第三節(jié)化學反應速率和限度

第三節(jié)化學反應的速率和限度第二章化學反應與能量閱讀思考1、研究化學反應速率有何意義？4、影響化學反應速率的因素有哪些？3、描述某化學反應的速率應注意哪些問題？2、化學反應速率如何表示？化學反應有快有慢：HCl＋NaOH＝NaCl＋H2O千分之一秒即完成H2＋Cl2＝2HCl百分之一秒即完成救心丹幾分鐘見效鋼鐵腐蝕若干年煤、石油等化石燃料的形成幾千萬年以上簡要歸納研究化學反應速率的意義返回調(diào)控化學反應盡可能按照我們所需要的速率進行表示方法：

化學反應速率用單位時間（如每秒，每分，每小時）內(nèi)反應物濃度的減小量或生成物濃度的增加量來表示。計算式:化學反應速率

(物質(zhì)的量濃度）單位：mol/(L·min)或mol/(L·s)練習鞏固

在N2+3H22NH3反應中，自開始至２秒，氨的濃度由０變?yōu)?.6mol/L，則以氨氣表示的化學反應速率是多少？=0.3mol/(L·s)v(NH3)=△c(NH3)

△t=0.6mol/L-02s解：答：氨氣的化學反應速率是0.3mol/(L·s)例題：反應4NH3+5O24NO+6H2O在5L的密閉容器中進行，30秒后，NO的物質(zhì)的量增加了0.3mol，此反應的平均反應速率用NO來表示為多少？問題1：若用O2的濃度變化來表示此反應速率是多少？若用NH3

來表示呢?問題2：此反應化學反應速率用不同物質(zhì)表示為什么數(shù)值不同？數(shù)值上有何規(guī)律？v(NO)=0.002mol/（L·s)v(O2)=0.0025mol/(L·s)v(NH3)=0.002mol/(L·s)返回關于化學反應速率的說明③均取正值，且是某一段時間內(nèi)的平均速率。②用不同物質(zhì)在單位時間內(nèi)濃度變化表示時，速率比等于方程式中化學計量數(shù)的比①同一反應，可用不同物質(zhì)在單位時間內(nèi)濃度的變化來表示，但必須指明是用哪種反應物或哪種生成物來表示④對于純液體或固體參與的反應一般不用純液體或固體來表示化學反應速率，因為它們不存在濃度的變化。1、向一個容積為1L的密閉容器中放入2moLSO2和1moLO2,在一定條件下反應,2S末,測得容器內(nèi)有0.8moLSO2,求2S內(nèi)SO2,O2,SO3的反應速率和反應速率比.課堂反饋V(SO2)=0.6mol/(L·S)V(O2)=0.3mol/(L·S)V(SO3)=0.6mol/(L·S)V(SO2)：V(O2)：V(SO3)=2：1：2則該反應速率的快慢順序為:2、反應A+3B=2C+2D在四種不同條件下的反應速率為：(1)ν(A)=0.3mol/(L·s)(2)ν(B)=0.6mol/(L·s)(3)ν(C)=0.4mol/(L·s)(4)ν(D)=0.45mol/(L·s)(1)>(4)>(2)=(3)反思:比較反應的快慢,應取同一參照物返回(2)ν(A)=0.2mol/(L·s)(3)ν(A)=0.2mol/(L·s)(4)ν(A)=0.225mol/(L·s)

在相同條件下,等質(zhì)量(金屬顆粒大小相同)的下列金屬與足量1mol/L鹽酸反應時,速率最快的是

A鎂B鋁C鈉D鐵影響化學反應速率的因素*化學反應速率是由反應物的性質(zhì)決定的*

內(nèi)因是主要因素外部因素:實驗2－5現(xiàn)象結(jié)論熱水中常溫冷水中產(chǎn)生氣泡速率增大，帶火星火柴復燃升高溫度，反應速率增大有氣泡冒出產(chǎn)生氣泡速率減小降低溫度，反應速率減小閱讀教材實驗內(nèi)容P48實驗探究2H2O2=2H2O

+O2催化劑規(guī)律：當其它條件不變時，升高溫度，化學反應速率增大。降低溫度，化學反應速率減小。實驗測得，溫度每升高10度，化學反應速率通常增大原來的2～4倍。注意：溫度對反應速率的影響不受反應物狀態(tài)的限制，也不受吸熱反應或是放熱反應的限制。（1）溫度對化學反應速率的影響實驗2－6現(xiàn)象結(jié)論不加其他試劑氣泡冒出速率增大氣泡冒出速率增大有氣泡冒出，較慢MnO2能加快反應速率FeCl3能加快反應速率無催化劑反應較慢外部因素:閱讀教材實驗內(nèi)容P48加入MnO2加入FeCl3實驗探究規(guī)律：催化劑能改變化學反應的速率。有的催化劑能加快化學反應的速率，叫正催化劑；有的催化劑能減慢化學反應速率，叫負催化劑。在實踐中，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。催化劑只有在一定的溫度下才能最大限度的顯示其催化作用，不同的催化劑對溫度的要求不一樣。（2）催化劑對化學反應速率的影響思考與交流閱讀教材P49以及資料P48回答：化學反應速率還受哪些因素的影響？規(guī)律：當其它條件不變時，增大反應物的濃度，化學反應速率增大。減小反應物的濃度，化學反應速率減慢。（3）濃度對化學反應速率的影響規(guī)律：當其它條件不變時，增大固體反應物的表面積，化學反應速率增大。減小固體反應物的表面積，化學反應速率減慢。（4）固體反應物的表面積對化學反應速率的影響（5）其他條件對化學反應速率的影響2、在2L的密閉容器中，發(fā)生下列反應：3A(g)+B(g)=2C(g)+D(g)。若最初加入的A和B都是4mol，在前10sA的平均反應速率為0.12mol/(L·s)，則10s時，容器中B的物質(zhì)的量為

。3.2mol1、鹽酸與塊狀的大理石反應時，不能使反應最初的速率明顯加快的是（)A.將鹽酸的用量增加一倍

B.將鹽酸的濃度增加一倍，用量減半

C.溫度升高30℃D.改用更小塊的大理石練習A3、某溫度時在2L容器中X、Y、Z三種物質(zhì)的物質(zhì)的量隨時間的變化曲線如圖所示。由圖中數(shù)據(jù)分析：（1）反應開始2min內(nèi)的X、Y、Z的化學反應速率（2）該反應的化學方程式為：。X+3Y=2ZV(X)=0.025mol/(L·min)V(Y)=0.075mol/(L·min)V(Z)=0.05mol/(L·min)(1)4、把鎂條投入到盛有鹽酸的敞口容器中，產(chǎn)生氫氣的速率變化如圖,分析其原因:

前段因反應放熱使溫度升高，化學反應速率加快

后段因鹽酸濃度降低，化學反應速率減小5、在25℃時，向100mL含HCl14.6g的鹽酸中，放入5.6g鐵粉，反應進行到2s時收集到氫氣1.12L(標況)，之后反應又進行了4s，鐵粉全溶解。若不考慮體積變化，則：(1)前2s內(nèi)用FeCl2表示的平均反應速率為

；(2)后4s內(nèi)用HCl表示的平均反應速率為

；(3)前2s與后4s比較，反應速率

較快，其原因可能

。0.25mol/（L·s）0.25mol/（L·s）前2s前2s時段鹽酸濃度比后4s時段大課堂小結(jié)1、概念：單位時間內(nèi)反應物濃度（物質(zhì)的量濃度）的減少量或生成物濃度的增加量2、計算公式：3、單位：V(x)=△c(x)△tmol/(L·min)或mol/(L·s)4、影響因素內(nèi)因：外因溫度催化劑濃度固體物質(zhì)的表面積反應物的狀態(tài)等等反應物自身的性質(zhì)化學反應速率主要因素第三節(jié)化學反應的速率和限度第二章化學反應與能量思考？

我們知道在化學反應中，反應物之間是按照化學方程式中的計量數(shù)比進行反應的，那么，在實際反應中，反應物能否按相應的計量關系完全轉(zhuǎn)化為生成物呢？

氯水是氯氣的水溶液，氯氣能與水反應，而且這是一個可逆反應。請大家回憶氯水中含有哪些微粒。氯水的成份：分子：Cl2

、HClO、H2O

離子：H+

、Cl-

、ClO-

等Cl2

能與H2O發(fā)生可逆反應：Cl2+H2OHClO+HClH2+I22HI

正反應逆反應什么叫做可逆反應？

在同一條件下,既向正反應方向進行,同時又向逆反應方向進行的反應.典型的可逆反應有:N2+3H22NH3催化劑高溫高壓2SO2+O22SO3催化劑高溫SO2

+H2O

H2SO3NH3+H2O

NH3·H2O啟示:化學反應是有限度的，有些能進行地較徹底，有些反應是不徹底的，甚至是可逆的。說明：“二同”同一條件、同時N2+H2NH3

在一固定容積的密閉容器里，加1molN2和3molH2

(合適催化劑)，能發(fā)生什么反應？（1）開始時c(N2)、c(H2)大，c(NH3)=0開始瞬間有什么特征？只有正反應，v(逆)=0催化劑N2+3H22NH3高溫N2+H2NH3（2）瞬間后c(N2)、c(H2

)變小,c(NH3)≠0瞬間過后有什么特征？正逆反應都進行，v(逆)≠0，v(正)>v(逆)

（3）c(N2)、c(H2)逐漸變小，c(NH3)逐漸增大，三種物質(zhì)的濃度達到一個特定值。一定時間段內(nèi)有什么特征？v(正)=v(逆)

≠0N2+H2NH3

由于v(正)=v(逆)

≠0，雖然正、逆反應都在進行，但各種物質(zhì)的百分含量、濃度都不會發(fā)生變化.從外表上看，反應好象“停止”。

可逆反應的這種特殊狀態(tài)就是我們今天要研究的化學平衡狀態(tài)。反應速率v(正)v(逆)t1時間（t）0(1)0~t1：v(正)>v(逆)(2)t1：v(正)=v(逆)平衡狀態(tài)N2+3H22NH3催化劑高溫高壓交流與討論1、定義

在一定條件下的可逆反應中，當正反應速率和逆反應速率相等，反應混合物中各組分的濃度及百分含量保持不變的狀態(tài)。前提（適用范圍）：可逆反應內(nèi)在本質(zhì)：v(正)=v(逆)

≠0外在標志：反應混合物中各組分的濃度及含量保持不變二、化學平衡狀態(tài)2、化學平衡狀態(tài)的特征(３)動：動態(tài)平衡（v(正)=v(逆)

≠0）（2）等：v(正)=v(逆)

≠0(４)定：反應混合物中各組分的濃度保持恒定，各組分的含量保持不變。(５)變：條件改變，原平衡被破壞，在新的條件下建立新的平衡。(１)逆

研究的對象是可逆反應此條件下進行到什么時候達到了這個反應的限度?此時的反應是否停止了？此時為何3種物質(zhì)的濃度保持不變?某溫度和壓強下的密閉容器中,2SO2+O22SO3△催化劑

時間（min)物質(zhì)的量濃度(mol/L)010203040506070SO210.70.50.350.20.10.10.1O20.50.350.250.180.10.050.050.05SO300.30.50.650.80.90.90.93、化學平衡狀態(tài)的判定

對于可逆反應mA(g)nB(g)+pC(g)在一定條件下達到平衡狀態(tài)有以下幾個標志(1)A的生成速率和分解速率相等(2)單位時間生成nmolB和pmolC的同時，生成mmolA（3）A、B、C的物質(zhì)的量不再改變（4）A、B、C的濃度不再改變（5）A、B、C的百分含量不再改變變且定練習:

在密閉容器中充入4molHI,在一定溫度下,反應2HI(g)H2(g)+I2(g)達到平衡時,有30%的HI分解,則平衡時混合氣體中氫氣的物質(zhì)的量為多少,混合氣體總物質(zhì)的量為多少?化學平衡計算的一般步驟:“三步曲”1.寫出有關平衡的化學方程式2.找出各物質(zhì)的起始量轉(zhuǎn)化量平衡量3根據(jù)已知條件列式反應物的轉(zhuǎn)化率問題

在密閉容器中充入4molHI,在一定溫度下,反應2HI(g)H2(g)+I2(g)達到平衡時,有30%的HI分解,則平衡時混合氣體中氫氣的物質(zhì)的量為多少,混合氣體總物質(zhì)的量為多少?2HI(g)H2(g)+I2(g)開始轉(zhuǎn)化平衡4mol004×30%=1.2mol0.6mol0.6mol2.8mol0.6mol0.6mol分析方法和格式的研究“三段式”1.可逆反應達到平衡的重要特征（）

A.反應停止了

B.正、逆反應速率都為零

C.反應物和生成物的濃度相等

D.正、逆反應的速率相等D2.對于可逆反應M＋N

Q達到平衡狀態(tài)時，下列說法正確的是（）

A.M、N、Q三種物質(zhì)的濃度一定相等

B.M、N全部變成了QC.M、N、Q的濃度都保持不變

D.反應已經(jīng)停止C課堂反饋

3.下列說法可以證明反應N2+3H22NH3

已達平衡狀態(tài)的是()A.1個N≡N鍵斷裂的同時,有3個H－H鍵形成B.1個N≡N鍵斷裂的同時,有3個H－H鍵斷裂C.1個N≡N鍵斷裂的同時,有6個N－H鍵斷裂D.1個N≡N鍵斷裂的同時,有6個N－H鍵形成A、C1一正一逆2成比例注意：

5.在一定溫度下,可逆反應A(g)+3B(g)2C(g)達到平衡的標志是（）

A.

A的生成速率與C分解的速率相等

B.單位時間內(nèi)生成nmolA,同時生成3nmolBC.

A、B、C的濃度不再變化

D.

A、B、C的分子數(shù)比為1:3:2C

4.14CO2+CCO，達到化學平衡后，平衡混合物中含14C的粒子有

。14CO2、14C、14CO6.在一固定容積密閉容器中充入2molSO2和1molO2，在t℃時發(fā)生反應2SO2(g)+O2(g)2SO3(g)，2min后反應達到平衡狀態(tài)，此時氣體壓強變?yōu)樵瓉淼?，則平衡時SO3的物質(zhì)的量是，SO2的轉(zhuǎn)化率是。訓練目的：“三段式”的應用對反應體系壓強變化的理解2SO2(g)+O2(g)2SO3(g)開始轉(zhuǎn)化平衡2mol1mol02xx2x2-2x2x解：1-xX=0.9molSO3的物質(zhì)的量=SO2的轉(zhuǎn)化率=2×0.9mol=1.8mol∴設SO2轉(zhuǎn)化的物質(zhì)的量為2x三、化學反應條件的控制閱讀教材例如：煤的燃燒效率的研究1.盡可能使燃料充分的燃燒，提高燃料的轉(zhuǎn)化率。關鍵是燃料與空氣或氧氣盡可能充分的接觸，且空氣要適當過量。2.盡可能充分地利用燃料燃燒所釋放出的能量，提高熱能的利用率。思考與交流第三節(jié)化學反應的速率和限度第二章化學反應與能量定義：可逆反應中，舊化學平衡的破壞，新化學平衡建立過程叫做化學平衡的移動。V正≠V逆V正=V逆≠0條件改變建立新平衡破壞舊平衡V正=V逆≠0一定時間

影響化學平衡的條件一、化學平衡的移動V正

>

V逆平衡向正反應方向移動V正

=

V逆平衡不移動V正

<

V逆平衡向逆反應方向移動平衡1不平衡平衡2探究實驗1FeCl3+3KSCNFe(SCN)3+3KCl（黃色）（無色）（紅色）（無色）現(xiàn)象:向第一支試管里加入幾滴KSCN溶液，顏色加深。向第二支試管里加入幾滴FeCl3

溶液，顏色加深。1、濃度對化學平衡的影響實驗探究

濃度對化學平衡的影響v-t圖分析t1t2t3應用

增大反應物濃度或減小生成物濃度，平衡向正反應方向移動；增大生成物濃度或減小反應物濃度，平衡向逆反應方向移動。結(jié)論

在生產(chǎn)上，往往采用增大容易取得的或成本較低的反應物濃度的方法，使成本較高的原料得到充分利用。2SO2+O22SO3增大反應物的濃度對化學平衡的影響2、溫度對化學平衡的影響例如：2NO2N2O4+