1、第三节 化学反应的速率和限度,第三节 化学反应的速率和限度,一、化学反应的速率,在化学实验和日常生活中，我们经常观察到 这样的现象： 有的化学反应进行得快，有的化学反应进行得慢。,思考与交流,你了解以上反应进行的快慢吗？,炸药爆炸,金属锈蚀,食物腐败,离子反应,塑料老化,溶洞形成,快,快,慢,慢,慢,慢,化学反应的快慢是相对的！,新概念,不同的化学反应进行的快慢千差万别，快 和慢是相对而言的，我们以上的判断方法 都是定性地描述反应的快慢。而在科学研 究和实际应用中，往往需要定量地描述一 个反应的快慢。,什么是定性？什么是定量？,思考？：,新概念,例如：我们学过物理都知道：（1）光的传播速度是很
2、快的；（2）光在空气中的传播速度是3108m/s。,（1）就是定性描述 （2）就是定量描述,思考,如何定量地判断一个化学反应的速率呢？,学科连接,在物理中我们是如何定量地判断一个物体 移动速度快慢的？,用速度来描述：单位时间内物体移动的距离 的大小,概念,定义： 化学反应速率通常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（均取正值） 来表示。,反应速率单位：,mol/(Lmin) 或mol/(L s),请做好笔记,注意：1、反应速率要指明具体物质并取正值2、表示气体或溶液反应速率3、指平均速率,随堂练习1：,在某一化学反应里，反应物A的浓度在10s 内从4.0mol/L变成1.0mo
3、l/L。在这10s内A的 化学反应速率为多少？,=,0.3mol/(L s),注意：这里的反应速率指平均速率！,在2L的容器中发生某化学反应，已知反应 前A物质的物质的量为8mol，2min后A的 物质的量变为4mol，问在这2min内A的平 均反应速率？,随堂练习2：,答案：1mol/ (L min）,随堂练习3：,在2L容器中发生反应：N2 + 3H2 = 2NH3 0.5min后，生成1.7gNH3，求v(NH3)， v(N2)， v(H2).,同理可求： v(N2)=0.05mol/(L min ),v(H2)0.15mol/(L min ),结论：同一化学反应，用不同的物质表示其化
4、学反应速率，数值可能不相同，但意义相同， 均表示这段时间内该反应的化学反应速率。且 化学反应速率之比等于化学计量数之比！,在反应4A(s) 3B(g)2C(g) D(g)中，经2min， B的浓度减少0.6mol L-1，对此反应速率的表示 正确的是（ ）,A.用A表示的反应速率为0.4mol L-1 min-1,B.分别用B、C、D表示的反应速率其比值为3：2：1,C.B在2min末的反应速率是0.3mol L-1 min-1,D.B在2min内的平均反应速率是0.3mol L-1 min-1,BD,随堂练习4：,随堂练习5：,在反应mAnBpC中，已知A的反应 速率为0.5mol/(L s
5、)，B的反应速率为 1mol/(L s)，C的反应速率为1. 5mol/(L s) 则该反应的化学方程式为：,A 2B = 3C,讨论影响化学反应速率的因素,实验25,产生气泡速率增大， 带火星火柴 复燃,升高温度， 反应速率增大,有气泡冒出,产生气泡速率减小,降低温度， 反应速率减小,实验26,气泡冒出速率增大,气泡冒出速率增大,有气泡冒出，较慢,MnO2能加快 反应速率,FeCl3能加快 反应速率,无催化剂 反应较慢,讨论影响化学反应速率的因素,影响反应速率的因素（外因）：,（1）温度：升高温度，增大反应速率,（2）催化剂：加入催化剂能改变（增大或减小）反应速率，自身不发生改变。,决定反应
6、速率的主要因素（内因）：,反应物本身的性质,请注意记笔记哟！,（3）固体的表面积：增大固体的接触面积，能增大反应速率,（4）反应物的状态：液态或气态比固态反应速率快,（5）溶液的浓度：增大溶液浓度，增大反应速率,请注意记笔记哟！,1在2A+B 3C+4D反应中，下列各表示该反应的速度最快的是 AvA=0.4mol/(Lmin) BvB=0.4mol/(Lmin) CvC=0.9mol/(Lmin) DvD=1.2mol/(Lmin),B,课堂反馈,2反应4NH3(g)+5O2(g)=4NO(g)+6H2O(g) 在2L的密闭容器中进行，1min后，NH3减少了0.12mol，则平均每秒钟浓度变
7、化正确的是( ) ANO：0.001molL-1 BH2O：0.002molL-1 CNH3：0.002molL-1 DO2：0.00125molL-1,AD,课堂反馈,思考与交流,1.人们为什么使用电冰箱储存食物？,温度越高，食物腐败变质的速率越快，电冰箱能提供较低的温度。,2.实验室通常要将两种块状或颗粒状的固体药品 研细，并混匀后再进行反应。原因是什么？,能增大反应物的接触面积，使反应物充分接触， 使反应速率加快。,3.实验室进行化学反应时，通常把一些固体 物质溶于水配成溶液再进行反应。原因是什么？,配成溶液反应能增大接触面积，从而增大反应 速率。,4.增大反应物浓度能增大反应速率。,自
8、学P43 神奇的催化剂,催化剂能极大地改变反应速率，而自身的 组成、化学性质和质量在反应前后不发生 变化，具有高度的选择性（或专一性）,物理性质呢？改变吗？,2.某反应在催化剂的作用下进行： C + B = F + G A B = C + D 此反应的催化剂是 ， 总反应的方程式为 。,C,A 2B = D + F + G,二、化学反应的限度,一个化学反应在实际进行时，反应物能否 完全转变为生成物？,实验27,出现浑浊， 产生沉淀,溶液中存在Ca2， CaCl2和Na2SO4 没有反应完全,CaCl2Na2SO4= CaSO4（微溶）+ 2NaCl,Ca2 CO32- = CaCO3,从这一实
9、验中，你得到什么启示？,化学反应是有限度的，有些能进行地 较彻底，有些反应是不彻底的，甚至 是可逆的。,科学研究表明，不少化学反应都具有可逆性 即正向反应和逆向反应能同时进行。,正反应：反应物生成物,逆反应：生成物反应物,定义,可逆反应：在相同条件下能向正、反两个方向同时进行的化学反应称为可逆反应。 可逆反应和一般的反应有什么区别呢？ 请看下面的讨论例子：,对于以上反应，请分析： （1）当反应刚开始时，反应物和生成物的浓度哪个大？ （2）当反应刚开始时，正反应与逆反应哪个反应速率大？ （3）随着反应的进行，反应物和生成物浓度如何变化？ （4）随着反应的进行，v(正)与v(逆)怎样变化？,在密闭
10、容器中加入1molH2和1mol I2发生反应,H2(g) + I2 (g) 2HI(g),正向反应,逆向反应,请继续分析： （5）反应进行到什么时候会“停止”？,当正反应速率与逆反应速率相等时,（6）此时，反应物和生成物浓度如何变化？,反应物和生成物浓度均不再改变,（7）给这个状态命名,平衡状态,（8）反应真的停止了吗？,NO,处于动态平衡,0,(1)0t1：v(正)v(逆),(2)t1以后： v(正)=v(逆),t1以后反应处于平衡状态!,什么是化学平衡呢？,定义：化学平衡状态,在一定条件下的可逆反应里，正反应和逆 反应的速率相等，反应物和生成物浓度保 持不变的状态。化学平衡状态简称化学平
11、衡。,注意：(1)条件：一定条件下(2)对象：可逆反应 特征: (1)定：反应物和生成物浓度保持不变(2)动：动态平衡 (3)等： v(正) v(逆),随堂练习1,对于可逆反应MN Q达到平衡时， 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Q C.反应物和混合物的浓度保持不变 D.反应已经停止,C,随堂练习2,在一定条件下，某容器中充入N2和H2合成 NH3,以下叙述错误的是（ ） A.开始反应时，正反应速率最大，逆反应速率为零 B.随着反应的进行，正反应速率逐渐减小，最后减小为零 C.随着反应的进行逆反应速率逐渐增大，后 保持恒定 D.随着反应的进行，
12、正反应速率逐渐减小，最后与逆反应速率相等且都保持恒定,B,随堂练习3,下列哪种说法可以证明反应 N2 + 3H2 2NH3达到平衡状态 A.1个 键断裂的同时，有3个 键形成 B.1个 键断裂的同时，有3个 键断裂 C.1个 键断裂的同时，有6个 键断裂 D.1个 键断裂的同时，有6个 键形成,( ),AC,14CO2 + C CO，达到化学平衡后， 平衡混合物中含14C的粒子有 。,随堂练习4,14CO2、14C、14CO,如何判断一个化学反应是否达到平衡状态？,平衡状态的标志 ： 从平衡状态的定义入手，平衡状态强调两方面：各组分的百分含量保持不变；正反应速率等于逆反应速率。,例、下列叙述中
13、可以证明2HI(g)=H2(g)+I2(g)已达平衡状态的是 ： 单位时间内生成n mol H2的同时生成n mol HI一个HH键断裂的同时有两个HI键断裂百分组成HI%=I2%,反应速率V(H2)=V(I2)=1/2V(HI)时 HIH2I2=211时 温度和体积一定时，某一生成物的浓度不再变化温度和体积一定时，容器内压强不再变化,条件一定时，混合气体的平均相对分子质量不在变化 温度和体积一定时，混合气体颜色不再变化 温度和压强一定时，混合气体密度不再变化,解析： 不能证明V正 =V逆错误。 表明V正=V逆，正确。 百分组成表明的是浓度，只能说不变， 不能说相等，错误。 不能表明正逆反应速
14、率相等，错误。 浓度应说不变，不能说相等，错误。,浓度不变说明已达平衡，正确。 此反应前后体积相等，温度和体积一定 时，压强不变时，某组分的浓度可能变化，错误。 此反应前后体积相等，质量守恒，相对分子质量不变，不能表明平衡,混合气体颜色不变，浓度不变，证明已达平衡反应前后体积相等，温度和压强一定时，体积不变，质量守恒，密度不变不能说明已达平衡。答案：,在上述的说法中能说明2NO2= N2O4 达到平衡状态是 ：,答案：,化学平衡及影响化学平衡的条件可以参考的 网络资源 http:/ http:/ 不同反应的限度不同罢了。化学反应的限度 可以通过改变条件而改变，同学们可以在选 修模块化学反应原理
15、中学习。,自学科学史话：炼铁高炉尾气之谜,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 学反应抑制有害的化学反应，这就涉及到反 应条件的控制,下面以“提高煤的燃烧效率”为例,(1)将煤气化比固态煤燃烧速率更快且使煤充分燃烧。,(4)将废气通过装有冷却水的管道，充分吸收,还可以使用助燃剂等,(2)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,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.关键是燃料与空气或氧气要尽 可能充分地接触，且空气要适当过量。 （2）尽可能充分地利用
16、燃料燃烧所释放 出的热能，提高热能的利用率。,提高燃料的燃烧效率实质上是从多方面 控制燃烧反应的条件（包括环境）,意义：节约能源、节省资源、减少污染 （煤在气化过程中可以脱硫、除去灰分）,我们在生产、科研和生活中都需要控制 化学反应的条件。,有利的反应，要想办法增大反应速率：,（1）升高温度，使用催化剂，增大反应物浓度,有害的反应，要设法降低反应速率：,（1）降低反应温度，使用负催化剂,（2）或隔离会引发反应的物质,知识应用,活动与交流,以上反应的快慢，你是依据什么判断的？ 请尽可能多地写出判断的方法。,归纳：,1.冒气泡快慢 2.颜色变化 3.固体量减少 4.浑浊程度 5.温度变化等,定性观察化学反应速率的方法：,1.锌片、镁条分别与盐酸反应。,可以通过冒气泡的快慢来判断,2.铁和CuSO4溶液反应,可以通过颜色的变化来判断,3.Fe和盐酸反应,可以通过固体量的减少来判断,4.Ca(OH)2溶液和CO2反应,可以通过浑浊程度来判断,5.Ba(OH)28H2O和NH4Cl反应,可以通过温度的变化来判断,资料来源：http:/
