人教版高中化学必修第二册第六章化学反应与能量第二节化学反应的速率与限度课件

(共44张PPT)
第六章 化学反应与能量
第二节　化学反应的速率与限度
化学反应速率
1.化学反应速率的含义及表示方法
固体或纯液体的浓度视为常数，Δc＝0，因此一般不用固体或纯液体表示化学反应速率。
外界条件对化学反应速率的影响
1.探究温度对化学反应速率的影响
实验操作
实验现象 产生气泡速率的相对大小为③＞②＞①
实验结论 其他条件不变时，温度越高，化学反应速率越快
2.探究催化剂对化学反应速率的影响
实验操作
实验现象 产生气泡速率的相对大小为②＞①、③＞①
实验结论 FeCl3、MnO2能加快H2O2分解的反应速率
3.探究浓度对化学反应速率的影响
实验操作
实验现象 装有12％ H2O2溶液的试管中产生气泡的速率更快
实验结论 增大反应物浓度能使H2O2分解速率加快
4.探究固体反应物表面积对化学反应速率的影响
实验操作
实验现象 加粉末状碳酸钙的试管内产生气泡速率较快，加块状碳酸钙的试管内产生气泡速率较慢
实验结论 其他条件相同时，固体反应物表面积越大，反应速率越快
5.其他影响因素：电磁波、溶剂和光照等都可以影响化学反应速率。
反应物为固态或纯液态时，增加反应物的量，不影响反应速率。
化学平衡状态
1.化学平衡状态的建立
（1）化学平衡状态的建立过程
（2）图示
2.化学平衡状态的概念
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。
3.化学平衡状态的特征
4.化学反应的限度
化学平衡状态是可逆反应达到的一种特殊状态，是在给定条件下所能达到的最大程度，任何可逆反应在给定条件下的进行程度都有一定的限度。
对化学反应限度的理解
（1）任何可逆反应在给定条件下的进程都有一定的限度，只是不同反应的限度不同。化学反应的限度决定了反应物在一定条件下的最大转化率。
（2）同一可逆反应，不同条件下，化学反应的限度不同，即改变反应条件可以在一定程度上改变一个化学反应的限度。
化学反应条件的控制
1.反应条件的控制
2.实例——燃料的燃烧
（1）燃料燃烧的条件
①燃料与空气或氧气接触，且空气要适当过量；
②温度达到燃料的着火点。
（2）提高燃烧效率的措施
①尽可能使燃料充分燃烧，提高能量的转化率；
②尽可能地充分利用燃料燃烧所释放出的热能，提高热能的利用率。
化学反应速率的有关计算
1.正确理解化学反应速率
2.化学反应速率的比较方法
（1）归一法
③根据已知条件列三段式计算。如

列三段式如下：
C

影响化学反应速率的因素
1.分析影响化学反应速率因素的一般步骤
2.分析判断反应速率大小时应遵循的思路
足量铝片和一定体积1 mol·L－1的盐酸充分反应，记录相关数据，作出反应过程中放出气体的体积随反应时间变化的图像（如图所示）。下列说法正确的是（　　）
A.O点H＋浓度最大，此时反应速率最快
B.出现曲线a的图像，采取的措施可能为在溶液中加入少量CuSO4
C.出现曲线a的图像，采取的措施可能是将1 mol·L－1的盐
酸用18.4 mol·L－1的硫酸代替
D.为探究H＋浓度对反应速率的影响，在保持其他条件相
同的情况下，将1 mol·L－1的盐酸替换成1 mol·L－1的硫酸
进行对照
根据图知，O点H＋浓度最大，但由于反应放热，温度升高，反应速率加快，后随着反应的进行，H＋浓度下降，反应速率减慢，故反应速率先增大后减小，A错误；曲线a图像的反应速率较快，但生成氢气的总量不变，可能是加入了少量硫酸铜，Al置换出Cu，Al、Cu和稀盐酸构成原电池而加快了化学反应速率，且不影响生成氢气的量，符合图像所示，B正确；浓硫酸和Al会发生钝化现象且生成的气体是SO2而不是H2，不符合图像所示，C错误；为探究H＋浓度对反应速率的影响，应该只改变氢离子浓度，酸根阴离子应该相同，因此不能将1 mol·L－1的盐酸替换成1 mol·L－1的硫酸进行对照，D错误。
B
化学平衡状态判断的“三关注”与“一等一不变”
1.“三关注”
（1）关注反应条件，是恒温恒容、恒温恒压，还是绝热恒容容器。
（2）关注反应特点，是等体积反应，还是非等体积反应。
（3）关注特殊情况，是否有固体参加或生成，或固体的分解反应。
2.“一等一不变”
逆向相等：速率必须一个是正反应速率，一个是逆反应速率，且经过换算后，同一物质的消耗速率和生成速率相等。
变量不变：如果一个物理量随着反应的进行而改变，当其不变时则为平衡状态；随反应的进行保持不变的物理量，不能作为平衡状态的判断依据。
该反应中C是固体，正向进行时混合气体的质量增大，气体总的物质的量增大，所以当混合气体的平均相对分子质量不再变化，说明该反应已达到平衡状态，A正确；恒容时充入N2（不参与反应）使容器中的总压强增大，但各气体浓度不变，反应速率不变，不能加快反应速率，B错误；碳为固体，浓度为定值，增加固体的量，反应速率不变，C错误；该反应是可逆反应，平衡建立的过程中，断裂的化学键有碳碳键、氢氧键、碳氧键和氢氢键，D错误。
反应过程中，正、逆反应同时进行。
A
对于有气体物质参加的反应，改变反应体系的压强，对化学反应速率的影响常有以下几种情况：
（1）恒温时，缩小容积增大压强，气体浓度增大，化学反应速率增大。
（2）恒温恒容时，充入气体反应物使总压强增大，即充入的气体组分浓度增大，化学反应速率增大。
（3）恒温恒容时，充入“惰性气体”引起总压强增大，但各物质的浓度不发生变化，化学反应速率不变。
（4）恒温恒压时，充入“惰性气体”导致容器容积增大，气体浓度减小，化学反应速率减小。
说明：“惰性气体”是指不参与反应的气体。
电极反应式的书写
电化学中电极反应式的书写不仅是电化学教学的重点和难点，更是高考的热点题型之一，书写电极反应式时，首先要根据原电池的工作原理准确判断正、负极，然后结合电解质溶液的环境确定电极产物，最后再根据质量守恒和电荷守恒写出电极反应式。
2.书写方法
（1）拆分法
①写出原电池的总反应式；
②把总反应式按氧化反应和还原反应拆分为两个半反应式，注明正、负极，并依据质量守恒、电荷守恒及电子得失守恒配平两个半反应式。
（2）差减法
①写出总反应；
②写出其中容易写出的一个半反应式（正极或负极）；
③利用总反应式与上述的一个电极的反应式相减，即得另一个电极的反应式。
C
书写电极反应式，基本策略为明确电极反应类型，根据参与的反应物，结合电荷守恒定律进行书写。书写正、负极反应式时，首先确定物质得失电子情况，然后结合电解质溶液来确定反应的生成物，最后结合守恒定律书写电极反应式。而对于较为复杂的电极反应，则可以采用“差减法”来拆解。
化学反应速率和化学反应限度的图像分析
化学反应速率和化学反应限度的图像，能直观描述反应进行的快慢、反应进行的程度等问题。图像题是化学中常见的一种题目，做这类题既要读文字内容，又要读图。解答化学反应速率图像题三步曲：“一看”“二想”“三判断”。
1.化学反应速率图像题的一般类型
（1）物质的量（或浓度）—时间图像
若某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；分析一段时间后物质的物质的量（或浓度）的变化，由此能计算反应物的转化率；曲线变成水平线时，物质的物质的量（或浓度）不再变化，反应达到平衡状态。
（2）反应速率—时间图像
根据起始时反应速率的大小，分析起始投料量，得出反应物与生成物；依据各物质的反应速率关系得出反应的化学方程式等；曲线变成水平线时，反应速率不再变化，反应达到平衡状态。
（3）实际反应中的速率图像分析
实际反应过程中，各物质的浓度不断变化，反应温度也可能改变，因此同时影响化学反应速率的外因可能有两个或多个，化学反应速率发生变化的原因不能取决于某一个外因，而是要分析哪个因素起主导作用，抓住矛盾的主要方面分析，忽略或弱化矛盾的次要方面。
2.化学反应速率图像题的一般解题思路
（1）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，如折点、交点、最高点、最低点等；
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）。
（2）想规律
各物质的转化量之比、各物质的化学反应速率之比与化学计量数之比的关系，外界条件的改变对化学反应速率的影响规律以及反应达到平衡时，外界条件的改变对正、逆反应速率的影响规律等。
（3）做判断
利用有关规律，结合图像，通过对比分析，做出正确判断。
X减少0.1 mol，Y消耗0.3 mol，则Y全部被消耗，反应完全进行，但该反应为可逆反应不能进行彻底，A错误；反应速率之比等于化学方程式中计量数之比，2v正（X）＝v逆（Z），此时反应达到平衡状态，v正（X）＝v逆（Z）时反应未达到平衡状态，B错误；由化学方程式可知，每消耗0.15 mol·L－1 Y，生成0.1 mol·L－1 Z，图像中反应的定量关系不符合化学计量数之比，C错误；Y减少0.15 mol，Z增加0.1 mol，二者反应的物质的量之比为0.15 mol∶0.1 mol＝3∶2，与化学方程式的化学计量数之比一致，D正确。
D