化學(xué)反應(yīng)的速率和限度.ppt

3化學(xué)反應(yīng)的速率和限度 第三節(jié)化學(xué)反應(yīng)的速率和限度 第三節(jié)化學(xué)反應(yīng)的速率和限度 思考與交流 你了解下列化學(xué)變化過程進(jìn)行的快慢嗎 反應(yīng)的快慢與我們有什么關(guān)系 怎樣比較和判斷反應(yīng)的快慢 請(qǐng)思考 冒氣泡快慢 顏色變化 固體量減少 渾濁程度 溫度變化等 CaCO3 2HCl CaCl2 H2O CO2 物理學(xué)中用速度來表示物體運(yùn)動(dòng)的快慢 請(qǐng)思考 那么在化學(xué)反應(yīng)過程中 該用什么來表示一個(gè)化學(xué)反應(yīng)進(jìn)行的快慢呢 1 概念 濃度常用mol L 1 時(shí)間常用s min 3 單位 2 數(shù)學(xué)表達(dá)式為 一 化學(xué)反應(yīng)速率 用單位時(shí)間內(nèi)反應(yīng)物濃度的減少量或生成物濃度的增加量 均取正值 來表示 mol L min 或mol L s 在一定條件下 一定體積的容器中進(jìn)行反應(yīng)N2 3H2 2NH3 N2起始濃度為2mol L H2的起始濃度為5mol L 反應(yīng)到2分鐘時(shí) 測(cè)得NH3濃度為0 4mol L 請(qǐng)分別用N2 H2 NH3表示該反應(yīng)的速率 化學(xué)反應(yīng)速率之比等于方程式中它們的計(jì)量數(shù)之比 練習(xí) 特別提醒 1 必須指明表示化學(xué)反應(yīng)速率的物質(zhì) 2 必須是 濃度 的 變化量 取正值 且是平均速率 3 同一化學(xué)反應(yīng) 用不同的物質(zhì)表示的化學(xué)反應(yīng)速率之比等于化學(xué)反應(yīng)方程式中相應(yīng)物質(zhì)的化學(xué)計(jì)量數(shù)之比 即 對(duì)于反應(yīng)aA bB cC dD有V A V B V C V D a b c d 4 固體或純液體的濃度是定值 不能用固體或純液體來表示化學(xué)反應(yīng)速率 在密閉容器里 A與B反應(yīng)生成C 其反應(yīng)速率分別用表示 已知 2v B 3v A 3v C 2v B 則此反應(yīng)可表示為 A 2A 3B 2CB A 3B 2CC 3A B 2CD A B C A 練習(xí) 則該反應(yīng)速率的快慢順序?yàn)?反應(yīng)A 3B 2C 2D在四種不同條件下的反應(yīng)速率為 1 A 0 3mol L s 2 B 0 6mol L s 3 C 0 4mol L s 4 D 0 5mol L s 1 4 2 3 注意 單位一致用同一種物質(zhì)表示 A 0 2mol L s A 0 2mol L s A 0 25mol L s 某溫度時(shí)在2L容器中X Y Z三種物質(zhì)的物質(zhì)的量隨時(shí)間的變化曲線如圖所示 由圖中數(shù)據(jù)分析 1 反應(yīng)開始2min內(nèi)的X Y Z的化學(xué)反應(yīng)速率2 該反應(yīng)的化學(xué)方程式為 下列過程中 需要加快化學(xué)反應(yīng)速率的是 A 鋼鐵腐蝕B 食物腐壞C 煉鋼D 塑料老化 C 一個(gè)問題 二 影響化學(xué)反應(yīng)速率的因素 內(nèi)因 反應(yīng)物自身的性質(zhì) 決定因素外因 外界條件 催化劑 溫度 濃度 金屬鈉 鎂 鋁與冷水的反應(yīng)的快慢劇烈情況 回憶一下 有哪些條件能夠影響化學(xué)反應(yīng)的速率呢 實(shí)驗(yàn)2 5 實(shí)驗(yàn)步驟 在1支試管中 裝入2 3m約5 的H2O2溶液 滴入1 2滴1mol LFeCl3溶液 待試管中有適量氣泡出現(xiàn)時(shí) 將試管放入盛有冷水的燒杯中 記錄下觀察到的現(xiàn)象 再將試管放入盛有熱水的燒杯中 再對(duì)此觀察現(xiàn)象 并記錄 實(shí)驗(yàn)2 5 有大量氣泡冒出 化學(xué)反應(yīng)速率很快 有適量氣泡冒出 化學(xué)反應(yīng)速率較快 有少量氣泡冒出 化學(xué)反應(yīng)速率較慢 結(jié)論 升溫化學(xué)反應(yīng)加快 降溫化學(xué)反應(yīng)減慢 規(guī)律 當(dāng)其它條件不變時(shí) 升高溫度 反應(yīng)速率增大 降低溫度 反應(yīng)速率減小 實(shí)驗(yàn)測(cè)得 溫度每升高10度 化學(xué)反應(yīng)速率通常增大到原來的2 4倍 1 溫度對(duì)化學(xué)反應(yīng)速率的影響 實(shí)驗(yàn)2 6 實(shí)驗(yàn)步驟 在2支大小相同的試管中各裝入2 3mL5 的H2O2溶液 觀察現(xiàn)象 再向其中分別少量MnO2粉末 1 2滴1mol LFeCl3溶液 對(duì)比觀察現(xiàn)象 將你看到的現(xiàn)象記錄下來 5 H2O2 FeCl3溶液 MnO2粉末 科學(xué)探究 實(shí)驗(yàn)2 6 實(shí)驗(yàn)2 6 有大量氣泡產(chǎn)生 有適量氣泡產(chǎn)生 有少量氣泡產(chǎn)生 化學(xué)反應(yīng)速率慢 化學(xué)方程式 2H2O2 2H2O O2 FeCl3 化學(xué)反應(yīng)速率較快 化學(xué)反應(yīng)速率快 規(guī)律 催化劑能改變化學(xué)反應(yīng)的速率 有的催化劑能加快化學(xué)反應(yīng)的速率 叫正催化劑 有的催化劑能減慢化學(xué)反應(yīng)速率 叫負(fù)催化劑 在實(shí)踐中 如沒有特殊說明 凡說催化劑都是指正催化劑 催化劑中毒 催化劑的催化性能往往因接觸少量的雜質(zhì)而明顯下降甚至遭破壞 這種現(xiàn)象叫催化劑中毒 2 催化劑對(duì)化學(xué)反應(yīng)速率的影響 為什么洗衣粉加酶 加酶洗衣粉 下列事實(shí)中 影響化學(xué)反應(yīng)速率的因素是什么 1 H2與Cl2混合時(shí) 在瓶外點(diǎn)燃鎂條就會(huì)發(fā)生爆炸 2 煤燃燒時(shí)要粉碎成細(xì)小的粉末 3 制O2時(shí)加入MnO2 4 同濃度同體積的HCl中放入同樣大小的鋅粒與鎂粒 產(chǎn)生氣體的速率有快有慢 5 夏天食物易變餿 6 葡萄糖在空氣中燃燒時(shí)要較高的溫度 而在人體中37 就可以被氧化 內(nèi)因 物質(zhì)本身的性質(zhì) 主要因素 外因 影響化學(xué)反應(yīng)速率的因素 催化劑 一般加快反應(yīng)速率 溫度 溫度越高 反應(yīng)速率越快 濃度 反應(yīng)物濃度越大 反應(yīng)速率越快 固體物質(zhì)表面積 表面積越大 反應(yīng)速率越快 反應(yīng)物的狀態(tài) 溶液中進(jìn)行的反應(yīng)比固體快 影響因素 結(jié)論 練習(xí)1 用鐵片與稀硫酸反應(yīng)制取氫氣時(shí) 下列措施不能使氫氣生成速率加大的是 A 加熱B 不用稀硫酸 改用98 的濃硫酸C 滴加少量CuSO4溶液D 不用鐵片 改用鐵粉 B 練習(xí)2 下列四種X溶液 均能跟鋅反應(yīng) 其中反應(yīng)速率最快的是 A 10 20mL3mol L的X溶液B 20 30mL2mol L的X溶液C 20 10mL4mol L的X溶液D 10 10mL2mol L的X溶液 C 練習(xí)3 20 時(shí) 將10mL0 1mol L的Na2SO3溶液和10mL0 1mol L的H2SO4溶液混合 2分鐘后溶液中出現(xiàn)渾濁 已知溫度每升高10 該化學(xué)反應(yīng)速率就增大到原來的2倍 那么在50 時(shí) 同樣的反應(yīng)要同樣看到渾濁 需要的時(shí)間為 A 40sB 15sC 48sD 20s B 化學(xué)反應(yīng)速率 概念 衡量化學(xué)反應(yīng)進(jìn)行的快慢程度的物理量 計(jì)算公式 v c t影響因素 內(nèi)因 反應(yīng)物的性質(zhì) 決定因素 外因 濃度 溫度 催化劑 固體的表面積 反應(yīng)物的狀態(tài)等 回憶 閱讀教材P50 科學(xué)史話 啟示 很多化學(xué)反應(yīng)不能按化學(xué)方程式的計(jì)量關(guān)系完全反應(yīng) 存在一定的限度 1 定義 在同一條件下 既向正反應(yīng)方向進(jìn)行 同時(shí)又向逆反應(yīng)方向進(jìn)行的化學(xué)反應(yīng) 1 同一條件下 同時(shí)進(jìn)行 2 反應(yīng)物不能完全轉(zhuǎn)化為生成物 3 表示 用 而不用 可逆反應(yīng) 2 特點(diǎn) 3 正反應(yīng)和逆反應(yīng)發(fā)生的條件相同 4 能量類型的轉(zhuǎn)化互逆 多數(shù)反應(yīng)為可逆反應(yīng) 典型的可逆反應(yīng)有 練習(xí) 對(duì)于可逆反應(yīng)2SO2 O22SO3 在混合氣體中充入一定量的18O2足夠長時(shí)間后 18O原子 A 只存在于O2中B 只存在于O2和SO3中C 只存在于SO2和O2中D 存在于SO2 O2和SO3 D 分析合成氨反應(yīng)中正 逆反應(yīng)的反應(yīng)速率 反應(yīng)物和生成物的隨時(shí)間的變化情況 反應(yīng)開始時(shí) 反應(yīng)物濃度最大 V 正 最大 生成物濃度為零 最小 V 逆 為零 反應(yīng)進(jìn)行中 反應(yīng)物減少 導(dǎo)致V 正 逐漸減小 生成物由無到有逐漸增多 導(dǎo)致V 逆 從零逐漸增大 反應(yīng)到一定時(shí)間 V 正 V 逆 各反應(yīng)物和生成物的濃度不再發(fā)生變化 t1 化學(xué)反應(yīng)的限度 化學(xué)平衡狀態(tài) 在一定條件下 一個(gè)可逆反應(yīng)進(jìn)行到一定程度時(shí) 正向反應(yīng)速率與逆向反應(yīng)速率相等時(shí) 反應(yīng)物濃度和生成物濃度不再改變 達(dá)到一種表面靜止的狀態(tài) 特征 宏觀 反應(yīng)物和生成物的濃度不再改變微觀 v 正反應(yīng) v 逆反應(yīng) 0 化學(xué)平衡狀態(tài)是可逆反應(yīng)達(dá)到的一種特殊狀態(tài) 是在給定條件下化學(xué)反應(yīng)所能達(dá)到或完成的最大程度 即該反應(yīng)進(jìn)行的限度 改變條件可以改變一個(gè)化學(xué)反應(yīng)的限度 即改變化學(xué)平衡狀態(tài) 化學(xué)平衡的移動(dòng) 注意 化學(xué)平衡狀態(tài)的特征 化學(xué)平衡的研究對(duì)象是可逆反應(yīng)逆 逆 等 動(dòng) 定 變 平衡時(shí)正 逆反應(yīng)速率相等 正 逆等 化學(xué)平衡是動(dòng)態(tài)平衡 正 逆 0動(dòng) 平衡時(shí)各組分的濃度為一定值定 當(dāng)外界條件改變時(shí) 平衡一般要發(fā)生改變變 v 正 v 逆 0 同一反應(yīng)中的同一物質(zhì) 2 反應(yīng)物與生成物濃度不再改變 各物質(zhì)的物質(zhì)的量 百分含量 體積分?jǐn)?shù)等保持定 方程式左右兩邊氣體系數(shù)和不同的反應(yīng) 混合氣體總壓 總物質(zhì)的量 混合氣體平均分子量保持不變 3 若有顏色的氣體參與或生成 顏色不再變化 若反應(yīng)為放熱或吸熱反應(yīng) 體系溫度不變 判斷反應(yīng)達(dá)到平衡的依據(jù) VA耗 VA生VA耗 VC耗 x zVB生 VC生 y zVA耗 VB生 x y 2 從濃度 組成判斷 物質(zhì)的濃度 百分含量保持不變 3 其它 某些隨著反應(yīng)的進(jìn)行而變化的量 如 混合氣體的總壓 體積 顏色等 不再隨時(shí)間的改變而改變 說明反應(yīng)已達(dá)平衡 影響平衡狀態(tài) 反應(yīng)限度 的因素 1 改變溫度 濃度 化學(xué)平衡 反應(yīng)限度 一定改變 2 改變壓強(qiáng) 化學(xué)平衡不一定改變 3 加入催化劑只能改變反應(yīng)速率 但不改變化學(xué)平衡 反應(yīng)限度 練習(xí)1 對(duì)化學(xué)反應(yīng)限度的敘述不正確的是 A 任何可逆反應(yīng)都有一定的限度B 化學(xué)反應(yīng)的限度是不可改變的C 化學(xué)反應(yīng)的限度與時(shí)間的長短無關(guān)D 化學(xué)反應(yīng)達(dá)到限度時(shí) 正逆反應(yīng)的速率相等 B 練習(xí)2 可逆反應(yīng)達(dá)到平衡的重要特征 A 反應(yīng)停止了B 正 逆反應(yīng)速率都為零C 反應(yīng)物和生成物的濃度相等D 正 逆反應(yīng)的速率相等 D 一定條件下 在密閉容器中 可逆反應(yīng)X g 2Y g 3Z g 達(dá)到平衡的標(biāo)志是 A X Y Z的濃度比為1 2 3B X Y Z的濃度不再變化C 容器中的總壓強(qiáng)不再發(fā)生變化D 單位時(shí)間內(nèi)生成nmolX 同時(shí)生成3nmolZE 單位時(shí)間內(nèi)生成2nmolX 同時(shí)消耗nmolY BD 練習(xí)3 下列哪種說法可以證明反應(yīng)N2 3H22NH3達(dá)到平衡狀態(tài)A 1個(gè)鍵斷裂的同時(shí) 有3個(gè)鍵形成B 1個(gè)鍵斷裂的同時(shí) 有3個(gè)鍵斷裂C 1個(gè)鍵斷裂的同時(shí) 有6個(gè)鍵斷裂D 1個(gè)鍵斷裂的同時(shí) 有6個(gè)鍵形成 AC 練習(xí)4 化學(xué)反應(yīng)條件的控制 如何提高煤的燃燒效率 三 化學(xué)反應(yīng)條件的控制 在生產(chǎn)和生活中 人們希望促進(jìn)有利的化學(xué)反應(yīng) 抑制有害的化學(xué)反應(yīng) 這就涉及到反應(yīng)條件的控制 1 控制化學(xué)反應(yīng)條件的基本措施 1 改變反應(yīng)物的溫度 濃度 氣體壓強(qiáng) 固體表面積以及催化劑的使用等來改變反應(yīng)速率 2 通過改變可逆反應(yīng)體系的溫度 溶液濃度 氣體壓強(qiáng)等 改變可逆反應(yīng)進(jìn)行的限度 2 以 提高煤的燃燒效率 為例 1 煤的狀態(tài)與煤燃燒的關(guān)系使煤與氧氣接觸面積越大 燃燒越充分 反