化学反应的速率和限度上课用省名师优质课赛课获奖课件市赛课一等奖课件.ppt

第三节 化学反应的速率和限度第1页 在化学试验和日常生活中，我们经常观察到在化学试验和日常生活中，我们经常观察到这么现象：这么现象：有化学反应进行得快，有化学反应进行得慢。有化学反应进行得快，有化学反应进行得慢。第2页思索与交流思索与交流你了解以上反应进行快慢吗？你了解以上反应进行快慢吗？炸药爆炸炸药爆炸金属锈蚀金属锈蚀食物腐败食物腐败离子反应离子反应塑料老化塑料老化溶洞形成溶洞形成快快快快慢慢慢慢慢慢慢慢化学反应快慢是化学反应快慢是相正确相正确！第3页新概念新概念不一样化学反应进行快慢千差万别，快不一样化学反应进行快慢千差万别，快和慢是相对而言，我们以上判断方法和慢是相对而言，我们以上判断方法都是都是定性定性地描述反应快慢。而在科学研地描述反应快慢。而在科学研究和实际应用中，往往需要究和实际应用中，往往需要定量定量地描述一地描述一个反应快慢。个反应快慢。第4页思索思索怎样怎样定量定量地判断一个化学反应速率呢？地判断一个化学反应速率呢？学科连接学科连接在物理中我们是怎样定量地判断一个物体在物理中我们是怎样定量地判断一个物体移动速度快慢？移动速度快慢？用速度来描述：单位时间内物体移动距离用速度来描述：单位时间内物体移动距离大小大小v vsstt第5页（一）定义：（一）定义：化学反应速率通惯用单位时间内化学反应速率通惯用单位时间内反应物浓度反应物浓度降低许降低许或或生成物浓度增加量生成物浓度增加量（均取正值）（均取正值）来表示。来表示。v v（B B）cc（B B）tt反应速率单位：反应速率单位：mol/(Lmin)mol/(Lmin)或或mol/(L s)mol/(L s)请做好笔记请做好笔记注意注意：1 1、反应速率要指明详细物质并反应速率要指明详细物质并取正值取正值 2 2、表示气体或溶液反应速率、表示气体或溶液反应速率,不能用于不能用于表示表示固体固体和和纯液体纯液体 3 3、指、指平均速率平均速率第三节第三节 化学反应速率和程度化学反应速率和程度一、化学反应速率一、化学反应速率第6页在在2L2L容器中发生某化学反应，已知反应前气体容器中发生某化学反应，已知反应前气体A A物物质物质量为质物质量为8mol8mol，2min2min后后A A物质量变为物质量变为4mol4mol，问在，问在这这2min2min内内A A平均反应速率？平均反应速率？【随堂练习随堂练习1 1】答案：答案：1mol/(L 1mol/(L minmin）第7页【随堂练习随堂练习2 2】在在2L2L容器中发生反应：容器中发生反应：N N2 2+3H+3H2 2 =2NH =2NH3 30.5min0.5min后，生成后，生成1.7gNH1.7gNH3 3，求，求v v(NHNH3)3)，v v(N N2)2)，v v(H H2).2).1.7g17g/moln(NH3)=0.1molc(NH3)=0.1mol2L=0.05mol/Lv v(NH3)=)=0.05mol/L 0.5min 0.1mol/(L min)第8页同理可求：同理可求：v(Nv(N2 2)=0.05)=0.05mol/(L min)v(Hv(H2 2)0.150.15mol/(L min)结论：结论：同一化学反应同一化学反应，用不一样物质表示用不一样物质表示其化学反应速率，数值可能不相同，其化学反应速率，数值可能不相同，但意但意义相同义相同，均表示这段时间内该反应化学反，均表示这段时间内该反应化学反应速率。且应速率。且化学反应速率之比等于化学计化学反应速率之比等于化学计量数之比量数之比！v(N2):v(H2):v(NH3)=0.05mol/(L min):0.15mol/(L min):0.1mol/(L min)=1:3:2第9页【随堂练习随堂练习3 3】在反应在反应mAnBpC中，已知中，已知A反应反应速率为速率为0.5mol/(L s)，B反应速率为反应速率为1mol/(L s)，C反应速率为反应速率为1.5mol/(L s)则该反应化学方程式为：则该反应化学方程式为：A 2B =3C第10页练习：反应练习：反应 A+3B=2C+2D A+3B=2C+2D 在四种不一在四种不一样条件下反应速率为：样条件下反应速率为：(1)v(A)=0.3mol/Ls (2)v(B)=0.6mol/Ls (3)v(C)=0.4mol/Ls (4)v(D)=0.45mol/Ls则该反应速率快慢次序为则该反应速率快慢次序为。(1)(4)(2)=(3)比较反应快慢比较反应快慢,应取同一个反应同一参应取同一个反应同一参考物考物第11页 化学反应速率表示时注意事项：化学反应速率表示时注意事项：化学反应速率实际上指是某物质在某一段化学反应速率实际上指是某物质在某一段时间内化学反应时间内化学反应平均速率平均速率，而不是某一时刻，而不是某一时刻速率速率对于有对于有纯液体或固体纯液体或固体参加化学反应普通不参加化学反应普通不用纯液体或固体来表示该反应化学反应速率用纯液体或固体来表示该反应化学反应速率对于同一化学反应，在相同时间内用不一对于同一化学反应，在相同时间内用不一样物质来表示其反应速率时，其数值可能不样物质来表示其反应速率时，其数值可能不等，但这些不等数值都是同一个反应速率等，但这些不等数值都是同一个反应速率所以在表示化学化学反应速率时必须指明是所以在表示化学化学反应速率时必须指明是用哪种物质作为标准用哪种物质作为标准第12页【复习复习】1 1、在同一反应体系中用不一样物质来表示反应、在同一反应体系中用不一样物质来表示反应速率时，其数值是能够不一样，不过这些数值速率时，其数值是能够不一样，不过这些数值都表示都表示_反应速率。所以化学反应速率表反应速率。所以化学反应速率表示必须说明用哪种物质来做标准示必须说明用哪种物质来做标准。2 2、用同一反应体系中、用同一反应体系中不一样物质不一样物质表示表示同一速率同一速率时，其时，其数值比数值比一定一定_化学方程式中对应化学方程式中对应化学化学计量数之比计量数之比。3 3、化学反应速率均用、化学反应速率均用_值来表示值来表示.且表示是且表示是_速率而不是速率而不是_速率速率.同一个同一个等于等于正正平均平均瞬时瞬时第13页一辆汽车行驶速率决定原因是什么？影响原因一辆汽车行驶速率决定原因是什么？影响原因是什么？是什么？决定原因是：汽车性能（如功率等）决定原因是：汽车性能（如功率等）影响原因：影响原因：天气天气路况路况燃料质量燃料质量司机驾驶水平和经验司机驾驶水平和经验【思索思索】第14页 比较以下每组化学反应速率，并分析引发比较以下每组化学反应速率，并分析引发速率不一样可能原因：速率不一样可能原因：4.夏天米饭变质夏天米饭变质 冬天米饭变质冬天米饭变质1.Mg+HCl Al+HCl2.Mg+HCl Mg+HAc3.硫在空气中燃烧硫在空气中燃烧 硫在氧气中燃烧硫在氧气中燃烧【讨论讨论】影响化学反应速率外部原因有哪些？影响化学反应速率外部原因有哪些？第15页外因：外因：外界条件（次）外界条件（次）【影响化学反应速率原因影响化学反应速率原因】内因：内因：反应物本身性质（主）反应物本身性质（主）我们本节课重点探究内容我们本节课重点探究内容第16页（二）、影响化学反应速率条件（二）、影响化学反应速率条件：影影响响化化学学反反应应速速率率条条件件内因内因外因外因反应物本身性质反应物本身性质？第17页【思索思索】我们能够借助哪些试验现象比较反我们能够借助哪些试验现象比较反应快慢？应快慢？冒气泡快慢冒气泡快慢 颜色改变颜色改变 固体量降低固体量降低 浑浊程度浑浊程度 温度改变等温度改变等 第18页第19页第20页【讨论影响化学反应速率原因讨论影响化学反应速率原因】试验试验25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，带火星火柴带火星火柴 复燃复燃升高温度，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，降低温度，反应速率减小反应速率减小2H2O2=2H2O+O2第21页试验试验26现象现象结论结论加入加入MnOMnO2 2加入加入FeClFeCl3 3不加其它试剂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有气泡冒出，较慢有气泡冒出，较慢MnOMnO2 2能加紧反能加紧反应速率应速率FeClFeCl3 3能加紧反能加紧反应速率应速率无催化剂无催化剂反应较慢反应较慢【讨论影响化学反应速率原因讨论影响化学反应速率原因】第22页【影响反应速率外部原因影响反应速率外部原因】（1 1）温度：）温度：升高温度，增大反应速率升高温度，增大反应速率（2 2）催化剂：）催化剂：使用使用催化剂，通常催化剂，通常能使反应速率增能使反应速率增大，催化剂本身不发生改变。大，催化剂本身不发生改变。（3 3）浓度：）浓度：增大增大（气体或液体气体或液体）浓度浓度，增大反应增大反应 速率速率（4 4）压强：）压强：增大增大气体气体压强，增大反应速率压强，增大反应速率在其它条件不变时：在其它条件不变时：第23页1 1在在2A+B 3C+4D2A+B 3C+4D反应中，以下各表示反应中，以下各表示该反应速度最快是该反应速度最快是 （）A Av(A)=0.4mol/(Lmin)v(A)=0.4mol/(Lmin)B Bv(B)=0.4mol/(Lmin)v(B)=0.4mol/(Lmin)C Cv(C)=0.9mol/(Lmin)v(C)=0.9mol/(Lmin)D Dv(D)=1.2mol/(Lmin)v(D)=1.2mol/(Lmin)B【课堂反馈课堂反馈】第24页2 2反应反应4NH4NH3 3(g)+5O(g)+5O2 2(g)=4NO(g)+6H(g)=4NO(g)+6H2 2O(g)O(g)在在2L2L密密闭容器中进行，闭容器中进行，1min1min后，后，NHNH3 3降低了降低了0.12mol0.12mol，则，则平均每秒钟浓度改变正确是平均每秒钟浓度改变正确是()()A ANONO：0.001molL0.001molL-1-1B BH H2 2O O：0.002molL0.002molL-1-1C CNHNH3 3：0.002molL0.002molL-1-1D DO O2 2：0.00125molL0.00125molL-1-1AD【课堂反馈课堂反馈】第25页【P P49 49 思索与交流思索与交流】1.1.人们为何使用电冰箱储存食物？人们为何使用电冰箱储存食物？温度越高，食物腐败变质速率越快，电冰箱温度越高，食物腐败变质速率越快，电冰箱能提供较低温度。能提供较低温度。2.2.试验室通常要将两种块状或颗粒状固体药品试验室通常要将两种块状或颗粒状固体药品研细，并混匀后再进行反应。原因是什么？研细，并混匀后再进行反应。原因是什么？能增大反应物接触面积，使反应物充分接触，能增大反应物接触面积，使反应物充分接触，使反应速率加紧。使反应速率加紧。第26页3.3.试验室进行化学反应时，通常把一些固体试验室进行化学反应时，通常把一些固体物质溶于水配成溶液再进行反应。原因是什么？物质溶于水配成溶液再进行反应。原因是什么？配成溶液反应能增大接触面积，从而增大反应配成溶液反应能增大接触面积，从而增大反应速率。速率。4.4.增大反应物浓度能增大反应速率。增大反应物浓度能增大反应速率。第27页影响条件(其它条件不变)怎样影响温度温度升高温度，升高温度，v增大增大催化剂催化剂加入催化剂，加入催化剂，v 增大增大浓度浓度增大浓度增大浓度，v增大增大固体表面积固体表面积增大固体表面积，增大固体表面积，v增大增大反应物状态反应物状态溶液状态溶液状态，v增大增大其它原因：压强、原电池其它原因：压强、原电池、溶剂、光等溶剂、光等【影响化学反应速率条件影响化学反应速率条件】第28页【自学自学P P4949神奇催化剂神奇催化剂】催化剂能极大地改变反应速率，而本身催化剂能极大地改变反应速率，而本身组成、化学性质和质量在反应前后不发生组成、化学性质和质量在反应前后不发生改变，含有高度选择性（或专一性）改变，含有高度选择性（或专一性）第29页【随堂练习随堂练习】某反应在催化剂作用下进行某反应在催化剂作用下进行C +B =F+GA B =C+D此反应催化剂是此反应催化剂是 ，总反应方程式为总反应方程式为 。CA 2B =D+F+G第30页二、二、化学反应程度化学反应程度思索：一个化学反应在实际进行时，反应物能否思索：一个化学反应在实际进行时，反应物能否完全转变为生成物？完全转变为生成物？阅读：阅读：P50 科学史话科学史话从这一材料中，你得到什么启示？从这一材料中，你得到什么启示？化学反应是有程度，有些能进行地较彻底，化学反应是有程度，有些能进行地较彻底，有些反应是不彻底，甚至是可逆。有些反应是不彻底，甚至是可逆。第31页科学研究表明，不少化学反应都含有可逆性科学研究表明，不少化学反应都含有可逆性即正向反应和逆向反应能即正向反应和逆向反应能同时同时进行。进行。正反应：反应物正反应：反应物生成物生成物逆反应：生成物逆反应：生成物反应物反应物H2 +I2 2HI 正反应正反应逆反应逆反应可逆反应：在相同条件下能向正、可逆反应：在相同条件下能向正、逆逆两个方两个方向同时进行化学反应称为可逆反应。向同时进行化学反应称为可逆反应。可逆反应和普通反应有什么区分呢？可逆反应和普通反应有什么区分呢？第32页时间（时间（t）反反应应速速率率(正正)(逆逆)t1(正正)=(逆逆)在密闭容器中加入在密闭容器中加入1molH2和和1mol I2发生反应发生反应H2(g)+I2(g)2HI(g)正向反应正向反应逆向反应逆向反应v(正正)v(逆逆)t1以后反应处于平衡状态以后反应处于平衡状态!第33页定义：化学平衡状态定义：化学平衡状态在在一定条件下一定条件下可逆反应里，正反应和逆可逆反应里，正反应和逆反应反应速率相等速率相等，反应物和生成物，反应物和生成物浓度保浓度保持不变持不变状态。化学平衡状态简称化学平衡。状态。化学平衡状态简称化学平衡。注意：注意：(1)条件：一定条件下条件：一定条件下 (2)对象：可逆反应对象：可逆反应特征特征:(1)定：反应物和生成物浓度保持不变定：反应物和生成物浓度保持不变 (2)动：动态平衡动：动态平衡 (3)等：等：v(正正)v(逆逆)第34页随堂练习随堂练习1对于可逆反应对于可逆反应MN Q到达平衡时，到达平衡时，以下说法正确是（以下说法正确是（）A.M、N、Q三种物质浓度一定相等三种物质浓度一定相等B.M、N全部变成了全部变成了QC.反应物和混合物浓度保持不变反应物和混合物浓度保持不变D.反应已经停顿反应已经停顿C第35页随堂练习随堂练习2在一定条件下，某容器中充入在一定条件下，某容器中充入N2和和H2合成合成NH3,以下叙述错误是（以下叙述错误是（）A.开始反应时，正反应速率最大，逆反应速开始反应时，正反应速率最大，逆反应速 率为零率为零B.伴随反应进行，正反应速率逐步减小，伴随反应进行，正反应速率逐步减小，最终减小为零最终减小为零C.伴随反应进行逆反应速率逐步增大，后伴随反应进行逆反应速率逐步增大，后保持恒定保持恒定D.伴随反应进行，正反应速率逐步减小，伴随反应进行，正反应速率逐步减小，最终与逆反应速率相等且都保持恒定最终与逆反应速率相等且都保持恒定B第36页随堂练习随堂练习3以下哪种说法能够证实反应以下哪种说法能够证实反应N2 +3H2 2NH3到达平衡状态到达平衡状态A.1个个 键断裂同时，有键断裂同时，有3个个 键形成键形成B.1个个 键断裂同时，有键断裂同时，有3个个 键断裂键断裂C.1个个 键断裂同时，有键断裂同时，有6个个 键断裂键断裂D.1个个 键断裂同时，有键断裂同时，有6个个 键形成键形成N NN NH HN NN NH HN HN H()AC14CO2 +C 2 CO，到达化学平衡后，到达化学平衡后，平衡混合物中含平衡混合物中含14C粒子有粒子有 。随堂练习随堂练习414CO2、14C、14CO第37页如何判断一个化学反应是否达到平衡状态？平衡状态标志平衡状态标志：从平衡状态定义入手，平衡状态强调两方面：从平衡状态定义入手，平衡状态强调两方面：各组分百分含量保持不变；正反应速率等于各组分百分含量保持不变；正反应速率等于逆反应速率。逆反应速率。任何化学反应进程都有一定程度，只是任何化学反应进程都有一定程度，只是不一样反应程度不一样罢了。化学反应程度不一样反应程度不一样罢了。化学反应程度能够经过改变条件而改变，同学们能够在选能够经过改变条件而改变，同学们能够在选修模块修模块化学反应原理化学反应原理中学习。中学习。第38页三、化学反应条件控制三、化学反应条件控制 在生产和生活中，人们希望促进有利化在生产和生活中，人们希望促进有利化学反应抑制有害化学反应，这就包括到反学反应抑制有害化学反应，这就包括到反应条件控制应条件控制第39页(4)将废气经过装有冷却水管道，充分吸收将废气经过装有冷却水管道，充分吸收还能够使用助燃剂等还能够使用助燃剂等下面以下面以“提升煤燃烧效率提升煤燃烧效率”为例为例(1)将煤气化比固态煤燃烧速率更加快且使煤将煤气化比固态煤燃烧速率更加快且使煤 充分燃烧。充分燃烧。(2)空气不足，煤得不到充分燃烧；且污染环境。空气不足，煤得不到充分燃烧；且污染环境。空气过量，废气要带走能量，浪费能源。空气过量，废气要带走能量，浪费能源。(3)应选择保温性能好，提升炉膛温度材料应选择保温性能好，提升炉膛温度材料第40页归纳：提升煤燃烧效率办法归纳：提升煤燃烧效率办法（1）尽可能使燃料充分燃烧，提升能量）尽可能使燃料充分燃烧，提升能量转化率转化率.关键是燃料与空气或氧气要尽关键是燃料与空气或氧气要尽可能充分地接触，且空气要适当过量。可能充分地接触，且空气要适当过量。（2）尽可能充分地利用燃料燃烧所释放）尽可能充分地利用燃料燃烧所释放出热能，提升热能利用率。出热能，提升热能利用率。提升燃料燃烧效率实质上是从多方面提升燃料燃烧效率实质上是从多方面控制燃烧反应条件（包含环境）控制燃烧反应条件（包含环境）意义：节约能源、节约资源、降低污染意义：节约能源、节约资源、降低污染（煤在气化过程中能够脱硫、除去灰分）（煤在气化过程中能够脱硫、除去灰分）第41页我们在生产、科研和生活中都需要控制我们在生产、科研和生活中都需要控制化学反应条件。化学反应条件。有利反应，要想方法增大反应速率：有利反应，要想方法增大反应速率：（1）升高温度，使用催化剂，增大反应物浓度）升高温度，使用催化剂，增大反应物浓度有害反应，要设法降低反应速率：有害反应，要设法降低反应速率：（1）降低反应温度，使用负催化剂）降低反应温度，使用负催化剂（2）或隔离会引发反应物质）或隔离会引发反应物质知识应用知识应用第42页