化学反应的速率和限度

单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,第三节 化学反应的,速率和限度,化学反应有快有慢：,HClNaOHNaClH,2,O,千分之一秒即完成,H,2,Cl,2,2HCl,百分之一秒即完成,救心丹,几分钟见效,钢铁腐蚀,若干年,煤、石油等化石燃料的形成,几千万年以上,定义,：,化学反应速率用,单位时间,（如每秒，每分，每小时）内反应物,浓度的减小,或生成物,浓度的增大,来表示。,计算式:,一、化学反应速率,(,物质的量浓度,),练习巩固,在 N,2,+3H,2,2 NH,3,反应中，自开始至秒，氨的浓度由变为0.6 mol/L，则以氨气表示的化学反应速率是多少？,=0.3mol/(L,s),v,(N,H,3,),=,c(N,H,3,),t,=,(0.6 0)mol/L,2s,例题：反应4NH,3,+5O,2,4NO+6H,2,O 在5升的密闭容器中进行，30秒后，NO 的物质的量增加了0.3mol，此反应的平均反应速率用NO来表示为多少？,问题1：,若用O,2,的浓度变化来表示此反应速率是多少？若用NH,3,来表示呢?,问题2：,此反应化学反应速率用不同物质表示为什么数值不同？数值上有何规律？,v(NO)=0.002mol/L,s,v(O,2,)=0.0025mol/L,s,v(,NH,3,)=0.002mol/L,s,化学反应速率的特点,同一反应，可用不同物质在单位时间,内浓度的变化来表示，但必须,指明,是,用哪种反应物或哪种生成物来表示。,用不同物质在单位时间内浓度变化表,示时，,速率比等于方程式中的系数比,均取正值，且是某一段时间内的,平均,速率,。,练习,向一个容积为1L的密闭容器中放入2moLSO,2,和1moLO,2,在一定条件下反应,2S末,测得容器内有0.8moLSO,2,求2S内SO,2,O,2,SO,3,的反应速率和反应速率比.,练习2,在一定条件下，mA+nB=pC的反应中，各物质的化学反应速率为V(A)=amolL,-1,s,-1,V(B)=a/2molL,-1,s,-1,V(C)=amolL,-1,s,-1,则该反应的化学方程式是,。,2A+B=2C,练习,则该反应速率的快慢顺序为:,反应 A+3B=2C+2D 在四种不同条,件下的反应速率为：,(1),(A)=0.3mol/(Ls),(2),(B)=0.6mol/(Ls),(3),(C)=0.4mol/(Ls),(4),(D)=0.45mol/(Ls),(1)(4)(2)=(3),反思,:比较反应的快慢,应取同一参照物,在相同条件下,等质量(金属颗粒大小相,同)的下列金属与足量1mol/L 盐酸反应时,速率最快的是,A 镁 B 铝 C 钠 D 铁,二、影响化学反应速率的因素,化学反应速率是由反应物的性质决定的;,内因是主要因素,外因因素:,实验25,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,2H,2,O,2,=2H,2,O,+O,2,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。,实验测得，温度每升高10度，化学反应速率通常增大原来的24倍。,注意：温度对反应速率的影响不受反应物状态的限制。,（1）温度对化学反应速率的影响,实验26,现象,结论,加入MnO,2,加入FeCl,3,不加其他试剂,气泡冒出速率增大,气泡冒出速率增大,有气泡冒出，较慢,MnO,2,能加快,反应速率,FeCl,3,能加快,反应速率,无催化剂,反应较慢,外因因素:,规律：催化剂能改变化学反应的速率。,有的催化剂能加快化学反应的速率，叫正催化剂；有的催化剂能减慢化学反应速率，叫负催化剂。在实践中，如没有特殊说明，凡说催化剂都是指正催化剂。,催化剂中毒：催化剂的催化性能往往因接触少量的杂质而明显下降甚至遭破坏，这种现象叫催化剂中毒。,催化剂只有在一定的温度下才能最大限度的显示其催化作用，不同的催化剂对温度的要求不一样。,（2）催化剂对化学反应速率的影响,规律：当其它条件不变时，增大反应物的浓度，化学反应速率增大。减小反应物的浓度，化学反应速率减慢。,（3）浓度对化学反应速率的影响,规律：当其它条件不变时，增大固体反应物的表面积，化学反应速率增大。减小固体反应物的表面积，化学反应速率减慢。,（4）固体反应物的表面积对化学反应速率的 影响,（5）其他条件对化学反应速率的影响,练习：,1、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/(Ls)，则10s时，容器中B的物质的量为,。,3.2mol,某温度时在2L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所示。由图中数据分析：,1、反应开始2min内的X、Y、Z的化学反应速率,2、该反应的化学方程式为：_。,把镁条投入到盛有盐酸的敞口容器中,产,生氢气的速率变化如图,分析其原因:,为了研究碳酸钙与稀盐酸反应的反应速率，一位同学通过实验测定反应中生成的CO,2,气体,体积随反应时间,变化的情况，绘制如图曲线。请分析讨论以下问题。,（1）在0t,1,、t,1,t,2,、t,2,t,3,各相同的时间段里,反应速率最大的是_时间段，收集到气体最多的是_时间段。,（2）试分析三个时间段里，反应速率不同的可能原因(该反应是放热反应)。,（3）在t,4,后，为什么收集到的气体的体积不再增加？,开始时C(H,+,)大,该反应的反应速率大;t,1,t,2,由于反应放热温度升高,所以速率迅速增大;最后是因为C(H,+,)减小了，反应速率减慢.,练习：在25时，向100mL含HCl 14.6g的盐酸中，放入5.6g铁粉，反应进行到2s时收集到氢气1.12L(标况)，之后反应又进行了4s，铁粉全溶解。若不考虑体积变化，则：,(1)前2s内用FeCl,2,表示的平均反应速率为,；,(2)后4s内用HCl表示的平均反应速率为,；,(3)前2s与后4s比较，反应速率,较快，其原因可能,。,0.25,mol/L,s,0.25,mol/L,s,前2s,前2s时段盐酸浓度比后4s时段大,第三节 化学反应的,速率和限度,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？,氯水是氯气的水溶液，氯气能与水反应，而且这是一个,可逆反应,。,请大家回忆氯水中含有哪些微粒。,氯水的成份：,分子：Cl,2,、HClO、H,2,O,离子：H,+,、Cl,-,、ClO,-,等,Cl,2,能 与H,2,O发生可逆反应：,Cl,2,+H,2,O HClO+HCl,H,2,+I,2,2HI,正反应,逆反应,什么叫做可逆反应？,在,同一条件,下,既向正反应方向进行,同时又向逆反应方向进行的反应.,典型的可逆反应有:,N,2,+3H,2,2NH,3,催化剂,高温高压,2SO,2,+O,2,2SO,3,催化剂,高温,SO,2,+,H,2,O,H,2,SO,3,NH,3,+,H,2,O,NH,3,H,2,O,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。,N,2,+H,2,NH,3,在一固定容积的密闭容器里，加1molN,2,和,3mol,H,2,(合适催化剂),，,能发生什么反应？,（1）开始时c(N,2,)、c(,H,2,)大，c(N,H,3,)=0,开始阶段有什么特征？,只有正反应，,v,(逆)=0,催化剂,N,2,+3 H,2,2NH,3,高温,N,2,+H,2,NH,3,（2）瞬间后c(N,2,)、c(,H,2,)变小 ,c(N,H,3,),0,瞬间过后有什么特征？,正逆反应都进行，,v,(逆),0，,v,(正),v,(逆),（3）,c(N,2,)、c(H,2,)逐渐变小，,c(N,H,3,),逐渐增大，,三种物质的浓度达到一个,特定值,。,一定时间段内有什么特征？,v,(正)=,v,(逆),0,N,2,+H,2,NH,3,由于,v,(正)=,v,(逆),0，虽然正、逆反应都在进行，但各种物质的百分含量、浓度都不会发生变化.,从外表上看，反应好象“停止”。,可逆反应的这种特殊状态就是我们今天要研究的,化学平衡状态,。,反应速率,v(正),v(逆),t,1,时间（t）,0,(1)0t,1,：v(正)v(逆),(2)t,1,：v(正)=v(逆),平衡状态,N,2,+3H,2,2NH,3,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。,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,二、化学平衡状态,2、化学平衡状态的特征,()动：动态平衡,（,v,(正)=,v,(逆),0,）,(2)等：v(正)=v(逆),()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。,()变：条件改变，原平衡被破坏，在新,的条件下建立新的平衡。,()逆,此条件下进行到什么时候达到了这个,反应的限度,?,此时的反应是否,停止,了？,此时为何,3,种物质的浓度,保持不变,?,某温度和压强下的密闭容器中,2SO,2,+O,2,2SO,3,催化剂,时间,（min),物质的量,浓度(mol/L),0,10,20,30,40,50,60,70,SO,2,1,0.7,0.5,0.35,0.2,0.1,0.1,0.1,O,2,0.5,0.35,0.25,0.18,0.1,0.05,0.05,0.05,SO,3,0,0.3,0.5,0.65,0.8,0.9,0.9,0.9,练习,可逆反应达到平衡的重要特征（）,A.反应停止了,B.正、逆反应速率都为零,C.反应物和生成物的浓度相等,D.正、逆反应的速率相等,D,对于可逆反应MN Q达到平衡状态时，,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.M、N、Q的浓度都保持不变,D.反应已经停止,C,下列说法可以证明反应N,2,+3H,2,2NH,3,已达平衡状态的是 (),A.1个NN键断裂的同时,有3个HH键形成,B.1个NN键断裂的同时,有3个HH键断裂,C.1个NN键断裂的同时,有6个NH键断裂,D.1个NN键断裂的同时,有6个NH键形成,A、C,随堂练习,在一定温度下,可逆反应A(g)+3B(g)2C(g),达到平衡的标志是（）,A.A的生成速率与C分解的速率相等,B.单位时间内生成nmolA,同时生3nmolB,C.A、B、C的浓度不再变化,D.A、B、C的分子数比为1:3:2,C,14,CO,2,+C CO，达到化学平衡后，,平衡混合物中含,14,C的粒子有,。,14,CO,2,、,14,C、,14,CO,3、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有以下几个标志,(1)A的生成速率和分解速率相等,(2)单位时间生成n mol B和p mol C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,练习:,在密闭容器中充入4mol HI,在一定温度下,反应,2HI(g)H,2,(g)+I,2,(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?,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