第三节化学反应速率和限度

第二章第三节化学反应速率及其限度第一课时第一节化学反应的速率和限度一、化学反应的速率在化学实验和日常生活中，我们经常观察到这样的现象：有的化学反应进行得快，有的化学反应进行得慢。[思考]：请同学举出一些例子。这些化学变化有何差异？爆炸牛奶腐坏铁棒生锈溶洞形成很快较快较慢很慢室温下金属生锈、溶洞形成和塑料或橡胶的老化速率按年计，而地壳内煤或石油的形成要经过几十万年的时间。慢下列过程中，需要加快化学反应速率的是（）A.钢铁腐蚀B.食物腐坏C.炼钢D.塑料老化E、氨的合成F、皮肤的衰老CE思考反应快慢不是问题，问题是如何利用化学反应快慢来造福我们人类自己。那么，我们应该怎样来衡量一个化学反应的快与慢呢？物体运动的快慢可以用速度来表示（v=s/t)，物质变化的快慢该怎么表示呢？一、化学反应的速率在已有知识里面，有没有表示“快慢”的物理量？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v=ΔtΔc注意：1.v表示具体物质的平均反应速率，且为正值；2.Δc表示指定物质的反应前后变化的浓度；3.Δt表示变化所对应的时间；5.浓度常用mol·L-1，时间常用s，min。化学反应的速率单位为：mol/(L·min)或mol/(L·s)4.表示气体或溶液反应速率，不能表示固体或纯液体的反应速率；例1、在某一化学反应中，反应物B的浓度在5s内从2.0mol/L变成0.5mol/L，在这5s内B的化学反应速率为_________。课堂练习一个5L的容器中，盛入8.0mol某气体反应物，5min后，测得这种气体反应物还剩余6.8mol，这种反应物的化学反应速率为_______________。0.3mol/(L·S)0.048mol/(L·min)有关化学反应速率的简单计算n/nv=tt*tVV△△△△△△C在给定条件下，氮气与氢气在密闭容器中合成氨。起始时加入氮气和氢气的浓度分别为1mol/L和1mol/L，2min后，氮气的浓度为0.8mol/L，氢气的浓度为0.4mol/L，氨气的浓度为0.4mol/L。分别用氮气、氢气和氨气的浓度变化表示的这2min内的化学反应速率是多少？有什么关系？例题2：例题2：3H2+N22NH3初始量1mol/L1mol/L0t=2min0.4mol/L0.8mol/L0.4mol/L变化量0.6mol/L0.2mol/L0.4mol/LV(H2)=V(N2)=V(NH3)=min)/(1.0min2/2.0LmolLmoltCmin)/(2.0min2/4.0LmolLmoltCmin)/(3.0min2/6.0LmolLmoltC化学反应速率之比等于方程式中它们的计量数之比。对于反应A2+3B22AB3以下表示的反应速率中，速率最大的是A、v(A2)=0.4mol·L-1min-1B、v(B2)=0.8mol·L-1min-1C、v(AB3)=0.6mol·L-1min-1D、v(A2)=0.01mol·L-1·S-1Ｄ课堂练习：比较同一反应的快慢，只要比较同一物质的化学反应速率的相对大小在一定条件下，mA+nB=pC的反应中，各物质的化学反应速率为v(A)=amol/(L·s),v(B)=0.5amol/(L·s),v(C)=amol/(L·s),则该反应的化学方程式为：______________________答案：2A+B=2C课堂练习：1、NaOH溶液与稀H2SO4反应过程中,在2S内,NaOH溶液的浓度从0.4mol/L变成0.2mol/L,则该反应用来表示在这段时间内NaOH的平均反应速率为多少？2、取amolA和bmolB置于VL容器中发生反应：aA+bB=cC+dD。经1min后，测得容器内A的浓度为xmol/L，这时B的浓度为___mol/L，C的浓度为___mol/L，这段时间内反应的平均速率若以A的浓度变化来表示，应为_____。作业：预习：课本48-49页影响化学反应速率的因素新课标人教版化学必修Ⅱ第三节化学反应速率（第2课时）对于反应：aA+Bb=cC+dD1abcdABCD、ν:ν：ν:ν=：：：abcdABCDΔC:ΔC：ΔC:ΔC=：：：nnnnabcdABCDΔ:Δ：Δ:Δ=：：：2、比较化学反应速率的大小：单位相同，同一物质3kabcdABCDνννν、改变化学反应速率在实践中有很重要的意义，我们可以根据生产和生活的需要，采取适当措施改变化学反应速率。那么，如何能够改变化学反应速率呢？实验探究各取一根镁条和一根铝条分别置于两支加有2～3mL3mol/L硫酸溶液的试管中。观察产生气泡的快慢；实验现象：实验结论：动手时间镁比铝的反应剧烈,产生气泡快镁比铝反应速率快影响化学反应速率的内部因素是:物质本身性质(即物质结构)讨论影响化学反应速率的因素实验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2H2O2=2H2O+O21、温度对化学反应速率的影响规律：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℃，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。★原因：升高温度，单位体积分子总数不变，单个分子具有的能量增大，分子的运动速度增大，分子与分子之间碰撞的几率增大，有效碰撞次数增加，反应的速率加快。例1：20℃时，将10mL0.1mol/L的Na2S2O3溶液和10mL0.1mol/L的硫酸混合，2min后溶液中明显出现浑浊。已知温度每升高10℃，该化学反应速率就增大到原来的2倍。那么在50℃时，同样的反应要同样看到浑浊，需要的时间是（）A、40sB、15sC、48sD、20sB实验2－6现象结论加入MnO2加入FeCl3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MnO2能加快反应速率FeCl3能加快反应速率无催化剂反应较慢讨论影响化学反应速率的因素２、催化剂对化学反应速率的影响规律：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的速率，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。自学P49神奇的催化剂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变化，具有高度的选择性（或专一性）影响化学反应速率的条件除温度和催化剂以外，还有哪些条件？1.请预计大理石（CaCO3）分别与0.1mol/L和1mol/L的盐酸反应的快慢。你能得出什么结论吗？规律：增大浓度反应速率加快，减小浓度反应速率减慢（只适用于气体和溶液）。浓度的影响原因：增加浓度，单位体积粒子总数增加，增加了粒子之间的碰撞，有效碰撞次数增加，反应速率加快。4.实验室制取氢气时，是用粗锌好还是用纯锌好，为什么？形成原电池可以加快反应速率。形成原电池3.实验室进行化学反应时，常常把一些固体物质溶于水配成溶液再进行反应。为什么？增大固体表面积可以加快反应速率（接触充分）固体表面积离子反应速率快，瞬间完成。(粒子的接触充分）2.块状CaCO3、粉末状CaCO3与0.1mol/L的盐酸反应谁快谁慢？为什么？2、催化剂：催化剂能成千上万倍地加快化学反应速率。3、浓度：当其它条件不变时，增加反应物的浓度，可以增大化学反应速率；减小反应物的浓度，可以减小化学反应速率。4、压强：对于气体反应来说，增大压强若增加了反应物的浓度，可以增大化学反应速率；减小压强若减小了浓度，化学反应速率减小。5、固体的表面积：化学反应时，与固体的接触面积越大，化学反应速率就越快。反之，就越慢。如：把固体粉碎、溶解、液化或气化。小结：外界条件对化学反应速率的影响1、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小。一.化学反应的速率：定性表示：定量表示：快或慢1.表示二.影响化学反应速率的因素：1.决定因素：参与反应的物质的自身性质（内因）2.影响因素：（1）温度：升温反应速率加快，降温反应速率减慢；（2）浓度：增大浓度反应速率加快，反之，减慢；（3）催化剂：一般是加快化学反应速率。【课堂小结】（4）其他：压强、固体表面积、光、射线和原电池等2121ccvtt△c△t1.在下列金属分别投入0.1mol/L盐酸中，能发生反应且反应最剧烈的是（）A.FeB.AlC.MgD.CuC2.木炭在空气中燃烧是一个放热反应，为什么木炭燃烧时必须先引火点燃？点燃后停止加热，木炭能够继续燃烧吗？为什么？答：可燃物燃烧必须达到它的燃点才能发生，点火就是要使温度达到木炭的着火点；又因燃烧放热，所以木炭燃烧会越来越剧烈。（即火越烧越旺）3、下列反应，压强对反应速率无影响的是（）A、C(s)+H2O(g)=CO(g)+H2(g)B、AgNO3(l)+HCl(l)=AgCl(s)+HNO3(l)C、CO2(g)+Ca(OH)2(l)=CaCO3(s)+H2O(l)D、2Al(s)+Fe2O3(s)=Al2O3(s)+2Fe(s)BD4.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，总反应的方程式为。CA＋2B==D+F+G1新课标人教版化学必修Ⅱ化学反应限度第1课时1．采用哪些方法可以增加Fe与盐酸反应的化学反应速率？动脑时间知识回顾①升高温度②增大HCl的浓度③将铁片磨成铁粉④加入适当的催化剂动脑时间2．下图为将Zn投入一定浓度一定体积的H2SO4中，解释图象的成因。（纵坐标为H2的生成速率）知识回顾0→t1：反应放热，温度升高（温度的影响占主要因素），氢气的生成速率增大。t1以后：随着反应的进行，硫酸的浓度降低（浓度的影响占主要因素），氢气的生成速率减小。3.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，总反应的方程式为。CA＋2B==D+F+G思考：一个化学反应在实际进行时，所有反应物能否完全(按照方程式中相应物质的量的关系)转变成生成物？阅读P50-P51“科学史话”，总结什么是可逆反应1、可逆反应：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。分析：1、和2、二次电池的充电和放电3、22222HOHO点燃22222HOHO电解↑↑3443NHHClNHClNHClNHHCl△和注：有些化学反应在同一条件下可逆程度很小，通常意义下不把它们称为可逆反应。2、化学平衡：(1)化学平衡状态的建立①反应过程分析A：反应刚开始时B：随着反应的进行C：某一时刻②注意点A：物质变化的趋势：B：对体系中的某一具体物质，它的生成量和消耗量在平衡的这一刻是相等的C：当外界条件发生变化时，平衡可能被破坏2、化学平衡：(2)化学平衡的研究对象可逆反应(3)化学平衡的概念在一定条件下，可逆反应进行到一定程度时，正反应速率和逆反应速率相等，反应物和生成物浓度不再发生变化，这种状态称为化学平衡状态，简称化学平衡理解：①前提：在一定条件下的可逆反应②实质：V正=V逆③标志：混合物中各组分的浓度保持不变★(4)化学平衡的特征：逆:等：动：定：变：同：建立化学平衡的反应是可逆反应平衡时V正=V逆化学平衡是一个动态平衡V正=V逆≠0达到平衡状态时，外界条件一定，反应速率一定，混合物中各组分的浓度一定，混合物中各组分的质量分数一定。当外界条件改变时，平衡一般要发生改变不论从正反应开始还是从逆反应开始，在相同的反应条件下，能达到相同的平衡状态。化学平衡的标志化学平衡的标志宏观上判断：各物质的浓度保持不变。如颜色不变微观上判断：v(正）=v(逆）v(正）=v(逆）是指指定某物质（反应物或生成物）的消耗速率与生成速率相等。化学平衡的特征：逆、等、动、定、变1、一定温度下，反应H2(g)+I2(g)2HI