化学反应的速率和限度公开课省名师优质课赛课获奖课件市赛课一等奖课件.ppt

单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,本资料仅供参考，不能作为科学依据。谢谢,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,本资料仅供参考，不能作为科学依据。谢谢,第三节 化学反应,速率和程度,第1页,化学反应有快有慢：,第2页,HClNaOHNaClH,2,O,千分之一秒即完成,H,2,Cl,2,2HCl,百分之一秒即完成,救心丹,几分钟见效,钢铁腐蚀,若干年,煤、石油等化石燃料形成,几千万年以上,第3页,1、定义,：用来衡量反应进行快慢物理量,化学反应速率用,单位时间,（如每秒，每分，每小时）内反应物物质量,浓度降低许,或生成物,物质量,浓度,增加量,来表示,。,2、计算式:,一、化学反应速率,(,物质量浓度,),第4页,例 1、在 N,2,+3H,2,2 NH,3,反应中，自开始至秒，氨浓度由变为0.6 mol/L，则以氨气表示化学反应速率是多少？,=0.3mol/(L,s),v,(N,H,3,),=,c(N,H,3,),t,=,(0.6 0)mol/L,2s,问题1,：,v,（N2）=,v,（H2）=,问题2：,此反应化学反应速率用不一样物质表示为何数值不一样？数值上有何规律？,第5页,3、化学反应速率特点,同一反应，可用不一样物质在单位时间 内浓度改变来表示，但必须,指明,是 用哪种反应物或哪种生成物来表示。,用不一样物质在单位时间内浓度改变表 示时，数值不一样，但意义相同。,速率比等于方程式中系数比,均取正值，且是某一段时间内,平均速率。,不能用,固体或纯液体,浓度改变来表示速率,浓度指,物质量浓度,，单,mol/(Ls)mol/(Lmin),第6页,练习,2、向一个容积为1L密闭容器中放入2moLSO,2,和1moLO,2,在一定条件下反应,2S末,测得容器内有0.8moLSO,2,求2S内SO,2,O,2,SO,3,反应速率和反应速率比.,第7页,练习3,在一定条件下，mA+nB=pC反应中，各物质化学反应速率为V(A)=amolL,-1,s,-1,V(B)=a/2molL,-1,s,-1,V(C)=amolL,-1,s,-1,则该反应化学方程式是,。,2A+B=2C,第8页,练习4,则该反应速率快慢次序为:,反应 A+3B=2C+2D 在四种不一样条,件下反应速率为：,(1),(A)=0.3mol/(Ls),(2),(B)=0.6mol/(Ls),(3),(C)=0.4mol/(Ls),(4),(D)=0.45mol/(Ls),(1)(4)(2)=(3),反思,:比较反应快慢,应取同一参考物,第9页,在相同条件下,等质量(金属颗粒大小相,同)以下金属与足量1mol/L 盐酸反应时,速率最快是,A 镁 B 铝 C 钠 D 铁,二、影响化学反应速率原因一）,化学反应速率是由反应物性质决定;,内因是主要原因,第10页,（二）外因原因:,试验25,现象,结论,热水中,常温,溶液中产生气泡速,率较快,冷水中,溶液中产生气泡速,率较慢,溶液中产生气泡速,率很快,升高温度，,反应速率增大,降低温度，,反应速率减小,2H,2,O,2,=2H,2,O,+O,2,第11页,规律：当其它条件不变时，升高温度，化学反应速率增大。降低温度，化学反应速率减小。,试验测得，温度每升高10度，化学反应速率通常,增大原来24倍。,注意：温度对反应速率影响不受反应物状态,限制。,对于可逆反应，改变温度正逆反应速率都变。吸热一方改变大,（1）温度对化学反应速率影响,第12页,试验26,现象,结论,加入MnO,2,加入FeCl,3,不加其它试剂,气泡冒出速率增大,气泡冒出速率增大,有气泡冒出，较慢,MnO,2,能加紧,反应速率,FeCl,3,能加紧,反应速率,无催化剂,反应较慢,外因原因:,第13页,规律：催化剂能改改变学反应速率。,有催化剂能加紧化学反应速率，叫正催化剂；有催化剂能减慢化学反应速率，叫负催化剂。在实践中，如没有特殊说明，凡说催化剂都是指正催化剂。,催化剂中毒：催化剂催化性能往往因接触少许杂质而显著下降甚至遭破坏，这种现象叫催化剂中毒。,催化剂只有在一定温度下才能最大程度显示其催化作用，不一样催化剂对温度要求不一样,。,催化剂对于可逆反应能同等程度改变正逆反应速率,（2）催化剂对化学反应速率影响,第14页,规律：,当其它条件不变时，增大反应物浓度，化学反应速率增大。减小反应物浓度，化学反应速率减慢。,改变固体或纯液体用量对速率无影响,对于可逆反应增大反应物或生物浓度，化学方应速率都增大,（3）浓度对化学反应速率影响,规律：当其它条件不变时，增大固体反应物表面积，化学反应速率增大。减小固体反应物表面积，化学反应速率减慢。,（4）固体反应物表面积对化学反应速率 影响,（5）,压强影响：对于有气体参加化学反应，增大压强普通能够减小气体体积，从而使反应物浓度增大，所以，也能够增大反应速率。,第15页,（三）、相关化学反应速率计算,例1、反应N,2,3H,2,2NH,3,在2L密闭容器中发生反应，5min内NH,3,质量增加了1.7g,求,（NH,3,）,、,（N,2,）、,（H,2,）。,A、据,公式,计算,B、据关系式计算,各物质速率之比等于方程式计量数之比,据系数比求其它物质速率,第16页,练习5,、在2L密闭容器中，发生以下反应：3A(g)+B(g)=2C(g)+D(g)。若最初加入A 和B 都是4mol，在前10s A 平均反,应速率为0.12mol/(L,s)，则10s时，容器中B物质量为,。,3.2mol,第17页,6、,某温度时在2L容器中X、Y、Z三种物质物质量随时间改变曲线如图所表示。由图中数据分析：,1、反应开始2min内X、Y、Z化学反应速率,2、该反应化学方程式为：_。,第18页,7、把镁条投入到盛有盐酸敞口容器中,产,生氢气速率改变如图,分析其原因:,第19页,8、,为了研究碳酸钙与稀盐酸反应反应速率，一位同学经过试验测定反应中生成CO,2,气体,体积随反应时间,改变情况，绘制如图曲线。请分析讨论以下问题。,（1）在0t,1,、t,1,t,2,、t,2,t,3,各相同时间段里,反应速率最大是_时间段，搜集到气体最多是_时间段。,（2）试分析三个时间段里，反应速率不一样可能原因(该反应是放热反应)。,（3）在t,4,后，为何搜集到气体体积不再增加？,开始时C(H,+,)大,该反应反应速率大;t1,t,2,因为反应放热温度升高,所以速率快速增大;最终是因为C(H,+,)减小了，反应速率减慢.,第20页,9、,练习：在25时，向100mL含HCl 14.6g盐酸中，放入5.6g铁粉，反应进行到2s时搜集到氢气1.12L(标况)，之后反应又进行了4s，铁粉全溶解。若不考虑体积改变，则：,(1)前2s内用FeCl,2,表示平均反应速率为,；,(2)后4s内用HCl表示平均反应速率为,；,(3)前2s与后4s比较，反应速率,较快，其原因可能,。,0.25,mol/L,s,0.25,mol/L,s,前2s,前2s时段盐酸浓度比后4s时段大,第21页,小结,：,1、化学反应速率及其表示方法：,数学表示式,为：,可用不一样反应物或生成物来表示,普通不用固体和纯液体来表示浓度,2、相关化学反应速率计算,A、据公式计算,B、据关系式计算,C、比较反应速率快慢,(B),C,t,B,第22页,、外界条件对化学反应速率影响,主要外因：浓度 温度 催化剂；,还有压强 固体表面积 反应物状态等,第23页,第三节 化学反应,速率和程度,第二课时,第24页,思考？,我们知道在化学反应中，反应物之间是按照化学方程式中系数比进行反应，那么，在实际反应中，反应物能否按对应计量关系,完全,转化为生成物呢？,氯水是氯气水溶液，氯气能与水反应，而且这是一个,可逆反应,。,请大家回想氯水中含有哪些微粒。,氯水成份：分子：Cl,2,、HClO、H,2,O,离子：H,+,、Cl,-,、ClO,-,等,Cl,2,能 与H,2,O发生可逆反应：,Cl,2,+H,2,O HClO+HCl,第25页,H,2,+I,2,2HI,正反应,逆反应,（复习）什么叫做可逆反应？,在,同一条件,下,既向正反应方向进行,同时又向逆反应方向进行反应.,经典可逆反应有:,Cl,2,+H,2,O HClO+HCl,N,2,+3H,2,2NH,3,催化剂,高温高压,2SO,2,+O,2,2SO,3,催化剂,高温,SO,2,+,H,2,O,H,2,SO,3,NH,3,+,H,2,O,NH,3,H,2,O,启示,:化学反应是有程度，有些能进行地较彻底，有些反应是不彻底，甚至是可逆。,2NO,2,第26页,课堂练习1:,以下不属于可逆反应是（）,A.氯气与水反应生成盐酸与次氯酸,B.N,2,与H,2,在一定条件下能够生成NH,3,，同 时NH,3,又能够分解为N,2,和H,2,C.电解水生成H,2,和O,2,，H,2,和O,2,转化成H,2,O,D.SO,2,溶于水和H,2,SO,3,分解,C,第27页,N,2,+H,2,NH,3,在一固定容积密闭容器里，加1molN,2,和,3mol,H,2,(适当催化剂),，,能发生什么反应？,（1）开始时c(N,2,)、c(,H,2,)大，c(N,H,3,)=0,开始阶段有什么特征？,只有正反应，,v,(逆)=0,催化剂,N,2,+3 H,2,2NH,3,高温,第28页,N,2,+H,2,NH,3,（2）瞬间后c(N,2,)、c(,H,2,)变小 ,c(N,H,3,),0,瞬间过后有什么特征？,正逆反应都进行，,v,(逆),0，,v,(正),v,(逆),（3）,c(N,2,)、c(H,2,)逐步变小，,c(N,H,3,),逐步增大，,三种物质浓度到达一个,特定值,。,一定时间段内有什么特征？,v,(正)=,v,(逆),0,N,2,+H,2,NH,3,第29页,因为,v,(正)=,v,(逆),0，即使正、逆反应都在进行，但各种物质百分含量、浓度都不会发生改变.,从外表上看，反应好象“停顿”。,可逆反应这种特殊状态就是我们今天要研究,化学平衡状态,。,第30页,反应速率,v(正),v(逆),t,1,时间（t）,0,(1)0t,1,：v(正)v(逆),(2)t,1,：v(正)=v(逆),平衡状态,N,2,+3H,2,2NH,3,催化剂,高温高压,交流与讨论,第31页,1、定义,在,一定条件,下,可逆反应,中，当,正反应速率和逆反应速率相等,，反应混合物中各组分,浓度保持不变,状态叫做化学平衡状态。是反应所能到达最大程度，即该反应进行程度,前提（适用范围）,：,可逆反应,内在本质,：,v,(正)=,v,(逆),0,外在标志：反应混合物中各组分,浓度保持不变,二、化学平衡状态第32页,2、化学平衡状态特征,()动：动态平衡,（,v,(正)=,v,(逆),0,）,(2)等：v(正)=v(逆),同种物质消耗（或分解）速率和生成速率相等,()定：反应混合物中各组分浓度保持定，各组分含量保持不变，质量、物质量不变。,()变：条件改变，原平衡被破坏，在新,条件下建立新平衡。,()逆：只对于可逆反应,第33页,此条件下进行到什么时候到达了这个,反应程度,?,此时反应是否,停顿,了？,此时为何3种物质浓度,保持不变,?,某温度和压强下密闭容器中,2SO,2,+O,2,2SO,3,催化剂,时间,（min),物质量,浓度(mol/L),0,10,20,30,40,50,60,70SO,2,1,0.7,0.5,0.35,0.2,0.1,0.1,0.1,O,2,0.5,0.35,0.25,0.18,0.1,0.05,0.05,0.05,SO,3,0,0.3,0.5,0.65,0.8,0.9,0.9,0.9,第34页,练习,1、可逆反应到达平衡主要特征（）,A.反应停顿了,B.正、逆反应速率都为零,C.反应物和生成物浓度相等,D.正、逆反应速率相等,D,2、对于可逆反应MN Q到达平衡状态时，,以下说法正确是（）,A.M、N、Q三种物质浓度一定相等,B.M、N全部变成了Q,C.M、N、Q浓度都保持不变,D.反应已经停顿,C,第35页,3、以下说法能够证实反应N,2,+3H2,2NH,3,已达平衡状态是 (),A.1个NN键断裂同时,有3个HH键形成,B.1个NN键断裂同时,有3个HH键断裂,C.1个NN键断裂同时,有6个NH键断裂,D.1个NN键断裂同时,有6个NH键形成,A、C,随堂练习,第36页,5、在一定温度下,可逆反应A(g)+3B(g)2C(g),到达平衡标志是（）,A.A生成速率与C分解速率相等,B.单位时间内生成nmolA,同时生3nmolB,C.A、B、C浓度不再改变,D.A、B、C分子数比为1:3:2,C,4、14,CO,2,+C CO，到达化学平衡后，,平衡混合物中含,14,C粒子有,。,14,CO,2,、,14,C、,14,CO,第37页,3、化学平衡状态判定,对于可逆反应m A(g)n B(g)+p C(g)在一定条件下到达平衡状态有以下几个标志,(1)A生成速率和分解速率相等,(2)单位时间生成n mol B和p mol C同时，生成m mol A,（3）A、B、C物质量不再改变,（4）A、B、C浓度不再改变,（5）A、B、C百分含量不再改变,直接依据,间接标志：总物质量、压强、密度、颜色,第38页,练习,1、N,2,+3H,2,2NH,3,反应到达平衡时，以下说法正确是（）,A、N,2,和H,2,不再化合了,B、N,2,、H,2,、NH,3,浓度相等,C、平衡建立前体系总质量在不停改变而平衡建立后体系总质量就不再变了,D、N,2,、H,2,、NH,3,浓度保持不变,D,第39页,练习,2、在一定温度下，可逆反应：,A(g)+3B(g)2C(g)到达平衡标志是(),A.A生成速率与C分解速率相等,B.A、B、C浓度不再改变,C.单位时间生成,n,molA,同时消耗,3n,molB,D.A、B、C分子数之比为1：3：2,BC,第40页,3.在一定温度下，可逆反应：A（g）+3B（g）=2C（g）到达平衡标志是,AC生成速率与C分解速率相等。,B单位时间生成n molA，同时生成3n molB。,CA、B、C物质量浓度保持不变。,DA、B、C分子数之比为1：3：2。,E容器中气体密度保持不变。,F混合气体平均摩尔质量保持不变。,G容器中气体总压强保持不变。,A、C、F,第41页,41,4、以下说法中能够充分说明反应:P(气)+Q(气)R(气)+S(气),在恒温下已达平衡状态是（）,反应容器内压强不随时间改变,P和S生成速率相等,C.反应容器内P、Q、R、S四者共存,D.反应容器内总物质量不随时间而改变,B,第42页,6、在一定温度下恒容容器中,当以下物理量不再发生改变时,表明反应:A(固)+3B(气)2C(气)+D(气)已达平衡状态是 (),A.混合气体压强 B.混合气体密度,C.B物质量浓度 D.气体总物质量,BC,第43页,7、在一定温度下,以下叙述不是可逆反应A(气)+3B(气)2C(气)+2D固)到达平衡标志是 (),C生成 速率与C分解速率相等,单位时间内生成amolA,同时生成3amolB,A、B、C浓度不再改变,A、B、C分压强不再改变,混合气体总压强不再改变,第44页,混合气体物质量不再改变,单位时间内消耗amolA,同时生成 3amolB,A、B、C、D分子数之比为1:3:2:2,A.B.,C.D.,第45页,例一,在密闭容器中充入4mol HI,在一定温度下,反应,2HI(g)H,2,(g)+I,2,(g),到达平衡时,有30%HI分解,则,平衡时混合气体中氢气物质量为多少,混合气体总物质量为多少?,第46页,4、化学平衡计算普通步骤:“三步曲”,1.写出相关平衡化学方程式,2.找出各物质,起始量 转化量 平衡量,3 依据已知条件列式,反应物转化率=,转化量,/,起始量,100,第47页,在合成氨工业中,由a mol氮气,b mol氢气混合反应到达平衡,有 c mol 氨气生成,则氨气在反应混合物中所占,体积分数,为,c/(a+b-c)100%,第48页,第三节 化学反应,速率和程度,第三课时,第49页,定义：,可逆反应中，旧化学平衡破坏，新化学平衡建立过程叫做化学平衡移动。,V,正,V,逆,V,正,=V,逆,0,条件改变,平衡1,不平衡 平衡2,建立新平衡,破坏旧平衡,V,正,=V,逆,0,一定时间,影响化学平衡条件,三、化学平衡移动,V,正,V,逆,平衡向正反应方向移动,V,正,=,V,逆,平衡不移动,V,正,V,逆,平衡向逆反应方向移动,第50页,探究试验1,FeCl,3,+3 KSCN Fe(SCN),3,+3KCl,（黄色）（无色）（红色）（无色）,现象:,向第一支试管里加入几滴 FeCl,3,溶液，颜色加深。,向第二支试管里加入几滴 KSCN 溶液，颜色加深。,（1）、浓度对化学平衡影响,第51页,1、浓度对化学平衡影响,分析,t,1,t,2,t,3,应用,增大反应物浓度或减小生成物浓度，平衡向正反应方向移动；增大生成物浓度或减小反应物浓度，平衡向逆反应方向移动；,结论,在生产上，往往采取增大轻易取得或成本较低反应物浓度方法，使成本较高原料得到充分利用。,2SO,2,+,O,2,2SO,3,增大反应物浓度对化学平衡影响,第52页,【思索练习】,1、FeCl,2,溶液呈浅绿色，其中存在着以下平衡：Fe,2+,+2H,2,O Fe(OH),2,+2H,+,往该溶液中滴加盐酸，发生改变（）,(A)平衡向逆反应方向移动,(B)平衡向正反应方向移动,(C)溶液由浅绿色变成黄色,(D)Fe,2+,物质量增大,A D,第53页,（,2）、温度对化学平衡影响,比如：2NO,2,2N,2,O,4,+Q 为放热反应,红棕色,无色,结论,：其它条件不变情况下，温度,升高,，平衡向,吸热,反应方向移动；温度,降低,，平衡向,放热,反应方向移动。第54页,（3）催化剂对化学平衡无影响,催化剂同等程度加紧或减慢正、逆反应速率(V,正,=V,逆,)；对化学平衡无影响。,t,时间,（b）,V,速率,V,正,V,逆,0,V,逆,V,正,催化剂能缩短平衡抵达时间，但不能使平衡移动,2、压强对化学平衡影响,第55页,4、压强对化学平衡影响,观察试验：2NO,2,N,2,O,4,思索：,加压前后颜色有什么改变？为何,？,1、在其它条件不变情况下，增大压强，平衡向着气体体积缩小方向移动。,2、对于反应前后气体不变反应平衡不移动,3、改变压强必须引发气体浓度改变，使正逆速率不等,结论,：,第56页,V-t图象,减小压强 增大压强,t,1,t,2,t,v,v,逆,v,正,V,正,t,1,t,2,t,v,V,逆,第57页,化学平衡移动原理,勒夏特列原理,假如改变影响平衡一个条件（如浓度、压强或温度等），平衡就向能够,减弱这种改变,方向移动勒夏特列原理,减弱这种改变,（,只是减弱，不是改变）,升高温度、增加反应物、增大压强时，化学平衡分别向吸热反应、反应物降低、体积缩小方向移动。,第58页,合成氨反应3H,2,+N,2,2NH,3,（放热反应），原平衡体系温度为50，现将体系置于100环境中，,问：（1）平衡向何方向移动？,（2）达平衡后体系温度为多少？,第59页,怎样提升煤燃烧效率？,问题,1、,煤状态与煤燃烧速率有何关系？与煤充分燃烧有何关系？,2、空气用量对煤充分燃烧有什么影响？为何？,3、应选择什么样炉（灶）膛材料？理由是什么？,4、怎样充分利用煤燃烧后废气中热量？,第60页,四、化学反应条件控制,我们当前使用得最多燃料是煤、石油、天然气等，它们都是由古代动植物遗体埋在地层下，并在地壳中经过一系列非常复杂改变而逐步形成。所以，它们被称为化石燃料。这些燃料在地球上蕴藏量是有限，而且又都是经过亿万年才能形成非再生能源，用一些就会少一些，最终会枯竭。所以，怎样来控制燃烧反应，使燃料充分燃烧，这对于节约能源非常主要。假如我们能把煤等燃料燃烧利用率提升1倍，就相当于将这些燃料使用时间延长1倍。当今世界各国能源研究前沿课题之一，就是怎样提升燃烧效率，节约能源。,第61页,总起来讲，使燃料充分燃烧通常需要考虑两点：一是燃烧时要有足够多空气；二是燃料与空气要有足够大接触面。,燃料燃烧时，假如空气不足，燃烧就不完全，不但使燃料燃烧产生热量降低，浪费资源，而且还会产生大量CO等物质。这些CO及燃烧不完全颗粒等随烟气排出后，会污染空气，危害人体健康。还应指出，即使燃烧需要足量空气，但空气通入量也要控制适当，不然，过量空气会带走部分热量，一样会造成浪费。,因为大块固体燃料与空气接触面有限，燃烧往往不够充分。所以，工业上常需要将固体燃料粉碎，或将液体燃料以雾状喷出，以增大燃料与空气接触面，提升燃烧效率。比如，我国已开发出新型煤粉燃烧器，煤燃烧效率可达95以上。,燃料充分燃烧,第62页,燃料充分燃烧,煤炭直接燃烧不但产生大量烟尘，而且煤中所含硫在燃烧时会生成SO2，这是造成酸雨形成主要原因之一。所以，发展洁净煤技术、降低污染物排放、提升煤炭利用率，已成为我国乃至国际上一项主要研究课题。煤气化和液化是高效、清洁地利用煤炭主要路径。一些城市中使用水煤气或干馏煤气,，它们都是煤经一系列处理后产物。比如，将焦炭在高温下与水蒸气反应，则得到CO和H2：,固体煤经处理变为气体燃料后，不但在燃烧时能够大大降低SO2和烟尘对大气造成污染，而且燃烧效率高，也便于输送。,煤经过处理后，除了能够得到气体燃料外，还能够得到液体燃料，如甲醇等。,C+H,2,O CO+H,2,第63页,