化学反应的速率和限度gppt课件.ppt
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1、5050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造成这些灾难的元凶是什么呢?造成这些灾难的元凶是什么呢?为什么几百年腐蚀很慢,而近为什么几百年腐蚀很慢,而近几十年腐蚀却变快了呢?几十年腐蚀却变快了呢?这就涉及到化学反应速率问题这就涉及到化学反应速率问题(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
2、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
3、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
4、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
5、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
6、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
7、.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
8、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
9、)(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)练习练习2C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H
10、2 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
11、. 2X2 + Y2 =2Z C. 3X2 + Y2 =2Z D. X2 + 3Y2 =2Z 练习练习4C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 较慢产生气泡较慢产生气泡冷水中冷水中较快产生气泡较快产生气泡常温常温在其它条件相同在其它条件相同时,升高温度能时,升高温度能 加快化学反应的加快化学反应的速率;降低温度速率;降低温度则减慢。则减慢。快速产生气泡快速产生气泡热水中热水中结论论现象现象科学探究:实验科学探究:实验25影响化学反应速率的条件影响化学反应速率的条件 5% H2O2Fe
12、Cl3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 较慢产生少量气泡较慢产生少量气泡不加其不加其它试剂它试剂很快产生大量气泡很快产生大量气泡加入加入FeCl3在其它条件在其它条件相同时相同时,使用使用催化剂能加催化剂能加快化学反应快化学反应的速率的速率很快产生大量气泡很快产生大量气泡加入加入MnO2结论结论现象现象科学探究:实验科学探究:实验26 规律:规律:催化剂能改变化学反应的速率。催化剂能改变化学反应的速率。 有的催化剂能加快化学反应的速率,叫正催化剂;有的催化剂能减慢化有的催化剂能加快化学反应的速率,叫正催化剂
13、;有的催化剂能减慢化学反应速率,叫负催化剂。在实践中,如没有特殊说明,凡说催化剂都学反应速率,叫负催化剂。在实践中,如没有特殊说明,凡说催化剂都是指正催化剂。是指正催化剂。 催化剂中毒:催化剂的催化性能往往因接触少量的杂质而明显下降甚至催化剂中毒:催化剂的催化性能往往因接触少量的杂质而明显下降甚至遭破坏,这种现象叫催化剂中毒。遭破坏,这种现象叫催化剂中毒。 催化剂只有在一定的温度下才能最大限度的显示其催化作用,不同的催催化剂只有在一定的温度下才能最大限度的显示其催化作用,不同的催化剂对温度的要求不一样。化剂对温度的要求不一样。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
14、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 使用催化剂,化学反应速率加使用催化剂,化学反应速率加快快催化剂催化剂升高温度,化学反应速率加快;升高温度,化学反应速率加快;反之减慢反之减慢温度温度 外外 因因反应物的化学性质越活泼,化反应物的化学性质越活泼,化学反应速率越快;反之则越慢学反应速率越快;反之则越慢性质性质 内内 因因规律规律(在其它条件相同时在其它条件相同时)影响化学反应速率的因影响化学反应速率的因素素小结:影响化学反应速率的条件影响化学反应速率的条件 光波,电磁波,超声波,光波,电磁波,超声波,溶剂等溶剂等其它其它增大固体反应物的表面增大固体反应物的
15、表面积,化学反应速率加快;积,化学反应速率加快;反之减慢反之减慢固体反应物的固体反应物的表面积表面积增大气态反应物的压强,增大气态反应物的压强,化学反应速率加快;反之化学反应速率加快;反之减慢减慢气态反应物的气态反应物的压强压强增大反应物的浓度,化学增大反应物的浓度,化学反应加快;反之减慢反应加快;反之减慢反应物的浓度反应物的浓度外外因因 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
16、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 氯水是氯气的水溶液,氯气能与水反应。氯水是氯气的水溶液,氯气能与水反应。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
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