1、,【课程学习目标】,1.掌握化学反应速率及其表示方法；,2.掌握影响化学反应速率的因素；,第三节 化学反应的速率和限度,3.掌握化学反应限度和化学平衡状；,4.掌握化学平衡状态的判断依据；,5.了解化学反应条件的控制；,牛奶变质(几天),爆炸(瞬间),铁生锈(几月),煤的形成(上亿年),溶洞形成(数万年),很慢,较慢,很快,非常慢,怎样比较和判断反应的快慢？,A、定性观察法,在日常生活和化学实验中定性观察和研究某些化学反应速率,（即据反应物消失或生成物产生的快慢粗略比较）,B、定量表示法（准确）,如：对于没有明显反应现象的化学反应,冒气泡快慢 浑浊程度 固体量减少 颜色变化 温度变化等,一、化
2、学反应速率,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来表示。是衡量化学反应进行快慢程度的物理量。以V(B)表示 。,2、反应速率的计算公式,V(B) =,CB,t,B物质的物质的量浓度的变化量,反应经过的时间,反应物：CBCB始CB末,生成物：CBCB末CB始,浓度常用：mol/L 时间常用： s, min,3、反应速率的单位：mol/(Ls) 或mol/(Lmin),1、概念：,4、反应速率的特点,.化学反应速率均取正值，没有负值；,.化学反应速率通常是指一段时间内的平均速率，而不是某一时刻的瞬时速率；,.同一反应中，选用不同物质的浓度变化表示化学反应速率时，其数值可能不同，但表示
3、的意义相同，因此必须指明以哪种物质为标准来表示化学反应速率；,.对于有固体（如：碳酸钙）或纯液体（如：水）参与的化学反应，一般不用纯液体或固体来表示反应速率，我们认为他们的浓度是相对恒定的；,例题1：练习册37页,问题1：若用O2的浓度变化来表示此反应速率是:,问题2：v(NO)=0.002mol/(Ls) 与v(O2)=0.0025mol/(Ls)是否都表示此反应的速率？数值上有何规律？,v(NO)=0.002mol/(Ls),v(O2)=0.0025mol/(Ls),例题2：反应4NH3+5O2 4NO+6H2O 在5升的密闭容器中进行，30秒后，NO 的物质的量增加了0.3mol，此反应
4、的平均反应速率用NO来表示为多少？,.同一化学反应中，以不同物质表示的化学反应速率之比等于化学方程式中的化学计量数之比也等于同一时间内各物质的物质的量浓度变化（或物质的量变化）之比；,即对于反应： aA + bB = cC + dD vA:vB:vC:vD=a:b:c:d,=CA:CB: Cc: CD,=nA:nB: nc: nD,例题3 A和B反应生成C，假定反应由A、B开始，它们的起始浓度均为1mol/L。反应进行 2min后A的浓度0.8mol/L，B的浓度为0.6mol/L，C的浓度为0.6mol/L。则2min内 反应的平均速率 VA= _， VB= _， VC= _。 该反应的化学
5、反应程式为 _。,0.1mol/L.min,0.2mol/L.min,0.3mol/L.min,A + 2B = 3C,则该反应速率的快慢顺序为:,例题4：反应 A + 3B = 2C + 2D 在四种 不同条件下的反应速率为：,(1)(A)=0.3mol/(Ls),(2)(B)=0.6mol/(Ls),(3)(C)=0.4mol/(Ls),(4)(D)=0.45mol/(Ls),(1)(4)(2)=(3),注意:单位一致用同一种物质表示,.在进行化学反应速率大小比较时，要 注意两个转化：,一要转化为同一物质的反应速率 （利用VB之比等于计量数比）,二要转化为同一单位才能比较 （利用s,min
6、,h之间的转化）,例题5.某温度下，在体积为5的容器中，,三种物质物质的量随着时间变化的关系如图1所示，则该反应的化学方程式为：_，2s内用的浓度变化和用的浓度变化表示的平均反应速率分别为：_、_。,图1 A、B、C三种物质的物质的量随时间变化的关系图,2 3,0.08mol/(s),0.12mol/(s),外因:外界条件对化学反应速率有影响，对于同一化学反应，外界条件不同，化学反应速率不同，其中常见的外界条件有：温度，浓度，催化剂，压强，固体表面积，反应物的状态。,5、影响化学反应速率的因素,内因(主要因素)：化学反应速率的大小 主要决定于反应物本身的性质。,实验探究,实验2-5,产生气泡速
7、率增大， 带火星火柴复燃,有气泡冒出,产生气泡速率减小,有哪些条件能够影响化学反应的速率呢？,升温 H2O2分解速率增大,降温 H2O2分解速率减小,（1）温度对化学反应速率的影响,规律：当其它条件不变时， 升高温度，反应速率增大。 降低温度，反应速率减小。,实验2-6,气泡冒出很快,气泡冒出很快,有气泡冒出，很慢,有催化剂能极大的加快反应速率；无催化剂化学反应速率很慢,实验探究,（2）催化剂对化学反应速率的影响,有的催化剂能加快化学反应的速率， 叫正催化剂；有的催化剂能减慢化学反 应速率，叫负催化剂。如没有特殊说明， 凡说催化剂都是指正催化剂。即加快化 学反应速率。,规律：催化剂能改变化学反
8、应的速率。,3、实验室常用约30%左右的硫酸溶液与锌粒反应制取氢气，当反应进行第一段时间后，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容器中，气泡又会重新增多起来。原因是什么？,思考与交流,（3）浓度对化学反应速率的影响,规律：当其它条件不变时， 增大反应物浓度，反应速率增大。 减小反应物浓度，反应速率减小。（不包括改变固体和纯液体的浓度）,（4）压强对化学反应速率的影响,规律：对有气体参加或生成的反应来 说，当其它条件不变时（T）， 增大压强，反应速率增大。 减小压强，反应速率减小。,思考与交流,1、实验时，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
9、反应。原因是什么？,2、人们常把固体试剂溶于水配成溶液 后再进行化学实验，原因是什么？,（5）其他影响因素,固体表面积：固体颗粒越小，其表面积越大，与其他反应物的接触面积也越大，则化学反应速率越大。,反应物的状态：一般来说配成溶液；或反应物是气体，都能增大反应物的接触机会，有利于增大反应速率。,小 结 ：,使用催化剂，化学反应速率加快,催化剂,升高温度，化学反应速率加快；反之减慢,温度,外 因,反应物的化学性质越活泼，化学反应速率越快；反之则越慢,本身的性质,内 因,规律(在其它条件相同时),影响化学反应速率的因素,P49 思考与交流,光波，电磁波，超声波，溶剂等,其它,增大固体反应物的表面积
10、，化学反应速率加快；反之减慢,固体反应物的表面积,增大气态反应物的压强，化学反应速率加快；反之减慢,气态反应物的压强,增大反应物的浓度，化学反应加快；反之减慢,反应物的浓度,外因,例：采取哪些方法可以增大 Fe与稀硫酸反应产生氢气的速率, 滴入少量硫酸铜溶液形成原电池, 升高温度, 使用铁粉代替铁片, 使用浓度稍大的硫酸,A,例：NO和CO都是汽车尾气中的有害物质，它们能缓慢地起反应，生成N2和CO2。对此反应下列叙述中正确的是A.使用催化剂能加快反应的速率B.使一种反应物过量能提高反应的速率C.改变压强对反应速率没有影响D.降低温度能加快反应速率,解析：2CO+2NO=N2+2CO2,2.能
11、使CO2 (g) + C(S) 2CO (g)反应速率加快的是 ( ),. 增大压强 . 增大反应物C的浓度 . 增加CO的浓度. 增加CO2的浓度. 恒压通入N2 . 恒容通入N2, ,1.恒温恒体积条件下,通入与反应无关的气体,压强增大,体积不变,反应物浓度不变,化学反应速率不变.,2.恒温恒压条件下,通入与反应无关的气体,压强不变,体积增大,反应物浓度减小,化学反应速率减小.,小结,可逆反应,1、概念,在相同条件下既能向正反应方向进行同时又能向逆反应方向进行的化学反应称为可逆反应。,通常把从左向右进行的反应称为正反应,从右向左进行的反应称为逆反应,正反应：反应物生成物,逆反应：生成物反应
12、物,2、可逆反应的特点,.正反应和逆反应发生的条件相同；,.正逆反应同时进行；,.无论反应进行到何种程度各反应物、生成 物永远同时共存；,.能量类型的转化互逆； 如果正反应放热，则逆反应吸热。,高温、高压 催化剂,化学平衡状态的建立,在固定容积的密闭容器中加入1mol/LN2和3mol/LH2在一定条件下来合成氨：,反应开始时的瞬间：,C反 最大， V(正)最大；C生 最小为零，V(逆)为零。,反应一段时间内：,C反 减小， V(正)减小；C生 增大， V(逆)增大。,反应到某时刻时：,V(正) V(逆)；各反应物和生成物的浓度不再发生变化,v(正),v(逆),v(正)= v(逆),反应速率,
13、时间（t）,0,t1时刻及以后反应处于平衡状态!即该反应进行的限度。,二、化学反应的限度（化学平衡状态）,1、概念：,在一定条件下的可逆反应经过一定的时间后，正反应速率与逆反应速率相等，反应物与生成物浓度不再发生变化的状态叫做“化学平衡状态”，简称化学平衡。此时,是在给定条件下化学反应所能达到或完成的最大程度，即该反应进行的限度。 化学反应的限度决定了反应物在该条件下的最大转化率。,前提,量: 质量、物质的量、体积、浓度 等。,本质,标志,2、化学反应的限度（化学平衡状态）的特点,.“逆” 化学平衡状态研究的对象是可逆反应；,.“等” V正 = V逆 0 ；是化学平衡的实质；,.“动” 化学平
14、衡是一种动态平衡，即处于平 衡状态时，正逆反应并没有停止，仍在进行；,.“定” 处于平衡状态时，平衡混合物中各组分的浓度保持一定，不再随着时间的改变而变化；,.“变” 化学平衡状态是在一定条件下建立的，是暂时的，相对的，若改变影响平衡的外界条件（T,C,P）,平衡会发生移动，并在新的条件下建立新的平衡；,3、判断可逆反应达到化学平衡状态的方法和依据,.反应后平衡混合物中各物质的浓度、或m,m%,n,n%，v,v%一定-平衡；,.当:a+bp时，总v,或总p、总n一定-平衡； 当:a+b=p 时，总v,或总p、总n一定不一定平衡,正逆反应速率的关系；1，2，3,速率,同一物质: 方向相反、 V正
15、=V逆不同物质: 方向相反、速率比=计量数比,通过化学键的形成于断裂判断；,体系的密度，平均相对分子质量，体系的颜色等等要具体问题具体分析；,例1、可逆反应2NO22NOO2在恒定容积密闭容器中反应，达到平衡状态的标志是：A 单位时间内生成nmolO2的同时生成2nmolNO2。B 反应容器内，物质的分子总数不随时间的变化 而变化C 用NO2、NO、O2的物质的量浓度变化表示的反应 速率的比为 2：2：1。D混合气体的颜色不再改变的状态。E混合气体的密度不再改变的状态。F混合气体的平均相对分子质量不再改变的状态。,随堂训练,例2：下列说法可以证明反应N2+3H2 2NH3 已达平衡状态的是 (
16、 )A.1个NN键断裂的同时,有3个HH键形成B.1个NN键断裂的同时,有3个HH键断裂C.1个NN键断裂的同时,有6个NH键断裂D.1个NN键断裂的同时,有6个NH键形成,A、C,例3：可逆反应 O22SO2 2SO3下列 各关系中能说明反应已达到平衡状态 的是（ ） A v正SO22v正O2 B v正O2v逆SO3 C v正O22v逆SO3 D v正SO2v逆SO3,D,例4.在一定温度下,可逆反应 A(g)+3B(g) 2C(g) 达到平衡的标志是（）A.A的生成速率与C分解的速率相等 B.单位时间内生成nmolA,同时生成3nmolBC.A、B、C的浓度不再变化 D.A、B、C的浓度比
17、为1:3:2,C,例5.可逆反应达到平衡的重要特征（）A.反应停止了B.正、逆反应速率都为零C.反应物和生成物的浓度相等D.正、逆反应的速率相等,D,例6.对于可逆反应 MN Q 达到平衡状态时，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. M、N、Q的浓度都保持不变D. 反应已经停止,C,例7、下列的说法中可以证明反应： H2 (g) + I2 (g) (紫色) 2HI (g)已达平衡状态的是_（1）单位时间内生成n molH2的同时生成n mol HI；（2）一个H-H键断裂的同时，有两个H-I键断裂；（3）百分组成：w(HI)=w(I2)；
18、（4）容器内HI(g)、H2 (g) 、I2 (g)共存；（5）c(HI): c(H2): c(I2)=2:1:1；,（6）温度和体积一定时，容器内压强不再变化；（7）温度和体积一定时，某一生成物浓度不再变化；（8）条件一定，混合气体的平均相对分子质量不再变化；（9）温度和压强一定时，混合气体的颜色不再发生变化；（10）温度和压强一定时，混合气体的密度不再变化。,2、下列说法中能说明反应 2NO2 (g) N2O4 (g) (无色) 已达平衡状态的是_。（1）T、V恒定时，容器内P不再变化；（2）T、V恒定时， N2O4浓度不再变化；（3）条件一定，混合气体的M不再变化；（4）T、P恒定时，混
19、合气体颜色不再发生变化；（5） T、P恒定时，混合气体的密度不再变化。,_,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（提高反应物的转化率即原料的利用率，加快反应速率等）抑制有害的化学反应（减缓反应速率，减少甚至消除有害物质的产生，控制副反应的发生等），这就涉及到反应条件的控制。,1.控制 化学反应条件的基本措施: (1)改变反应物的温度、浓度、气体压强、固体表面积以及催化剂的使用等来改变反应速率； (2)通过改变可逆反应体系的温度、溶液浓度、气体压强等，改变可逆反应进行的限度。,2. 以“提高煤的燃烧效率”为例,(1)煤的状态与煤燃烧的关系 使煤与氧气的接触面积越大，
20、燃烧越充分反应速率越快。,(4)煤燃烧后废气中热量的利用 将废气通过装有冷却水的管道，充分吸收,(2)空气用量对煤燃烧的影响 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，提高炉膛温度的材料 保温隔热，防止热量散失,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.（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。,实质上是从多方面控制燃烧反应的条件（包括环境）。,提高燃烧效率的方法：尽量充分燃烧,尽量利用热能,提高生产效益：增大反应速率,升温增大廉价原料浓度,使用适宜催化剂增大气体压强,及时移走生成物,
