化学反应的速率和限度（2）.ppt

第三节 化学反应的速率和限度,但溶洞景观的形成要经过成百上千 年的缓慢变化，反应速率太慢了！,这些化学变化有何差异？,爆炸,牛奶腐坏,铁棒生锈,溶洞形成,很快,较快,较慢,很慢,化学反应速率的表示：,化学反应速率用单位时间（如每秒，每分钟，每小时）内反应物浓度的减小量或生成物浓度的增加量来表示。,3 试根据以上计算式推出v 的单位是什么？,2 某一物质的化学反应速率的计算式为：,mol/（L min）或 mol/（L s）,1 浓度变化是物质的量浓度变化,常用mol/L(或mol L-1),常用min或 s,练习巩固,=0.3mol/(Ls),v(NH3)=,=,25时,一份双氧水样品经过2h,H2O2的浓度从 510-2 molL-1 下降到 310-2 molL-1.那么,该双氧水在这 2 小时中分解的平均速率约是_ mol(Lmin)-1,=1.6710-4 mol(Lmin)-1,解：,练习:,=0.002mol/(Ls),c(NO)=,=,=0.06 mol/L,v(NO)=,=,问题1：若用O2的浓度变化来表示此反应速率是:,问题2：v(NO)=0.002mol/(Ls)与v(O2)=0.0025mol/(Ls)是否都表示此反应的速率？数值上有何规律？,v(NO)=0.002mol/(Ls),v(O2)=0.0025mol/(Ls),例题：反应4NH3+5O2 4NO+6H2O 在5升的密闭容器中进行，30秒后，NO 的物质的量增加了0.3mol，此反应的平均反应速率用NO来表示为多少？,4、对于同一个反应来说，用不同的物质表示其化学反应速率数值可能不同，但其表示整个反应的快慢是相同的,5、化学反应速率之比等于化学方程式中的化学计量数之比即对于反应：aA+bB=cC+dD vA:vB:vC:vD=a:b:c:d,4、在一定条件下，mA+nB=pC的反应中，各物质的化学反应速率为v(A)=amol/(Ls),v(B)=0.5amol/(Ls),v(C)=amol/(Ls),则该反应的化学方程式为：_,2A+B=2C,A和 B反应生成C，假定反应由A、B开始，它们的起始浓度均为1mol/L。反应进行 2min后A的浓度0.8mol/L，B的浓度为0.6mol/L，C的浓度为0.6mol/L。则2min内 反应的平均速率 VA=_，VB=_，VC=_。该反应的化学反应程式为_。,0.1mol/L.min,0.2mol/L.min,0.3mol/L.min,A+2B=3C,练习,则该反应速率的快慢顺序为:,反应 A+3B=2C+2D 在四种不同条件下的反应速率为：,(1)(A)=0.3mol/(Ls),(2)(B)=0.6mol/(Ls),(3)(C)=0.4mol/(Ls),(4)(D)=0.45mol/(Ls),(1)(4)(2)=(3),注意:单位一致用同一种物质表示,有关化学反应速率的简单计算,例1、反应N23H2 2NH3在2L的密闭容器中发生反应，5min内NH3的质量增加了1.7g，求（NH3）、（N2）、（H2）。,解：5min内生成NH3的物质的量浓度为：,0.05mol/L,=0.01mol/(Lmin),化学反应速率表示时的注意事项：化学反应速率实际上指的是某物质在某一段时间内化学反应的平均速率，而不是某一时刻的速率对于有纯液体或固体参与的化学反应一般不用纯液体或固体来表示该反应的化学反应速率对于同一化学反应，在相同的时间内用不同的物质来表示其反应速率时，其数值可能不等，但这些不等的数值都是同一个反应的速率因此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,练习：1、向4L容器中充入0.7mol二氧化硫和0.4mol氧气，4s末测得剩余二氧化硫是0.3mol。求二氧化硫的平均反应速率。,0.025mol/(Ls),2、反应A(g)+3B(g)=2C(g)在2L密闭容器中反应，0.5min内C的物质的量增加了0.6mol，有关反应速率正确的是（）A、V(A)=0.005mol/(Ls)B、V(C)=0.002mol/(Ls)C、V(B)=V(A)/3 D、V(A)=0.001mol/(Ls),A,练习,在 N2+3H2 2 NH3反应中，自开始至秒，氢的浓度由1变为0.6 mol/L，则以氨气表示的化学反应速率是多少？,=0.2mol/(Ls),v(H2)=,=,v(NH3)=,0.13mol/(Ls),1.定义：用单位时间内反应物浓度的减小 或生成物浓度的增加来示。,2、表示方法：,mol/(Lmin)或mol/(Ls),3、单位：,化学反应速率,常用mol L-1,常用s 或 min,4、对于同一个反应来说，用不同的物质表示其化学反应速率数值可能不同，但这些不等的数值都是同一个反应的速率,5、化学反应速率之比等于化学方程式中的化学计量数之比即对于反应：aA+bB=cC+dD vA:vB:vC:vD=a:b:c:d,对于反应A2+3B2 2AB3以下表示的反应速率中，速率最大的是 A、v(A2)=0.4molL-1min-1 B、v(B2)=0.8molL-1min-1 C、v(AB3)=0.6molL-1min-1 D、v(A2)=0.01molL-1S-1,D,在铝与稀硫酸的反应中，已知10s末硫酸的浓度减少了0.6 mol/L，若不考虑反应过程中溶液体积的变化，则10s内生成硫酸铝的平均反应速率是（）,A、0.02 mol/(Lmin)B、1.8mol/(Lmin)C、1.2 mol/(Lmin)D、0.18 mol/(Lmin),2Al+3H2SO4=Al2（SO4）3+3H2,C,在m A+n Bp C的反应中，m、n、p为各物质的计量数。现测得C每分钟增加amol/L，B每分钟减少1.5a mol/L，A每分钟减少0.5amol/L，则m：n：p为,A、2：3：2B、2：3：3C、1：3：2D、3：1：2,m：n：p=a：1.5a：0.5a=1：3：2,C,例、反应N23H2 2NH3在5L的密闭容器中发生反应，5min内NH3的质量增加了3.4g，求（NH3）、（N2）、（H2）。,例.某温度时在2L容器中X、Y、Z三种物质的物质的量随时间的变化曲线如图所示。由图中数据分析：1、反应开始2min内的X、Y、Z的化学反应速率2、该反应的化学方程式为：_。,练习:在某温度下,浓度都是1mol/L的两种气体X2和Y2,在密闭容器中反应生成气体Z,反应后测X2的浓度为0.4mol/L,Y2的浓度为0.8mol/L,生成的Z的浓度为0.4mol/L,则该反应式方程式为,A.X2+3Y2 2Z,B.2X2+Y2 2Z,C.3X2+Y2 2Z,D.X2+3Y2 2Z,C,比较下列每组化学反应的速率，并分析引起速率不同的可能原因：,4.夏天米饭变质 冬天米饭变质,1.Mg+HCl Al+HCl,2.Mg+HCl Mg+HAc,3.硫在空气中燃烧 硫在氧气中燃烧,有哪些条件能够影响化学反应的速率呢？,外因：外界条件,影响化学反应速率的因素：,内因：反应物的性质,我们本节课重点探究的内容,有哪些条件能够影响化学反应的速率呢？,科学探究：实验25,科学探究：实验25,较慢产生气泡,冷水中,较快产生气泡,常温,在其它条件相同时，升高温度能 加快化学反应的速率；降低温度则减慢。,快速产生气泡,热水中,结论,现象,有哪些条件能够影响化学反应的速率呢？,规律：当其它条件不变时，升高温度，反应速率增大。降低温度，反应速率减小。实验测得，温度每升高10度，化学反应速率通常增大原来的24倍。,（1）温度对化学反应速率的影响,5%H2O2,FeCl3溶液,MnO2粉末,催化剂对化学反应速率的影响,科学探究：实验26,较慢产生少量气泡,不加其它试剂,较快产生大量气泡,加入FeCl3,在其它条件相同时,使用催化剂能加快化学反应的速率,很快产生大量气泡,加入MnO2,结论,现象,科学探究：实验26,规律：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。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。,（2）催化剂对化学反应速率的影响,小 结：,使用催化剂，化学反应速率加快,催化剂,升高温度，化学反应速率加快；反之减慢,温度,外 因,反应物的化学性质越活泼，化学反应速率越快；反之则越慢,性质,内 因,规律(在其它条件相同时),影响化学反应速率的因素,P49 思考与交流,光波，电磁波，超声波，溶剂等,其它,增大固体反应物的表面积，化学反应速率加快；反之减慢,固体反应物的表面积,增大气态反应物的压强，化学反应速率加快；反之减慢,气态反应物的压强,增大反应物的浓度，化学反应加快；反之减慢,反应物的浓度,外因,A,NO和CO都是汽车尾气中的有害物质，它们能缓慢地起反应，生成N2和CO2。对此反应下列叙述中正确的是A.使用催化剂能加快反应的速率B.使一种反应物过量能提高反应的速率C.改变压强对反应速率没有影响D.降低温度能加快反应速率,解析：2CO+2NO=N2+2CO2,练习:用铁片与稀硫酸反应制取氢气时,下列措施不能使氢气生成速率加大的是()A、加热B、不用稀硫酸，改用98%的浓硫酸C、滴加少量CuSO4溶液D、不用铁片，改用铁粉,B,问题解决：1、为什么大多数反应需在加热的条件下进行？2、用含硫矿石（如黄铁矿）燃烧制造二氧化硫 时，要把矿石粉碎成颗粒状，在沸腾炉内鼓 入强大空气流，把矿粒吹得剧烈沸腾。3、一小快白磷露置于空气中，一段时间后会突 然燃烧。,化学反应速率的表示：,化学反应速率之比等于化学方程式中的化学计量数之比,小结,影响化学反应速率的条件,温度,催化剂,浓度,固体表面积,压强,1.使H2SO4与过量Zn反应速率下降但不影响H2的量,应加入(),A.Na2CO3(s)B.(NH4)2SO4(S)C.K2SO4(aq)D.H2O(l)E.CH3COONa(S),C D E,2.能使CO2(g)+C(S)2CO(g)反应速率加快的是(),.增大压强.增大反应物C的浓度.增加CO的浓度.增加CO2的浓度.恒压通入N2.恒容通入N2,1.恒温恒体积条件下,通入与反应无关的气体,压强增大,体积不变,反应物浓度不变,化学反应速率不变.,2.恒温恒压条件下,通入与反应无关的气体,压强不变,体积增大,反应物浓度减小,化学反应速率减小.,小结,3.H2+Cl2=2HCl,在下列条件下,化学反应速率是否加快?,A 在恒温恒体积条件下,通入N2,C 在恒温恒压条件下,通入Cl2,B 在恒温恒压条件下,通入N2,D 在恒温恒体积条件下,通入H2,讨论:一个化学反应在实际进行时，反应物能否按方程式中相应的物质的计量关系完全转变为生成物？如果能，是在什么条件下？如果不能，原因是什么？,不能，因为反应都存在一定的可逆性。,可逆反应:在同一条件下正反应方向和逆反应方向均能同时进行的化学反应,分析合成氨反应中正、逆反应的反应速率、反应物和生成物的随时间的变化情况。,反应开始时：,反应物浓度最大，V(正)最大；生成物浓度为零，最小，V(逆)为零。,反应进行中：,反应物减少，导致V(正)逐渐减小；生成物由无到有逐渐增多，导致V(逆)从零逐渐增大。,反应到一定时间：,V(正)V(逆)；各反应物和生成物的浓度不再发生变化,t1,二、化学平衡与反应的限度,在给定的条件下,当一个可逆反应进行到一定程度时,正反应速率与逆反应速率相等，反应物与生成物浓度不再改变，达到一种表面静止的状态，称为“化学平衡状态”，简称化学平衡。此时,是在给定条件下化学反应所能达到或完成的最大程度，即该反应进行的限度。化学反应的限度决定了反应物在该条件下的最大转化率。,量:质量、物质的量、体积、浓度 等。,逆：可逆反应等:V(正)=V(逆)定:外界条件一定,混合体系中各组分的百分含量一定，浓度不变动：动态平衡变:条件改变，平衡被破坏,发生移动,建立新的平衡(反应所能达到的限度发生变化)。,1.反应所能达到的限度(化学平衡)有几个主要特征？逆 等 定 动 变,2、反应达到化学平衡的标志,1）正逆反应速率相等,2）反应物与生成物浓度不再改变 或各组分的含量不再发生变化,(同一物质的生成速率或消耗速率相等),注意:体现出正逆两个反向.,速率符合系数之比.,注意:浓度相等,不一定平衡.,浓度符合系数之比不一定平衡.,3、影响平衡状态（反应限度)的因素：,1.改变温度、浓度，化学平衡（反应限度）一定改变。,2.改变压强，化学平衡不一定改变。,3.加入催化剂只能改变反应速率，但不改变化学平衡（反应限度）。,将1moLN2和3moLH2充入一密闭容器,使其在一定条件下发生反应:N2+3H2 2NH3下列哪一种状态说明反应达到平衡,1、氨气的生成速率与分解速率相等的状态,2、氮气的消耗速率与氨气的消耗速率相等 的状态,4、氮气的消耗速率与氨气的消耗速率等 于1：2的状态,3、氮气的消耗速率与氨气的生成速率等 于1：2的状态,将1moLN2和3moLH2充入一密闭容器,使其在一定条件下发生反应:N2+3H2 2NH3下列哪一种状态说明反应达到平衡,1、1molNH3分解,同时0.5molN2消耗.,2、H2的浓度不再变化.,5、N2、H2、NH3总物质的量不在改变或各组分含量不再变化.,3、CN2=CH2=CNH3,4、CN2:CH2:CNH3=1:3:2,可逆反应O22SO2 2SO3的正、逆反应速率可用各反应物或生成物浓度的变化来表示。下列各关系中能说明反应已达到平衡状态的是 A 正SO22正O2 B 正O2逆SO3 C 正O22逆SO3 D 正SO2逆SO3,D,在密闭容器中充入PCl5，发生化学反应：PCl5（g）PCl3（g）+Cl2（g），反应一段时间后又向其中加入37Cl2，在重新达到化学平衡状态后，37Cl原子存在于 APCl5中BPCl3中 CCl2D三种物质中都有,D,练习1.可逆反应达到平衡的重要特征（）A.反应停止了B.正、逆反应速率都为零C.反应物和生成物的浓度相等D.正、逆反应的速率相等,D,2.对于可逆反应 MN Q 达到平衡状态时，下列说法正确的是（）,A.M、N、Q三种物质的浓度一定相等B.M、N全部变成了QC.M、N、Q的浓度都保持不变D.反应已经停止,C,3.在一定温度下,可逆反应A(g)+3B(g)2C(g)达到平衡的标志是（）A.A的生成速率与C分解的速率相等 B.单位时间内生成nmolA,同时生成3nmolBC.A、B、C的浓度不再变化 D.A、B、C的浓度比为1:3:2,C,三、化学反应的条件控制,在生产生活中，促进有利的化学反应发生，抑制有害的化学反应发生，这就要讨论反应条件的控制。,请仔细阅读教材，然后指出如何“提高燃料的燃烧效率”？,1.尽可能使燃料充分燃烧，提高能量的转化率,2.尽可能充分地利用燃料燃烧所释放出的热能，提高热效率。,