条件3、应选择保温隔热且耐热的炉膛材料；、应选择保温隔热且耐热的炉膛材料；尽管煤燃烧是放热反应，但反应过程中尽管煤燃烧是放热反应，但反应过程中煤燃烧需提供部分能量才能继续，因此煤燃烧需提供部分能量才能继续，因此利用煤燃烧放出的部分热量就可维持反利用煤燃烧放出的部分热量就可维持反应的继续进行，选用保温隔热材料的目应的继续进行，选用保温隔热材料的目的，正是为了防止热量散失。的，正是为了防止热量散失。4、可将燃烧后的废气通过交换装置，、可将燃烧后的废气通过交换装置，供其他方面使用。供其他方面使用。控制化学反应条件控制化学反应条件门一打开，可燃物与空气的接触面增大，迅速燃烧，门一打开，可燃物与空气的接触面增大，迅速燃烧，可引发爆炸可引发爆炸因为粉状因为粉状CaC03与盐酸反应速率太快，而难以控制生成的与盐酸反应速率太快，而难以控制生成的CO2的流速与流量的流速与流量(3)(3)为什么用冰箱储存食物？为什么用冰箱储存食物？温度越低，食物变质腐败的速度越慢温度越低，食物变质腐败的速度越慢控制化学反应条件控制化学反应条件控制化学反应条件的意义：控制化学反应条件的意义：对有利的或我们需要的化学反应，要想对有利的或我们需要的化学反应，要想办法增大反应速率以提高生产或工作效办法增大反应速率以提高生产或工作效率，并要采取措施促进反应的完成程度率，并要采取措施促进反应的完成程度以提高原料的利用率或转化率；对有害以提高原料的利用率或转化率；对有害的或我们不希望发生的化学反应，要设的或我们不希望发生的化学反应，要设法降低反应速率。法降低反应速率。控制化学反应条件控制化学反应条件