2017年化学必修2化学反应的速率和限度优质课ppt课件.ppt

爆炸反应在爆炸反应在十万分之几秒十万分之几秒至至百分之几秒百分之几秒内完成，比一般内完成，比一般化学反应快千万倍。化学反应快千万倍。溶洞的形成是石灰岩地区地下水长期溶蚀溶洞的形成是石灰岩地区地下水长期溶蚀的结果。经过的结果。经过几十万、百万年甚至上千万几十万、百万年甚至上千万年年的沉积钙化，石灰岩地表就会形成溶沟、的沉积钙化，石灰岩地表就会形成溶沟、溶槽，地下就会形成空洞。溶槽，地下就会形成空洞。 生活中常见的生鸡蛋常温下生活中常见的生鸡蛋常温下大约在大约在一个月一个月之后变质，之后变质，夏季保存一般在七至十天。夏季保存一般在七至十天。 故宫保和殿后云龙陛石故宫保和殿后云龙陛石在在20世纪所受的腐蚀比世纪所受的腐蚀比过去几千年还要严重过去几千年还要严重 通常用通常用单位时间单位时间内反应物内反应物浓度浓度的减少或生成物的减少或生成物浓度浓度的的增加来表示。增加来表示。tc tvn 单位：单位：mol/(Ls) 或或 mol/(Lmin)等等注意：注意： 化学反应速率只取正值。化学反应速率只取正值。 该化学反应速率指一段时间的平均速率，而不是该化学反应速率指一段时间的平均速率，而不是 瞬时速率。瞬时速率。讨论讨论1：在某一化学反应里，反应物在某一化学反应里，反应物A的浓度在的浓度在8 s内从内从5.0 mol/L变成变成1.0 mol/L。在这。在这8 s内以内以A浓度的变化来表浓度的变化来表示，则该化学反应的速率为多少？示，则该化学反应的速率为多少？ v(A)=0.5 mol/(Ls)讨论讨论2：反应反应N23H2 2NH3在在2 L的密闭容器中发生反的密闭容器中发生反应，应，5 min内内NH3的物质的量增加了的物质的量增加了1 mol，求，求v(NH3)v(N2)、v(H2)？ 速率速率 计算结果计算结果mol/(Lmin)速率之比速率之比 v(N2) 0.05v(H2) 0. 15v(NH3) 0. 1132132化学计量系数之比化学计量系数之比= 注意：注意：1、同一化学反应，用不同物质表示反应速率，、同一化学反应，用不同物质表示反应速率，数值可不同，数值可不同，但意义相同，但意义相同，故化学反应速率必须指明具体的物质。故化学反应速率必须指明具体的物质。2、同一化学反应，用、同一化学反应，用不同物质表示的速率值之比不同物质表示的速率值之比等于等于化学方化学方程式中各种物质化学计量数之比程式中各种物质化学计量数之比（也等于浓度变化量之比）（也等于浓度变化量之比）3、固体物质和纯液体固体物质和纯液体的浓度为常数，反应中浓度的变化为的浓度为常数，反应中浓度的变化为0，故不能用固体物质或纯液体浓度变化表示反应速率故不能用固体物质或纯液体浓度变化表示反应速率,一般用气一般用气体或溶液的浓度变化来表示反应速率体或溶液的浓度变化来表示反应速率。讨论讨论3：反应反应A+3B=2C+2D在四种不同的情况下在四种不同的情况下的反应速率分别为：的反应速率分别为： v（A）=0.15 mol/(LS) v（B）= 0.6 mol/(LS) v（C）= 0.4 mol/(LS) v（D）= 0.45 mol/(LS) 该反应在四种情况下的快慢顺序为该反应在四种情况下的快慢顺序为 _.=方法方法 ： 根据反应速率之比等于物质的计量数之比来判断。根据反应速率之比等于物质的计量数之比来判断。将不同物质表示的反应速率换算成同一物质表示的反将不同物质表示的反应速率换算成同一物质表示的反应速率来判断。应速率来判断。6543210n (mol)t (min)t1XZWY 反应物是反应物是_，生成物是，生成物是_。 反应方程式为：反应方程式为：_。 在在t1min内，内，v v (X)=_。 讨论讨论4：右图为一反右图为一反应中各物质的物质的应中各物质的物质的量随时间的变化情况。量随时间的变化情况。反应容器体积为反应容器体积为V L。据图回答：据图回答：X、YZ、W4X + 2Y = Z + W1、已知某条件下，合成氨反应的数据如下：、已知某条件下，合成氨反应的数据如下： N2(g) + 3H2(g) = 2NH3(g)起始浓度起始浓度/molL-1 1.0 3.0 0.22 s末浓度末浓度/molL-1 0.6 1.8 1.04 s末浓度末浓度/molL-1 0.4 1.2 1.4 当用氨气浓度的增加来表示该反应的速率时，下列当用氨气浓度的增加来表示该反应的速率时，下列说法中错误的是说法中错误的是 （ ）A、2 s末氨气的反应速率末氨气的反应速率=0.4mol/(Ls)B、前、前2 s时间内氨气的平均反应速率时间内氨气的平均反应速率=0.4mol/(Ls)C、前、前4 s时间内氨气的平均反应速率时间内氨气的平均反应速率=0.3mol/(Ls)D、2 s4 s时间内氨气的平均反应速率时间内氨气的平均反应速率=0.2mol/(Ls)A2、（、（10海南）对于化学反应海南）对于化学反应:3W(g)+2X(g)=4Y(g)+3Z(g)，下列反应速率关系中，下列反应速率关系中，正确的是正确的是( )A.v(W)=3v(Z) B.2v(X)=3v(Z)C.2v(X)=v(Y) D.3v(W)=2v(X)3、在一定条件下，、在一定条件下，mA + nB = pC的反应中，各物质的反应中，各物质的化学反应速率的化学反应速率 v(A)=1 mol/(Ls) v(B)=0.5 mol/(Ls) v(C)=1 mol/(Ls)则该反应的化学方程式为：则该反应的化学方程式为：C2A+B=2C4、在、在2L的密闭容器中，发生下列反应：的密闭容器中，发生下列反应： 3A(g)+ B(g)=2C(g)+D(g)。若最初加入的。若最初加入的A 和和B 都是都是4mol，在前，在前10sA 的平均反应速率为的平均反应速率为0.12mol/(Ls)，则，则10s时，容器中时，容器中B的物质的量为的物质的量为 。 5、一定温度下，向一容积为、一定温度下，向一容积为2L的真空容器中加入的真空容器中加入1mol氮气，氮气，3mol氢气，氢气，3min后测得容器内的压强是起始时后测得容器内的压强是起始时压强的压强的0.9倍，在此时间内用氢气的变化来表示反应速倍，在此时间内用氢气的变化来表示反应速率为率为 。3.2mol0.1 mol/(Lmin)（1）内因）内因(决定性因素决定性因素)：物质本身的性质：物质本身的性质（2）外因）外因外界条件的改变外界条件的改变探究实验探究实验1：23 mLH2O2溶液溶液34滴滴FeCl3溶液溶液热水热水常温常温23 mLH2O2溶液溶液34滴滴FeCl3溶液溶液23 mLH2O2溶液溶液34滴滴FeCl3溶液溶液冷水冷水探究实验探究实验1 1：现象现象结论结论热水中热水中常温常温冷水中冷水中产生气泡速率增大，产生气泡速率增大，带火星的火柴复燃带火星的火柴复燃升高温度，升高温度，反应速率增大反应速率增大有气泡冒出有气泡冒出产生气泡速率减小产生气泡速率减小降低温度，反应速率减小降低温度，反应速率减小2H2O2 =2H2O +O2当其他条件不变时，当其他条件不变时，升高温度，化学反应速率增大。降低温度，化学反应速率减小。升高温度，化学反应速率增大。降低温度，化学反应速率减小。注意：注意：温度对反应速率的影响不受反应物状态的限制。温度对反应速率的影响不受反应物状态的限制。一般：一般：温度每升高温度每升高10度，化学反应速率通常增大为度，化学反应速率通常增大为 原来的原来的24倍。倍。10121242TT)( 探究实验探究实验2：23 mLH2O2溶液溶液少量少量MnO223 mLH2O2溶液溶液34滴滴FeCl3溶液溶液23 mLH2O2溶液溶液探究实验探究实验2 2：现象现象结论结论加入加入MnO2加入加入FeCl3不加其他试剂不加其他试剂 有气泡冒出，反应较慢有气泡冒出，反应较慢MnOMnO2 2能加快化学反应速率能加快化学反应速率FeClFeCl3 3能加快化学反应速率能加快化学反应速率无催化剂化学反应较慢无催化剂化学反应较慢气泡冒出，速率增大气泡冒出，速率增大气泡冒出，速率增大气泡冒出，速率增大催化剂能大大地改变化学反应的速率；催化剂能大大地改变化学反应的速率；不同的催化剂对同一反应的催化效果不同的催化剂对同一反应的催化效果不同。不同。探究实验探究实验3： 当其他条件不变时，当其他条件不变时，增大反应物的浓度，化学反应速率增大。增大反应物的浓度，化学反应速率增大。减小反应物的浓度，化学反应速率减小。减小反应物的浓度，化学反应速率减小。 0.05molHCl溶液溶液 0.15molHCl溶液溶液Na2S2O3溶液溶液讨论：讨论：把下列四种把下列四种X溶液分别加入四个盛有溶液分别加入四个盛有10 mL 2 mol/L盐酸盐酸的烧杯中，均加水稀释到的烧杯中，均加水稀释到50 mL，此时，此时X与盐酸缓和地进行反应。与盐酸缓和地进行反应。其中反应速率最大的是（其中反应速率最大的是（ ）A、20 mL 3 mol/L的的X溶液溶液 B、 20 mL 2 mol/L的的X溶液溶液 C、10 mL 4 mol/L的的X溶液溶液 D、 10 mL 2 mol/L的的X溶液溶液A 对有气体参加或生成的反应对有气体参加或生成的反应增大压强相当于增大气体的浓度，反应速率加快；增大压强相当于增大气体的浓度，反应速率加快；减小压强相当于减小气体的浓度，反应速率减慢。减小压强相当于减小气体的浓度，反应速率减慢。若其它条件不变时，若其它条件不变时，思考与交流思考与交流你还能列举出其他影响化学反应速率的条件吗？你还能列举出其他影响化学反应速率的条件吗？（请参考（请参考P49思考与交流思考与交流）（1）内因）内因（2）外因外因( (条件条件) )： 影响因素影响因素如何影响如何影响温度温度升高温度，速率增大升高温度，速率增大催化剂催化剂加入催化剂，速率增大加入催化剂，速率增大浓度浓度增大浓度，速率增大增大浓度，速率增大固体表面积固体表面积增大增大固体表面积固体表面积， 速率增大速率增大反应物状态反应物状态溶液状态溶液状态 ， 速率增大速率增大其他因素：原电池其他因素：原电池压强（气体）压强（气体）增大压强，速率增大增大压强，速率增大讨论讨论1：在在25时，向时，向100mL含含HCl 14.6g的盐酸中，放入的盐酸中，放入5.6g铁粉，反应进行到铁粉，反应进行到2s时收集到氢气时收集到氢气1.12L(标况标况)，之后，之后反应又进行了反应又进行了4s，铁粉全溶解。若不考虑体积变化，则：，铁粉全溶解。若不考虑体积变化，则： （1）前）前2s内用内用FeCl2表示的平均反应速率表示的平均反应速率为为 ； （2）后）后4s内用内用HCl表示的平均反应速率表示的平均反应速率为为 ； （3）前）前2s与后与后4s比较，反应速率比较，反应速率 较快，较快，其原因可能其原因可能 。0.25mol/(Ls)0.25mol/(Ls)前前2s前前2s时段盐酸浓度比后时段盐酸浓度比后4s时段大时段大讨论讨论2：把除去氧化膜的镁条投到稀盐酸的试管中发现氢把除去氧化膜的镁条投到稀盐酸的试管中发现氢气产生的速率变化情况如下图所示。其气产生的速率变化情况如下图所示。其中中 t1t2 速率增大速率增大的主要原因是的主要原因是 ， t2t3 速率减小的主要原因是速率减小的主要原因是反应放热，温度升高使反应速率增大反应放热，温度升高使反应速率增大 氢离子浓度减小，速率减小氢离子浓度减小，速率减小vtt1t3t2讨论讨论3：10 时，某化学反应时，某化学反应AC的反应速率的反应速率A=0.1 molL-1S-1，若温度每升高若温度每升高10 ，反应速率增加到原来的，反应速率增加到原来的2倍，若要使倍，若要使A=1.6 molL-1S-1，则反应温度应控制在（，则反应温度应控制在（ ）A、30 B、40 C、50 D、60C讨论讨论4：向充有向充有N2 、H2的反应器中加入氦气的反应器中加入氦气（1）若为恒温、恒容，通入氦气后速率如何变化？）若为恒温、恒容，通入氦气后速率如何变化？（2）若为恒温、恒压，通入氦气后速率如何变化？）若为恒温、恒压，通入氦气后速率如何变化？不变不变减小减小 高炉炼铁的主要反应为：高炉炼铁的主要反应为： 2C(焦炭焦炭)+O2(空气空气)CO Fe2O3+3CO = 2Fe +3CO2 从炼铁炉口排出的尾气中含有一定量的从炼铁炉口排出的尾气中含有一定量的CO。100多年前，人们曾认为这是由于多年前，人们曾认为这是由于 CO与铁与铁矿石接触时间不够的缘故。为使反应进行矿石接触时间不够的缘故。为使反应进行的完全，当时曾耗巨资改建高炉，以延长的完全，当时曾耗巨资改建高炉，以延长 CO和和Fe2O3的接触时间，结果尾气中的接触时间，结果尾气中CO的含量并未减少。你知道这是为什么吗？的含量并未减少。你知道这是为什么吗？你知道吗？你知道吗？( (一一) )可逆反应可逆反应1、定义：在同一条件下，正反应方向和逆反应方向均能进行、定义：在同一条件下，正反应方向和逆反应方向均能进行的反应反应称为的反应反应称为“可逆反应可逆反应”。B、只要反应在进行，反应体系中，各组分浓度一定不为零。、只要反应在进行，反应体系中，各组分浓度一定不为零。A、无论正反应或逆反应都不能进行彻底，故反应方程式中用、无论正反应或逆反应都不能进行彻底，故反应方程式中用 表示。表示。2、可逆反应的反应速率、可逆反应的反应速率v正正 ：正反应速率。正反应速率。v逆逆 ：逆反应速率。逆反应速率。 v N2耗耗 v H2耗耗 v NH3生生= 132 v N2生生 v H2生生 v NH3耗耗= 132可逆反应中，反应物与生成物共存。可逆反应中，反应物与生成物共存。N2+3H2 2NH3催化剂催化剂高温高压高温高压时间时间(s)010203040506070CO210.70.50.350.20.10.10.1C10.70.50.350.20.10.10.1CO00.611.31.61.81.81.8物质的量物质的量(mol)物物质质某温度和压强下，体积为某温度和压强下，体积为1 L的密闭容器中进行的反应的密闭容器中进行的反应CO2(g)+C(s) 2CO(g)情况如下：情况如下： 高温高温（1）根据表中数据，你能得出的该反应进行过程中根据表中数据，你能得出的该反应进行过程中浓度浓度、速速率随时间变化率随时间变化有什么特点？有什么特点？思考与交流思考与交流（2）请绘制密闭容器内）请绘制密闭容器内浓度随时间浓度随时间变化图像和变化图像和某一物质正逆某一物质正逆反应速率反应速率随时间变化图像。随时间变化图像。（1）(0-50s) v(正正)v(逆逆) (50s以后以后) v(正正)=v(逆逆)反应开始时：反应开始时：v(正正) 最大，最大，v(逆逆)为零为零反应进行中：反应进行中：0一段时间后：一段时间后：正反应正反应逆反应逆反应v(CO2) 时间时间(s)(s)O50（2）浓度浓度 时间图时间图反应速率反应速率 时间图时间图（二）化学平衡状态（二）化学平衡状态此时反应并未停止，只是表观上各成分保持稳定。此时反应并未停止，只是表观上各成分保持稳定。 一定条件下可逆反应里，当正反应速率和逆反应一定条件下可逆反应里，当正反应速率和逆反应速率相等，反应混合物中各组分浓度保持不变的状态速率相等，反应混合物中各组分浓度保持不变的状态称称化学平衡状态。化学平衡状态。（1）化学反应的限度：）化学反应的限度： 化学平衡状态是可逆反应达到的一种特殊状态，是在化学平衡状态是可逆反应达到的一种特殊状态，是在给定给定条件下条件下化学反应所能达到或完成的化学反应所能达到或完成的最大程度最大程度，即是该反应进行，即是该反应进行的限度。的限度。注意：注意：（2 2）可逆反应中可逆反应中 v正正 = = v逆逆 是针对同一物质而言的。是针对同一物质而言的。 v N2耗耗 v H2耗耗 v NH3生生= 132 v N2生生 v H2生生 v NH3耗耗= 132=N2+3H2 2NH3催化剂催化剂高温高压高温高压例如：对反应：例如：对反应：（三）化学平衡特征（三）化学平衡特征“逆逆” - 研究的对象为可逆反应。研究的对象为可逆反应。“等等” - 平衡时，正反应和逆反应的速率相等。平衡时，正反应和逆反应的速率相等。 （对同（对同 一物质而言，消耗速率和生成一物质而言，消耗速率和生成 速率相等）速率相等）“动动”- 化学平衡是动态平衡，化学反应仍在进行，并未停止。化学平衡是动态平衡，化学反应仍在进行，并未停止。“定定” - 平衡时，反应混合物中各组成成分的百分含量保平衡时，反应混合物中各组成成分的百分含量保 持一定（即不再发生改变）。持一定（即不再发生改变）。“变变”- 化学平衡是一定条件下的平衡，当反应条件改变时，化学平衡是一定条件下的平衡，当反应条件改变时， 反应速率和各组分百分含量会反应速率和各组分百分含量会 发生改变而使平衡被发生改变而使平衡被 破坏。破坏。 1、在一定温度下，可逆反应在一定温度下，可逆反应A（g）+3B（g） 2C（g）达到平衡的标志是（达到平衡的标志是（ ）A、C的生成速率与的生成速率与C分解的速率相等分解的速率相等B、单位时间生成、单位时间生成n mol A，同时生成，同时生成3n mol BC、A、B、C的浓度不再变化的浓度不再变化D、A、B、C的分子数比为的分子数比为1 3 2AC 2、在一定温度下，反应在一定温度下，反应A2（g）+B2（g） 2AB（g）达到平衡的标志是（达到平衡的标志是（ ）A单位时间生成单位时间生成n mol的的A2同时生成同时生成n mol的的ABB容器内的总压不随时间变化容器内的总压不随时间变化C单位时间生成单位时间生成2n mol的的AB同时生成同时生成n mol的的B2D单位时间生成单位时间生成n mol的的A2同时生成同时生成n mol的的B2C3、下列各图中、下列各图中M时刻不处于化学平衡状态的是（时刻不处于化学平衡状态的是（ ）0vtv逆逆v正正M0vtMv正正v逆逆0vtv正正v逆逆M0ntMABCDB讨论：讨论：化学平衡状态的判断标准化学平衡状态的判断标准1、本质：、本质： v正正 = v逆逆2、现象：浓度保持不变、现象：浓度保持不变1 1、 v A耗耗 = v A生生 v B耗耗 = v B生生 v C生生 = v C耗耗 v D生生 = v D耗耗 2 2、 v A耗耗 v B生生 = mn 1、A、B、C、D的的浓度不再改变。浓度不再改变。2、A、B、C、D的分子数（或物质的量）的分子数（或物质的量）不再改变。不再改变。3、A、B、C、D的百分含量的百分含量不再改变。不再改变。4、A、B、C、D的转化率或生成率的转化率或生成率不再改变。不再改变。5、体系温度不再改变。、体系温度不再改变。6、若某物质有色，体系的颜色不再改变。、若某物质有色，体系的颜色不再改变。本质本质特征表现特征表现 m A(g) + n B(g) p C(g) + q D(g)对对 m+n p+q 的反应（即反应前后气体分子数改变），的反应（即反应前后气体分子数改变），还可从以下几个方面判断：还可从以下几个方面判断：1、体系的分子总数（或气体总物质的量）不再改变。、体系的分子总数（或气体总物质的量）不再改变。2、体系的平均分子量不再改变。、体系的平均分子量不再改变。3、若为恒容体系，体系的压强不再改变。、若为恒容体系，体系的压强不再改变。4、若为恒压体系，体系的密度不再改变。、若为恒压体系，体系的密度不再改变。注意：注意：以上几条对以上几条对m+n = p+q的反应不成立。的反应不成立。 m A(g) + n B(g) p C(g) + q D(g)由由现象现象判断平衡状态可归纳为如下：判断平衡状态可归纳为如下： 若可逆反应未达到平衡时，若可逆反应未达到平衡时，量量随反应进行而随反应进行而变变，则，则可用可用此量不此量不变判断达到平衡状态，反之，变判断达到平衡状态，反之，量量随反应进行不变，则随反应进行不变，则不能不能用此用此量不变来判断反应达到平衡状态。量不变来判断反应达到平衡状态。231CBA.DBmola3Amola.CCBA.BCC.A：的的分分子子数数之之比比为为、的的，同同时时生生成成的的单单位位时时间间生生成成的的浓浓度度不不再再发发生生变变化化、的的分分解解速速率率相相等等的的生生成成速速率率与与练习练习1、 在一定温度下，能说明反应在一定温度下，能说明反应A(g) +3B(g) 2C(g) 已达到平衡的是已达到平衡的是 （ ）A、B练习练习2、下列哪些说法可以说明反应、下列哪些说法可以说明反应已达到平衡的是（已达到平衡的是（ ）N2 + 3H2 2NH3A. 一个一个NN键断裂的同时，有三个键断裂的同时，有三个HH键形成键形成B. 一个一个NN键断裂的同时，有六个键断裂的同时，有六个NH键形成键形成C. 三个三个HH键形成的同时，有六个键形成的同时，有六个NH键形成键形成D. 六个六个NH键形成的同时，有三个键形成的同时，有三个HH键断裂键断裂A、C（四）有关化学平衡的计算（四）有关化学平衡的计算基本思路：列出起始量、转化量、平衡量，再根据题意求解。基本思路：列出起始量、转化量、平衡量，再根据题意求解。练习练习1：2 L密闭容器中密闭容器中2 mol N2和和3 mol H2在一定条在一定条件下合成氨气，平衡时容器内压强与反应前压强之比件下合成氨气，平衡时容器内压强与反应前压强之比为为4:5，试计算，试计算(1)N2的转化率；的转化率；(2)平衡时平衡时NH3的浓度的浓度250.5 mol/L练习练习2：1 mol A和和n mol B在一定条件下发生如下的反应在一定条件下发生如下的反应A(g)+nB(g) mC(g)，一段时间后测得一段时间后测得A的转化率为的转化率为50，同温同压下反应前气体密度是反应后气体密度的同温同压下反应前气体密度是反应后气体密度的0.75倍，则倍，则n和和m可能是（可能是（ ） A、n=3 m=3 B、n=2 m=3 C、n=1 m=1 D、n=3 m=2 CD 五、反应条件的控制五、反应条件的控制1、促进有利的化学反应、抑制有害的化学反应促进有利的化学反应、抑制有害的化学反应2、控制化学反应条件的基本措施控制化学反应条件的基本措施(1)通过改变反应物的温度、浓度、固体表面积以通过改变反应物的温度、浓度、固体表面积以及催化剂的使用等，改变化学反应速率。及催化剂的使用等，改变化学反应速率。(2)通过改变可逆反应体系的通过改变可逆反应体系的温度温度、溶液、溶液浓度、气浓度、气体压强体压强(浓度浓度)等，改变可逆反应进行的限度。等，改变可逆反应进行的限度。阅读教材阅读教材P522SO2 + 18O2 2SO3看看我我的的化化学学新新魔魔术！术！2SO2 + 18O2 2SO3S18O2S16O18O你能用一个化学专用名你能用一个化学专用名词破解这个动画魔术吗？词破解这个动画魔术吗？