高中化学必修二23《化学反应的速率和限度》及教案课件.ppt

1、 在化学实验和日常生活中，我们经常观察到在化学实验和日常生活中，我们经常观察到这样的现象：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。有的化学反应进行得快，有的化学反应进行得慢。HClNaOHNaClH2O千分之一秒即完成千分之一秒即完成H2Cl22HCl百分之一秒即完成百分之一秒即完成救心丹救心丹几分钟见效几分钟见效钢铁腐蚀钢铁腐蚀若干年若干年煤、石油等化煤、石油等化石燃料的形成石燃料的形成几千万年以上几千万年以上结论：化学反应的快慢是结论：化学反应的快慢是相对的相对的！怎样定性地比较和判断反应的快慢？怎样定性地比较和判断反应的快慢？冒气泡快慢冒气泡快慢 颜色变化颜色变化 固体量

2、减少固体量减少 浑浊程度浑浊程度 温度变化等温度变化等 新概念新概念不同的化学反应进行的快慢千差万别，快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和慢是相对而言的，我们以上的判断方法都是都是定性定性地描述反应的快慢。而在科学研地描述反应的快慢。而在科学研究和实际应用中，往往需要究和实际应用中，往往需要定量定量地描述一地描述一个反应的快慢。个反应的快慢。什么是什么是定性定性？什么是？什么是定量定量？思考？：思考？：新概念新概念例如：我们学过物理都知道：例如：我们学过物理都知道：（1 1）光的传播速度是很快的；）光的传播速度是很快的；（2 2）光在空气中的传播速度是）

3、光在空气中的传播速度是3 310108 8m/sm/s。（1 1）就是）就是定性定性描述描述（2 2）就是）就是定量定量描述描述思考思考如何如何定量定量地判断一个化学反应的速率呢？地判断一个化学反应的速率呢？学科连接学科连接在物理中我们是如何定量地判断一个物体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？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用速度来描述：单位时间内物体移动的距离的大小的大小v vs st t（一）定义：（一）定义：化学反应速率通常用单位时间内化学反应速率通常用单位时间内反应物浓度反应物浓度的减少量的减少量或或生成物浓度的增加量生成物浓度的增加量（均取正值

4、）（均取正值）来表示。来表示。反应速率单位：反应速率单位：mol/(Lmol/(Lmin)min)或或mol/(L mol/(L s)s)注意注意：1 1、反应速率要反应速率要指明具体物质指明具体物质并取并取正值正值 2 2、表示气体或溶液反应速率、表示气体或溶液反应速率,不能不能用于用于表示固体和纯液体表示固体和纯液体 3 3、指平均速率、指平均速率第三节第三节 化学反应的速率和限度化学反应的速率和限度一、化学反应的速率一、化学反应的速率CCCVtt 反反应应前前反反应应后后例题例题1.在某一化学反应中，生成物在某一化学反应中，生成物B的浓度在的浓度在5s内从内从0.5mol/L变成变成2.

5、0mol/L，在这，在这5s内内B的化学反应速率为的化学反应速率为_。例题例题2.一个一个5L的容器中，盛入的容器中，盛入8.0mol某气体反应物，某气体反应物，5min后，测得这种气体反应物还剩余后，测得这种气体反应物还剩余6.8mol，这种反，这种反应物的化学反应速率为应物的化学反应速率为_。0.3mol/(LS)0.048mol/(Lmin)课堂练习课堂练习随堂练习随堂练习2：在在2L2L容器中发生反应：容器中发生反应：N N2 2+3H+3H2 2 =2NH =2NH3 30.5min0.5min后，生成后，生成1.7gNH1.7gNH3 3，求，求v v(NHNH3)3)，v v(N

6、 N2)2)，v v(H H2).2).v v(NH3)=)=0.05mol/L 0.5min 0.1mol/(L min)同理可求：同理可求：v(Nv(N2 2)=0.05)=0.05mol/(L min)v(Hv(H2 2)0.150.15mol/(L min)v(N2):v(H2):v(NH3)=0.05mol/(L min):0.15mol/(L min):0.1mol/(L min)=1:3:2化学反应速率的特点化学反应速率的特点 同一反应用同一反应用不同物质不同物质表示化学反应速率时数值表示化学反应速率时数值可能不可能不同同，但，但表示的意义是相同表示的意义是相同的，而且必须的，而

7、且必须注明反应物注明反应物。同一化学反应中，用不同反应物表示的同一化学反应中，用不同反应物表示的反应速率之比反应速率之比等于方程式的系数比等于方程式的系数比。如：如：2A+3B=C+4D V(A):V(B):V(C):V(D)=2:3:1:4化学反应速率均取化学反应速率均取正值正值，且是某一段时间内的，且是某一段时间内的平均平均 速率速率，而不是某一时刻的瞬时速度。，而不是某一时刻的瞬时速度。对于对于纯液体或者固体纯液体或者固体参与的反应，一般不用纯液体或参与的反应，一般不用纯液体或者固体来表示化学反应速率，他们的者固体来表示化学反应速率，他们的浓度为定值浓度为定值。随堂练习随堂练习3：在反应

8、在反应mAnBpC中，已知中，已知A的反应的反应速率为速率为0.5mol/(L s)，B的反应速率为的反应速率为1mol/(L s)，C的反应速率为的反应速率为1.5mol/(L s)则该反应的化学方程式为：则该反应的化学方程式为：A 2B =3C课堂练习课堂练习3.已知已知 4NH3+5O2=4NO+6H2O,则下列关系式正则下列关系式正确的是确的是()A.4/5V（NH3）=V（O2）B.4/5V（NH3）=V（H2O）C.5/6V（O2）=V（H2O）D.4/5V(O2)=V(NO)D练习练习 向一个容积为向一个容积为1L的密闭容器中放入的密闭容器中放入2moLSO2和和1moLO2,在

9、一定条件下反应在一定条件下反应,2S末末,测得容器内有测得容器内有0.8moLSO2,求求2S内内SO2,O2,SO3的反应速率和反应速率比的反应速率和反应速率比.则该反应速率的快慢顺序为则该反应速率的快慢顺序为:反应反应 A+3B=2C+2D 在四种不同条件在四种不同条件下的反应速率为：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)反思反思:比较反应的快慢比较反应的快慢,应取同一物质表应取同一物质表示的速率，且单位相同示的速率，且单位相同 一辆汽车行驶

10、速率的决定因素是什一辆汽车行驶速率的决定因素是什么？影响因素是什么？么？影响因素是什么？决定因素是：汽车的性能（如功率决定因素是：汽车的性能（如功率等）等）影响因素：影响因素：天气天气 路况路况 燃料质量燃料质量 司机的驾驶水平和经验司机的驾驶水平和经验思考思考:新问题新问题对于下列反应，你是希望其反应速率越快越好对于下列反应，你是希望其反应速率越快越好还是越慢越好？还是越慢越好？钢铁腐蚀钢铁腐蚀 食物腐坏食物腐坏 炼钢炼钢 合成氨合成氨 在相同条件下在相同条件下,等质量等质量(金属颗粒大小相金属颗粒大小相同同)的下列金属与足量的下列金属与足量1mol/L 盐酸反应时盐酸反应时,速率最快的是速

11、率最快的是 A 镁镁 B 铝铝 C 钠钠 D 铁铁二、影响化学反应速率的因素二、影响化学反应速率的因素化学反应速率是由反应物的性质决定的化学反应速率是由反应物的性质决定的;内因是主要因素内因是主要因素外因因素外因因素:实验实验25现象现象结论结论热水中热水中常温常温冷水中冷水中产生气泡速率增大，产生气泡速率增大，带火星火柴带火星火柴 复燃复燃升高温度，升高温度，反应速率增大反应速率增大有气泡冒出有气泡冒出产生气泡速率减小产生气泡速率减小降低温度，降低温度，反应速率减小反应速率减小2H2O2=2H2O+O2结论结论1：当其它条件不变时，升高温度，化学：当其它条件不变时，升高温度，化学反应速率增大

12、；降低温度，化学反应速率减小反应速率增大；降低温度，化学反应速率减小 规律：规律：当其它条件不变时，升高温度，化当其它条件不变时，升高温度，化学反应速率增大。降低温度，化学反应速学反应速率增大。降低温度，化学反应速率减小。率减小。实验测得，温度每升高实验测得，温度每升高1010度，化学反应度，化学反应速率通常增大原来的速率通常增大原来的2 24 4倍。倍。注意：温度对反应速率的影响不受反应注意：温度对反应速率的影响不受反应物状态的限制。物状态的限制。（1 1）温度对化学反应速率的影响）温度对化学反应速率的影响实验实验26现象现象结论结论加入加入MnO2加入加入FeCl3不加其他不加其他试剂试剂

13、气泡冒出速率增大气泡冒出速率增大气泡冒出速率增大气泡冒出速率增大有气泡冒出，较慢有气泡冒出，较慢MnO2能加快能加快反应速率反应速率FeCl3能加快能加快反应速率反应速率无催化剂无催化剂反应较慢反应较慢外因因素外因因素:结论结论2：加入催化剂（正）能加快化学反应的：加入催化剂（正）能加快化学反应的速率。速率。规律：催化剂能改变化学反应的规律：催化剂能改变化学反应的速率速率。（。（不能改不能改变反应的本质变反应的本质）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；有的催化剂能减慢化学反应速率，叫负催化剂。在实践中，

14、如没有特殊说明，凡说催化剂都是。在实践中，如没有特殊说明，凡说催化剂都是指正催化剂。指正催化剂。催化剂只有在一定的温度下才能最大限度的显示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其催化作用，不同的催化剂对温度的要求不一样。（2 2）催化剂对化学反应速率的影响）催化剂对化学反应速率的影响思考与交流思考与交流1.请预计大理石（请预计大理石（CaCO3）分别与分别与0.1mol/L和和1mol/L的盐酸反应的快慢。你能得出什么结论吗？的盐酸反应的快慢。你能得出什么结论吗？二、影响化学反应速率的因素二、影响化学反应速率的因素结论结论3：增大：增大反应物的浓度

15、反应物的浓度反应速率加快，反应速率加快，减小反应物的浓度减小反应物的浓度反应速率减慢反应速率减慢.2.块状块状CaCO3、粉末状粉末状CaCO3与与0.1 mol/L的盐酸反的盐酸反应谁快谁慢？为什么？应谁快谁慢？为什么？结论结论4：增大固体表面积可以加快反应速率增大固体表面积可以加快反应速率（接触充分）（接触充分）.思考与交流思考与交流二、影响化学反应速率的因素二、影响化学反应速率的因素SO2、O2结论结论5：对于气体参加的反应来说，：对于气体参加的反应来说，压强压强增大化学增大化学反应速率反应速率增大增大；减小压强减小压强，化学反应速率减小，化学反应速率减小HCl、NaOH本质是通过影本质

16、是通过影响响c来影响来影响v思考与交流思考与交流二、影响化学反应速率的因素二、影响化学反应速率的因素思考：恒容时，向反应2SO2+O2 2SO3充入N2气，化学反应速率如何变化？若恒压时向反应2SO2+O2 2SO3充入N2时化学反应速率又该如何变化？恒温恒容下通入稀有气体，恒温恒容下通入稀有气体，v不变不变恒温恒压下通入稀有气体，恒温恒压下通入稀有气体，v减少减少（二）、影响化学反应速率的条件：（二）、影响化学反应速率的条件：影响化学反应速率的条件影响化学反应速率的条件内因内因外因外因物质的性质物质的性质温度、浓度、压强、温度、浓度、压强、催化剂等催化剂等影响反应速率的因素（外因）：影响反应

17、速率的因素（外因）：（1）温度：升高温度，增大反应速率）温度：升高温度，增大反应速率（2）催化剂：加入催化剂能）催化剂：加入催化剂能改变（增大或减小）改变（增大或减小）反应速率，自身不发生改变。反应速率，自身不发生改变。决定反应速率的主要因素（内因）：决定反应速率的主要因素（内因）：（3）固体的表面积：增大固体的接触面积，能增）固体的表面积：增大固体的接触面积，能增大反应速率大反应速率（4）反应物的状态：液态或气态比固态反应速率快）反应物的状态：液态或气态比固态反应速率快（5）浓度：增大（）浓度：增大（气体或液体气体或液体）浓度，增大反应）浓度，增大反应 速率速率（6）压强：增大）压强：增大气

18、体气体的压强，增大反应速率的压强，增大反应速率2反应反应4NH3(g)+5O2(g)=4NO(g)+6H2O(g)在在2L的密闭容器中进行，的密闭容器中进行，1min后，后，NH3减少了减少了0.12mol，则平均每秒钟浓度变化正确的是，则平均每秒钟浓度变化正确的是()ANO：0.001molL-1BH2O：0.002molL-1CNH3：0.002molL-1DO2：0.00125molL-1AD课堂反馈课堂反馈1 1、下列四种、下列四种X X溶液均能与盐酸反应，其中反应最快的是溶液均能与盐酸反应，其中反应最快的是（）A.1020mL 3mol/LA.1020mL 3mol/L的的X X溶液

19、溶液B.2030mL 2mol/LB.2030mL 2mol/L的的X X溶液溶液C.2010mL 4mol/LC.2010mL 4mol/L的的X X溶液溶液D.1010mL 2mol/LD.1010mL 2mol/L的的X X溶液溶液C2 2、用铁片与稀硫酸反应制取氢气时，下列措施不能使反、用铁片与稀硫酸反应制取氢气时，下列措施不能使反应速率加快的是（应速率加快的是（）A.A.加热加热 B.B.滴加少量的硫酸铜溶液滴加少量的硫酸铜溶液C.C.不用稀硫酸，改用不用稀硫酸，改用98%98%浓硫酸浓硫酸D.D.不用铁片，改用铁粉不用铁片，改用铁粉 E.E.滴加一定量硫酸钠溶液滴加一定量硫酸钠溶液

20、F.F.增加压强增加压强C、E、F课堂练习课堂练习练习练习5 在某温度时在某温度时,在在2L的容器中的容器中,X Y Z三种三种物质的物质的量随时间的变化曲线如图物质的物质的量随时间的变化曲线如图.由图得由图得,该反应的化学方程该反应的化学方程式为式为_,反应开始至反应开始至2min,Z的的平均反应速率为平均反应速率为_.1.01.00.80.80.60.60.40.40.20.21 2 3 4 5 0.90.70.2minmolXYZX+3Y 2Z 0.05 mol/L min 练习：在练习：在2525时，向时，向100mL100mL含含HCl 14.6gHCl 14.6g的盐的盐酸中，放入

21、酸中，放入5.6g5.6g铁粉，反应进行到铁粉，反应进行到2s2s时收集时收集到氢气到氢气1.12L(1.12L(标况标况)，之后反应又进行了，之后反应又进行了4s4s，铁粉全溶解。若不考虑体积变化，则：铁粉全溶解。若不考虑体积变化，则：(1)(1)前前2s2s内用内用FeClFeCl2 2表示的平均反应速率表示的平均反应速率为为 ；(2)(2)后后4s4s内用内用HClHCl表示的平均反应速率表示的平均反应速率为为 ；(3)(3)前前2s2s与后与后4s4s比较，反应速率比较，反应速率 较快，其原因可能较快，其原因可能 。0.25mol/Ls0.25mol/Ls前前2s前前2s时段盐酸浓度比

22、后时段盐酸浓度比后4s时段大时段大自学自学P49 神奇的催化剂神奇的催化剂催化剂能极大地改变反应速率，而自身的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）变化，具有高度的选择性（或专一性）练习练习:某反应在催化剂的作用下进行某反应在催化剂的作用下进行C +B =F+GA B =C+D此反应的催化剂是此反应的催化剂是 ，总反应的方程式为总反应的方程式为 。CA 2B =D+F+G二、二、化学反应的限度化学反应的限度思考：一个化学反应在实际进行时，反应物能否思考：一个化学反应在实际进行时，反应物能否完

23、全转变为生成物？完全转变为生成物？阅读：阅读：P50 科学史话科学史话从这一材料中，你得到什么启示？从这一材料中，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。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即正向反应和逆向反应能同时同时进行。进行。正反应：反应物正反应：反应物生成物生成物逆反应：生成物逆反应：生成物反应物反应物H2 +I2 2HI 正反应正反应逆反应逆反应可逆反应：在相同条件下能向正、可逆反应：在相同条件下能向

24、正、逆逆两个两个方向同时进行的化学反应称为可逆反应。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？可逆反应和一般的反应有什么区别呢？时间（时间（t）反应速率反应速率(正正)(逆逆)t1(正正)=(逆逆)在密闭容器中加入在密闭容器中加入1molH2和和1mol I2发生反应发生反应H2(g)+I2(g)2HI(g)正向反应正向反应逆向反应逆向反应v(正正)v(逆逆)t1以后反应处于平衡状态以后反应处于平衡状态!定义：化学平衡状态定义：化学平衡状态在在一定条件下一定条件下的可逆反应里，正反应和逆的可逆反应里，正反应和逆反应的反应的速率相等速率相等，反应物和生成物，反应物和生

25、成物浓度保浓度保持不变持不变的状态。化学平衡状态简称化学平衡。的状态。化学平衡状态简称化学平衡。注意：注意：(1)条件：一定条件下条件：一定条件下 (2)对象：可逆反应对象：可逆反应特征特征:(1)定：反应物和生成物浓度保持不变定：反应物和生成物浓度保持不变 (2)动：动态平衡动：动态平衡 (3)等：等：v(正正)v(逆逆)随堂练习随堂练习1对于可逆反应对于可逆反应MN Q达到平衡时，达到平衡时，下列说法正确的是（下列说法正确的是（）A.M、N、Q三种物质的浓度一定相等三种物质的浓度一定相等B.M、N全部变成了全部变成了QC.反应物和混合物的浓度保持不变反应物和混合物的浓度保持不变D.反应已经

26、停止反应已经停止C随堂练习随堂练习2在一定条件下，某容器中充入在一定条件下，某容器中充入N2和和H2合成合成NH3,以下叙述错误的是（以下叙述错误的是（）A.开始反应时，正反应速率最大，逆反应速开始反应时，正反应速率最大，逆反应速 率为零率为零B.随着反应的进行，正反应速率逐渐减小，随着反应的进行，正反应速率逐渐减小，最后减小为零最后减小为零C.随着反应的进行逆反应速率逐渐增大，后随着反应的进行逆反应速率逐渐增大，后保持恒定保持恒定D.随着反应的进行，正反应速率逐渐减小，随着反应的进行，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最后与逆反应速率相等且都保持恒定B随堂练习随堂练习3下列

27、哪种说法可以证明反应下列哪种说法可以证明反应N2 +3H2 2NH3达到平衡状态达到平衡状态A.1个个 键断裂的同时，有键断裂的同时，有3个个 键形成键形成B.1个个 键断裂的同时，有键断裂的同时，有3个个 键断裂键断裂C.1个个 键断裂的同时，有键断裂的同时，有6个个 键断裂键断裂D.1个个 键断裂的同时，有键断裂的同时，有6个个 键形成键形成N NN NH HN NN NH HN HN H()AC14CO2 +C 2 CO，达到化学平衡后，达到化学平衡后，平衡混合物中含平衡混合物中含14C的粒子有的粒子有 。随堂练习随堂练习414CO2、14C、14CO平衡状态的标志平衡状态的标志：从平衡

28、状态的定义入手，平衡状态强调两方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。率等于逆反应速率。任何化学反应的进程都有一定的限度，只是任何化学反应的进程都有一定的限度，只是不同反应的限度不同罢了。化学反应的限度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，同学们可以在选可以通过改变条件而改变，同学们可以在选修模块修模块化学反应原理化学反应原理中学习。中学习。三、化学反应条件的控制三、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

29、反应，这就涉及到反学反应抑制有害的化学反应，这就涉及到反应条件的控制应条件的控制下面以下面以“提高煤的燃烧效率提高煤的燃烧效率”为例为例(1)将煤气化比固态煤燃烧速率更快且使煤将煤气化比固态煤燃烧速率更快且使煤 充分燃烧。充分燃烧。(4)将废气通过装有冷却水的管道，充分吸收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。空气不足，煤得不到充分燃烧；且污染环境。空气过量，废气要带走能量，浪费能源。空气过量，废气要带走能量，浪费能源。(3)应选择保温性能好，提高炉膛温度的材料应选择保温性能好，提高炉膛温度的材料归纳：提高煤的燃烧

30、效率的措施归纳：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）尽可能使燃料充分燃烧，提高能量的转化率的转化率.关键是燃料与空气或氧气要尽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。可能充分地接触，且空气要适当过量。（2）尽可能充分地利用燃料燃烧所释放）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。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）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）（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我们在生产、科研和生活中都需要控制化学反应的条件。化学反应的条件。有利的反应，要想办法增大反应速率：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）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：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）降低反应温度，使用负催化剂（2）或隔离会引发反应的物质）或隔离会引发反应的物质知识应用知识应用