（人教版）高一化学必修2第二章第三节 化学反应的速率和限度课件（共26张ppt）
文档属性
| 名称 | （人教版）高一化学必修2第二章第三节 化学反应的速率和限度课件（共26张ppt） |  | |
| 格式 | zip | ||
| 文件大小 | 298.4KB | ||
| 资源类型 | 教案 | ||
| 版本资源 | 人教版（新课程标准） | ||
| 科目 | 化学 | ||
| 更新时间 | 2020-02-22 18:56:12 | ||
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文档简介
(共26张PPT)
第三节 化学反应的速率和限度
人教版高中化学必修2
第二章化学反应与能量
（一）定义：
化学反应速率通常用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（B）＝
△c（B）
△t
反应速率单位：
mol/(L?min) 或mol/(L ?s)
请做好笔记
第三节 化学反应的速率和限度
一、化学反应的速率
2.化学反应速率的特点
①均取正值，是某一段时间内的平均速率，非瞬时速率。
②同一反应，可用不同物质在单位时间内浓度的变化来表示反应速率，但必须指明是用哪种反应物或哪种生成物来表示。
③用不同物质的浓度变化表示在同一时间内的化学反应速率,数值可能不同,但意义相同,即:
反应速率比等于方程式中的系数比.对于任意的化学反应:aA+bB cC+dD有“VA：VB ：VC ：VD=a：b：c：d”
④固体或液体的浓度视为常数，不能用固体或液体浓度的变化表示化学反应速率.
请做好笔记
练习：反应 A + 3B = 2C + 2D 在四种不同条件下的反应速率为：
(1)v(A)=0.3mol/L·s (2)v(B)=0.6mol/L·s (3)v(C)=0.4mol/L·s (4)v(D)=0.45mol/L·s
则该反应速率的快慢顺序为—————————。
(1)>(4)>(2)=(3)
比较反应的快慢,应取同一个反应的同一参照物
比较下列每组化学反应的速率，并分析引起速率不同的可能原因：
4. 夏天米饭变质
冬天米饭变质
1. Mg + HCl
Al + HCl
2. 块状CaCO3、粉末状CaCO3与0.1 mol/L的盐酸
3. 硫在空气中燃烧
硫在氧气中燃烧
讨论：影响化学反应速率的外部因素有哪些？
反应物本身的性质
温度
反应物的浓度
固体的接触面积
（二）、影响化学反应速率的条件：
影响化学反应速率的条件
内因
外因
物质的性质
温度、浓度、压强、催化剂等
[小结]
影响因素 影响结果
内因 物质本身性质
外因 温 度
催化剂
浓 度
压 强
表面积
其 他
在其他条件相同，反应物性质越活泼，化学反应速率越快；反之则越慢
在其他条件相同，升高温度，化学反应速率加快；反之则减慢
在其他条件相同，使用催化剂能极大地加快反应速率
在其他条件相同，增大反应物（气体或溶液）的浓度，反应速率加快；反之，反应速率减慢。
在其他条件相同，增大气态反应物的压强，反应速率加快；反之，反应速率减慢。
在其他条件相同，增大固体反应物表面积，反应速率加快；反之，则减慢。
溶剂、光、电磁波、激光、超声波等都会影响化学反应速率。
例：在下列事实中，什么因素影响了化学反应的速率？
⑴集气瓶中有H2和Cl2的混合气体，在瓶外点燃镁条时发生爆炸：_________________________________。
⑵KI晶体和HgCl2晶体混合后无明显现象，若一起投入水中，很快生成红色HgI2：____________________。
⑶熔化的KClO3放出气泡很慢，撒入少量MnO2很快产生气体：____________________________________。 ⑷同浓度、同体积的盐酸中放入同样大小的锌粒和镁块，产生气体有快有慢：______________________。
⑸同样大小的石灰石分别在0.1 mol·L-1的盐酸和
1 mol·L-1的盐酸中反应速率不同：______________。
⑹夏天的食品易变霉，冬天就不易发生该现象：_____
⑺葡萄糖在空气中燃烧时需要较高的温度，可是在人体内，在正常体温（37 ℃）时，就可以被氧化，这是因为：_________________________________________。
人体里生物酶起催化作用，可以降低葡萄糖氧化反应所需要的能量，所以在人体温度的范围内就可以发生反应
光
在溶液中，水做溶剂，增大了接触面积
催化剂
反应物本身的性质
反应物的浓度
反应温度
思考？
我们知道在化学反应中，反应物之间是按照化学方程式中的系数比进行反应的，那么，在实际反应中，反应物能否按相应的计量关系完全转化为生成物呢？（见教材50-51“科学史话”)。
典型的可逆反应还有:
N2+3H2 2NH3
催化剂
高温高压
2SO2+O2 2SO3
催化剂
高温
SO2 +H2O H2SO3
NH3 +H2O NH3 ·H2O
启示: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。
二、化学反应的限度
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。
正反应：反应物→生成物
逆反应：生成物→反应物
H2 + I2 2HI
正反应
逆反应
可逆反应：在相同条件下能向正、逆两个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？
反应速率
v(正)
v(逆)
t1
时间（t）
0
(1)0~t1：v(正)>v(逆)
(2)t1： v(正)=v(逆)
平衡状态
N2+3H2 2NH3
催化剂
高温高压
交流与讨论
1.定义:在一定条件下的可逆反应中，当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。
㈡.化学平衡状态
前提（适用范围）：可逆反应
内在本质：v(正)= v(逆) ≠0
外在标志：反应混合物中各组分的浓度保持不变
⑴理解
⑵.当一个可逆反应进行到正向反应速率与逆向反应速率相等时，反应物和生成物的浓度不再改变，达到表面上静止的一种“平衡状态”，这就是这个反应所能达到的最大限度，决定了反应物在该条件下的最大转化率。
如何判断一个化学反应是否达到平衡状态？
平衡状态的标志 ：
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
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
修模块《化学反应原理》中学习。
2.化学平衡状态的特征
⑶动：动态平衡（v(正)= v(逆) ≠0）
⑵等：v(正)= v(逆)
⑷定：反应混合物中各组分的浓度保持 定，各组分的含量保持不变。
⑸变：条件改变，原平衡被破坏，在新
的条件下建立新的平衡。
⑴逆：对象为可逆反应
3.达到化学平衡的标志
⑴直接标志
①V正=V逆
②各组分的m、n（单一量）不变
③各组分的浓度或百分含量不变。
⑵间接标志
①总量：对△n≠0的反应，n总（或恒温恒压下的V总，恒温恒容下的P总）不变。
②平均量：混合气体的相对平均分子量、密度。
③其他：平衡体系的颜色。
例题与习题
随堂练习1
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.反应物和混合物的浓度保持不变
D.反应已经停止
C
随堂练习2
在一定条件下，某容器中充入N2和H2合成
NH3,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
率为零
B.随着反应的进行，正反应速率逐渐减小，
最后减小为零
C.随着反应的进行逆反应速率逐渐增大，后
保持恒定
D.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
B
随堂练习3
下列哪种说法可以证明反应
N2 + 3H2 2NH3达到平衡状态
A.1个 键断裂的同时，有3个 键形成
B.1个 键断裂的同时，有3个 键断裂
C.1个 键断裂的同时，有6个 键断裂
D.1个 键断裂的同时，有6个 键形成
N
N
N
N
H
H
N
N
N
N
H
H
N
H
N
H
( )
AC
14CO2 + C 2 CO，达到化学平衡后，
平衡混合物中含14C的粒子有 。
随堂练习4
14CO2、14C、14CO
例2.化学平衡状态的判定
对于可逆反应m A(g) n B(g) + p C(g) 在一定条件下达到平衡状态可作为其平衡的标志的有:
(1)A的生成速率和分解速率相等
(2)单位时间生成nmolB和pmolC的同时,生成m mol A
（3）A、B、C的物质的量不再改变
（4）A、B、C的浓度不再改变
（5）A、B、C的百分含量不再改变
⑴⑵⑶⑷⑸
化学平衡计算的一般步骤: “三步曲”
1.写出有关平衡的化学方程式
2.找出各物质的 起始量 转化量 平衡量
3. 根据已知条件列式:
⑴各组分的含量
⑵名组分百分含量
⑶平衡混合物的平均量
⑷反应物的转化率及产物的产率等.
㈢.有关化学平衡的计算
例1.在一定温度下，发生如下反应：N2+3H2 2NH3，起始时，充入的N2和H2的物质的量分别是3.0 mol和6.0 mol，平衡时生成NH3的物质的量是2.4 mol。已知容器的容积为5.0 L，试求： （1）H2的转化率。（2）平衡时混合气体中N2的体积分数。
【解析】 N2 + 3H2 2NH3
起始量: 3.0 mol 6.0 mol 0 mol
转化量: 1.2 mol 3.6 mol 2.4 mol
平衡量: 1.8 mol 2.4 mol 2.4 mol
（1）H2的转化率= 。
（2）N2的体积分数=
答：（1）60% （2）27.3%
2.在合成氨工业中,由a mol氮气, b mol氢气混合反应达到平衡,有 c mol 氨气生成,则氨气在反应混合物中所占的体积分数为（ ）
c/(a+b-c)×100%
[练习题]
1.在密闭容器中充入4mol HI,在一定温度下,反应
2HI (g) H2 (g)+I2 (g)达到平衡时,有30%的HI分解,则平衡时混合气体中氢气的物质的量为多少,
混合气体总物质的量为多少?
nH2=0.6mol;n总=4mol
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
学反应抑制有害的化学反应，这就涉及到反
应条件的控制
下面以“提高煤的燃烧效率”为例
(1)将煤气化比固态煤燃烧速率更快且使煤
充分燃烧。
(4)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
(2)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。
(3)应选择保温性能好，提高炉膛温度的材料
归纳：提高煤的燃烧效率的措施
（1）尽可能使燃料充分燃烧，提高能量
的转化率.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。
（2）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。
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）
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）
我们在生产、科研和生活中都需要控制
化学反应的条件。
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…
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
（2）或隔离会引发反应的物质……
知识应用
第三节 化学反应的速率和限度
人教版高中化学必修2
第二章化学反应与能量
（一）定义：
化学反应速率通常用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（B）＝
△c（B）
△t
反应速率单位：
mol/(L?min) 或mol/(L ?s)
请做好笔记
第三节 化学反应的速率和限度
一、化学反应的速率
2.化学反应速率的特点
①均取正值，是某一段时间内的平均速率，非瞬时速率。
②同一反应，可用不同物质在单位时间内浓度的变化来表示反应速率，但必须指明是用哪种反应物或哪种生成物来表示。
③用不同物质的浓度变化表示在同一时间内的化学反应速率,数值可能不同,但意义相同,即:
反应速率比等于方程式中的系数比.对于任意的化学反应:aA+bB cC+dD有“VA：VB ：VC ：VD=a：b：c：d”
④固体或液体的浓度视为常数，不能用固体或液体浓度的变化表示化学反应速率.
请做好笔记
练习：反应 A + 3B = 2C + 2D 在四种不同条件下的反应速率为：
(1)v(A)=0.3mol/L·s (2)v(B)=0.6mol/L·s (3)v(C)=0.4mol/L·s (4)v(D)=0.45mol/L·s
则该反应速率的快慢顺序为—————————。
(1)>(4)>(2)=(3)
比较反应的快慢,应取同一个反应的同一参照物
比较下列每组化学反应的速率，并分析引起速率不同的可能原因：
4. 夏天米饭变质
冬天米饭变质
1. Mg + HCl
Al + HCl
2. 块状CaCO3、粉末状CaCO3与0.1 mol/L的盐酸
3. 硫在空气中燃烧
硫在氧气中燃烧
讨论：影响化学反应速率的外部因素有哪些？
反应物本身的性质
温度
反应物的浓度
固体的接触面积
（二）、影响化学反应速率的条件：
影响化学反应速率的条件
内因
外因
物质的性质
温度、浓度、压强、催化剂等
[小结]
影响因素 影响结果
内因 物质本身性质
外因 温 度
催化剂
浓 度
压 强
表面积
其 他
在其他条件相同，反应物性质越活泼，化学反应速率越快；反之则越慢
在其他条件相同，升高温度，化学反应速率加快；反之则减慢
在其他条件相同，使用催化剂能极大地加快反应速率
在其他条件相同，增大反应物（气体或溶液）的浓度，反应速率加快；反之，反应速率减慢。
在其他条件相同，增大气态反应物的压强，反应速率加快；反之，反应速率减慢。
在其他条件相同，增大固体反应物表面积，反应速率加快；反之，则减慢。
溶剂、光、电磁波、激光、超声波等都会影响化学反应速率。
例：在下列事实中，什么因素影响了化学反应的速率？
⑴集气瓶中有H2和Cl2的混合气体，在瓶外点燃镁条时发生爆炸：_________________________________。
⑵KI晶体和HgCl2晶体混合后无明显现象，若一起投入水中，很快生成红色HgI2：____________________。
⑶熔化的KClO3放出气泡很慢，撒入少量MnO2很快产生气体：____________________________________。 ⑷同浓度、同体积的盐酸中放入同样大小的锌粒和镁块，产生气体有快有慢：______________________。
⑸同样大小的石灰石分别在0.1 mol·L-1的盐酸和
1 mol·L-1的盐酸中反应速率不同：______________。
⑹夏天的食品易变霉，冬天就不易发生该现象：_____
⑺葡萄糖在空气中燃烧时需要较高的温度，可是在人体内，在正常体温（37 ℃）时，就可以被氧化，这是因为：_________________________________________。
人体里生物酶起催化作用，可以降低葡萄糖氧化反应所需要的能量，所以在人体温度的范围内就可以发生反应
光
在溶液中，水做溶剂，增大了接触面积
催化剂
反应物本身的性质
反应物的浓度
反应温度
思考？
我们知道在化学反应中，反应物之间是按照化学方程式中的系数比进行反应的，那么，在实际反应中，反应物能否按相应的计量关系完全转化为生成物呢？（见教材50-51“科学史话”)。
典型的可逆反应还有:
N2+3H2 2NH3
催化剂
高温高压
2SO2+O2 2SO3
催化剂
高温
SO2 +H2O H2SO3
NH3 +H2O NH3 ·H2O
启示: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。
二、化学反应的限度
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。
正反应：反应物→生成物
逆反应：生成物→反应物
H2 + I2 2HI
正反应
逆反应
可逆反应：在相同条件下能向正、逆两个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？
反应速率
v(正)
v(逆)
t1
时间（t）
0
(1)0~t1：v(正)>v(逆)
(2)t1： v(正)=v(逆)
平衡状态
N2+3H2 2NH3
催化剂
高温高压
交流与讨论
1.定义:在一定条件下的可逆反应中，当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。
㈡.化学平衡状态
前提（适用范围）：可逆反应
内在本质：v(正)= v(逆) ≠0
外在标志：反应混合物中各组分的浓度保持不变
⑴理解
⑵.当一个可逆反应进行到正向反应速率与逆向反应速率相等时，反应物和生成物的浓度不再改变，达到表面上静止的一种“平衡状态”，这就是这个反应所能达到的最大限度，决定了反应物在该条件下的最大转化率。
如何判断一个化学反应是否达到平衡状态？
平衡状态的标志 ：
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
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
修模块《化学反应原理》中学习。
2.化学平衡状态的特征
⑶动：动态平衡（v(正)= v(逆) ≠0）
⑵等：v(正)= v(逆)
⑷定：反应混合物中各组分的浓度保持 定，各组分的含量保持不变。
⑸变：条件改变，原平衡被破坏，在新
的条件下建立新的平衡。
⑴逆：对象为可逆反应
3.达到化学平衡的标志
⑴直接标志
①V正=V逆
②各组分的m、n（单一量）不变
③各组分的浓度或百分含量不变。
⑵间接标志
①总量：对△n≠0的反应，n总（或恒温恒压下的V总，恒温恒容下的P总）不变。
②平均量：混合气体的相对平均分子量、密度。
③其他：平衡体系的颜色。
例题与习题
随堂练习1
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.反应物和混合物的浓度保持不变
D.反应已经停止
C
随堂练习2
在一定条件下，某容器中充入N2和H2合成
NH3,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
率为零
B.随着反应的进行，正反应速率逐渐减小，
最后减小为零
C.随着反应的进行逆反应速率逐渐增大，后
保持恒定
D.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
B
随堂练习3
下列哪种说法可以证明反应
N2 + 3H2 2NH3达到平衡状态
A.1个 键断裂的同时，有3个 键形成
B.1个 键断裂的同时，有3个 键断裂
C.1个 键断裂的同时，有6个 键断裂
D.1个 键断裂的同时，有6个 键形成
N
N
N
N
H
H
N
N
N
N
H
H
N
H
N
H
( )
AC
14CO2 + C 2 CO，达到化学平衡后，
平衡混合物中含14C的粒子有 。
随堂练习4
14CO2、14C、14CO
例2.化学平衡状态的判定
对于可逆反应m A(g) n B(g) + p C(g) 在一定条件下达到平衡状态可作为其平衡的标志的有:
(1)A的生成速率和分解速率相等
(2)单位时间生成nmolB和pmolC的同时,生成m mol A
（3）A、B、C的物质的量不再改变
（4）A、B、C的浓度不再改变
（5）A、B、C的百分含量不再改变
⑴⑵⑶⑷⑸
化学平衡计算的一般步骤: “三步曲”
1.写出有关平衡的化学方程式
2.找出各物质的 起始量 转化量 平衡量
3. 根据已知条件列式:
⑴各组分的含量
⑵名组分百分含量
⑶平衡混合物的平均量
⑷反应物的转化率及产物的产率等.
㈢.有关化学平衡的计算
例1.在一定温度下，发生如下反应：N2+3H2 2NH3，起始时，充入的N2和H2的物质的量分别是3.0 mol和6.0 mol，平衡时生成NH3的物质的量是2.4 mol。已知容器的容积为5.0 L，试求： （1）H2的转化率。（2）平衡时混合气体中N2的体积分数。
【解析】 N2 + 3H2 2NH3
起始量: 3.0 mol 6.0 mol 0 mol
转化量: 1.2 mol 3.6 mol 2.4 mol
平衡量: 1.8 mol 2.4 mol 2.4 mol
（1）H2的转化率= 。
（2）N2的体积分数=
答：（1）60% （2）27.3%
2.在合成氨工业中,由a mol氮气, b mol氢气混合反应达到平衡,有 c mol 氨气生成,则氨气在反应混合物中所占的体积分数为（ ）
c/(a+b-c)×100%
[练习题]
1.在密闭容器中充入4mol HI,在一定温度下,反应
2HI (g) H2 (g)+I2 (g)达到平衡时,有30%的HI分解,则平衡时混合气体中氢气的物质的量为多少,
混合气体总物质的量为多少?
nH2=0.6mol;n总=4mol
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
学反应抑制有害的化学反应，这就涉及到反
应条件的控制
下面以“提高煤的燃烧效率”为例
(1)将煤气化比固态煤燃烧速率更快且使煤
充分燃烧。
(4)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
(2)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。
(3)应选择保温性能好，提高炉膛温度的材料
归纳：提高煤的燃烧效率的措施
（1）尽可能使燃料充分燃烧，提高能量
的转化率.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。
（2）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。
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）
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）
我们在生产、科研和生活中都需要控制
化学反应的条件。
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…
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
（2）或隔离会引发反应的物质……
知识应用