《化学反应的速率与限度》教学课件.ppt

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1、第三节 化学反应的速率和限度,一、化学反应的速率,在化学实验和日常生活中，我们经常观察到这样的现象：有的反应进行得快，有的进行得慢。,第一课时,思考与交流,你了解以上反应进行的快慢吗？,炸药爆炸,金属锈蚀,食物腐败,离子反应,塑料老化,溶洞形成,快,快,慢,慢,慢,慢,化学反应的快慢是相对的！,反应物本身的性质决定了这些化学反应速率的相对大小！,新概念,不同的化学反应进行的快慢千差万别，快和慢是相对而言的，我们以上的判断方法都是定性地描述反应的快慢。而在科学研究和实际应用中，往往需要定量地描述一个反应的快慢,什么是定性？什么是定量？,新概念,例如：我们学过物理都知道：（1）光的传播速度是很快的

2、；（2）光在空气中的传播速度是3108m/s,（1）就是定性描述（2）就是定量描述,思考,如何定量地判断一个化学反应的速率呢？,学科连接,在物理中我们是如何定量地判断一个物体移动速度快慢的？,用速度来描述：单位时间内物体移动的距离的大小,概念,化学反应速率通常用单位时间内反应物浓度的减少量或生成物浓度的增加量（均取正值）来表示。,反应速率单位：,mol/(Lmin)或mol/(L s),做好笔记,注意：1、反应速率要指明具体物质并取正值 2、也可以表示气体反应速率 3、指平均速率,随堂练习1：,1.在某一化学反应里，反应物A的浓度在10s内从4.0mol/L变成1.0mol/L。在这10s内A

3、的化学反应速率为多少？,=,0.3mol/(L s),这里的反应速率指平均速率,在2L的容器中发生某化学反应，已知反应前A物质的物质的量为8mol，2min后A的物质的量变为4mol，问在这2min内A的平均反应速率？,随堂练习2：,答案：1mol/(L min）,随堂练习3：,在2L容器中发生反应：N2+3H2=2NH30.5min后，生成1.7gNH3，求v(NH3)，v(N2)，v(H2),v(N2)=0.05mol/(L min),v(H2)0.15mol/(L min),结论：同一化学反应，用不同的物质表示其化学反应速率可能不相同，但其化学反应速率比等于化学计量数之比。,v(N2):

4、v(H2):v(NH3)=1:3:2,N2+3H2=2NH3,在反应4A(s)3B(g)2C(g)D(g)中，经2min，B的浓度减少0.6mol L-1，对此反应速率的表示正确的是（）,A.用A表示的反应速率为0.4mol L-1 min-1,B.分别用B、C、D表示的反应速率 其比值为3：2：1,C.B在2min末的反应速率是0.3mol L-1 min-1,D.B在2min内的平均反应速率是0.3mol L-1 min-1,BD,随堂练习4：,随堂练习5：,在反应mAnBpC中，已知A的反应速率为0.5mol/(L s)，B的反应速率为1.5mol/(L s)，C的反应速率为1mol/(

5、L s)则该反应的化学方程式为：,A 3B=2C,讨论影响化学反应速率的因素,实验25,产生气泡速率增大，带火星火柴 复燃,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,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,讨论影响化学反应速率的因素,补充实验,实验步骤：,在2支试管里分别加入黄豆粒大小的Na2CO3粉末，在其中一支试管里滴入2mL3mol/L的HCl，另外一支试管里滴入2mL0.5mol/L的HCl，对比观察现象，将你看到的现象记录下来。,迅速产生大量气泡,缓慢产生气

6、泡,浓度越大反应速率越快,影响化学反应速率的外界因素除了浓度、温度、催化剂外，还有没有其他的因素？,1、烧柴煮饭，先将木柴劈小。,2、工业合成氨，通常在2107 5107 Pa的压强下进行。,反应物的表面积,压强,2、影响化学反应速率的因素,浓 度：,温 度：,催化剂：,浓度大，反应速率快,温度高，反应速率快,催化剂一般加快反应速率,固体的表面积,压 强：,反应物的状态等,压强大，反应速率快,内因：反应物本身的性质（最主要因素）,外因,1在2A+B 3C+4D反应中，下列各表示该反应的速度最快的是 Av(A)=0.4mol/(Lmin)Bv(B)=0.4mol/(Lmin)Cv(C)=0.9m

7、ol/(Lmin)Dv(D)=1.2mol/(Lmin),B,课堂反馈,2反应4NH3(g)+5O2(g)=4NO(g)+6H2O(g)在2L的密闭容器中进行，1min后，NH3减少了0.12mol，则平均每秒钟浓度变化正确的是()ANO：0.001molL-1 BH2O：0.002molL-1 CNH3：0.002molL-1 DO2：0.00125molL-1,AD,课堂反馈,思考与交流,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，减缓食物的腐败。,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

8、应物的接触面积，使反应物充分接触，使反应速率加快,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？,配成溶液能增大接触面积，从而加快反应反应速率。,是因为反应一段时间后，硫酸浓度降低，加入新酸后浓度升高，气泡增多。,4.实验室常用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器中，气泡又会重新增多起来。原因是什么？,决定化学反应速率的主要因素：,注意：,反应物本身的性质,自学P49 神奇的催化剂,催化剂能极大地改变反应速率，而自身的组成、化学性质和质量在反

9、应前后不发生变化，有些催化剂还具有高度的选择性（或专一性）。,1.请预计大理石（CaCO3）分别与0.1mol/L和1mol/L的盐酸 反应的快慢。你能得出什么结论吗？,2.块状CaCO3、粉末状CaCO3分别与0.1 mol/L的盐酸反应谁 快谁慢？为什么？,3.实验室进行化学反应 时，常常把一些固体物质溶于水配成 溶液再进行反应。为什么？,4.实验室制取氢气时，是用粗锌好（有杂质）还是用纯锌好，为什么？,增大浓度反应速率加快，减小浓度反应速率减慢。,增大固体表面积可以加快反应速率（接触充分）,离子反应速率快，瞬间完成。,形成原电池可以加快反应速率。,没有旧键断裂，只有新键形成。,浓度的影响

10、,固体表面积,形成原电池,思考与交流,作业：,1.分析下列实例填表,2.为探究锌与盐酸反应过程中的速率变化，某学生在稀盐酸中加入足量的锌粉，用排水集气法收集放出的氢气，记录不同时间氢气的体积。由于反应太激烈，为了减缓反应速率而又不减少产生氢气的量，他在盐酸中分别加入等体积的下列溶液：A.蒸馏水、B.Na2SO4溶液、C.NaNO3溶液、D.CuSO4溶液、E.Na2CO3溶液，你认为可行的是（选填字母）,二、化学反应的限度,一个化学反应在实际进行时，反应物能否按化学方程式中相应物质的计量关系完全转变为生成物？,第二课时,科学研究表明，不少化学反应都具有可逆性即正向反应和逆向反应能同时进行。,正

11、向反应：反应物生成物,逆向反应：生成物反应物,Ag Cl=AgCl,（视作不可逆）,AgCl=Ag Cl,（极微量电离）,对于以上反应，请分析：（1）当反应刚开始时，反应物和生成物的浓 度哪个大？（2）当反应刚开始时，正反应与逆反应哪个 反应速率大？（3）随着反应的进行，反应物和生成物浓度 如何变化？（4）随着反应的进行，v(正)与v(逆)怎样变化？,在密闭容器中加入1molH2和1mol I2发生反应,H2(g)+I2(g)2HI(g),正向反应,逆向反应,（5）反应会进行到什么时候“停止”？,当正反应速率与逆反应速率相等时，,（6）此时，反应物和生成物浓度如何变化？,反应物和生成物浓度不再

12、改变,（7）给这个状态命名,平衡状态,（8）反应真的停止了吗？,NO！,处于动态平衡,0,(1)0t1：v(正)v(逆),(2)t1：v(正)=v(逆),平衡状态,定义：平衡状态,在一定条件下的可逆反应里，正反应和逆反应的速率相等，反应物和生成物浓度保持不变的状态。,特征:(1)条件：一定条件下(2)对象：可逆反应(3)动：动态平衡(4)等：v(正)v(逆)(5)定：反应物和生成物浓度保持不变,随堂练习1,对于可逆反应MN Q达到平衡时，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.反应物混合物各组份的浓度保持不变D.反应已经停止,C,随堂练习2,在一定条

13、件下，某容器中充入N2和H2合成NH3,以下叙述错误的是（）A.开始反应时，正反应速率最大，逆反应速率为零B.随着反应的进行，正反应速率逐渐减小，最后减小为零C.随着反应的进行逆反应速率逐渐增大，最后保持恒定D.随着反应的进行，正反应速率逐渐减小，最后与逆反应速率相等且都保持恒定,B,随堂练习3,下列哪种说法可以证明反应N2+3H2 2NH3达到平衡状态A.1个 键断裂的同时，有3个 键形成B.1个 键断裂的同时，有3个 键断裂C.1个 键断裂的同时，有6个 键断裂D.1个 键断裂的同时，有6个 键形成,(),AC,14CO2+C 2CO，达到化学平衡后，平衡混合物中含14C的粒子有。,随堂练

14、习4,14CO2、14C、14CO,对某一可逆反应来说，使用催化剂的 作用是_。A增大正反应速率，减少逆反应速率B提高反应物的转化率C以同样程度改变正逆反应的速率D改变反应后混合物的组成,C,随堂练习5,某反应在催化剂的作用下进行：第一个反应：A C=B+D 第二个反应：F+B=C+G此反应的催化剂是，总反应的方程式为。,C,随堂练习6,任何化学反应的进程都有一定的限度，只是不同反应的限度不同罢了。化学反应的限度可以通过改变条件而改变，同学们可以在选修模块化学反应原理中学习。,自学科学史话：炼铁高炉尾气之谜,高炉高度增加，为什么CO浓度比例没发生变化？,探讨交流：,思考与交流,（1）你看到过定

15、向爆破吗?观察下图，你从中得到什么启示？（2）回忆你在实验室进行过或观察过的化学实验，及在生活中见到过的涉及化学变化的现象或事例，要使反应（包括有利的和有害的）符合或接近人们的期望，你认为可供考虑的探索条件有哪些？,定向爆破显神威！,三、化学反应条件的控制,在生产和生活中，人们希望促进有利的化学反应抑制有害的化学反应，这就涉及到反应条件的控制,下面以“提高煤的燃烧效率”为例,(1)将煤气化比固态煤燃烧速率更快且使煤充 分燃烧。,(4)充分利用废热，制蒸汽等,还可以使用助燃剂等,(2)空气不足，煤得不到充分燃烧；且污染环境。空气过量，浪费能源，因为废气要带走能量,(3)应选择保温性能好，提高炉膛

16、温度的材料,归纳：提高煤的燃烧效率的措施,（1）尽可能使燃料充分燃烧，提高能量的转化率.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。（2）尽可能充分地利用燃料燃烧所释放出的热能，提高热能的利用率。,提高燃料的燃烧效率实质上是从多方面控制燃烧反应的条件（包括环境）,意义：节约能源、节省资源、减少污染（煤在气化过程中可以脱硫、除去灰分）,我们在生产、科研和生活中都需要控制化学反应的条件。,有利的反应，要想办法增大反应速率：,（1）升高温度，使用催化剂，增大反应物浓度,有害的反应，要设法降低反应速率：,（1）降低反应温度，使用负催化剂,（2）或隔离会引发反应的物质,知识应用,定性观察化学反应速率的方法：,1.锌片、镁条分别与盐酸反应。,可以通过冒气泡的快慢来判断,2.铁和CuSO4溶液反应,可以通过颜色的变化来判断,3.Fe和盐酸反应,可以通过固体量的减少来判断,4.Ca(OH)2溶液和CO2反应,可以通过浑浊程度来判断,5.Ba(OH)28H2O和NH4Cl反应,可以通过温度的变化来判断,活动与交流,以上反应的快慢，你是依据什么判断的？请尽可能多地写出判断的方法。,归纳：,1.冒气泡快慢2.颜色变化3.固体量减少4.浑浊程度5.温度变化等,