6.2化学反应的速率与限度 课件 （44张ppt） 2022-2023学年高一下学期化学人教版（2019）必修第二册

(共44张PPT)
　化学反应的速率与限度
在化学实验和日常生活中，我们经常观察到有些反应进行得快，有些反应进行得慢。
爆炸
牛奶变质
钢铁生锈
溶洞形成
这些反应有快有慢，快到什么程度？慢到什么程度？
思考与讨论：
在日常生活中和化学实验过程中，观察化学反应进行得快慢的方法有哪些？
归纳：反应物的消耗或生产物的产生快慢粗略比较。
冒气泡快慢；颜色变化；固体量减少；浑浊程度；温度变化；……
镁条与稀盐酸反应
铝丝与硫酸铜溶液反应
化学反应速率可用_________________内 _________________或______________ __ 来表示。
反应物浓度的减少
生成物浓度的增加
单位时间
（4）常用单位：mol/(L·min)或mol/(L·s)
一、化学反应速率
（1）概念：用来衡量化学反应进行快慢程度的物理量
（2）表示方法：
（3）表达式：
△ c
v = ———
△ t
mol·L-1·min-1或mol·L-1·s-1
[例1]在某一化学反应中，已知反应物A的浓度在10 s内从4 mol/L变成
1 mol/L。则在这10 s内用A表示的化学反应速率为多少？
v(A)
c(A)
t
=
=
4 mol·L-1–1 mol·L-1
10 s
3 mol·L-1
10 s
0.3 mol·L-1·s-1
=
=
问：第10s的反应速率为多少？
无法确定
注意：1、反应速率要指明具体物质并取正值;
2、表示气体或溶液反应速率,不能用于表示固体和纯液体;
3、指平均速率.
例2：一个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6.8mol，这种反应物的化学反应速率为_______________。
v=
△n
V △t
结论：各物质的速率之比等于方程式计量数之比
v（SO2）=0.6mol/(l·s)
v（O2）=0.3mol/(l·s)
v（SO3）=0.6mol/(l·s)
2 : 1 : 2
例3：向一个容积为1L的密闭容器中放入2mol SO2和1mol O2，在一定条件下，2S后测得容器内有0.8mol SO2 、 0.4molO2 、1.2molSO3 ，求2S内SO2、O2、SO3的平均反应速率。
2SO2 + O2 2SO3
规律：
同一化学反应，用不同的物质表示其化学反应速率，数值可能不相同，但意义相同，均表示这段时间内该反应的化学反应速率。
同一化学反应: aA＋bB = cC＋dD
有 v(A)︰ v(B)︰ v(C)︰ v(D)
＝a︰b︰c︰d
＝ c(A)︰ c(B)︰ c(C)︰ c(D)
＝ n(A)︰ n(B)︰ n(C)︰ n(D)
在反应mA＋nB＝pC中，已知A的反应速率为0.5mol/(L s)，B的反应速率为1mol/(L s)，C的反应速率为1. 5mol/(L s)，则该反应的化学方程式为：
A ＋ 2B = 3C
根据结论，m:n:p= 0.5: 1: 1.5 = 1:2:3，因此是
在1L密闭容器中加入1molN2和3molH2,一定条件下发生反应：
N2+3H2 2NH3,1min后测得生成0.06molNH3,该时间段内平均反应速率为( )
A．υ(NH3)=0.06mol. L-1.min-1
B．υ(H2)=0.04mol. L-1.min-1
C．υ(NH3)=0.12mol. L-1.min-1
D．υ(N2)=0.24mol. L-1.min-1
A
化学反应速率大小的比较
例4：对于A2＋3B2 == 2C＋D的反应来说，以下化学反应速率的表示中，反应速率最快的是（ ）
A．v(A2)＝0.4 mol/(L·s) B．v(B2)＝0.8 mol/(L·s)
C．v(C)＝0.6 mol/(L·s) D．v(D)＝0.6 mol/(L·min)
比较某一反应的快慢，只需转化为同一物质、同一单位的化学反应速率再比较快慢。
A
想一想？
典题精练
1.某温度下，浓度都是1mol/L的两种气体X2和Y2，在密闭容器中反应生成气体Z，经过t min后，测得物质的量浓度分别为：c(X2)=0.4mol/L,c(Y2)=0.8mol/L ,c(Z)=0.4mol/L,则反应的化学方程式可表示为：
2.已知反应N2 +3H2 2NH3，根据下图判断
①A是______物质的量浓度变化情况
②C是______物质的量浓度变化情况
③2分钟内N2的平均速率是多少？
某温度时，在2 L的容器中，X 、Y、 Z三种物质的物质的量随时间的变化曲线如图。由图可得该反应的化学方程式为______________，反应开始至2 min，Z的平均反应速率为________。
化学反应速率有快有慢，那么影响化学反应速率的因素有哪些呢？
锌粉与锌粒分别
与稀HCl反应
Mg + HCl
Al + HCl
夏天米饭变质
冬天米饭变质
硫在空气中燃烧
硫在氧气中燃烧
反应物本身的性质
温度
反应物的浓度
固体的表面积
影响化学反应速率的因素
药品与反应条件 产生气泡快慢 结论
0.5mol/L盐酸 镁粉
镁条 3mol/L盐酸 镁条
铝条 快
慢
快
较快
增大反应物的接触面积，可以加快反应速率
化学反应速率快慢跟物质本身的性质有关
药品与反应条件 产生气泡快慢 结论
5%H2O2 MnO2
不加其他试剂 FeCl3 5%H2O2
0.5%H2O2 0.5%H2O2+ FeCl3 热水
冷水 在其它条件相同时,增大反应物的浓度能加快化学反应速率
在其它条件相同时,使用催化剂能加快化学反应速率
在其它条件相同时, 升高温度能加快化学反应速率
快
快
快
慢
慢
慢
实验小结：
影响化学反应速率的因素
1、内因：由反应物的性质决定; 是主要因素
2、外因：催化剂、浓度、温度、反应物的接触面积……
……
温度
浓度
（正）催化剂
接触面积
v
v
v
外部条件
能显著增大反应速率
化学与生活
下列反应的速率受到哪些因素的影响？
1、28℃时，新鲜牛奶约4个小时后变酸，但在冰箱内，鲜奶48个小时后才变酸。
2、加酶洗衣粉的去污能力比普通洗衣服的要强得多。
3、木炭在氧气中比在空气中燃烧剧烈。
4、烧火做饭，为什么要将柴劈小？
节日里，小朋友们玩的荧光棒的发光原理是：化学物质相互反应过程中，能量以光的形式释放出来。发荧光棒放在热水中，荧光棒会更亮，原因之一是 （ ）
A．反应物浓度减小，反应速率减小
B．反应物浓度增加，反应速率增加
C．温度升高，反应速率增加
D．热水对反应起催化作用，从而加快了反应速率
C
用铁片和稀硫酸反应来制取氢气时，下列措施不能使氢气生成速率加快的是( )
A.将铁片改为铁粉
B.将稀硫酸改为98%的浓硫酸
C.适当加热反应溶液
D.加入少量硫酸铜溶液
B
将镁带投入盛放在敞口容器内的盐酸中，反应速率用产生的氢气的速率表示，在下列
因素中：其中影响反应速率的因素是（　）
①盐酸的浓度， ②镁带的表面积，
③溶液的温度， ④盐酸的体积，
⑤氯离子的浓度，
A．①④ B．③⑤
C．①②③⑤ D．①②③
D
把四块相同的镁片分别放入下列四个盛有盐酸的烧杯中，其中反应速率最快的是（ ）
A. 10℃ 20ml 3mol/L 的盐酸溶液 B. 20℃ 30ml 2mol/L 的盐酸溶液
C. 20℃ 10ml 4mol/L 的盐酸溶液 D. 10℃ 10ml 2mol/L 的盐酸溶液
C
思考：是不是所有的化学反应，反应物都能
完全转变为生成物？
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。
讨论:一个化学反应在实际进行时，反应物能否按方程式中化学计量关系完全转变为生成物？
N2 + 3H2 2NH3
1mol
3mol
2mol NH3？
经过科学家们长期的研究发现，化学反应除了有速率问题，还有限度问题，即反应进行的程度问题。有些能进行地较彻底，有些反应是不彻底的，甚至是可逆的。
怎么理解“限度”这个名词？
<<现代汉语词典>>:范围的极限；最高或最低的数量或程度。
二、化学反应限度：
在给定条件下，化学反应所能达到的或完成的最大的程度，即该反应的的限度。
即：一些化学反应不能按化学方程式的计量系数完全反应完。
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同时进行。
H2 + I2 2HI
正反应
逆反应
——可逆反应
注意：所有化学反应都有速率问题，但化学反应限度不是所有化学反应都有，只有“可逆反应”才有限度问题。
观察下列数据表，思考：反应
尝试分析此可逆反应的过程
时间 （min) 物质的量 浓度(mol/L) 0 10 20 30 40 50 60 70
N2 3 2 1.5 1.2 1.1 1 1 1
H2 9 6 4.5 3.6 3.3 3 3 3
NH3 0 2 3 3.6 3.8 4 4 4
化学平衡状态
在一定条件下的可逆反应里，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。
化学平衡是可逆反应进行的最大限度．
2、特点：
1、概念：
(1)逆—— 可逆反应（研究对象、前提）
(2) 等—— ひ正=ひ逆 （实质）
(3) 动—— ひ正=ひ逆 ≠ 0 动态平衡
(4) 定—— 平衡状态时，反应混合物中各组分的浓度保持不变（标志）
(5) 变—— 当浓度、压强、温度等条件改变时，平衡即发生移动
对于可逆反应 M＋N Q达到平衡时，
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.反应物和生成物的浓度保持不变
D.反应已经停止
C
在已达到平衡的可逆反应2SO2+O2 2SO3中充入由18O组成的氧气一段时间后,18O原子( )
A.只存在于O2中
B.只存在于O2和SO3中
C.只存在于SO2和SO3中
D.SO2,SO3和O2中都存在
催化剂
D
化学平衡状态如何判定？
mA(g) + nB(g) pC(g) + qD(g) 是否达到平衡
方法： 变量不变便平衡 ①各物质的物质的量或物质的量分数一定
②各物质的质量或质量分数一定 / 反应体系中各物质的浓度不变
③各气体的体积或体积分数一定
④m+n≠p+q时，总物质的量不再改变
⑤m+n=p+q时，总物质的量一定
⑥气体总质量不再改变
恒压 ⑦m+n≠p+q时，总体积一定（其他条件一定）
⑧m+n=p+q时，总体积一定（其他条件一定）
恒容 ⑨总体积一定（其他条件一定）
正逆反 应速率 的关系 ①单位时间内消耗了n molB，同时消耗p molC
②单位时间内生成n molB，同时消耗q molD
③ pv正(A) = mv逆(C)
④V(A):V(B):V(C): V(D) = m : n : p : q
是
是
是
不一定
是
不一定
是
不一定
是
不一定
不一定
是
不一定
压强 ①恒容密闭容器， m + n ≠ p + q，其他条件不变，混合气体总压强不再改变
②恒容密闭容器， m + n = p + q，其他条件不变，混合气体总压强不再改变
平均相对分子质量M ① m + n ≠ p + q时，M 一定
② m + n ＝ p + q时，M 一定
温度 其他条件一定时，体系温度一定
体系密度 恒容 其它条件一定时，密度一定
恒压 ① m + n ≠ p + q时，密度一定
② m + n ＝ p + q时，密度 一定
颜色 组成成分有颜色时，体系颜色不再变化
反应物转化率 转化率不变
是
不一定
是
是
是
是
不一定
不一定
mA(g) + nB(g) pC(g) + qD(g)
是
不一定
化学平衡状态的判定
(1)等：达到化学平衡时，v正＝ v 逆
同一种物质的V正和V逆相等
不同种物质的V正和V逆比
等于相应的化学计量系数比
双向奔赴，各自安好
4.单位时间内消耗nmolN2同时消耗3nmolH2
6.1个N≡N断裂同时有3个H—H键形成
√
√
√
√
√
√
下列说明反应N2 + 3H2 2NH3 已经达到平衡状态的是：
1.单位时间内消耗nmolN2同时生成nmolN2
2.单位时间内消耗nmolN2同时消耗2nmolNH3
3.单位时间内生成nmolN2同时消耗3nmolH2
5.1个N≡N断裂同时有3个H—H键断裂
7.1个N≡N断裂同时有3个N—H键形成
8.V正(N2)= V逆(N2)
9.3V正(N2)= V逆(H2)
10.V(N2):V(H2):V(NH3)=1:3:2
3、化学平衡状态的判定
(1)等：达到化学平衡时，v正＝ v 逆
同一种物质的V正和V逆相等
不同种物质的V正和V逆比
等于相应的化学计量系数比
(2)定：反应混合物各组分的浓度保持一定。
记住：“单一变量”不变，则平衡
×
√
×
×
×
6.温度和体积一定时，容器内压强不再变化；
7.温度和体积一定时，某一生成物浓度不再变化；
8.条件一定，混合气体的平均相对分子质量不再变化；
9.温度和压强一定时，混合气体的颜色不再发生变化；
10.温度和压强一定时，混合气体的密度不再变化。
×
√
×
√
×
气体体积不变的反应
不是相等，是保持各自的量不变。
例、下列说法可以证明反应：
I2(g)(紫色) +H2(g) 2HI(g)
已达平衡状态的是： 。
1.单位时间内生成nmolH2同时生成nmolHI
2.1个H—H断裂同时有2个H—I键断裂
3.质量分数ω(HI)=ω(I2)
4.容器中HI(g)、H2(g)、I2(g)共存
5.c(HI):c(H2):c(I2)=2:1:1
（1）T、V恒定时，容器内P不再变化；
（2）T、V恒定时， N2O4浓度不再变化；
（3）条件一定，混合气体的M(平均相对分子质量)不再变化；
（4）T、P恒定时，混合气体颜色不再发生变化；
（5）T、P恒定时，混合气体的密度不再变化。
(6)反应体系温度不再变化。
反应特点：
气体体积变化的反应
练、下列说法可以证明反应：
已达平衡状态的是： 。
2NO2(g)(红棕色) N2O4(g)
√
√
√
√
√
√
三、化学反应条件的控制
1.意义
2.方法
（1）通过改变温度、浓度、压强、表面积、使用催化剂等 改变化学反应速率；
（2）通过改变温度、浓度、压强等，改变可逆反应的限度
为提高燃料的燃烧效率，应如何调控燃烧反应的条件 （提示：可以从以下几方面考虑，如燃料的状态、空气用量、炉膛材料、烟道废气中热能的利用，等等。）
P48【思考与讨论】
煤被研得越细，粉末越小，与空气中O2的接触面积越大，燃烧越充分，反应速率越快。
空气充足，煤燃烧得充分，产物主要为CO2，放热量大；空气不足，则煤燃烧不充分，部分生成CO，CO排放到空气中造成污染，且生成CO时，放出的热量大大减小。
应选择保温隔热且耐热的炉（灶）膛材料。
尽管煤燃烧是放热反应，但反应过程中煤燃烧需要提供部分能量才能进行，而利用煤燃烧放出的部分热量就可维持反应的持续进行。用保温隔热材料的目的，是为防止热量散失。
节约能源，提高能源利用率，降低污染程度。
感
谢
的
观
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