高中化学必修二化学反应速率和限度ppt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,*,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,*,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,*,第二章化学反应与能量,第三节 化学反应的,速率和限度,1,化学反应有快有慢：,2,HCl,NaOH,NaCl,H,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、石油等化石燃料的形成,几千万年以上,3,1,、定义,：,化学反应速率用,单位时间,（如每秒，每分，每小时）内反应物,浓度的减小,或生成物,浓度的增大,来表示。,2,、计算式,:,一、化学反应速率,(,物质的量浓度,),3,、单位,：,mol/(Ls),或,molL,-1,s,-1,4,【,课堂练习,】1,下列关于化学反应速率的说法中，正确的是（）,A,化学反应速率是化学反应进行快慢程度的物理量,B,化学反应速率通常用单位时间内生成或消耗某物质的质量的多少来表示,C,在反应过程中，反应物浓度逐渐变小，所以用反应物表示的化学反应的速率为负值,D,化学反应速率越大，则单位时间内生成物的产量就越大,A,5,【,课堂练习,】,2,、在,N,2,+3H,2,2 NH,3,反应中，自开始至秒，氨的浓度由变为,06 mol/L,，则以氨气表示的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,6,【,思考,】,反应速率是瞬时速率还是平均速率？,（,4,）化学反应速率的特点：,在同一个反应中，可以用反应物或生成物来表示反应速率。,化学反应速率是一段时间内的,速率，且均为,值。,化学反应速率适用于,和,。,注意：对于固体和纯液体的浓度可视为常数，故一般不用纯液体或固体来表示化学反应速率。,平均,正,溶液,气体,7,【,课堂练习,3】,在,2L,密闭容器中，某气体反应物在,2s,内由,8mol,变为,7.2mol,，用此反应物表示该反应的平均反应速率为（）,A.0.4 mol,（,Ls,）,1,B.0.3 mol,（,Ls,）,1,C.0.2 mol,（,Ls,）,1,D.0.1 mol,（,Ls,）,1,C,8,【,课堂练习,4】,已知反应：,2SO,2,O,2,2SO,3,在,1L,的密闭容器中进行，,1,分钟后，测得,SO,3,的物质的量增加了,0.6 mol,，求,SO,3,、,SO,2,、,O,2,的平均反应速率及速率之比。,【,思考,】,同一化学反应中，可以用反应物或生成物来表示反应速率，用不同的物质表示其反应速率时，数值相同吗？意义相同吗？,9,（,4,）化学反应速率的特点：,对于同一化学反应，在相同的反应时间内，用不同的物质来表示其反应速率，其数值可能,，但这些不同的数值表示的都是,同一个反应的速率。,因此，表示化学反应的速率时，必须指明是用哪种物质表示的反应速率。,不同,速率之比,=,之比,=,之比,=,之比。,物质的量变化,系数,浓度变化量,10,【,练习,】,反应,4NH,3,+5O,2,4NO+6H,2,O,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,，此反应的平均反应速率用,NO,来表示为多少？,若用,O,2,的浓度变化来表示此反应速率是多少？若用,NH,3,来表示呢,?,v(NO)=0.002mol/,（,L,s,）,v(O,2,)0.0025mol/,（,L,s,）,v(,NH,3,)=0.002mol/,（,L,s,）,11,【,课堂练习,5】,在一定条件下，,mA+nB=pC,的反应中，各物质的化学反应速率为,V(A)=amol,L,-1,s,-1,V(B)=a/2mol,L,-1,s,-1,V(C)=amol,L,-1,s,-1,则该反应的化学方程式是,。,2A+B=2C,12,【,能力提升,】,则该反应速率的快慢顺序为,:,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/(Lmin),(3),(C)=0.4mol/(Ls),(4),(D)=0.45mol/(Ls),(1)(4)(3)(2),反思,:,比较反应的快慢,应取同一参照物且单位要一致。,13,【,思考,】,在相同条件下，等质量（,金属颗粒大小相同,）的下列金属与等量,1mol/L,盐酸反应时，速率最快的是（）,A,镁,B,铝,C,钠,D,铁,二、影响化学反应速率的因素,（,1,）内因是主要因素,化学反应速率是由反应物的性质决定的。,C,14,（,2,）外部因素对化学反应速率的影响,15,实验,2,6,现象,结论,加入,MnO,2,加入,FeCl,3,不加其他试剂,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,能加快,反应速率,FeCl,3,能加快,反应速率,无催化剂,反应较慢,（,2,）外部因素,:,16,（,2,）外部因素,:,实验,2,5,现象,结论,热水中,常温,冷水中,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,2H,2,O,2,=2H,2,O,+O,2,17,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。,实验测得，温度每升高,10,度，化学反应速率通常增大原来的,2,4,倍。,注意：温度对反应速率的影响不受反应物状态的限制（,无论放热反应还是吸热反应,）。,（,1,）温度对化学反应速率的影响,18,规律：催化剂能改变化学反应的速率。,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。,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：催化剂的催化性能往往因接触少量的杂质而明显下降甚至遭破坏，这种现象叫催化剂中毒。,催化剂只有在一定的温度下才能最大限度的显示其催化作用，不同的催化剂对温度的要求不一样。,（,2,）催化剂对化学反应速率的影响,19,规律：当其它条件不变时，增大反应物的浓度，化学反应速率增大。减小反应物的浓度，化学反应速率减慢。,（,3,）浓度对化学反应速率的影响,（,4,）压强：对于气体参加的反应，增大压强（通过缩小容器的体积实现），化学反应速率,。,对于气体参加的反应来说，增大压强，可以使单位体积内气体的物质的量增大，,实际上相当于增大了气体反应物的浓度。,注意：浓度是对溶液和气体而言。改变纯固体或纯液体的量，反应速率几乎不变。,加快,20,（,5,）其它因素对化学反应速率的影响,a.,反应物的状态：一般来说，配成溶液或反应物是气体，都能增大反应物之间的接触机会，有利于加快反应速率。,b.,固体表面积：一般来说，颗粒越小，与其他物质接触面积越大，反应速率越快。,c.,光、超声波、磁场等也会影响某些反应速率。,21,练习：,1,、在,2L,的密闭容器中，发生下列反应：,3A(g)+B(g)=2C(g)+D(g),。若最初加入的,A,和,B,都是,4mol,，在前,10s A,的平均反,应,速率为,0.12mol/(L,s),，则,10s,时，容器中,B,的物质的量为,。,3.2mol,22,2.,某温度时在,2L,容器中,X,、,Y,、,Z,三种物质的物质的量随时间的变化曲线如图所示。由图中数据分析：,1,、反应开始,2min,内的,X,、,Y,、,Z,的化学反应速率,2,、该反应的化学方程式为：,_,。,23,3.,把镁条投入到盛有盐酸的敞口容器中,产生氢气的速率变化如图,分析其原因,:,24,4.,为了研究碳酸钙与稀盐酸反应的反应速率，一位同学通过实验测定反应中生成的,CO,2,气体,体积随反应时间,变化的情况，绘制如图曲线。请分析讨论以下问题。,（,1,）在,0,t,1,、,t,1,t,2,、,t,2,t,3,各相同的时间段里,反应速率最大的是,_,时间段，收集到气体最多的是,_,时间段。,（,2,）试分析三个时间段里，反应速率不同的可能原因,(,该反应是放热反应,),。,（,3,）在,t,4,后，为什么收集到的气体的体积不再增加？,开始时,C(H,+,),大,该反应的反应速率大,;t,1,t,2,由于反应放热温度升高,所以速率迅速增大,;,最后是因为,C(H,+,),减小了，反应速率减慢,.,25,练习,5,：在,25,时，向,100mL,含,HCl 14.6g,的盐酸中，放入,5.6g,铁粉，反应进行到,2s,时收集到氢气,1.12L(,标况,),，之后反应又进行了,4s,，铁粉全溶解。若不考虑体积变化，则：,(1),前,2s,内用,FeCl,2,表示的平均反应速率为,；,(2),后,4s,内用,HCl,表示的平均反应速率为,；,(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,26,第二章化学反应与能量,第三节 化学反应的,速率和限度,27,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的系数比进行反应的，那么，在实际反应中，反应物能否按相应的计量关系,完全,转化为生成物呢？,氯水是氯气的水溶液，氯气能与水反应，而且这是一个,可逆反应,。,请大家回忆氯水中含有哪些微粒。,氯水的成份：,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,28,H,2,+I,2,2HI,正反应,逆反应,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的反应,.,典型的可逆反应有,:,N,2,+3H,2,2NH,3,催化剂,高温高压,2SO,2,+O,2,2SO,3,催化剂,高温,SO2,+,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。,29,N,2,+H,2,NH,3,在一固定容积的密闭容器里，加,1molN,2,和,3mol,H,2,(,合适催化剂,),，,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,30,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,),逐渐变小，,c(N,H,3,),逐渐增大，,三种物质的浓度达到一个,特定值,。,一定时间段内有什么特征？,v,(,正,)=,v,(,逆,),0,N,2,+H,2,NH,3,31,由于,v,(,正,)=,v,(,逆,),0,，虽然正、逆反应都在进行，但各种物质的百分含量、浓度都不会发生变化,.,从外表上看，反应好象“停止”。,可逆反应的这种特殊状态就是我们今天要研究的,化学平衡状态,。,32,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,33,1,、定义,在,一定条件,下的,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的,浓度保持不变,的状态。,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,的浓度保持不变,二、化学平衡状态,34,2,、化学平衡状态的特征,(,),动：动态平衡,（,v,(,正,)=,v,(,逆,),0,）,(2),等：,v(,正,)=v(,逆,),(,),定：反应混合物中各组分的浓度保持定，各组分的含量保持不变。,(,),变：条件改变，原平衡被破坏，在新,的条件下建立新的平衡。,(,),逆,35,此条件下进行到什么时候达到了这个,反应的限度,?,此时的反应是否,停止,了？,此时为何,3,种物质的浓度,保持不变,?,某温度和压强下的密闭容器中,2SO,2,+O,2,2SO,3,催化剂,时间,（,min),物质的量,浓度,(mol/L),0,10,20,30,40,50,60,70,SO,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,3,0,0.3,0.5,0.65,0.8,0.9,0.9,0.9,36,练习,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,对于可逆反应,M,N 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,Q,C.M,、,N,、,Q,的浓度都保持不变,D.,反应已经停止,C,37,下列说法可以证明反应,N,2,+3H,2,2NH,3,已达平衡状态的是,(),A.1,个,NN,键断裂的同时,有,3,个,H,H,键形成,B.1,个,NN,键断裂的同时,有,3,个,H,H,键断裂,C.1,个,NN,键断裂的同时,有,6,个,N,H,键断裂,D.1,个,NN,键断裂的同时,有,6,个,N,H,键形成,A,、,C,随堂练习,38,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,3nmolB,C.,A,、,B,、,C,的浓度不再变化,D.,A,、,B,、,C,的分子数比为,1:3:2,C,14,CO,2,+C CO,，达到化学平衡后，,平衡混合物中含,14,C,的粒子有,。,14,CO,2,、,14,C,、14,CO,39,3,、化学平衡状态的判定,对于可逆反应,m A(g)n B(g)+p C(g),在一定条件下达到平衡状态有以下几个标志,(1)A,的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,的同时，生成,m mol A,（,3,）,A,、,B,、,C,的物质的量不再改变,（,4,）,A,、,B,、,C,的浓度不再改变,（,5,）,A,、,B,、,C,的百分含量不再改变,40,练习,:,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),达到平衡时,有,30%,的,HI,分解,则,平衡时混合气体中氢气的物质的量为多少,混合气体总物质的量为多少,?,41,化学平衡计算的一般步骤,:“,三步曲”,1.,写出有关平衡的化学方程式,2.,找出各物质的,起始量 转化量 平衡量,3,根据已知条件列式,反应物的转化率,42,在合成氨工业中,由,a mol,氮气,b mol,氢气混合反应达到平衡,有,c mol,氨气生成,则氨气在反应混合物中所占的,体积分数,为,c/(a+b-c)100%,43,定义：,可逆反应中，旧化学平衡的破坏，新化学平衡建立过程叫做化学平衡的移动。,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,影响化学平衡的条件,一、化学平衡的移动,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,44,探究实验,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,、浓度对化学平衡的影响,45,1,、浓度对化学平衡的影响,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，往往采用增大容易取得的或成本较低的反应物浓度的方法，使成本较高的原料得到充分利用。,2SO,2,+,O,2,2SO,3,增大反应物的浓度对化学平衡的影响,46,【,思考练习,】,1,、,Fe(NO,3,),2,溶液呈浅绿色，其中存在着下列平衡：,Fe,2+,+2H,2,O Fe(OH),2,+2H,+,往该溶液中滴加盐酸，发生的变化（）,(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+,物质的量增大,A D,47,2,、温度对化学平衡的影响,例如：,2NO,2,4N,2,O,2,+Q,为放热反应,红棕色,无色,结论,：其它条件不变的情况下，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。,48,催化剂对化学平衡无影响,催化剂同等程度的加快或减慢正、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,催化剂能缩短平衡到达的时间,49,合成氨反应,3H,2,+N,2,2NH,3,（放热反应），原平衡体系的温度为,50,，现将体系置于,100,的环境中，,问：（,1,）平衡向何方向移动？,（,2,）达平衡后体系温度为多少？,50,