化学反应速率和化学平衡课件.ppt
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1、第二章 化学反应速率和化学平衡,第一节化学反应速率,1,t课件,举出几例你在生活中所遇到与化学反应快慢有关的事例。,2,t课件,一、化学反应速率,化学反应速率的含义:,化学反应速率是用来衡量化学反应进行快慢的尺度。它与两个因素有关:一个是反应的时间;另一个是反应物或生成物的浓度。反应物浓度随着反应的进行而不断减小,生成物浓度随着反应的不断进行而增大。,3,t课件,1.化学反应速率的表示方法: 用单位时间里反应物浓度的减少或生成物浓度的增加来表示2.数学表达式: v (B) =3.单位:molL-1s-1或molL-1min-1 或molL-1h-1,4,t课件,4.关于化学反应速率的简单计算:
2、,例在某一化学反应里,反应物A的浓度在10 s内从4.0molL-1变成1.0molL-1,在这10 s内A的化学反应速率是多少?,5,t课件,例向一个容积为1L的密闭容器中放入2molSO2和1molO2,在一定的条件下,2s末测得容器内有0.8molSO2,求2s内SO2、O2、SO3的平均反应速率和反应速率比,化学反应速率之比=化学计量数之比,6,t课件,1.反应 N2 + 3 H2 2 NH3 ,在 2L的密闭容器中发生,5min内NH3 的质量增加了1.7克,求v (NH3) 、v (H2)、 v (N2),7,t课件,例.在 mA + n B = pC 的反应中,经过10 s的反应
3、后,各物质的浓度变化为: A减少amolL-1, B减少a/2 molL-1 , C增加a molL-1,则该反应的化学方程式是_,8,t课件,小结:,1.求得的反应速率均为正数,没有负数2.求出的反应速率是一段时间内的平均速率而不是某一时刻的瞬时速率3.不同的物质表示的同一反应的反应速率,其数值不一定相等,其数值之比等于化学方程式的计量数之比(所以,表示一个反应的反应速率必须指明对应的物质),9,t课件,如何比较一个化学反应的反应速率的大小?,反应A+3B=2C+2D在四种不同情况下的反应速率分别为v (A) =0.15mol/(L.s)v (B)= 0.6mol/(L.s)v (C) =
4、0.4mol/(L.s)v (D)= 0.45mol/(L.s) 该反应进行的快慢顺序为_,=,比较一个反应的反应速率的快慢,必须找同一参照物,10,t课件,根据下图填空:,(1)反应物是_;生成物是_。(2)2min内A、B、C三者的反应速率是多少?该反应的化学方程式是_,11,t课件,练习:在25时,向100mL含HCl 14.6g的盐酸中,放入5.6g铁粉,反应进行到2s时收集到氢气1.12L(标况),之后反应又进行了4s,铁粉全溶解。若不考虑体积变化,则: (1)前2s内用FeCl2表示的平均反应速率为 ; (2)后4s内用HCl表示的平均反应速率为 ; (3)前2s与后4s比较,反应
5、速率 较快,其原因可能 。,0.25mol/Ls,0.25mol/Ls,前2s,前2s时段盐酸浓度比后4s时段大,12,t课件,第二章 化学反应速率和化学平衡,第二节 影响化学反应速率的因素,13,t课件,先回顾上节学过的化学反应速率的含义,(1)化学反应速率是用来衡量化学反应的快慢的尺度,它与时间和浓度变化有关.(2)在同一反应中用不同物质来表示时,其数值可以不同,但都表示同一个反应的速率.因此,表示化学反应的速率时,必须说明反应物中哪种物质做标准.不同物质的速率的比值一定等于化学方程式中相应的化学计量数之比.(3)一般来说,化学反应速率随反应的进行而逐渐减慢.因此,某一段时间内的反应速率,
6、是平均速率,而不是指瞬时速率.(4)化学反应速率一般不能用固体或纯液体表示。,14,t课件,化学反应速率,第二节学习目标: 掌握内因和外因如浓度、压强、温度、催化剂对化学反应速率的影响重点、难点:外界条件对化学反应速率 的影响,15,t课件,、影响化学反应速率的因素,化学反应速率与分子间的有效碰撞频率有关。想一想,我们以前学过的、用过的和日常生活中改变速率的方法有哪些?我们知道的改变反应速率的措施有加热、搅拌、增大反应物的浓度、使用催化剂、汽车加大油门、炉膛安装鼓风机、把煤块粉碎后使用、用冰箱保存食物、糕点盒装小包除氧剂等等。,16,t课件,影响速率的因素,一、内因: 物质本身的结构和性质是化
7、学反应速率大小的决定因素,反应类型不同有不同的化学反应速率,反应类型相同但反应物不同,化学反应速率也不同。,影响化学反应速率的因素,17,t课件,转入本课重点内容,二、外因(反应物的浓度、温度、体系的压强、催化剂、溶剂、光辐射、放射线辐射、超声波、电弧、强磁场、高速研磨、颗粒大小等等),18,t课件,化学反应的过程是反应物分子中的原子重新组合,生成生成物分子的过程;也是反应物分子中化学键的断裂、生成物分子形成的先决条件。,如化学键的形成的过程旧键的断裂、新键的形成都是通过反应物分子(或离子)的相互碰撞来实现的,如果反应物分子(或离子)的相互不接触、不碰撞,就不可能发生化学反应;因此,反应物分子
8、(或离子)的碰撞是发生的。例如在101k Pa和500OC时, 0.001mol/L的 HI气体,,19,t课件,每升气体中,分子碰撞达每秒3.5x1028 次之多。又如2,在常温下常 压下, H2和O2混合可以长时间共存而不发生明显反应,可见反应物分子(或离子)的每次碰撞不一定都能发生化学反应。 我们把能够发生化学反应的碰撞叫做有效碰撞,把能够发生有效碰撞的分子叫活化分子。,20,t课件,影响化学反应速率的因素: 一.内因 二.外因,(1)回顾浓度对化学反应速率大小的影响(实验一) 2KMnO4+5H2C2O4+3H2SO4=K2SO4+ 2MnSO4+10CO2+8H2O 实验表明,加入较
9、浓的草酸溶液的试管溶液褪色更快些。 结论其他条件相同时,增大反应物浓度反应速率加快,反之减慢。(适宜有液体和气体参加的反应),21,t课件,观察浓度、压强对反应速率影响的动画实验,(2 )压强对化学反应速率的影响: 对于气体反应,当其它条件不变时,增大压强相当于增大反应物的浓度,反应速率加快;减小压强相当于减少反应物的浓度,反应速率减慢。(只适宜有气体参加或生成的反应,如果只有固体或液体参加的反应,压强的变化对于反应速率可以忽略不计。),22,t课件,二影响化学反应速率的因素: 2.外因 (1)浓度对化学反应速率的影响 (2 )压强对化学反应速率的影响 (3 )温度对化学反应速率的影响(实验一
10、)实验表明,加热的一组首先出现浑浊。,23,t课件,实验一,Na2S2O4+H2SO4=Na2SO4+SO2+ S+H2O再观看动画;从实验中可以得出结论加热的一组首先出现浑浊。科学探究碘化钾加入稀硫酸,振荡加淀粉溶液,加热的试管先出现蓝色。,24,t课件,二影响化学反应速率的因素: 2.外因 (3 )温度对化学反应速率的影响: 当其它条件不变时,升高温度,化学反应速率加快;降低温度,化学反应速率减慢。实验测得:温度每升高100C,化学反应速率通常 增大到原来的2-4倍。,25,t课件,在浓度一定时,升高温度,反应物分子的能量增加,使原来一部分原来能量较低的分子变成活化分子,从而增加了反应物分
11、子中的活化分子数,使有效碰撞次数增多,因而使反应速率增大。当然,由于升高温度,会使 分子的运动加快,单位时间里反应物分子间的碰撞次数增加,反应也会相应加快,但这不是主要原因。,26,t课件,()催化剂对化学反应速率的影响 催化剂能够降低反应所需要的活化能,这样使更多的反应物分子成为活化分子,大大增加单位体积内反应物分子中活化分子所占百分数,从而提高了有效碰撞的频率,成千上万倍地增大化学反应速率。如以下反应,加入二氧化锰加速过氧化氢的分解速度。 MnO2(实验一)2H2O=2H2O+O2,27,t课件,理论解释影响因素,如加热、增大反应物浓度等我们前面已经从能量、分子碰撞等方面进行了解释,希望同
12、学们再作理解,掌握影响化学反应速率的外界条件的内容,了解其为什么产生这样影响的基本原因。,28,t课件,练习题,1、对于在一个密闭容器中进行的可逆反应: C(s)+ O2 = CO2 (s)下列说法中错误的是( )A将碳块粉碎成粉末可以加快化学反应速率B增大氧气的量可以加快化学反应速率C增大压强可以加快化学反应速率D增加碳的量可以加快化学反应速率,29,t课件,参考答案,对于在一个密闭容器中进行的可逆反应: C(s)+ O2 = CO2 (s)下列说法中错误的是( D )A将碳块粉碎成粉末可以加快化学反应速率B增大氧气的量可以加快化学反应速率C增大压强可以加快化学反应速率D增加碳的量可以加快化
13、学反应速率,30,t课件,练习题,NO和 CO都是汽车尾气中的物质,它们能很缓慢地反应生成CO2 和 N2 ,对此反应有关的叙述中不正确的是( ) A、降低温度能加快化学反应速率; B、使用适当催化剂可以加快化学反应速率; C、增大一氧化氮的量可以加快化学反应速率; D改变压强对化学反应速率没有影响。,31,t课件,参考答案,NO和 CO都是汽车尾气中的物质,它们能很缓慢地反应生成CO2 和 N2 ,对此反应有关的叙述中不正确的是(A、D ) A、降低温度能加快化学反应速率; B、使用适当催化剂可以加快化学反应速率; C、增大一氧化氮的量可以加快化学反应速率; D改变压强对化学反应速率没有影响
14、。,32,t课件,催化剂的应用,从以上三个实验(科学探究)中可以看到,催化剂不同,化学反应的速率有着显著的区别,因此催化剂具有选择性。目前,催化作用的研究一直是受到高度重视的高科技领域。,33,t课件,练习与思考,1、对于反应N2+O2 2NO,在密闭容器中进行,下列条件能加快反应速率的是 ( )A、缩小体积使压强增大;B、体积不变充入氮气使压强增大;C、体积不变充入惰性气体;D、使总压强不变,充入惰性气体。,34,t课件,练习答案,1、对于反应N2+O2 2NO,在密闭容器中进行,下列条件能加快反应速率的是 ( A、B )A、缩小体积使压强增大;B、体积不变充入氮气使压强增大;C、体积不变充
15、入惰性气体;D、使总压强不变,充入惰性气体。,35,t课件,练习与思考,2、一定量的盐酸跟过量的铁粉反应时,为了减缓反应速率且不影响生成氢气的总量,可向盐酸中加入适量的( ) A、氢氧化钠固体; B、水; C、氯化铵固体; D、醋酸钠固体。,36,t课件,参考答案,2、一定量的盐酸跟过量的铁粉反应时,为了减缓反应速率且不影响生成氢气的总量,可向盐酸中加入适量的( B.D ) A、氢氧化钠固体; B、水; C、氯化铵固体; D、醋酸钠固体。,37,t课件,第二章 化学反应速率和化学平衡,第二节 影响化学反应速率的因素第二课时,38,t课件,化学反应速率的表示方法是什么?,通常用单位时间内反应物浓
16、度的减小量或生成物浓度的增加量来表示。,练习:甲、乙两容器都在进行AB的反应,甲容器内每分钟减少4molA,乙容器内每分钟减少2molA,则甲容器内反应速率比乙容器内的反应速率快还是慢?,复习:,39,t课件,某些化学反应的速率太快或太慢了怎么办?,例:夏天时食物变质得太快了;,实验室使用氯酸钾制氧气 的反应速率太慢了。,怎么办?,40,t课件,化学反应为什么会有快有慢呢?,影响化学反应速率的因素有哪些呢?,1、钠与水的反应速率要比镁与水 的反应速率快得多。,2、H2与F2的反应速率要比H2 与I2 的反应速率快得多。,内因物质本身的性质(决定性因素),41,t课件,讨论影响化学反应速率的因素
17、,内因:,外因:,反应物本质属性,我们很难改变!,有哪些?是如何影响化学反应速率的?,也很重要!,42,t课件,实验25:,在1支试管中,装入2-3m约5%的H2O2溶液,滴入1-2滴1mol/LFeCl3溶液。待试管中有适量气泡出现时,将试管放入盛有冷水的烧杯中,记录下观察到的现象;再将试管放入盛有热水的烧杯中,再对此观察现象,并记录。将结果在小组内交流与讨论。,温度对化学反应速率的影响,43,t课件,实验25,产生气泡速率增大,升高温度,反应速率增大,有气泡冒出,产生气泡速率减小,降低温度,反应速率减小,温度对化学反应速率的影响,44,t课件,当其它条件不变时,升高温度,反应速率增大;降低
18、温度,反应速率减小。,温度对化学反应速率的影响,结论:,45,t课件,想一想,香蕉采摘的时候并不是完全熟的,常用乙烯作为它的催熟剂。,46,t课件,在2支大小相同的试管中各装入2-3mL5%的H2O2溶液,观察现象。再向其中分别少量MnO2粉末、1-2滴1mol/LFeCl3溶液。对比观察现象,将你看到的现象记录下来,并将结果在小组内交流与讨论。,实验26:,催化剂对化学反应速率的影响,47,t课件,实验26,气泡冒出速率增大,气泡冒出速率增大,有气泡冒出,较慢,MnO2能加快反应速率,FeCl3能加快反应速率,无催化剂反应较慢,催化剂对化学反应速率的影响,48,t课件,催化剂对化学反应速率的
19、影响,加入催化剂,能增大化学反应速率。,结论:,49,t课件,影响反应速率的因素:,(1)温度:升高温度,增大反应速率,(2)催化剂:加入催化剂能改变(增大 或减小)反应速率,自身不发生改变。,决定反应速率的因素:,反应物本身的性质,50,t课件,1.人们为什么使用电冰箱储存食物?,温度越高,食物腐败变质的速率越快,电冰箱能提供较低的温度。,2.实验室通常要将两种块状或颗粒状的固体药品研细,并混匀后再进行反应。原因是什么?,能增大反应物的接触面积,使反应物充分接触,使反应速率加快。,思考与交流,51,t课件,3.实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?,配
20、成溶液反应能增大反应速率。,增大反应物浓度能增大反应速率。,4.实验室常用约30左右的硫酸溶液(约3.7mol/L)与锌粒反应制取氢气,当反应进行一段时间后,气泡变得稀少了(锌粒还有剩余),如果添加一些适当浓度的硫酸溶液到反应容器中,气泡又会重新增多起来。原因是什么?,52,t课件,总结,做好笔记,影响反应速率的因素:,(1)温度:升高温度,增大反应速率,(2)固体的表面积:增大固体的接触面积, 能增大反应速率,(3)反应物的状态:液态或气态比固态 反应速率快,(4)溶液的浓度:增大溶液浓度,增大反应速率,(5)催化剂:加入催化剂能改变(增大或减小) 反应速率,自身质量和性质都不 发生改变。,
21、53,t课件,影响化学反应速率的因素,应用:一定条件下,在CaCO3(块状)+2HCl=CaCl2+H2O+CO2反应中,为了加快反应的速率,下列那些方法可行:A、增大HCl的浓度 B、加水 C、增加同浓度盐酸的量 D、加块状CaCO3,作业:课本47页 第3 题,A,54,t课件,第三节化学平衡,第二章 化学反应速率与化学平衡,第一课时,55,t课件,导入,1、什么是可逆反应?,在同一条件下,既能向正反应方向进行,同时又能向逆反应方向进行的反应,叫做可逆反应.,注意:可逆反应总是不能进行到底,得到的总是反应物与生成物的混合物,56,t课件,2、什么是饱和溶液?,在一定温度下,在一定量的溶剂里
22、,不能再溶解某种溶质的溶液,叫做这种溶质的饱和溶液。,饱和溶液中溶质的溶解过程完全停止了吗?,没有!以蔗糖溶解于水为例,蔗糖分子离开蔗糖表面扩散到水中的速率与溶解在水中的蔗糖分子在蔗糖表面聚集成为晶体的速率相等。,57,t课件,即:溶解速率 = 结晶速率 达到了溶解的平衡状态,一种动态平衡,那么,可逆反应的情况又怎样呢?,58,t课件,开始时c(CO) 、c(H2O)最大,c(CO2) 、c(H2)=0,随着反应的进行,正反应速率逐渐减小,逆反应速率逐渐增大,c(CO2) 、c(H2)逐渐增大,进行到一定程度,总有那么一刻,正反应速率和逆反应速率的大小不再变化,c(CO) 、c(H2O)逐渐减
23、小,59,t课件,且正反应速率=逆反应速率,正反应速率,逆反应速率,相等,这时,CO、H2O的消耗量等于CO2、H2反应生成的CO、H2O的量,,反应仍在进行,但是四种物质的浓度均保持不变,达到动态平衡,这就是我们今天要重点研究的重要概念化学平衡状态,60,t课件,1、定义:,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,反应混合物中各组分的浓度保持不变的状态。,强调三点,前提条件:可逆反应,实质:正反应速率=逆反应速率,标志:反应混合物中各组分的 浓度保持不变的状态,61,t课件,2、化学平衡状态的特征,(1)动:动态平衡(正逆反应仍在进行),(2)等:正反应速率
24、=逆反应速率,(3)定:反应混合物中各组分的浓度保持 不变,各组分的含量一定。,(4)变:条件改变,原平衡被破坏,在新 的条件下建立新的平衡。,62,t课件,63,t课件,64,t课件,注意(1)对于反应前后的气体物质的分子总数不相等的可逆反应(如2SO2+O2 2SO3)来说,可利用混合气体的总压、总体积、总物质的量是否随着时间的改变而改变来判断是否达到平衡。,65,t课件,(2)对于反应前后气体物质的分子数相等的可逆反应:(如H2+I2(g) 2HI),不能用此标志判断平衡是否到达,因为在此反应过程中,气体的总压、总体积、总物质的量都不随时间的改变而改变。,66,t课件,(3)对于不同类型
25、的可逆反应,某一物理量不变是否可作为平衡已到达的标志,取决于该物理量在平衡到达前(反应过程中)是否发生变化。若是则可;否则,不行。,67,t课件,3、等效平衡问题:,外界条件相同时,可逆反应不论从正反应开始,还是从逆反应开始,还是正反应和逆反应同时开始,途径虽然不同,只要起始浓度相当,所建立的平衡是等效平衡,可以达到相同的平衡状态。,68,t课件,浓度/molL-1,时间/s,0.00,1.00,2.00,1.58,0.21,浓度/molL-1,t2,HI,H2或I2,0.00,1.00,2.00,1.58,0.21,t1,时间/s,HI,H2或I2,从正反应开始,从逆反应开始,1molH21
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