高中化学 2.2 高中化学反应的快慢和限度课件1 鲁科版必修2 .ppt

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 。 快 慢 差 别 很 大 的 化 学 反 应 怎 样 比 较 和 判 断 反 应 的 快 慢 ？ 请 思 考 ： 冒 气 泡 快 慢 颜 色 变 化 固 体 量 减 少 浑 浊 程 度 温 度 变 化 等 学生分组探究学 生 4人 一 组 , 分 组 探 究组 长 负 责 检 查 预 习 方 案一 、 化 学 反 应 的 快 慢 活 动 探 究 ： 请 你 根 据 教 材 内 容 设 计 实 验 证 明 这 些 因 素 （ 反 应物 本 身 的 性 质 以 及 温 度 、 溶 液 浓 度 、 固 体 表 面 积 等 外界 因 素 ） 将 对 化 学 反 应 速 率 产 生 怎 样 的 影 响 ？ 试 剂 ： 表 面 积 大 致 相 同 的 镁 条 、 铁 丝 ， 盐 酸（ 0. 5mol/L, 3mol/L） ， 块 状 碳 酸 钙 ， 碳 酸 钙 粉 末 ， 二 氧 化 锰， 3%过 氧 化 氢 溶 液 。仪 器 ： 试 管 ， 药 匙 ， 镊 子 ， 胶 头 滴 管 ， 酒 精 灯 ， 石 棉 网 ， 烧 杯。 思 考 与 讨 论 ： 根 据 已 有 的 知 识 ， 对 所 给 的 试 剂 分 类 ， 判 断 它 们 间 哪 些 物 质 会 发 生 反 应 ？ 我 们 应 如 何 判 断 反 应 的 快 慢 ?3 根 据 方 法 导 引 和 工 具 栏 的 提 示 设 计 实 验 ： 1、 化 学 反 应 速 率 及 其 表 示 方 法 ：浓 度 常 用 mol.L-1， 时 间 常 用 s， min。化 学 反 应 的 速 率 单 位 为 ： mol/(Lmin) 或 mol/(Ls)数 学 表 达 式 为 ： 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 示均 取 正 值 不 是 瞬间 速 率（ 单 位 由 浓 度 和 时 间 的 单 位 决 定 ）(B ) = C t 练 习 ： 向 一 个 容 积 为 1L的 密 闭 容 器 中 ， 放 入2molSO2和 1molO2， 在 一 定 条 件 下 ， 2s末 测 得容 器 内 有 0.8molSO2， 求 2s内 SO2、 SO3、 O2的 反应 速 率 和 反 应 速 率 比注 意 :化 学 反 应 速 率 为 平 均 速 率 ， 而 非 瞬 时 速 率 2. 有 关 化 学 反 应 速 率 的 计 算例 、 反 应 N2 3H 2 2NH 3在 2L的 密 闭 容 器 中发 生 反 应 ， 5min内 NH 3的 质 量 增 加 了 1.7g 求 (NH 3)、 (N2)、 (H 2)。据 公 式 计 算 思 考 ： 各 物 质 的 速 率 之 比 与 方 程式 计 量 数 之 比 有 何 关 系 ？ 解 ： 5min内 生 成 NH3的 物 质 的 量 浓 度 为 ：0.05mol/LC（ NH3） 1.7g17g/mol2L =（ NH3） = 0.05mol/L5min =0.01mol/(Lmin) N2 3H2 2NH31mol 3mol 2mol0.01mol/(Lmin)（ H2）（ N2）所 以 ， （ H2） 3mol 0.01mol/(Lmin)2mol 0.015mol/(Lmin) （ N2） 1mol 0.01mol/(Lmin)2mol 0.005mol/(Lmin)结 论 ：各 物 质 的 速 率 之 比 等 于 方 程 式 计 量 数 之 比 小 结 ：1、 化 学 反 应 速 率 及 其 表 示 方 法 ：数 学 表 达 式 为 ：可 用 不 同 反 应 物 或 生 成 物 来 表 示一 般 不 用 固 体 和 纯 液 体 来 表 示 浓 度2、 有 关 化 学 反 应 速 率 的 计 算A、 据 公 式 计 算B、 据 关 系 式 计 算C、 比 较 反 应 速 率 的 快 慢(B ) C t 想一想？新鲜的水果和食物保存在冰箱里能存放得更久；实验室硫在纯氧中燃烧比在空气中燃烧更加剧烈；实验室用氯酸钾制氧气使用二氧化锰反应更快；木材劈得小一些烧得更快。 3.影响化学反应速率的因素不同化学反应的速率反应物本身性质（内因）同一化学反应的速率外界条件（外因）？ 影 响 化 学 反 应 速率 的 外 界 因 素颗 粒 大 小 浓 度温 度 催 化 剂 浓 度 对 反 应 速 率 的 影 响实验1：铁 与 不 同 浓 度 的 盐 酸 反 应 快 慢 比 较实验内容：取 两 支 试 管 ， 分 别 加 入3ml0.5mol/L和 3ml3mol/L的 盐 酸 。 取两 块 表 面 积 相 同 的 铁 丝 分 别 放 入 两 支 试管 中 ， 观 察 铁 片 上 产 生 气 泡 的 快 慢 。 浓 度 对 反 应 速 率 的 影 响当 其 他 条 件 不 变 时 反 应 速 率增 大增 大 反 应物 浓 度减 小 反 应物 浓 度 反 应 速 率减 小结 论 ： 浓 度 对 反 应 速 率 的 影 响讨 论 浓 度 的 改 变 ， 不 是 无 限 制 的变 化 ， 而 是 在 适 当 范 围 内 改 变 。 注 意 ： 对 于 气 体 或 溶 液 反 应 ， 浓 度 的 改变 会 引 起 反 应 速 率 的 改 变 。 对 于 固 体 或 纯 液 体 反 应 物 ， 一 般 情 况下 其 浓 度 是 常 数 ， 因 此 改 变 其 量 的 多 少， 并 不 影 响 其 浓 度 ， 其 反 应 速 率 不 会 改变 。 温 度 对 反 应 速 率 的 影 响实验2：铁 与 不 同 温 度 的 盐 酸 反 应 快 慢 比 较实验内容：取 两 块 大 小 相 等 的 铁 丝 分 放在 两 支 试 管 中 ， 再 向 两 支 试 管 中 分 别 加入 3mL 0.5mol/L的 盐 酸 ， 给 一 支 试 管 加热 ， 观 察 铁 丝 上 产 生 气 泡 的 快 慢 温 度 对 反 应 速 率 的 影 响当 其 他 条 件 不 变 时 升 高 温 度降 低 温 度 反 应 速 率减 小结 论 ： 反 应 速 率增 大 温 度 对 反 应 速 率 的 影 响 温 度 每 升 高 10 ， 反 应 速 率 通 常 增 大 到 原 来 的 24倍 。注 意 ： 爆 炸 反 应 、 催 化 反 应 ， 中 的 规 律 不 适 用 。 化 学 反 应 方 程 式 为 ： 2H2O2= 2H2O + O2催 化 剂 现 象 结 论不 加 其 它 试剂加 入 MnO2加 入 FeCl3 反 应 较 慢MnO2能 加 快反 应 速 率FeCl3能 加 快反 应 速 率放 出 气 泡 速 率 加 快 ,能使 带 火 星 木 条 复 燃有 极 少 量 气 泡 产 生实 验 3方 案 ： 取 3支 试 管 ,各 加 入 3mL3%的 过 氧 化 氢 溶 液 ,往 其 中 1支 试 管 中 加 入 少 量 二 氧 化 锰 粉 末 ， 另 一 支 加FeCl3 放 出 气 泡 速 率 加 快 对 气 体 物 质 参 加 的 反 应 ， 压 强 的 改变 对 反 应 速 率 有 影 响 吗 ？ 思 考一 定 温 度 一 定 物 质 的 量 的 气 体 ， 压 强 越大 体 积 越 小 。 所 以 加 压 使 体 积 减 小 ， 浓度 增 大 ， 故 加 压 能 加 快 反 应 速 率 。 增大或减小减小增大反应速率的变化增大影响化学反应速率的外界因素增大减小减小升高温度增大反应物浓度降低温度温度减小反应物浓度浓度反应条件改变编号压 强增大压强减小压强催化剂 师 生 交 流1、 请 用 实 验 现 象 分 析 影 响 化 学 反 应 速 率 的 内 在 原 因 （ 不 同 物 质 与 同 一 物 质 的 化 学 反 应 速 率 有 无 不 同 ？ 为 什 么 ？ ）2、 上 述 活 动 说 明 化 学 反 应 速 率 与 哪 些 外 界 条 件 有 关 ？ 有 何 关 系 ？3、 除 上 述 条 件 外 ， 还 有 能 改 变 化 学 反 应 速 率 的 条 件 吗 ？ 请 举 例 说 明 化 学 反 应 的 快 慢影响因素 本 质 原 因 外 部 条 件 浓 度温 度压 强催 化 剂 Hb+CO Hb(CO) Hb+O2 Hb(O2) 高 炉 增 高 后 ， 尾 气 中 CO的 含 量 为 何 没 有 改 变 ？钢 铁 生 产 是 17世 纪 从 英 国 开 始 的 第 一次 产 业 革 命 的 两 大 产 业 之 一 。 高 炉 炼铁 的 主 要 反 应 是 ：人 们 发 现 从 高 炉 炉 顶 出 来 的 气 体 中 含有 相 当 量 的 CO。 有 人 认 为 这 是 CO与铁 矿 石 接 触 时 间 不 够 所 造 成 的 。 于 是耗 费 大 量 资 金 建 成 了 一 个 高 大 的 炼 铁高 炉 。 然 而 令 人 吃 惊 的 是 ， 高 炉 增 高后 ， 尾 气 中 CO的 含 量 竟 然 没 有 改 变 。资 料 ：Fe2O3 + 3CO 2Fe + 3CO2高 温 化学反应的限度在一定条件下，化学反应所能进行的最大程度 观 察 下 列 各 组 化 学 方 程 式 ， 寻 找 每 组 内 两 个 化 学反 应 的 异 同 ， 谈 谈 你 对 化 学 反 应 的 认 识 。（ 1） 2H2 + O2 = 2H2O （ 放 热 反 应 ） 2H2O = 2H2 + O2 （ 吸 热 反 应 ）点 燃通 电（ 2） Fe + 2HCl(浓 ) = FeCl2 + H2 Fe + 2HCl(稀 ) = FeCl2 + H2（ 3） 2CO + O 2 = 2CO2 2SO2+O2 2SO3点 燃催 化 剂 可 逆 反 应 1.可 逆 反 应2SO2 O2 催 化 剂 2SO3（ 1） 定 义 ： 在 相 同 条 件 下 同 时 向 正、 反 两 个 方 向 进 行 的 反 应 。（ 2） 正 反 应 ： 从 左 到 右 进 行 的 反 应（ 3） 逆 反 应 ： 从 右 到 左 进 行 的 反 应可 逆 反 应 用 “ ” 表 示 观 察 下 列 数 据 ， 思 考 ： 与 不 可 逆 反 应 比 较 ， 可 逆 反 应 有 什 么 特 点 ？ 通 过 表 中数 据 ， 你 能 发 现 什 么 ？表1：反 应 中 ， 0.040.1 0.140.21.2反 应 结 束 后 SO2物 质 的 量 10010510.5n(O2)/mol 22222n(SO2)/mol2SO2+O2 2SO3催 化 剂 表2：反 应 中 ， 00 001 反 应 结 束 后CO物 质 的 量 10010510.5n(O2)/mol 22222n(CO)/mol 2CO + O2 = 2CO2点 燃 请 你 结 合 上 图 思 考 ： 为 什 么 可 逆 反 应 中 ， SO2等 反 应物 不 可 能 被 全 部 消 耗 ？图 中 ： 表 示 SO2分 子 ; 表 示 O2分 子 ； 表 示 SO3分 子2SO2+O2 2SO3催 化 剂2SO2+O2 催 化 剂 2SO3催 化 剂 观 察 下 列 数 据 表 ， 思 考 ： 反 应进 行 到 什 么 时 候 “ 停 止 ” 了 ？ 说 明 你 的 理 由 。 2SO2+O2 2SO3催 化 剂 时 间 （ min)物 质 的 量浓 度 (mol/L) 0 10 20 30 40 50 60 70SO2 10 7 5 3.5 2 1 1 1O2 5 3.5 2.5 1.75 1 0.5 0.5 0.5SO3 0 3 5 6.5 8 9 9 9 请 你 结 合 微 观 图 示 分 析 ：1.可 逆 反 应 真 的 停 止 了 吗 ？ 说 明 理 由 。2.如 果 反 应 没 有 停 止 ， 为 什 么 实 验 测 得 各 组 分 浓 度 不 变 ？ 你 如何 解 释 ？ 时 间 （ min)物 质 的 量浓 度 (mol/L) 0 10 20 30 40 50 60 70SO2 10 7 5 3.5 2 1 1 1O2 5 3.5 2.5 1.75 1 0.5 0.5 0.5SO3 0 3 5 6.5 8 9 9 9逆 反 应 正 反 应 2、 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 ， 称 为 化 学 平衡 状 态 。概 念 的 理 解 ：前 提 : 是 一 定 条 件 下 的 可 逆 反 应实 质 : 是 正 = 逆 0标 志 : 是 反 应 混 合 物 中 各 组 分 的 浓 度 保 持 不 变 3、 化 学 平 衡 的 特 征(1) 逆 可 逆 反 应 变 当 浓 度 、 压 强 、 温 度 等 条 件 改 变 时 ， 化 学 平 衡 即 发 生 移 动(2) 等 正 = 逆 0(3) 动 动 态 平 衡 定 平 衡 状 态 时 ， 反 应 混 合 物 中 各 组 分 的 浓 度 保 持 不 变 请 分 析 反 应（ 1） 当 向 密 闭 容 器 中 通 入 无 色 的 N2O4时 ， 随 着 时 间 的 推 移 ，你 能 看 到 什 么 现 象 ？（ 2） 你 怎 样 通 过 肉 眼 判 断 上 述 反 应 是 否 达 到 化 学 平 衡 状 态 ？说 明 理 由 。 N2O4 2NO2（ 红 棕 色 ）（ 无 色 ） 请 你 结 合 实 验 再 分 析 反 应（ 1） 当 反 应 条 件 （ 如 温 度 ） 改 变 时 ， 此 平 衡 状 态 会 被 破 坏 吗。 你 依 据 的 实 验 现 象 是 什 么 ？（ 2） 假 设 烧 杯 中 水 的 温 度 保 持 不 变 ， 一 段 时 间 后 ， 反 应 会 达到 新 的 化 学 平 衡 状 态 吗 ？ 你 依 据 的 实 验 现 象 是 什 么 ？ N2O4 2NO2（ 红 棕 色 ）（ 无 色 ） 实验： 温 度 改 变 时 ， 反 应 的 化 学 平 衡 状 态会 改 变 吗 ？ 2NO2 N2O4 常 温 热 水冷 水实 验 方 法 ： （ 红 棕 色 ） （ 无 色 ） 化学平衡的移动 冷 水 常 温 热 水 在 这 张 图 片 中 ， 你 看 到 了 什 么 ？ 你 知 道 了 什么 ？ 你 得 到 了 什 么 结 论 ？ 化学平衡的移动当条件改变时，原来的化学平衡将被破坏，并在新的条件下建立起新的化学平衡*催化剂可使正反应速率和逆反应速率增大或减小相同的倍数,化学平衡不移动. 化学平衡状态的移动可逆反应化学平衡状态一 定 条 件 下 该反 应 的 限 度反 应 的 限 度 可能 发 生 改 变 分小组讨论： 请 分 析 反 应 或 2NO2 N2O4（ 1） 请 你 描 述 上 述 反 应 处 于 化 学 平 衡 状 态 时 ， 在 同 一 瞬 间 参加 反 应 的 各 微 粒 间 的 数 量 关 系 。（ 2） 请 你 在 坐 标 图 中 表 示 出 上 述 反 应 在 达 到化 学 平 衡 状 态 的 过 程 中 ， 正 、 逆 反 应 速 率 的 变化 情 况 。 并 解 释 为 什 么 在 化 学 平 衡 状 态 时 ，正 、 逆 反 应 依 然 在 进 行 ， 而 参 加 反 应 的 各 物 质 的 浓 度 不 变 ？（ 红 棕 色 ） （ 无 色 ） v t 1.下 列 对 可 逆 反 应 的 认 识 正 确 的 是 （ ）A、 SO2+Br2+2H 2O=H 2SO4+2H Br与 2H Br+H 2SO4（ 浓 ） =Br2+SO2+2H 2O互 为 可 逆 反 应B、 既 能 向 正 反 应 方 向 进 行 ， 又 能 向 逆 反 应 方 向 进 行的 反 应 叫 可 逆 反 应C、 在 同 一 条 件 下 ， 同 时 向 正 、 逆 两 个 方 向 进 行 的 反应 叫 可 逆 反 应 D、 在 一 定 条 件 下 SO2被 氧 化 成 SO3的 反 应 是 可 逆 反 应CD随 堂 练 习 2.对 于 达 到 平 衡 状 态 的 可 逆 反 应 ： N2 +3H2 2NH3 ， 下 列 有 关 叙 述 正 确 的是 （ ）A 反 应 物 和 生 成 物 浓 度 不 再 发 生 变 化 B 反 应 物 和 生 成 物 的 浓 度 相 等C N2和 NH3的 质 量 分 数 相 等 D 正 反 应 和 逆 反 应 不 再 进 行 A 3.在 一 定 温 度 下 ， 可 逆 反 应 A2(气 )+B2(气 ) 2AB(气 )达 到 平 衡 的 标 志 是(A) A2、 B2、 AB的 浓 度 不 再 变 化 (B) 容 器 中 的 压 强 不 再 随 时 间 变 化 (C) 单 位 时 间 内 生 成 n mol的 A2同 时 生 成 2n mol的 AB (D) A2、 B2、 AB的 浓 度 之 比 为 1:1:2 AC 4.在 一 定 温 度 下 ， 2NO2（ g) N2O4 (g) (无色 ） 的 可 逆 反 应 中 ， 下 列 情 况 属 于 平 衡 状 态 的是 （ ）A.N2O4不 再 分 解 B.v(N2O4):v(NO2)=1:2C.体 系 的 颜 色 不 再 改 变 D.NO2的 浓 度 与 N2O4的 浓 度 之 比 2： 1 C 14CO2 + C CO，达到化学平衡后，平衡混合物中含14C的粒子有 。14CO2、14C、14CO12 125. 小 结 ： 化 学 平 衡 的 标 志 正 反 应 速 率 等 于 逆 反 应 速 率 各 成 分 的 百 分 含 量 保 持 不 变 各 物 质 的 浓 度 不 变 对 于 气 体 计 量 数 和 前 后 不 相 等 的 反应 ， 压 强 保 持 不 变