化學:《化學反應的速率和限度》課件29(45張PPT)(人教版必修2)
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,歡迎進入化學課堂,第三節(jié)化學反應的速率和限度,化學反應有快有慢:,HClNaOHNaClH2O,千分之一秒即完成,H2Cl22HCl,百分之一秒即完成,救心丹,幾分鐘見效,鋼鐵腐蝕,若干年,煤、石油等化石燃料的形成,幾千萬年以上,定義:,化學反應速率用單位時間(如每秒,每分,每小時)內反應物濃度的減小或生成物濃度的增大來表示。,計算式:,一、化學反應速率,(物質的量濃度),練習鞏固,=0.3mol/(Ls),v(NH3)=,=,例題:反應4NH3+5O24NO+6H2O在5升的密閉容器中進行,30秒后,NO的物質的量增加了0.3mol,此反應的平均反應速率用NO來表示為多少?,問題1:若用O2的濃度變化來表示此反應速率是多少?若用NH3來表示呢?,問題2:此反應化學反應速率用不同物質表示為什么數(shù)值不同?數(shù)值上有何規(guī)律?,v(NO)=0.002mol/Ls,v(O2)=0.0025mol/Ls,v(NH3)=0.002mol/Ls,化學反應速率的特點,同一反應,可用不同物質在單位時間內濃度的變化來表示,但必須指明是用哪種反應物或哪種生成物來表示。用不同物質在單位時間內濃度變化表示時,速率比等于方程式中的系數(shù)比均取正值,且是某一段時間內的平均速率。,練習,向一個容積為1L的密閉容器中放入2moLSO2和1moLO2,在一定條件下反應,2S末,測得容器內有0.8moLSO2,求2S內SO2,O2,SO3的反應速率和反應速率比.,練習2,在一定條件下,mA+nB=pC的反應中,各物質的化學反應速率為V(A)=amolL-1s-1,V(B)=a/2molL-1s-1,V(C)=amolL-1s-1,則該反應的化學方程式是。,2A+B=2C,練習,則該反應速率的快慢順序為:,反應A+3B=2C+2D在四種不同條件下的反應速率為:,(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:比較反應的快慢,應取同一參照物,在相同條件下,等質量(金屬顆粒大小相同)的下列金屬與足量1mol/L鹽酸反應時,速率最快的是A鎂B鋁C鈉D鐵,二、影響化學反應速率的因素,化學反應速率是由反應物的性質決定的;內因是主要因素,外因因素:,實驗25,產生氣泡速率增大,帶火星火柴復燃,升高溫度,反應速率增大,有氣泡冒出,產生氣泡速率減小,降低溫度,反應速率減小,規(guī)律:當其它條件不變時,升高溫度,化學反應速率增大。降低溫度,化學反應速率減小。實驗測得,溫度每升高10度,化學反應速率通常增大原來的24倍。注意:溫度對反應速率的影響不受反應物狀態(tài)的限制。,(1)溫度對化學反應速率的影響,實驗26,氣泡冒出速率增大,氣泡冒出速率增大,有氣泡冒出,較慢,MnO2能加快反應速率,FeCl3能加快反應速率,無催化劑反應較慢,外因因素:,規(guī)律:催化劑能改變化學反應的速率。有的催化劑能加快化學反應的速率,叫正催化劑;有的催化劑能減慢化學反應速率,叫負催化劑。在實踐中,如沒有特殊說明,凡說催化劑都是指正催化劑。催化劑中毒:催化劑的催化性能往往因接觸少量的雜質而明顯下降甚至遭破壞,這種現(xiàn)象叫催化劑中毒。催化劑只有在一定的溫度下才能最大限度的顯示其催化作用,不同的催化劑對溫度的要求不一樣。,(2)催化劑對化學反應速率的影響,規(guī)律:當其它條件不變時,增大反應物的濃度,化學反應速率增大。減小反應物的濃度,化學反應速率減慢。,(3)濃度對化學反應速率的影響,規(guī)律:當其它條件不變時,增大固體反應物的表面積,化學反應速率增大。減小固體反應物的表面積,化學反應速率減慢。,(4)固體反應物的表面積對化學反應速率的影響,(5)其他條件對化學反應速率的影響,練習:1、在2L的密閉容器中,發(fā)生下列反應:3A(g)+B(g)=2C(g)+D(g)。若最初加入的A和B都是4mol,在前10sA的平均反應速率為0.12mol/(Ls),則10s時,容器中B的物質的量為。,3.2mol,某溫度時在2L容器中X、Y、Z三種物質的物質的量隨時間的變化曲線如圖所示。由圖中數(shù)據(jù)分析:1、反應開始2min內的X、Y、Z的化學反應速率2、該反應的化學方程式為:_。,把鎂條投入到盛有鹽酸的敞口容器中,產生氫氣的速率變化如圖,分析其原因:,為了研究碳酸鈣與稀鹽酸反應的反應速率,一位同學通過實驗測定反應中生成的CO2氣體體積隨反應時間變化的情況,繪制如圖曲線。請分析討論以下問題。,(1)在0t1、t1t2、t2t3各相同的時間段里,反應速率最大的是_時間段,收集到氣體最多的是_時間段。,(2)試分析三個時間段里,反應速率不同的可能原因(該反應是放熱反應)。,(3)在t4后,為什么收集到的氣體的體積不再增加?,開始時C(H+)大,該反應的反應速率大;t1t2由于反應放熱溫度升高,所以速率迅速增大;最后是因為C(H+)減小了,反應速率減慢.,練習:在25時,向100mL含HCl14.6g的鹽酸中,放入5.6g鐵粉,反應進行到2s時收集到氫氣1.12L(標況),之后反應又進行了4s,鐵粉全溶解。若不考慮體積變化,則:(1)前2s內用FeCl2表示的平均反應速率為;(2)后4s內用HCl表示的平均反應速率為;(3)前2s與后4s比較,反應速率較快,其原因可能。,0.25mol/Ls,0.25mol/Ls,前2s,前2s時段鹽酸濃度比后4s時段大,第三節(jié)化學反應的速率和限度,思考?,我們知道在化學反應中,反應物之間是按照化學方程式中的系數(shù)比進行反應的,那么,在實際反應中,反應物能否按相應的計量關系完全轉化為生成物呢?,氯水是氯氣的水溶液,氯氣能與水反應,而且這是一個可逆反應。請大家回憶氯水中含有哪些微粒。,氯水的成份:分子:Cl2、HClO、H2O離子:H+、Cl-、ClO-等,什么叫做可逆反應?,在同一條件下,既向正反應方向進行,同時又向逆反應方向進行的反應.,典型的可逆反應有:,啟示:化學反應是有限度的,有些能進行地較徹底,有些反應是不徹底的,甚至是可逆的。,N2+H2NH3,在一固定容積的密閉容器里,加1molN2和3molH2(合適催化劑),能發(fā)生什么反應?,(1)開始時c(N2)、c(H2)大,c(NH3)=0,開始階段有什么特征?,只有正反應,v(逆)=0,N2+H2NH3,(2)瞬間后c(N2)、c(H2)變小,c(NH3)0,瞬間過后有什么特征?,正逆反應都進行,v(逆)0,v(正)v(逆),(3)c(N2)、c(H2)逐漸變小,c(NH3)逐漸增大,三種物質的濃度達到一個特定值。,一定時間段內有什么特征?,v(正)=v(逆)0,N2+H2NH3,由于v(正)=v(逆)0,雖然正、逆反應都在進行,但各種物質的百分含量、濃度都不會發(fā)生變化.,從外表上看,反應好象“停止”。,可逆反應的這種特殊狀態(tài)就是我們今天要研究的化學平衡狀態(tài)。,(1)0t1:v(正)v(逆),(2)t1:v(正)=v(逆),平衡狀態(tài),交流與討論,1、定義,在一定條件下的可逆反應中,當正反應速率和逆反應速率相等,反應混合物中各組分的濃度保持不變的狀態(tài)。,前提(適用范圍):可逆反應,內在本質:v(正)=v(逆)0,外在標志:反應混合物中各組分的濃度保持不變,二、化學平衡狀態(tài),2、化學平衡狀態(tài)的特征,()動:動態(tài)平衡(v(正)=v(逆)0),(2)等:v(正)=v(逆),()定:反應混合物中各組分的濃度保持定,各組分的含量保持不變。,()變:條件改變,原平衡被破壞,在新的條件下建立新的平衡。,()逆,此條件下進行到什么時候達到了這個反應的限度?此時的反應是否停止了?此時為何3種物質的濃度保持不變?,某溫度和壓強下的密閉容器中,2SO2+O22SO3,練習可逆反應達到平衡的重要特征()A.反應停止了B.正、逆反應速率都為零C.反應物和生成物的濃度相等D.正、逆反應的速率相等,D,對于可逆反應MNQ達到平衡狀態(tài)時,下列說法正確的是(),A.M、N、Q三種物質的濃度一定相等B.M、N全部變成了QC.M、N、Q的濃度都保持不變D.反應已經停止,C,下列說法可以證明反應N2+3H22NH3已達平衡狀態(tài)的是()A.1個NN鍵斷裂的同時,有3個HH鍵形成B.1個NN鍵斷裂的同時,有3個HH鍵斷裂C.1個NN鍵斷裂的同時,有6個NH鍵斷裂D.1個NN鍵斷裂的同時,有6個NH鍵形成,A、C,隨堂練習,在一定溫度下,可逆反應A(g)+3B(g)2C(g)達到平衡的標志是()A.A的生成速率與C分解的速率相等B.單位時間內生成nmolA,同時生3nmolBC.A、B、C的濃度不再變化D.A、B、C的分子數(shù)比為1:3:2,C,14CO2+CCO,達到化學平衡后,平衡混合物中含14C的粒子有。,14CO2、14C、14CO,3、化學平衡狀態(tài)的判定,對于可逆反應mA(g)nB(g)+pC(g)在一定條件下達到平衡狀態(tài)有以下幾個標志,(1)A的生成速率和分解速率相等,(2)單位時間生成nmolB和pmolC的同時,生成mmolA,(3)A、B、C的物質的量不再改變,(4)A、B、C的濃度不再改變,(5)A、B、C的百分含量不再改變,練習:在密閉容器中充入4molHI,在一定溫度下,反應2HI(g)H2(g)+I2(g)達到平衡時,有30%的HI分解,則平衡時混合氣體中氫氣的物質的量為多少,混合氣體總物質的量為多少?,化學平衡計算的一般步驟:“三步曲”,1.寫出有關平衡的化學方程式,2.找出各物質的起始量轉化量平衡量,3根據(jù)已知條件列式,反應物的轉化率,在合成氨工業(yè)中,由amol氮氣,bmol氫氣混合反應達到平衡,有cmol氨氣生成,則氨氣在反應混合物中所占的體積分數(shù)為,c/(a+b-c)100%,定義:可逆反應中,舊化學平衡的破壞,新化學平衡建立過程叫做化學平衡的移動。,V正V逆,V正=V逆0,條件改變,平衡1不平衡平衡2,建立新平衡,破壞舊平衡,V正=V逆0,一定時間,影響化學平衡的條件一、化學平衡的移動,V正V逆平衡向正反應方向移動,V正=V逆平衡不移動,V正V逆平衡向逆反應方向移動,探究實驗1FeCl3+3KSCNFe(SCN)3+3KCl,(黃色)(無色)(紅色)(無色),現(xiàn)象:,向第一支試管里加入幾滴FeCl3溶液,顏色加深。向第二支試管里加入幾滴KSCN溶液,顏色加深。,1、濃度對化學平衡的影響,1、濃度對化學平衡的影響,分析,t1,t2,t3,應用,增大反應物濃度或減小生成物濃度,平衡向正反應方向移動;增大生成物濃度或減小反應物濃度,平衡向逆反應方向移動;,結論,在生產上,往往采用增大容易取得的或成本較低的反應物濃度的方法,使成本較高的原料得到充分利用。,2SO2+O22SO3,增大反應物的濃度對化學平衡的影響,【思考練習】,1、Fe(NO3)2溶液呈淺綠色,其中存在著下列平衡:Fe2+2H2OFe(OH)2+2H+往該溶液中滴加鹽酸,發(fā)生的變化()(A)平衡向逆反應方向移動(B)平衡向正反應方向移動(C)溶液由淺綠色變成黃色(D)Fe2+物質的量增大,AD,2、溫度對化學平衡的影響,結論:其它條件不變的情況下,溫度升高,平衡向吸熱反應方向移動;溫度降低,平衡向放熱反應方向移動。,催化劑對化學平衡無影響,催化劑同等程度的加快或減慢正、逆反應速率(V正=V逆);對化學平衡無影響。,t時間,(b),催化劑能縮短平衡到達的時間,合成氨反應3H2+N22NH3(放熱反應),原平衡體系的溫度為50,現(xiàn)將體系置于100的環(huán)境中,問:(1)平衡向何方向移動?(2)達平衡后體系溫度為多少?,同學們,來學校和回家的路上要注意安全,同學們,來學校和回家的路上要注意安全,- 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