化学：《化学反应速率与反应限度》课件10（54张PPT）（苏教版必修2）

欢迎进入化学课堂 化学反应的速率和限度 化学反应的速率和限度 一 化学反应的速率 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 思考与交流 你了解以上反应进行的快慢吗 炸药爆炸 金属锈蚀 食物腐败 离子反应 塑料老化 溶洞形成 快 快 慢 慢 慢 慢 化学反应的快慢是相对的 新概念 不同的化学反应进行的快慢千差万别 快和慢是相对而言的 我们以上的判断方法都是定性地描述反应的快慢 而在科学研究和实际应用中 往往需要定量地描述一个反应的快慢 什么是定性 什么是定量 思考 新概念 例如 我们学过物理都知道 1 光的传播速度是很快的 2 光在空气中的传播速度是3 108m s 1 就是定性描述 2 就是定量描述 思考 如何定量地判断一个化学反应的速率呢 学科连接 在物理中我们是如何定量地判断一个物体移动速度快慢的 用速度来描述 单位时间内物体移动的距离的大小 概念 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 反应速率单位 mol L min 或mol L s 请做好笔记 注意 1 反应速率要指明具体物质并取正值2 表示气体或溶液反应速率3 指平均速率 随堂练习1 在某一化学反应里 反应物A的浓度在10s内从4 0mol L变成1 0mol L 在这10s内A的化学反应速率为多少 0 3mol L s 注意 这里的反应速率指平均速率 在2L的容器中发生某化学反应 已知反应前A物质的物质的量为8mol 2min后A的物质的量变为4mol 问在这2min内A的平均反应速率 随堂练习2 答案 1mol L min 随堂练习3 在2L容器中发生反应 N2 3H2 2NH30 5min后 生成1 7gNH3 求v NH3 v N2 v H2 同理可求 v N2 0 05mol L min v H2 0 15mol L min 结论 同一化学反应 用不同的物质表示其化学反应速率 数值可能不相同 但意义相同 均表示这段时间内该反应的化学反应速率 且化学反应速率之比等于化学计量数之比 在反应4A s 3B g 2C g D g 中 经2min B的浓度减少0 6mol L 1 对此反应速率的表示正确的是 A 用A表示的反应速率为0 4mol L 1 min 1 B 分别用B C D表示的反应速率其比值为3 2 1 C B在2min末的反应速率是0 3mol L 1 min 1 D B在2min内的平均反应速率是0 3mol L 1 min 1 BD 随堂练习4 随堂练习5 在反应mA nB pC中 已知A的反应速率为0 5mol L s B的反应速率为1mol L s C的反应速率为1 5mol L s 则该反应的化学方程式为 A 2B 3C 讨论影响化学反应速率的因素 实验2 5 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 实验2 6 气泡冒出速率增大 气泡冒出速率增大 有气泡冒出 较慢 MnO2能加快反应速率 FeCl3能加快反应速率 无催化剂反应较慢 讨论影响化学反应速率的因素 影响反应速率的因素 外因 1 温度 升高温度 增大反应速率 2 催化剂 加入催化剂能改变 增大或减小 反应速率 自身不发生改变 决定反应速率的主要因素 内因 反应物本身的性质 请注意记笔记哟 3 固体的表面积 增大固体的接触面积 能增大反应速率 4 反应物的状态 液态或气态比固态反应速率快 5 溶液的浓度 增大溶液浓度 增大反应速率 请注意记笔记哟 1 在2A B3C 4D反应中 下列各表示该反应的速度最快的是 A vA 0 4mol L min B vB 0 4mol L min C vC 0 9mol L min D vD 1 2mol L min B 课堂反馈 2 反应4NH3 g 5O2 g 4NO g 6H2O g 在2L的密闭容器中进行 1min后 NH3减少了0 12mol 则平均每秒钟浓度变化正确的是 A NO 0 001mol L 1B H2O 0 002mol L 1C NH3 0 002mol L 1D O2 0 00125mol L 1 AD 课堂反馈 思考与交流 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 4 增大反应物浓度能增大反应速率 神奇的催化剂 催化剂能极大地改变反应速率 而自身的组成 化学性质和质量在反应前后不发生变化 具有高度的选择性 或专一性 物理性质呢 改变吗 2 某反应在催化剂的作用下进行 C B F GA B C D此反应的催化剂是 总反应的方程式为 C A 2B D F G 二 化学反应的限度 一个化学反应在实际进行时 反应物能否完全转变为生成物 实验2 7 出现浑浊 产生沉淀 溶液中存在Ca2 CaCl2和Na2SO4没有反应完全 CaCl2 Na2SO4 CaSO4 微溶 2NaCl Ca2 CO32 CaCO3 从这一实验中 你得到什么启示 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 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 定义 可逆反应 在相同条件下能向正 反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 请看下面的讨论例子 对于以上反应 请分析 1 当反应刚开始时 反应物和生成物的浓度哪个大 2 当反应刚开始时 正反应与逆反应哪个反应速率大 3 随着反应的进行 反应物和生成物浓度如何变化 4 随着反应的进行 v 正 与v 逆 怎样变化 在密闭容器中加入1molH2和1molI2发生反应 H2 g I2 g 2HI g 正向反应 逆向反应 请继续分析 5 反应进行到什么时候会 停止 当正反应速率与逆反应速率相等时 6 此时 反应物和生成物浓度如何变化 反应物和生成物浓度均不再改变 7 给这个状态命名 平衡状态 8 反应真的停止了吗 NO 处于动态平衡 0 1 0 t1 v 正 v 逆 2 t1以后 v 正 v 逆 t1以后反应处于平衡状态 什么是化学平衡呢 定义 化学平衡状态 在一定条件下的可逆反应里 正反应和逆反应的速率相等 反应物和生成物浓度保持不变的状态 化学平衡状态简称化学平衡 注意 1 条件 一定条件下 2 对象 可逆反应特征 1 定 反应物和生成物浓度保持不变 2 动 动态平衡 3 等 v 正 v 逆 随堂练习1 对于可逆反应M NQ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QC 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 3H22NH3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 AC 14CO2 CCO 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 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 例 下列叙述中可以证明2HI g H2 g I2 g 已达平衡状态的是 单位时间内生成nmolH2的同时生成nmolHI 一个H H键断裂的同时有两个H I键断裂 百分组成HI I2 反应速率V H2 V I2 1 2V HI 时 HI H2 I2 2 1 1时 温度和体积一定时 某一生成物的浓度不再变化 温度和体积一定时 容器内压强不再变化 条件一定时 混合气体的平均相对分子质量不在变化 温度和体积一定时 混合气体颜色不再变化 温度和压强一定时 混合气体密度不再变化 解析 不能证明V正 V逆错误 表明V正 V逆 正确 百分组成表明的是浓度 只能说不变 不能说相等 错误 不能表明正逆反应速率相等 错误 浓度应说不变 不能说相等 错误 浓度不变说明已达平衡 正确 此反应前后体积相等 温度和体积一定时 压强不变时 某组分的浓度可能变化 错误 此反应前后体积相等 质量守恒 相对分子质量不变 不能表明平衡 混合气体颜色不变 浓度不变 证明已达平衡 反应前后体积相等 温度和压强一定时 体积不变 质量守恒 密度不变不能说明已达平衡 答案 在上述 的说法中能说明2NO2 N2O4达到平衡状态是 答案 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 自学科学史话 炼铁高炉尾气之谜 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 浪费能源 因为废气要带走能量 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 活动与交流 以上反应的快慢 你是依据什么判断的 请尽可能多地写出判断的方法 归纳 1 冒气泡快慢2 颜色变化3 固体量减少4 浑浊程度5 温度变化等 定性观察化学反应速率的方法 1 锌片 镁条分别与盐酸反应 可以通过冒气泡的快慢来判断 2 铁和CuSO4溶液反应 可以通过颜色的变化来判断 3 Fe和盐酸反应 可以通过固体量的减少来判断 4 Ca OH 2溶液和CO2反应 可以通过浑浊程度来判断 5 Ba OH 2 8H2O和NH4Cl反应 可以通过温度的变化来判断 谢谢各位 同学们 来学校和回家的路上要注意安全 同学们 来学校和回家的路上要注意安全