2020—2021学年人教版高中化学必修二2.3 化学反应速率和限度 授课课件 （32张ppt）

(共32张PPT)
第三节
化学反应的速率和限度
1、明确化学反应速率的意义及表示方法。
2、理解外界条件（温度、压强、催化剂等）对反应速率的影响。
3、了解可逆反应以及化学反应的限度。
4、知道控制反应条件的意义以及相应的措施。
【学习目标】
启示:
从这些生活实例中，我们发现，有些化学反应进行的很慢，有些进行的很快，物理学中用速度来表示物体运动的快慢。
请思考：
在化学反应过程中，该用什么来表示一个反应速率的快慢呢？
1、定义：
通常用单位时间内反应物浓度的减小量或生成物浓度的增加量（均取正值）来表示。
用来衡量化学反应进行快慢程度的物理量。
2、表示方法：
一、化学反应速率
3、表达式:
v
(B)
=
△c
(B)
△t
4、单位：
或mol∕(L·S)
mol∕(L·min)
【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】
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)
5、有关化学反应速率的简单计算
【课堂练习二】在合成氨反应：N2+3H2=
2NH3中，起始时加入1
mol/LN2和1
mol/LH2，2min后，N2的浓度为0.8
mol/L
。分别用N2、H2和NH3的浓度变化表示该反应的化学反应速率是多少？各物质表示的反应速率与化学方程式中化学计量数之间有什么关系？
例题2：
3H2
+
N2
2NH3
初始量
1mol/L
1mol/L
0
t=2min
0.4mol/L
0.8mol/L
0.4mol/L
变化量
0.6mol/L
0.2mol/L
0.4mol/L
V(H2)=
V(N2)=
V(NH3)=
注意事项：
（1）同一反应用不同物质表示的化学反应速率数值可能不同，但表示的意义是相同的，而且必须注明反应物质。
（2）同一化学反应中，各物质表示的反应速率之比等于反应方程式中化学计量数之比。
(3)比较同一个反应的速率大小时，应选用同一种物质。
【练习】在2L的密闭容器中，发生下列反应：
3A(g)+
B(g)=2C(g)+D(g)。若最初加入的A
和B
都是4mol，在前10s
A
的平均反应速率为0.12mol/(L·s)，则10s时，容器中B的物质的量为
。
3.2mol
1、内因：反应物本身的性质（主要因素）；
【实验探究】将表面积大小相同的镁条和铝片装于2支试管中，同时分别加入2ml2mol/L的盐酸。观察现象有什么不同？
二、影响化学反应速率的因素
2、外因：外界条件如：温度、浓度、压强、
催化剂等。
【实验2－5】过氧化氢的分解反应中温度对化学反应速率的影响。
室温
冷水中
40度热水中
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
+O2↑
大量实验和理论表明：温度对化学反应速率的影响具有相同的规律性。
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。
实验描述及结论：
【实验2－6】过氧化氢的分解反应中催化剂对化学反应速率的影响
不加催化剂
加入MnO2
加入FeCl3
实验描述及结论：
现
象
结
论
不加催化剂
立即有大量气泡产生
2H2O2==2H2O
+
O2↑
催化剂MnO2能加快反应速率
MnO2
立即有大量气泡产生
2H2O2==2H2O
+
O2↑
催化剂FeCl3能加快反应速率
FeCl3
产生气泡的速率较慢
无催化剂，化学反应速率很小
加入MnO2
加入FeCl3
规律：催化剂能改变化学反应的速率。
1.人们为什么使用电冰箱储存食物？
温度越高，食物腐败变质的速率越快，电冰箱能提供较低的温度。
2.实验室通常要将两种块状或颗粒状的固体药品研细，并混匀后再进行反应。原因是什么？
能增大反应物的接触面积，使反应物充分接触，使反应速率加快。
3.实验室进行化学反应时，通常把一些固体物质溶于水配成溶液再进行反应。原因是什么？
配成溶液反应能增大接触面积，从而增大反应速率。
思考与交流P49
4.实验室制取氢气时，是用粗锌好（有杂质）还是用纯锌好，为什么？
形成原电池可以加快反应速率。
2、催化剂：催化剂能改变（加快或减慢）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；反之。
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。
4、压强：
对于有气体参加的化学反应，增大压强一般可以减小气体的体积，从而使反应物的浓度增大，因此，也可以增大反应速率。
5、其它条件：如固体表面积、反应物的状态等都可以影响化学反应速率。
1、用铁片与稀硫酸反应制取氢气时，下列措施不能使氢气生成速率加大的是（
）
A.加热
B.不用稀硫酸，改用98%浓硫酸
C.滴加少量CuSO4溶液
D.不用铁片，改用铁粉
B
【当堂训练】
2、对于在溶液间进行的反应，对反应速率影响最小的因素是（
）
A、温度
B、浓度
C、压强
D、催化剂
C
二、化学反应的限度
一个反应在实际进行时，反应物能否按化学方程式中相应的物质的计算关系完全转变为生成物？如果能，是在什么条件下？如果不能，原因是什么？
【思考与交流】
CO
炼铁高炉尾气之谜
【科学史话】
我们已经增加了高炉的高度，怎么排出的一氧化碳浓度没有降低呢？你能帮助工程师解开这一谜底吗？
在同一条件下，既能向正反应方向进行，同时又能向逆反应的方向进行的反应，叫做可逆反应。
【知识回顾】
如：2HI(g)
H2(g)
+
I2(g)；
可逆反应。
2KClO3
=
2KCl
+
3O2(g)
不可逆反应。
正反应：反应物→生成物
逆反应：生成物→反应物
可逆反应：
可逆反应和一般的反应有什么区别呢？
H2(g)
+
I2
(g)
2HI(g)
正向反应
逆向反应
对于该反应，请分析：
（1）当反应刚开始时，反应物和生成物的浓度哪个大？此时，正反应与逆反应哪个反应速率大？
（2）随着反应的进行，反应物和生成物浓度如何变化？此时v(正)与v(逆)怎样变化？
（3）最终v(正)与v(逆)又会怎样？此时，反应物和生成物浓度如何变化？
在密闭容器中加入1molH2和1mol
I2发生反应
反应速率
v(正)
v(逆)
v(正)=
v(逆)
t1
时间（t）
0
用v－t时间图像表示变化过程：
t1以后反应处于平衡状态!
1、化学平衡：当一个可逆反应进行到一定程度时，正反应速率与逆向反应速率相等，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，我们称为“化学平衡状态”，简称化学平衡。
化学平衡状态时可逆反应达到的一种特殊状态，时在给定条件下化学反应所能达到或完成的最大限度，即该反应的限度。
：研究对象是可逆反应；
：V正
=V逆
≠0
：动态平衡，反应继续进行，并未停止。
：平衡时，各组分含量保持恒定；
：条件改变，平衡可能改变。
2、平衡特征：
逆
等
动
定
变
3、反应达到化学平衡的标志
1）正逆反应速率相等
2）反应物与生成物浓度不再改变
或各组分的含量不再发生变化
(同一物质的生成速率或消耗速率相等)
注意:①体现出正逆两个反向。
②速率符合系数之比。
注意:①浓度相等，不一定平衡。
②浓度符合系数之比不一定平衡。
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.反应物和生成物的浓度都保持不变
D.反应已经停止
C
【当堂训练】
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
三、化学反应条件的控制
人们总希望反应按照期望去完成。如：提高对我们有利的反应的反应速率和反应限度，以提高原料的利用率或转化率。
下面我们以“提高煤燃烧效率”为例，进行化学反应条件的控制分析研究。
1、煤的状态与煤的燃烧速率有何关系？与煤的充分燃烧有何关系？
2、空气用量对煤的充分燃烧有什么影响？原因是什么？
3、应选择什么样的炉（灶）膛材料？理由是什么？
4、如何充分利用煤燃烧后的废气中的热？
如何提高燃料的燃烧效率？燃料充分燃烧的条件是什么？
【思考与交流】
（1）尽可能使燃料充分燃烧，提高能量的转化率。
（2）尽可能充分地利用燃料燃烧所释放的热能，提高热能的利用率。
燃料充分燃烧的条件关键是：燃料与空气或氧气要尽可能充充分接触（把固体粉碎，液化或气化），且空气要适当过量。