6.2+化学反应的速率与限度ppt课件（含视频）共40张ppt+(3份打包)-（2019）新人教版高中化学必修二.rar

第二节 化学反应的速率和限度 一、化学反应速率 （一）定义： 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 （二）表示方法： c:某一反应物浓度的减少或生成物浓度的增加，常用单位：mol/Lt:时间，常用单位：s或min v:化学反应速率，常用单位：mol/(Ls)或mol/(Lmin) 举例：某反应的反应物浓度在5min内由6mol/L变成了2mol/L,则以该反应物浓度的变化表示的该反应在这段时间内的平均反应速率为0.8mol/(Lmin)（三）意义：衡量化学反应进行快慢的物理量 （四）注意事项： 1、同一反应，用不同物质表示的反应速率其数值可能不同，但表示的意义相同，即表示整个化学反应的快慢，故表示一个化学反应的反应速率时，必须指明是用哪种物质来表示 2、化学反应速率没有负值，均取正值 3、化学反应速率是一段时间内的平均反应速率，而 不是某一时刻的瞬时反应速率 4、反应方程式中各物质的化学计量数之比等于各物质的化学反应速率之比，等于变化的浓度之比，等于变化的物质的量之比。例如：aA+bB cC+dD a:b:c:d=vA:vB:vC:vD=cA:cB:cC:cD=nA:nB:nC:nD 5、固体或纯液体（不是溶液），其浓度可视为常数， 因此一般不用固体或纯液体表示反应速率（五）比较大小： l1、方法一：比较大小时，要先转化为同一物质的化学反应速率，再进行比较例：反应：3A(g)B(g) 2C(g)2D(g)，在不同条件下，用不同物质表示其反应速率，分别为v(A)0.6 molL1min1v(B)0.45 molL1min1v(C)0.015 molL1min1v(D)0.15 molL1s1，则此反应在不同条件下进行最快的是()A. B. C. D.C2、方法二：比较大小时，可以比较速率与计量数的比值。例如：比较aA+bB cC+dD中A与B 的速率大小，可比较 与 的大小，若 ，则A的速率大于B的速率 例.对于反应2A(g)B(g) 3C(g)4D(g)，下列表示的反应速率最快的是()A.v(A)0.5 molL1s1 B.v(B)0.3 molL1s1C.v(C)0.8 molL1s1 D.v(D)1 molL1s1B注：两种方法都要注意时间单位的转化 （六）计算“三段式” 1、写出有关反应的化学方程式 2、设未知数，列出各物质的起始量、转化量、 某时刻（或平衡）量 3、根据已知条件得出各物质的转化浓度（c） 4、根据速率的计算公式计算反应速率 5、几个常用量的计计算公式：（1）转转化率的计计算：说说明：其中的“量”：常用物质质的量、物质质的量浓浓度、体积积（2）产产率的计计算：（3）各组组分的百分含量：说说明：其中的“量”：常用物质质的量、物质质的量浓浓度、体积积l例题.在容积可变的密闭容器中，4 mol N2和8 mol H2在一定条件下发生反应，达到平衡时，H2的转化率为75%，则平衡时氮气的体积分数接近于()lA.5% B.10% C.15% D.25%DCN2+3H22NH3 起始反应平衡2mol 8mol0mol8 25%=2mol2/3mol4/3mol4/3mol6mol4/3mol产生气泡的速率较慢产生气泡的速率较快在两支大小相同的试管中均加入质量相等、表面积相等的大理石碎块，分别加入5ml，0.1mol/L的盐酸和5ml,1mol/L的盐酸，观察现象并进行对比。不同浓度环境实验现象0.1mol/L的盐酸1mol/L的盐酸产生气泡的速率较慢产生气泡的速率较快温度升高温度，化学反应速率加快；降低温度，化学反应速率减慢反应物浓度增大反应物浓度，化学反应速率加快；减小反应物浓度，化学反应速率减慢实验步骤：取两支大小相同的试管，分别加入1g块状碳酸钙和1g粉末状碳酸钙，同时向两支试管中滴加10ml,1mol/L的盐酸，观察现象并进行对比实验现象：加碳酸钙粉末的试管内产生气泡的速率较快，加块状碳酸钙的试管内产生气泡的速率较慢。实验结论：其他条件相同时，固体反应物表面积越大，化学反应 速率越快较快较慢2550较慢较快较快较快较慢这是因为反应温度高，反应速率大，且反应物水为气态，铁与水蒸气的接触面积大，反应速率大，说明反应条件及反应物的状态对化学反应速率有重要影响。（七）影响因素： 1、内因：反应物本身的性质：化学键的强弱 与化学性质 2、外因： （1）浓度：增大浓度，化学反应速率增大 注：1、改变固体或纯液体的量，对化学反应速率无影响 2、增加固体接触面积（将固体研碎）或加快液体扩 散速率（对反应物进行搅拌），均可以提高化学 反应速率 （2）压强：对于有气体参加的反应，压强越大，化学反应速率越快 恒温恒容时：I、充入反应物气体浓度增大速率增大 II、充入“惰性气体”总的压强增大，但各气体分压 不变，即浓度不变速率不变 恒温恒压时： 充入惰性气体体积增大浓度减小速率减慢 注：压强的改变实际上是体积的改变引起浓度的改变，从而对化学反应速率产生影响，如果压强的改变不能引起浓度变化，则不会对速率产生影响 （3）温度：升高温度，化学反应速率加快 （4）催化剂：一般是加快反应速率。使用 时要注意温度及防止催化剂中毒 特点：1、催化剂在化学变化中能改变化学反应速率，但 不能改变反应物的转化率，也不能使本来不发 生的反应发生 2、催化剂本身在反应前后自身的组成、化学性质和质量不变，但物理性质可以发生改变 3、催化剂对一个反应有催化作用，对另一个反 应不一定有催化作用，即催化剂具有专一 性，没有万能催化剂 4、催化剂分正催化剂和负催化剂。正催化剂能加 快化学反应速率，负催化剂能减慢化学反应速 率。若无特别说明，催化剂是指正催化剂 （5）其他因素：光辐射、放射线辐照、超声波、电弧、强磁场、高速研磨等也能影响化学反应速率 （1）反应物的浓度、反应物的接触面积（2）温度、反应物的浓度（3）反应物的接触面积（4）反应物的浓度二、化学反应限度 （一）可逆反应： 1、定义：在同一条件下，正反应方向和逆反应方向均 能进行的化学反应称为“可逆反应” 2、举举例：Cl2+H2OHCl+HClO2SO32NH3 2SO2+O2N2+3H23、特点： （1）反应物、生成物同时存在，正逆反应同时存在和进行 （2）正逆反应发生条件相同 （3）任一反应物的转化率小于100%，反应难以进行到底， 存在平衡状态 （4）能量转化互逆，即若正反应为放热反应，则逆反应就 是吸热反应 （5）用“”连连接 （二）不可逆反应： l在一定条件下，几乎只能向一定方向（向生成物方向）进行的反应 。举举例：Cl2+H22HClHCl+AgNO3=AgCl+HNO3（三）化学平衡： 1、研究对象：可逆反应2、建立： 3、定义：一定条件下的可逆反应，当反应进行到一定程度时，正反应速率和逆反应速率相等，反应物的浓度和生成物的浓度不再改变，达到一种表面静止的状态，我们称为“化学平衡状态”，简称“化学平衡” 4、特点逆、等、动、定、变 （1）逆：研究对象是可逆反应（2）等：平衡时，同一物质的正逆反应速率相等即v正=v逆（3）动：化学平衡是动态平衡，即达平衡时正逆反应仍 在进行，只不过同一物质的v正=v逆（4）定：在平衡体系的混合物中，各组分的含量（物质 的量、质量、浓度、质量百分数、物质的量百 分数、体积百分数等）保持一定 注：化学平衡状态是在一定条件下可逆反应所能达到 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（5）变：任何化学平衡状态均是暂时的，相对的，有条 件的，与达平衡的过程无关（即化学平衡状态 既可以从正反应方向开始达平衡，也可以从逆 反应方向开始达平衡，还可以从正逆两个方向 开始达平衡）当外界条件变化时，原来的化学 平衡也会发生相应的改变，直至在新的条件下 建立新的平衡状态 5、判断达化学平衡的标志 （1）用速率判断：方法：先找出正、逆反应速率，再看物质 若同一物质，则正逆速率相等 例：一定温度下，可逆反应A(g)3B(g) 2C(g)未达到平衡的是（）A. C的生成速率与C的分解速率相等B. 单位时间内生成n mol A的同时消耗4n mol BC. A、B、C的浓度不再变化D. C的百分含量达到最大值 若不同物质，则速率之比=系数之比 答案B（2）用含量判断： 平衡时，各组分的物质的量、质量、浓度、体积、物质的量分数、质量分数、体积分数、转化率、产率都不变 如果该物理量只有在平衡时保持不变，就可以用该物理量判断达平衡对于有固态、液态、气态不同状态物质参与的反应，混合气体的总质量不变，或混合气体的密度不变，都可以判断达平衡对于反应前后气态物质前面的总系数发生改变的反应，混合气体的总物质的量不变，或混合气体的摩尔质量不变，或混合气体的压强不变都可以用来判断达平衡（3）若反应应中有颜颜色变变化，则颜则颜 色不变时变时 ，可认为认为 已达平衡（4）绝热绝热 的恒容反应应体系中温度保持不变变，说说明已达平衡l 1.可逆反应2NO2(g) 2NO(g)O2(g)在体积固定l 的密闭容器中进行，达到平衡状态的标志是()l 单位时间内生成n mol O2的同时生成2n mol NO2l 单位时间内生成n mol O2的同时生成2n mol NOl 用NO2、NO、O2表示的反应速率的比为221的状态l 混合气体的颜色不再改变的状态l 混合气体的密度不再改变的状态l 混合气体的压强不再改变的状态l 混合气体的平均相对分子质量不再改变的状态l A. B.l C. D.全部答案A2一定温度下，在一容积不变的密闭容器中发生可逆反应2X(g) Y(g)Z(s)，以下不能说明该反应达到化学平衡状态的是()A混合气体的密度不再变化B反应容器中Y的质量分数不变CX的分解速率与Y的消耗速率相等D单位时间内生成1 mol Y的同时生成2 mol XC3一定温度下，在容积恒定的密闭容器中进行如下反应：A(s)2B(g) C(g)D(g)。当下列物理量不发生变化时，能表明该反应已达到平衡状态的是（ ）混合气体的总物质的量B的物质的量浓度容器内气体的压强混合气体的密度 三、化学反应条件的控制 （一）控制反应条件的意义 1、促进有利的化学反应：提高反应速率，提高反应物的转化率即原料的利用率（二）控制反应条件的基本措施 1、控制反应速率的措施：改变温度、溶液的浓度、气体 压强（或浓度）、固体表面积 及使用催化剂 2、控制转化率的措施：改变温度、溶液浓度、 气体压强（或浓度） 2、抑制有害的化学反应：降低反应速率，控制副反应的发生，减少甚至消除有害物质的产生（三）化工生产产中控制反应应条件的原则则1、原则则：在化工生产产中，为为了提高反应进应进 行的程度而调调控反应应条件时时，需要考虑虑控制反应应条件的成本和实际实际 可能性2、举举例：合成氨工业业通常选择选择 在400-500,10-30MPa下进进行影响燃料燃烧效率的条件措施作用燃料的状态固体粉碎或制成浆状或雾化，以增大接触面积提高能量转化率空气用量适当过量炉膛材料经久耐用、耐高温、隔热的材料提高热量利用率烟道废气中热能的利用用余热产生水蒸气，可用于水浴、发电、供暖等（三）有关化学反应速率和反应限度图像的分析 一、步骤 一看看图像： 1看面：弄清楚横纵坐标所表示的含义 2看线：弄清楚线的走向和变化趋势 3看点：弄清楚曲线上点的含义，特别是曲线上的拐点、 交点、起点、终点 4看辅助线：作横轴或纵轴的垂直线 （如等温线、等压线、平衡线等） 5看量的变化：弄清楚是物质的量的变化、浓度变化， 还是转化率的变化 二想想规律：联想外界条件对化学反应 速率的影响规律 三判断：利用有关规律，结合图像，通过对比 分析，做出正确判断 二、化学反应速率图像题的一般类型 1、物质的量（或浓度）时间（n-t或c-t）图像 根据物质的量（或浓度）时间图像，找出起始投料的各物质的物质的量，如果其物质的物质的量从零开始增加，说明反应起始未加该物质，该物质是生成物；然后分析一段时间后某物质的物质的量（或浓度）的变化，由此能计算反应物的转化率，这段时间内各物质的反应速率，进一步依据各物质的速率关系还能得出反应的方程式等；曲线达到平台，即某物质的物质的量（或浓度）不再变化，故反应达到平衡状态 例题：某可逆反应在体积为5 L的密闭容器中进行，03 min 内各物质的物质的量的变化情况如图所示(A、B、C均为气体)。(3)该反应的化学方程式为 。(4)反应开始至2 min时，B的平均反应速率为 。(5)能说明该反应已达到平衡状态的是 (填字母)。a.v(A)2v(B)b.容器内压强保持不变c.2v逆(A)v正(B)d.容器内混合气体的密度保持不变(6)在密闭容器里，通入a mol A(g)、b mol B(g)、c mol C(g)，发生上述反应，当改变下列条件时，反应速率会减小的是 (填序号)。降低温度加入催化剂增大容器体积2AB 2C 0.1 molL1min1 b 2、速率时间(v-t)图像 根据反应速率时间图像，找出哪些物质的反应速率为零，哪些物质的反应速率开始最大，从这些信息中分析起始投料量，进而得出反应物与生成物分别是什么；从图像中直接找出反应速率，进一步依据各物质的速率关系还能得出反应的方程式等；曲线达到平台，即反应速率不再变化，故反应达到平衡状态