6.2化學(xué)反應(yīng)的速率與限度++課件++【知識(shí)專講精研】高一下學(xué)期化學(xué)人教版（2019）必修第二冊(cè)

第二節(jié)

化學(xué)反應(yīng)的速率與限度第六章

化學(xué)反應(yīng)與能量湖北省利川市第一中學(xué)你了解下圖涉及的化學(xué)反應(yīng)進(jìn)行的快慢嗎？這些反應(yīng)有快有慢，快到什么程度？慢到什么程度？情境引入【思考與討論】常溫下2-3天幾十上百年溶洞的形成需要幾百-幾千萬年爆炸瞬間完成定性描述和比較相對(duì)的快慢科學(xué)研究實(shí)際應(yīng)用定量描述和比較同一定義或標(biāo)準(zhǔn)下的數(shù)據(jù)1.光的傳播速度是很快的2.光在空氣中的傳播速度是3×108m/s1是定性描述，屬于基本常識(shí)2是定量描述，屬于科學(xué)素養(yǎng)

不同的化學(xué)反應(yīng)進(jìn)行的快慢千差萬別，快和慢是相對(duì)而言的，我們以上的判斷方法都是定性地描述反應(yīng)的快慢。而在科學(xué)研究和實(shí)際應(yīng)用中，往往需要定量地描述一個(gè)反應(yīng)的快慢。定性描述化學(xué)反應(yīng)速率可以有哪些現(xiàn)象呢？【思考與討論】定性描述化學(xué)反應(yīng)的快慢①冒氣泡快慢②顏色變化快慢

③固體物質(zhì)的減少快慢

④出現(xiàn)渾濁的快慢

⑤溫度變化快慢

用速度來描述：?jiǎn)挝粫r(shí)間內(nèi)物體移動(dòng)的距離的大小v

＝△s△t那么化學(xué)上又是如何判斷一個(gè)化學(xué)反應(yīng)的快慢的呢？類比：在物理中我們是如何定量地判斷一個(gè)物體移動(dòng)速度快慢的？思考：怎樣定量描述化學(xué)反應(yīng)速率呢？1.表示

化學(xué)反應(yīng)速率通常用單位時(shí)間內(nèi)反應(yīng)物濃度的減少量或者生成物濃度的增加量來表示。2.計(jì)算公式：

一、化學(xué)反應(yīng)速率

mol/(L·min)或mol/(L·s)3.常用單位：

4.注意事項(xiàng)：（1）

反應(yīng)速率都為正數(shù)（3）

一般不用固體或純液體表示化學(xué)反應(yīng)速率（2）反應(yīng)速率指的是一段時(shí)間內(nèi)的平均速率而不是某一時(shí)刻的瞬時(shí)速率。

（4）

用不同物質(zhì)表示的化學(xué)反應(yīng)速率，其值不一定相同，但其表示

反應(yīng)的快慢程度相同——計(jì)算時(shí)必須指明具體物質(zhì)v(A)固體或純液體（液態(tài)水、液溴等）濃度為常數(shù)Δc=0，不用固體或純液體表示化學(xué)反應(yīng)速率例1：在某一化學(xué)反應(yīng)里，反應(yīng)物A的濃度在20s內(nèi)從8.0mol/L變成3.0mol/L。試求在這20s內(nèi)用A表示該反應(yīng)的化學(xué)反應(yīng)速率為多少？?t

?c(A)=（8.0-3.0）

mol/L20s＝0.25mol/(L·s)

5.規(guī)律：

A練習(xí)2：對(duì)于反應(yīng)A(g)+3B(g)=2C(g)+2D(g)在四種不同條件下的化學(xué)反應(yīng)速率為：

（1）v(A)=0.3mol/(L·s)

（2）v(B)=0.6mol/(L·s)

（3）v(C)=0.4mol/(L·s)

（4）v(D)=0.45mol/(L·s)則四種條件下的化學(xué)反應(yīng)速率大小關(guān)系為

。

不同的金屬和冷水反應(yīng)，劇烈程度不同，這意味著

是決定化學(xué)反應(yīng)速率的主要因素物質(zhì)自身的性質(zhì)知識(shí)回顧：比較金屬和水的反應(yīng)鈉和冷水反應(yīng)劇烈鎂和冷水反應(yīng)緩慢，而與沸水可劇烈反應(yīng)鐵和冷水、沸水都不反應(yīng)，但在高溫下可與水蒸氣反應(yīng)食物直接暴露在常溫空氣中易變質(zhì)，用冰箱保存延長(zhǎng)其保質(zhì)期

影響速率的因素為___________蜂窩煤比普通煤塊燃燒效率更高

影響速率的因素為________________溫度固體的表面積情境引入使用酵母來加速面團(tuán)的發(fā)酵

影響速率的因素為___________腌制咸鴨蛋，泥土中的鹽分越高，咸蛋成熟得越快

影響速率的因素為___________催化劑濃度2.外因：外界條件1.內(nèi)因：反應(yīng)物本身的性質(zhì)（決定性因素）溫度、濃度、催化劑、壓強(qiáng)、表面積、形成原電池、其他……二、影響化學(xué)反應(yīng)速率因素設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)：探究各因素對(duì)化學(xué)反應(yīng)速率的影響

實(shí)驗(yàn)室提供以下儀器和藥品：5%H2O2溶液，1mol/LFeCl3溶液、0.1mol/L鹽酸、1mol/L鹽酸、大理石碎塊、大理石粉末、冷水、熱水、試管、試管架、燒杯、量筒、膠頭滴管。實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)思路：1、選擇化學(xué)反應(yīng)2、確定待研究的影響因素3、設(shè)計(jì)改變因素的操作4、確定觀測(cè)反應(yīng)快慢的指標(biāo)（定性宏觀角度）方法引導(dǎo)——控制變量方法對(duì)于多因素的問題，常常采用只改變其中某一個(gè)因素，控制其它因素不變的研究方法，把多因素問題變成單因素問題。實(shí)驗(yàn)探究1、溫度對(duì)化學(xué)反應(yīng)速率影響的探究實(shí)驗(yàn)操作

實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象實(shí)驗(yàn)結(jié)論①產(chǎn)生氣泡速率最慢②產(chǎn)生氣泡速率較快③產(chǎn)生氣泡速率最快當(dāng)其它條件相同時(shí)，升高溫度，化學(xué)反應(yīng)速率增大；降低溫度，化學(xué)反應(yīng)速率減小2、濃度對(duì)化學(xué)反應(yīng)速率影響的探究實(shí)驗(yàn)操作

實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象實(shí)驗(yàn)結(jié)論

當(dāng)其他條件相同時(shí)，增大反應(yīng)物濃度，化學(xué)反應(yīng)速率增大。降低反應(yīng)物濃度，化學(xué)反應(yīng)速率減小。加入1mol/L鹽酸的試管中生成氣泡的速率更快【注意】對(duì)于純液體或固體其濃度是常數(shù)，改變它們的量不會(huì)改變化學(xué)反應(yīng)速率。3、催化劑對(duì)化學(xué)反應(yīng)速率影響的探究實(shí)驗(yàn)操作

實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象實(shí)驗(yàn)結(jié)論催化劑(正)能加快化學(xué)反應(yīng)速率①有少量氣泡出現(xiàn)②能產(chǎn)生大量氣泡③能產(chǎn)生大量氣泡4、固體反應(yīng)物表面積對(duì)化學(xué)反應(yīng)速率影響的探究實(shí)驗(yàn)操作

實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象實(shí)驗(yàn)結(jié)論其他條件相同時(shí)，固體反應(yīng)物表面積越大，反應(yīng)速率越大加碳酸鈣粉末的試管內(nèi)產(chǎn)生氣泡較快，加塊狀碳酸鈣的試管內(nèi)產(chǎn)生氣泡較慢5、壓強(qiáng)對(duì)化學(xué)反應(yīng)速率影響的探究有氣體參加的反應(yīng)，改變壓強(qiáng)對(duì)反應(yīng)速率的影響實(shí)質(zhì)是改變體積，使反應(yīng)物的濃度改變。增大壓強(qiáng)的方法（1）壓縮體積或充

入氣態(tài)反應(yīng)物（2）體積不變，充入不參與反應(yīng)的氣體壓強(qiáng)增大，反應(yīng)物濃度增大，化學(xué)反應(yīng)速率加快壓強(qiáng)增大，但反應(yīng)物濃度不發(fā)生變化，故化學(xué)反應(yīng)速率不變改變壓強(qiáng)時(shí)，只有導(dǎo)致參加反應(yīng)的氣體濃度改變，反應(yīng)速率才會(huì)改變影響因素規(guī)

律內(nèi)因反應(yīng)物本身的性質(zhì)反應(yīng)物的化學(xué)性質(zhì)越活潑，化學(xué)反應(yīng)速率越快；反之化學(xué)反應(yīng)速率越慢外因濃度增大反應(yīng)物的濃度，化學(xué)反應(yīng)速率增大；減小反應(yīng)物的濃度，化學(xué)反應(yīng)速率減小溫度升高溫度，化學(xué)反應(yīng)速率增大；降低溫度，化學(xué)反應(yīng)速率減小壓強(qiáng)增大壓強(qiáng)，化學(xué)反應(yīng)速率增大；減小壓強(qiáng)，化學(xué)反應(yīng)速率減小催化劑一般地，使用催化劑能極大地加快反應(yīng)速率固體的表面積增大固體反應(yīng)物的表面積，化學(xué)反應(yīng)速率加快其他光照、溶劑、形成原電池等，也能影響化學(xué)反應(yīng)速率總結(jié)【思考與討論】（1）反應(yīng)物的濃度、反應(yīng)物的接觸面積（2）溫度、反應(yīng)物的濃度（3）反應(yīng)物的接觸面積（4）反應(yīng)物的濃度

下列調(diào)控反應(yīng)速率的措施中，利用或體現(xiàn)了哪些影響反應(yīng)速率的因素？

（1）向爐膛內(nèi)鼓風(fēng)，用煤粉代替煤塊可以使?fàn)t火更旺。

（2）把食品存放到冰箱內(nèi)。在食品包裝內(nèi)放置除氧劑可以延長(zhǎng)食品保質(zhì)期。

（3）做化學(xué)實(shí)驗(yàn)時(shí)，將固體試劑研細(xì)或者溶于水配成溶液后再進(jìn)行實(shí)驗(yàn)。

（4）鐵在空氣中和在純氧中反應(yīng)的劇烈程度不同科學(xué)·技術(shù)·社會(huì)神奇的催化劑催化劑是現(xiàn)代化學(xué)中關(guān)鍵而神奇的物質(zhì)之一。據(jù)統(tǒng)計(jì)，有80%以上的化工生產(chǎn)過程（如氨、硫酸、硝酸的合成，乙烯、丙烯、苯乙烯的聚合，煤、石油、天然氣的綜合利用，等等）使用了催化劑，目的是增大反應(yīng)速率，提高生產(chǎn)效率。在資源利用、能源開發(fā)、醫(yī)藥制造、環(huán)境保護(hù)等領(lǐng)域，催化劑有著廣泛的應(yīng)用。催化劑十分神奇，它能極大地提高化學(xué)反應(yīng)速率（可使反應(yīng)速率增大幾個(gè)到十幾個(gè)數(shù)量級(jí)），而自身的組成、化學(xué)性質(zhì)和質(zhì)量在反應(yīng)前后不發(fā)生變化；它和一些反應(yīng)體系的關(guān)系就像鑰匙與鎖的關(guān)系，具有一定的選擇性。生物體內(nèi)幾乎所有的化學(xué)反應(yīng)（如淀粉、脂肪、蛋白質(zhì)的水解，DNA的復(fù)制等）都是由生物體內(nèi)存在的特殊催化劑——酶所催化的。酶比一般的催化劑具有更高的選擇性和催化效率，而且是在正常體溫的條件下發(fā)生作用，反應(yīng)條件溫和。受酶的啟示，科學(xué)家開牌了設(shè)計(jì)和合成催化劑的新途徑，正在研制具有生物酶某些特性的化學(xué)酶，以期實(shí)現(xiàn)“仿酶催化”。催化劑的神奇面紗至今尚未完全揭開，對(duì)催化劑的研究是當(dāng)代化學(xué)一個(gè)極具魅力和應(yīng)用前景的重要課題?！舅伎寂c討論】煉鐵高爐尾氣之謎：1、為什么尾氣中總是有CO？2、為什么高爐增高后，尾氣中CO的含量沒有改變？情境引入三、化學(xué)反應(yīng)的限度1.可逆反應(yīng)：（1）定義：在同一條件下，既能向正反應(yīng)方向進(jìn)行，

同時(shí)又能向逆反應(yīng)方向進(jìn)行的反應(yīng)。注：向生成物方向進(jìn)行的反應(yīng)叫做正反應(yīng)，向反應(yīng)物方向進(jìn)行的反應(yīng)叫做逆反應(yīng)。（2）特征：【思考】

和

互為可逆反應(yīng)嗎？如：常見的可逆反應(yīng)：不是可逆反應(yīng)，反應(yīng)條件不相同。時(shí)間(min)

01020304050607080c(SO2)106321.21111c(O2)531.510.60.50.50.50.5c(SO3)04788.89999

在某固定密閉容器中發(fā)生反應(yīng)：

，

各物質(zhì)的濃度隨反應(yīng)的時(shí)間變化如下表所示：1.此條件下進(jìn)行到什么時(shí)候達(dá)到了這個(gè)反應(yīng)的限度（化學(xué)平衡狀態(tài)）?2.此時(shí)的反應(yīng)是否停止了？3.此時(shí)為何三種物質(zhì)的濃度保持不變?【思考】2、化學(xué)平衡狀態(tài)的建立達(dá)到反應(yīng)限度后，反應(yīng)物和生成物濃度不在變化（定）達(dá)到反應(yīng)限度后V正=V逆（等）≠0（動(dòng)）濃度變化速率變化v正、v逆關(guān)系開始時(shí)反應(yīng)物濃度_________

v正_________

生成物濃度_________

v逆_________進(jìn)行中反應(yīng)物濃度_________

v正_________生成物濃度_________

v逆_________平衡時(shí)反應(yīng)物濃度_________

v正_________生成物濃度_________

v逆_________v正>

v逆v正>

v逆v正=v逆≠0最大最大最小=0最小=0逐漸減小逐漸減小逐漸增大逐漸增大不變不變不變不變由于v(正)=v(逆)

≠0，雖然正、逆反應(yīng)都在進(jìn)行，但各種物質(zhì)的百分含量、濃度都不會(huì)發(fā)生變化。

從外表上看，反應(yīng)好象“停止”

可逆反應(yīng)的這種特殊狀態(tài)就是我們今天要研究的化學(xué)平衡狀態(tài)正反應(yīng)速率逆反應(yīng)速率相等時(shí)間速率3、化學(xué)平衡狀態(tài)的定義

在一定條件下，可逆反應(yīng)中，當(dāng)正、逆兩個(gè)方向的反應(yīng)速率相等時(shí)，反應(yīng)物的濃度和生成物的濃度都不再改變。達(dá)到了一種表面靜止的狀態(tài)，我們稱之為“化學(xué)平衡狀態(tài)”?；瘜W(xué)平衡狀態(tài)是可逆反應(yīng)在一定條件下能達(dá)到的或完成的最大“限度”?；瘜W(xué)反應(yīng)限度決定了反應(yīng)物在該條件下的最大轉(zhuǎn)化率4、化學(xué)平衡狀態(tài)的特征可逆反應(yīng)

(前提)ν(正)=ν(逆)

(實(shí)質(zhì))逆等動(dòng)≠0動(dòng)態(tài)平衡定各組分的濃度保持不變

(標(biāo)志)變條件改變，原平衡被破壞，在新的條件下建立新平衡時(shí)間tV正V逆V正=V逆反應(yīng)速率達(dá)到平衡0t1判斷可逆反應(yīng)是否達(dá)到平衡的直接標(biāo)志。①速率關(guān)系A(chǔ):同一種物質(zhì)：生成速率=消耗速率，即v正＝v逆B：不同的物質(zhì)：一找變量：“變量→不變”——平衡狀態(tài)二看方向：一正一逆三看計(jì)量數(shù)：化學(xué)反應(yīng)速率之比=化學(xué)計(jì)量數(shù)之比4、判斷化學(xué)平衡的標(biāo)志：直接標(biāo)志②含量關(guān)系：反應(yīng)混合物各組分的濃度、物質(zhì)的量、百分含量（質(zhì)量分?jǐn)?shù)、摩爾分?jǐn)?shù)、體積分?jǐn)?shù)、分子數(shù)之比）保持不變；總壓強(qiáng)、總物質(zhì)的量、混合氣體的平均M、氣體的密度、顏色等。課堂鞏固：1.下列說法中可以證明2HI(g)H2(g)+I2(g)（紫色）已達(dá)到平衡狀態(tài)的

是___________。

①單位時(shí)間內(nèi)生成n

molH2的同時(shí)生成nmolHI

②一個(gè)H-H鍵斷裂的同時(shí)有兩個(gè)H-I鍵斷裂

③反應(yīng)速率v(H2)=v(I2)時(shí)

④c(HI):c(H2):c(I2)=2:1:1時(shí)

⑤溫度和體積一定，容器內(nèi)壓強(qiáng)不再變化時(shí)

⑥溫度和體積一定，混合氣體的顏色不再變化時(shí)

⑦條件一定，混合氣體的平均相對(duì)分子質(zhì)量不再變化時(shí)

⑧溫度和壓強(qiáng)一定，混合氣體的密度不再變化時(shí)②⑥2.可逆反應(yīng)2NO2(紅棕色)

N2O4(無色)在一固定密閉容器中反應(yīng)，達(dá)到化學(xué)平衡狀態(tài)的是（

）A.單位時(shí)間內(nèi)生成nmolN2O4同時(shí)生成2nmolNO2B.單位時(shí)間內(nèi)生成nmolN2O4同時(shí)消耗2nmolNO2C.c(NO2):c(N2O4)=2:1D.混合氣體的顏色不再改變E.混合氣體的密度不再改變F.混合氣體的平