第二章第三節(jié)速率和限度課件(新人教版必修2)

第三節(jié)化學(xué)反應(yīng)的速率與限度高一年級(jí)化學(xué)2第二章化學(xué)反應(yīng)與能量上栗中學(xué)高一化學(xué)備課組你了解下列化學(xué)變化過(guò)程進(jìn)行的快慢嗎？反應(yīng)的快慢與我們有什么關(guān)系？【思考與交流】很快較快很慢較慢怎樣比較和判斷反應(yīng)的快慢？

請(qǐng)思考①冒氣泡快慢②顏色變化

③固體量減少

④渾濁程度

⑤溫度變化等物理學(xué)中用速度來(lái)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(guò)程中，該用什么來(lái)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(lái)表示。mol/(L·min)或mol/(L·s)ctn=△△4、有關(guān)化學(xué)反應(yīng)速率的簡(jiǎn)單計(jì)算例1：某反應(yīng)的反應(yīng)物濃度在5min內(nèi)由6mol/L變成了2mol/L，則以該反應(yīng)物濃度的變化表示的該反應(yīng)在這段時(shí)間內(nèi)的平均反應(yīng)速率？＝5min6mol/L

－2mol/L＝0.8mol/(L·min)

解：答：用該物質(zhì)表示的該反應(yīng)在這段時(shí)間內(nèi)的平均反應(yīng)速率為0.8mol/(L·min)ctn=△△練習(xí)：在N2+3H22NH3反應(yīng)中，自開(kāi)始至２秒，氨的濃度由０變?yōu)?.6mol/L，則以氨氣表示的化學(xué)反應(yīng)速率是多少？=0.3mol/(L·s)v(NH3)=△c(NH3)

△t(0.6–0)mol/L2s=例2：反應(yīng)4NH3+5O24NO+6H2O在5升的密閉容器中進(jìn)行，30秒后，NO的物質(zhì)的量增加了0.3mol，此反應(yīng)的平均反應(yīng)速率用NO來(lái)表示為多少？=0.002mol/(L·s)△c(NO)

=△n(NO)

V=0.3mol5L=0.06mol/Lv(NO)=△c(NO)

△t=0.06mol/L30sv(NO)=0.002mol/(L·s)問(wèn)題1：若用O2的濃度變化來(lái)表示此反應(yīng)速率是:問(wèn)題2：v(NO)=0.002mol/(L·s)與v(O2)=0.0025mol/(L·s)是否都表示此反應(yīng)的速率？數(shù)值上有何規(guī)律？=0.0025mol/(L·s)解：4NH3+5O24NO+6H2O計(jì)量數(shù)：54△n:0.3mol0.375molV

(O2)

=△n(O2)

V×△t=0.375mol5L×30sv:0.0025:0.002=5:4△n:0.375:0.3=5:4例2：反應(yīng)4NH3+5O24NO+6H2O在5升的密閉容器中進(jìn)行，30秒后，NO的物質(zhì)的量增加了0.3mol，此反應(yīng)的平均反應(yīng)速率用NO來(lái)表示為多少？①同一反應(yīng)的反應(yīng)速率可以用不同的物質(zhì)表示，其數(shù)值可能不同，但所表示的意義是相同的。在表示反應(yīng)速率時(shí)，應(yīng)注明是由哪種物質(zhì)表示的。③我們所說(shuō)的速率是指在整個(gè)過(guò)程中的平均速率而不是瞬時(shí)速率，且均為正值。②同一反應(yīng)中，各物質(zhì)的反應(yīng)速率之比等于其化學(xué)方程式中的化學(xué)計(jì)量數(shù)之比。即對(duì)于反應(yīng)：aA+bB=cC+dD

vA:vB:vC:vD=a:b:c:d5、注意:④固體或純液體，其濃度可視為常數(shù)。因此不用固體或純液體表示化學(xué)反應(yīng)速率。

⑤比較同一反應(yīng)在不同條件下的化學(xué)反應(yīng)速率的大小時(shí)，一定要把不同物質(zhì)和不同單位表示的反應(yīng)速率換算成同一物質(zhì)的同一單位后，再比較數(shù)值的大小。5、注意:則該反應(yīng)速率的快慢順序?yàn)?例3、反應(yīng)A+3B=2C+2D

在四種不同條件下的反應(yīng)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)注意:單位一致用同一種物質(zhì)表示在一定條件下，mA+nB=pC的反應(yīng)中，各物質(zhì)的化學(xué)反應(yīng)速率為

v(A)=amol/(L·s),

v(B)=0.5amol/(L·s),

v(C)=amol/(L·s),

則該反應(yīng)的化學(xué)方程式為：______________________2A+B=2C練習(xí)下列過(guò)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

思考問(wèn)題怎樣才能加快化學(xué)反應(yīng)速率呢？有哪些條件能夠影響化學(xué)反應(yīng)的速率呢？比較下列每組化學(xué)反應(yīng)的速率，并分析引起速率不同的可能原因：4.夏天米飯變質(zhì)冬天米飯變質(zhì)1.Mg+HClAl+HCl2.Mg+HClMg+HAc3.硫在空氣中燃燒硫在氧氣中燃燒外因：外界條件影響化學(xué)反應(yīng)速率的因素：內(nèi)因：反應(yīng)物的性質(zhì)我們本節(jié)課重點(diǎn)探究的內(nèi)容實(shí)驗(yàn)2-5實(shí)驗(yàn)步驟：在2支試管中，分別裝入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)，將一支試管放入盛有冷水的燒杯中，記錄下觀察到的現(xiàn)象；將另一支試管放入盛有熱水的燒杯中，觀察現(xiàn)象，并記錄?，F(xiàn)象結(jié)論熱水中常溫冷水中溶液中產(chǎn)生氣泡的速率很快溫度越高，化學(xué)反應(yīng)速率越快溶液中有氣泡產(chǎn)生，且速率較快溫度的高低，能夠影響化學(xué)反應(yīng)速率的大小溶液中產(chǎn)生氣泡的速率較慢溫度越低，化學(xué)反應(yīng)速率越慢化學(xué)方程式：2H2O22H2O+O2↑實(shí)驗(yàn)2-5FeCl3實(shí)驗(yàn)步驟：在3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2支試管分別少量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(lái)。5%H2O2FeCl3溶液MnO2粉末實(shí)驗(yàn)2-6化學(xué)反應(yīng)方程式為：2H2O2=2H2O+O2↑現(xiàn)象結(jié)論加入MnO2加入FeCl3不加其它試劑立即有大量氣泡產(chǎn)生2H2O2==2H2O+O2↑催化劑MnO2能加快反應(yīng)速率MnO2立即有大量氣泡產(chǎn)生2H2O2==2H2O+O2↑催化劑FeCl3能加快反應(yīng)速率FeCl3溶液中有少量氣泡出現(xiàn)不用催化劑，化學(xué)反應(yīng)速率很小實(shí)驗(yàn)2-6實(shí)驗(yàn)步驟：在2支試管里分別加入黃豆粒大小的Na2CO3粉末，在其中一支試管里滴入2mL3mol/L的HCl，另外一支試管里滴入2mL0.5mol/L的HCl，對(duì)比觀察現(xiàn)象，將你看到的現(xiàn)象記錄下來(lái)。補(bǔ)充實(shí)驗(yàn)補(bǔ)充實(shí)驗(yàn)鹽酸現(xiàn)象結(jié)論3mol/L的HCl1mol/L的HCl化學(xué)反應(yīng)方程式為：Na2CO3+2HCl=2NaCl+2H2O+CO2↑產(chǎn)生氣泡速度快產(chǎn)生氣泡速度慢濃度大反應(yīng)速率快

濃度小反應(yīng)速率慢二、影響化學(xué)反應(yīng)速率的因素濃度：溫度：催化劑：濃度大，反應(yīng)速率快

溫度高，反應(yīng)速率快催化劑一般加快反應(yīng)速率影響化學(xué)反應(yīng)速率的外界因素除了濃度、溫度、催化劑外，還有沒(méi)有其他的因素？1、燒柴煮飯，先將木柴劈小。2、工業(yè)合成氨，通常在2×107~5×107Pa的壓強(qiáng)下進(jìn)行。反應(yīng)物的表面積壓強(qiáng)二、影響化學(xué)反應(yīng)速率的因素固體的表面積壓強(qiáng)反應(yīng)物的狀態(tài)等濃度：溫度：催化劑：濃度大，反應(yīng)速率快

溫度高，反應(yīng)速率快催化劑一般加快反應(yīng)速率1、請(qǐng)預(yù)計(jì)大理石（CaCO3

）分別與0.1mol/L和1mol/L的鹽酸反應(yīng)的快慢。你能得出什么結(jié)論嗎？2、塊狀CaCO3、粉末狀CaCO3與0.1mol/L的鹽酸反應(yīng)誰(shuí)快誰(shuí)慢？為什么？3、實(shí)驗(yàn)室進(jìn)行化學(xué)反應(yīng)時(shí)，常常把一些固體物質(zhì)溶于水配成溶液再進(jìn)行反應(yīng)。為什么？增大濃度反應(yīng)速率加快，減小濃度反應(yīng)速率減慢。增大固體表面積可以加快反應(yīng)速率（接觸充分）離子反應(yīng)速率快，瞬間完成。沒(méi)有舊鍵斷裂，只有新鍵形成。濃度的影響固體表面積思考與交流5、實(shí)驗(yàn)室常用30%左右硫酸溶液（約3.7mol/L）與鋅粒反應(yīng)制取氫氣，開(kāi)始放出氣體由慢變快，當(dāng)反應(yīng)進(jìn)行一段時(shí)間后，氣體變得稀少了（鋅粒還有剩余），如果添加一些適當(dāng)濃度的硫酸到反應(yīng)容器中，氣泡又重新增多起來(lái)。原因是什么？濃度溫度思考與交流4、實(shí)驗(yàn)室制取氫氣時(shí)，是用粗鋅好（有雜質(zhì)）還是用純鋅好，為什么？形成原電池形成原電池可以加快反應(yīng)速率據(jù)媒體報(bào)道：1977年12月22日，在美國(guó)威斯威科市的一個(gè)面粉廠發(fā)生爆炸。在這次爆炸中，共炸死了36人，炸傷9人，有48個(gè)貯糧倉(cāng)的大糧庫(kù)被夷為平地，連附近的一座辦公樓也徹底炸毀，經(jīng)濟(jì)損失約1億美元。固體的表面積科學(xué)探索為什么面粉也會(huì)發(fā)生如此劇烈的爆炸？科學(xué)視野——神奇的催化劑2-18凈化汽車尾氣的催化劑及其載體1、設(shè)C+CO22CO（正反應(yīng)吸熱），反應(yīng)速率為V1；N2+3H22NH3（正反應(yīng)放熱），反應(yīng)速率為V2，對(duì)于上述反應(yīng)，當(dāng)溫度升高時(shí)，V1和V2的變化情況為（）A、同時(shí)增大B、同時(shí)減小C、V1增大，V2減小D、V1減小，V2增大A課堂練習(xí)

2、下列說(shuō)法中正確的是

A．0.1mol·L-1

鹽酸和0.1mol·L-1硫酸與2mol·L-1NaOH溶液反應(yīng)速率相同

B．大理石塊和大理石粉與0.1mol·L-1鹽酸反應(yīng)的速率相同

C．Mg，Al和0.1mol·L-1鹽酸反應(yīng)速率相同

D．0.1mol·L-1鹽酸和0.1mol·L-1硝酸與相同形狀和大小的大理石反應(yīng)的速率相同D課堂練習(xí)3、已知反應(yīng)N2+3H22NH3

，根據(jù)下圖判斷A是

物質(zhì)的量濃度變化情況；B是

物質(zhì)的量濃度變化情況；2分鐘內(nèi)N2的平均速率是

。H2N20.5mol/(L.min)課堂練習(xí)4、把除去氧化膜的鎂條投入到盛有稀鹽酸的試管中，發(fā)現(xiàn)H２產(chǎn)生的速率(V)與時(shí)間(t)的變化情況如圖,其中t1～t2的速率變化的主要原因是

;t２～t３速率變化的主要原因是

。

t1t2t３V２V10課堂練習(xí)思考？

我們知道在化學(xué)反應(yīng)中，反應(yīng)物之間是按照化學(xué)方程式中的系數(shù)比進(jìn)行反應(yīng)的，那么，在實(shí)際反應(yīng)中，反應(yīng)物能否按相應(yīng)的計(jì)量關(guān)系完全轉(zhuǎn)化為生成物呢？三、化學(xué)反應(yīng)的限度科學(xué)史話煉鐵高爐尾氣之謎

高爐煉鐵的主要反應(yīng)是:C(焦炭)+O2(空氣)＝CO2（放熱）C(焦炭)+CO2＝2CO（吸熱）Fe2O3+3CO=2Fe+3CO2煉制１噸生鐵所需焦炭的實(shí)際用量遠(yuǎn)高于按照化學(xué)方程式計(jì)算所需的量，且從高爐中出來(lái)的氣體中含有沒(méi)有利用的CO氣體，開(kāi)始，煉鐵工程師們認(rèn)為是CO與鐵礦石接觸不充分之故，于是設(shè)法增加高爐的高度，然而高爐增高后，高爐尾氣中的CO比例竟沒(méi)有改變，這是什么原因呢？△C和CO2、Fe2O3與CO反應(yīng)是一個(gè)可逆反應(yīng)，增加高爐高度,可增加反應(yīng)物的接觸時(shí)間,但并沒(méi)有改變影響反應(yīng)進(jìn)行的條件,化學(xué)反應(yīng)的限度也沒(méi)有改變。1、可逆反應(yīng)（1）定義：

在相同條件下既能向正反應(yīng)方向又能向逆反應(yīng)方向進(jìn)行的化學(xué)反應(yīng)。用可逆號(hào)代替等號(hào)。習(xí)慣上，把向右的反應(yīng)叫正反應(yīng)，向左的反應(yīng)叫逆反應(yīng)。（2）判斷：二同同一條件同時(shí)（3）特征：（4）常見(jiàn)可逆反應(yīng)：①反應(yīng)物與生成物同時(shí)共生共存；②反應(yīng)物不能徹底完全轉(zhuǎn)化為生成物。N2+3H22NH3

2SO2+O22SO3

Cl2+H2OHClO+HCl高溫高壓催化劑催化劑NH3+H2ONH3·H2OH2+I22HISO2+H2OH2SO3

1、可逆反應(yīng)思考與交流水的生成（H2+O2）與電解，二次電池的充放電，CO2和H2O在植物體中通過(guò)光合作用合成糖與糖在人體內(nèi)氧化生成CO2和H2O，它們是否屬于“可逆反應(yīng)”？注：有些化學(xué)反應(yīng)在同一條件下可逆程度很小，通常意義下不把它們稱為可逆反應(yīng).由可逆反應(yīng)的特征可知：一定條件下的可逆反應(yīng)是有一定的限度的，反應(yīng)進(jìn)行得不徹底，其反應(yīng)物不能全部轉(zhuǎn)化為生成物。那么如何確定可逆反應(yīng)的限度？設(shè)疑？2、化學(xué)平衡：(1)化學(xué)平衡狀態(tài)的建立：始

C(mol/L)0.010.0100t1C(mol/L)0.0080.008t2C(mol/L)0.0050.005t3C(mol/L)0.0050.005例：800℃CO+H2O(g)CO2+H2

0.0020.002

0.0050.005

0.0050.005思考：1、從濃度對(duì)反應(yīng)速率的影響入手，比較反應(yīng)開(kāi)始時(shí)，正、逆反應(yīng)速率的大?。縑tV正最大V逆=0思考：2、反應(yīng)進(jìn)行過(guò)程中，正、逆反應(yīng)速率的變化情況？思考：3、反應(yīng)進(jìn)行到t2后，為什么各組分的濃度就保持不變呢？思考：4、整個(gè)過(guò)程中，CO2濃度與時(shí)間的關(guān)系圖又如何表示呢？C(mol/L)t0.010.005C（CO2

）V正V逆t2

V正=V逆t2平衡狀態(tài)分析合成氨反應(yīng)中正、逆反應(yīng)的反應(yīng)速率、反應(yīng)物和生成物隨時(shí)間的變化情況。反應(yīng)開(kāi)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(wú)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tV0V(正)

V(逆)V(正)=V(逆)

N2+3H22NH3t1高溫高壓催化劑（2）化學(xué)平衡狀態(tài)的概念：

化學(xué)平衡狀態(tài)是指一個(gè)可逆反應(yīng)進(jìn)行到一定程度時(shí)，正反應(yīng)速率和逆反應(yīng)速率達(dá)到相等，反應(yīng)物與生成物的濃度不再改變，達(dá)到一種表面靜止的狀態(tài)，我們稱為“化學(xué)平衡狀態(tài)”，簡(jiǎn)稱化學(xué)平衡。3、化學(xué)反應(yīng)的限度：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?；瘜W(xué)反應(yīng)的限度決定了反應(yīng)物在該條件下的最大轉(zhuǎn)化率。任何化學(xué)反應(yīng)的進(jìn)程都有一定的限度，只是不同反應(yīng)的限度不同而已。轉(zhuǎn)化率=轉(zhuǎn)化的量起始的量×100％量:質(zhì)量、物質(zhì)的量、體積、濃度等。①逆：可逆反應(yīng)②等:V(正)=V(逆)③動(dòng)：動(dòng)態(tài)平衡V(正)=V(逆)≠0④定:外界條件一定,混合體系中各組分的百分含量一定，濃度不變⑤變:條件改變，平衡被破壞,發(fā)生移動(dòng),建立新的平衡(反應(yīng)所能達(dá)到的限度發(fā)生變化)。(1)反應(yīng)所能達(dá)到的限度(化學(xué)平衡)的主要特征：逆、等、定、動(dòng)、變(2）對(duì)V(正)＝V(逆)的理解：例如，一定條件下，可逆反應(yīng)N2＋3H2＝2NH3，對(duì)該可逆反應(yīng)，表示正、逆反應(yīng)速率可以用N2或H2或NH3來(lái)表示：（1）單位時(shí)間內(nèi)，有1molN2反應(yīng)掉，同時(shí)有1molN2生成（2）單位時(shí)間內(nèi)，有3molH2反應(yīng)掉，同時(shí)2molNH3反應(yīng)掉（3）單位時(shí)間內(nèi)，有1molN2生成，同時(shí)有2molNH3生成以上均表示V(正)＝V(逆)（3）如何理解各組分濃度保持不變（高二選學(xué)）(4）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）。（高二選學(xué)）1、在密閉容器中充入PCl5，發(fā)生化學(xué)反應(yīng)：PCl5（g）PCl3（g）+Cl2（g），反應(yīng)一段時(shí)間后又向其中加入37Cl2，在重新達(dá)到化學(xué)平衡狀態(tài)后，37Cl原子存在于

A．PCl5中 B．PCl3中

C．Cl2 D．三種物質(zhì)中都有D課堂練習(xí)2、將1moLN2和3moLH2充入一密閉容器,使其在一定條件下發(fā)生反應(yīng):N2+3H22NH3下列哪一種狀態(tài)說(shuō)明反應(yīng)達(dá)到平衡A、氨氣的生成速率與分解速率相等的狀態(tài)B、氮?dú)獾南乃俾逝c氨氣的消耗速率相等的狀態(tài)D、氮?dú)獾南乃俾逝c氨氣的消耗速率等于1：2的狀態(tài)C、氮?dú)獾南乃俾逝c氨氣的生成速率等于1：2的狀態(tài)AD課堂練習(xí)3、將1moLN2和3moLH2充入一密閉容器,使其在一定條件下發(fā)生反應(yīng):N2+3H22NH3下列哪一種狀態(tài)說(shuō)明反應(yīng)達(dá)到平衡（）A、1molNH3分解,同時(shí)0.5molN2消耗.B、H2的濃度不再變化.E、N2、H2、NH3總物質(zhì)的量不再改變或各組分含量不再變化.

C、CN2=CH2=CNH3D、CN2:CH2:CNH3=1:3:2ABE課堂練習(xí)4、下列哪種說(shuō)法可以證明反應(yīng)：已達(dá)到平衡狀態(tài)：①1個(gè)N≡N鍵斷裂的同時(shí)，有2個(gè)H—H鍵形成。②1個(gè)N≡N鍵斷裂的同時(shí)，有3個(gè)H—H鍵斷裂。③1個(gè)N≡N鍵斷裂的同時(shí)，有6個(gè)N—H鍵斷裂。④1個(gè)N≡N鍵斷裂的同時(shí)，有6個(gè)H—H鍵形成。N2＋3H22NH3課堂練習(xí)③建筑物的定向爆破2-21建筑物的定向爆破（1）從前面的定向爆破錄像中，你可以得到什么啟示？（2）回憶你在實(shí)驗(yàn)室進(jìn)行的或觀察