化学的反应速率和限度

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1、第三节 化学反应的速率和限度,感受身边的化学反应：你发现了什么？,爆炸在瞬间完成；金属生锈以年月计； 食物腐败以天计；离子反应以秒计； 塑料老化以年计；溶洞形成以万年计,有的化学反应进行得快， 有的化学反应进行得慢。,快！,烟火,核爆炸,燃烧,问：化学反应进行得快慢该怎样比较？,慢,生锈的古钟,钟乳石的形成,铁桥生锈,A、定性观察法,冒气泡快慢 浑浊程度 固体量减少 颜色变化 温度变化等,B、定量表示法（准确）,（即据反应物消失或生成物产生的快慢粗略比较）,问题1：描述化学反应进行的快慢,联想：物理中怎样定量描述物体（质点）运动的快慢？,速度：描述质点运动快慢的的物理量，等于位移 和发生此位移

2、所用时间的比值。,速度描述质点运动快慢的物理量,化学反应速率 描述化学反应过程进行的快慢的物理量,一、化学反应速率,（3）单位：mol/(LS) mol(Lmin)-1 molL-1S-1,（2）数学表达式为：V=C/t,1.化学反应速率表示方法： 用单位时间（如每秒，每分钟,每小时）内反应物 或生成物 （均取正值）来 表示。符号 v,浓度的减少量,浓度的增加量,即兴训练,测得有 NH3 1.8mol,计算该反应的速率： VH2 = ? VN2 = ? VNH3 = ?,0.675 mol (L min) -1 0.225 mol (L min) -1 0.450 mol (L min) -1

3、,化学反应速率：,反应速率单位：mol/(Lmin) 或mol/(LS),注意： 1、是平均速率，均取正值。 2、表示气体反应速率，固体、纯液体浓度为常数。 3、指明哪种具体物质做标准。,aA+bB=dD+eE,同一反应不同物质的反应速率，数值可以不同，但整个反应的速率相同。,4、各物质的速率之比等于系数之比。 比例关系： V(A):V(B):V(D):V(E)=a:b:d:e 等式关系：,二、化学反应速率中应该注意的问题：,【例1】反应 A + 3B = 2C + 2D 在四种不同情况下的反应 速率分别为: v(A) = 0.15mol/(Ls); v(B) = 0.6mol/(Ls) v(

4、C) = 24mol/(Lmin) ; v(D) = 0.45mol/(Ls) 则该反应进行的快慢 顺序为 。, = ,【例2】在2L容器中，发生3A + B = 2C 的反应，若最初加入 的A和B均为4mol，A的平均反应速率为0.12mol/(Ls)， 则10s后容器内的B物质是 ( ) A. 2.8mol B. 1.6mol C. 3.2mol D.3.6mol,C,典型例题解析,4.比较同一反应在不同条件下的反应速率时，应： 统一基准物质； 统一单位。,三、有关化学反应速率的计算,A、据公式计算,B、据关系式计算,各物质的速率之比等于方程式计量数之比,据系数比求其他物质的速率,据速率比

5、求系数比,典型例题练习,练习1：,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右图所示，由图中数据分析，该反应的化学方程为_。反应开始至2min，Z的平均反应速为 .,n/mol,t/min,1 2 3,0.1,0.2,0.3,0.4,0.5,0.6,0.7,0.8,0.9,1.0,1.1,1.2,0. 05mol/(Lmin),X,Y,Z,练习2,则该反应速率的快慢顺序为:,反应 A + 3B = 2C + 2D 在四种不同条件下进行反应，反应速率分别为：,(1) (A)=0.3mol/(Ls ),(2) (B)=0.6mol/(Ls),(3) (C)=0.4mol/

6、(Ls),(4) (D)=0.5mol/(Ls),(1)(4)(2)=(3),(A)=0.2mol/(Ls ),(A)=0.2mol/(Ls ),(A)=0.25mol/(Ls ),C、比较反应速率的快慢,一、化学反应速率,（3）单位：mol/(LS) mol(Lmin)-1 molL-1S-1,（2）数学表达式为：V=C/t,1.化学反应速率表示方法： 用单位时间（如每秒，每分钟,每小时）内反应物 或生成物 （均取正值）来 表示。符号 v,浓度的减少量,浓度的增加量,化学反应速率：,反应速率单位：mol/(Lmin) 或mol/(LS),注意： 1、是平均速率，均取正值。 2、表示气体、溶液

7、反应速率，不能用固体纯液体 表示反应速率，固体、纯液体浓度为常数。 3、指明哪种具体物质做标准。,aA+bB=dD+eE,同一反应不同物质的反应速率，数值可以不同，但整个反应的速率相同。,4、各物质的速率之比等于系数之比。 比例关系： V(A):V(B):V(D):V(E)=a:b:d:e,二、化学反应速率中应该注意的问题：,C、比较反应速率的快慢,D,转化为同一物质 的速率来比较: 单位统一,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

8、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 min),BD,练习4,思考：同一反应在不同条件下的反应速率是相同的吗？ 哪些因素会影响到化学的反应速率？,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,3、影响化学反应速率的因素,影响因素,外因:,内因:,物质的化学性质,外界条件 （如温度、催化剂、浓度、压强、表面积等),(C),(主要因素),(次要因素),（1）反应温度 实验25,快速产生气泡，

9、 产生的气体使带 火星的木条复燃。,较慢产生气泡,较快产生气泡,其他条件相同时， 升高温度能加快化 学反应速率；降低 温度则减慢。,、升高温度，化学反应速率加快；降低温度，化学反应速率减慢。 、实验测得每升高10，化学反应速率通常增大为原来的24倍。 、温度对化学反应速率的影响不受反应物状态的限制。 、升高温度，无论是吸热还是放热反应，化学反应速率都加快。 .升高温度正、逆反应速率都加快。,（2）催化剂 实验2-6,很快产生大量气泡,很快产生大量气泡,较慢产生气泡,在其它条件相同 时，使用催化剂 能加快反应速率,催化剂对化学反应速率的影响,规律：催化剂能改变化学反应的速率。 有的催化剂能加快化

10、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。,科学视野： 神奇的催化剂（阅读P49-50）,催化剂能极大地改变反应速率， 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）,3、浓度,规律：增大反应物的浓度速率加快，减小浓度速率减慢。,（只适用于气体参与和在溶液中的反应）,注意：纯固体或纯液体浓度为常数，

11、增减对速率无影响。,4、压强,增大压强，反应物浓度增大，反应速率加快。 （适用于有气体参与的反应；对于只有固体或液体 参与的反应，压强对反应速率的影响忽略不计）,引起,引起,(1)恒温时：增大压强,体积缩小,浓度增大,反应速率加快,引起,改变压强的可能方式：,(2)恒容时：,充入气体反应物,引起,浓度增大,引起,反应速率加快,充入稀有气体,总压强增大，但各气体分压不变， 即各物质的浓度不变，反应速率不变。,引起,（3）恒压时：充入稀有气体,体积增大,反应物浓度减小,反应速率减小,引起,引起,引起,总结：压强的改变若引起浓度的改变，则反应速率改变。,归纳总结：影响化学反应速率的因素,反应物的化学

12、性质越活泼，化学反应速率越快； 反之则慢。,升高温度，化学反应速率加快； 降低温度，化学反应速率减慢。,使用正催化剂，化学反应速率加快,增大反应物的浓度，化学反应速率加快； 减小反应物的浓度，速率减小。,增大气态反应物的压强，化学反应速率加快； 反之减慢。,增大固体反应物的表面积，化学反应速率加快； 反之减慢。,光波、电磁波、超声波、溶剂等，形成原电池 也加快反应速率。,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

13、物充分接触， 使反应速率加快,P(49),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，发生电解质的电离，增大了离子 之间的接触机会，从而增大反应速率。,4.增大反应物浓度能增大反应速率。,应用：控制反应条件，提高对人类有利反应的速率， 降低对人类不利反应的速率。,练习1：20时，将10 mL 0.1 mol/L的Na2S2O3溶液 和10 mL 0.1 mol/L的硫酸混合，2 min后溶液中明显 出现浑浊。已知温度每升高10，该化学反应速率就 增大到原来的2倍。那么在50时，同样的反应要同 样看到浑浊，需要的时间是 （ ） A、40 s B

14、、15 s C、48 s D、20 s,B,练习2：在溶液中发生的反应，对反应速率不发生 影响的因素是（ ） A.温度 B. 压强 C. 浓度 D. 催化剂,B,二、化学反应的限度,你是否思考过以下问题： 一个化学反应在实际进行时，给定的反应物能不能 按化学方程式中的计量关系完全转化为生成物呢？如果 能，是在什么条件下？如果不能，原因是什么？,科学史话：请阅读P50 炼铁高炉尾气之谜,阅读后你对以上问题有何理解？,结论：很多化学反应都具有可逆性，即正向反应（反应 物 生成物）和逆向反应（生成物 反应物） 在同时进行，只是可逆程度不同并且存在很大差异。,1、可逆反应：在同一条件，正反应方向和逆反

15、应方向 均能进行的化学反应。,2、注意： a、化学反应都具有可逆性，只是可逆的程度不同。 一般所说的可逆反应指具有显著可逆性的反应。 b、若正、逆反应是在不同的条件下进行的， 则不属于可逆反应。 c、可逆反应难以进行到底，可到达一种动态平衡。 d、可逆反应里反应物与生成物同时存在，反应物的 转化率小于100%,可逆反应,3.对于可逆反应，用“ ”代替“=”,多数反应为可逆反应，典型的可逆反应有:,SO2 +H2O H2SO3,NH3 +H2O NH3 H2O,P51思考与交流： 判断下列反应，哪些是可逆反应？,A、水的生成（H2+O2)与电解 B、二次电池的充电与放电 C、CO2和H2O在植物体中通过光合作用合成糖与 糖在人体内氧化生成CO2和H2O,结论：都不是“可逆反应”，反应条件不同。,回顾：化学反应速率的影响因素（温度、催化剂、 浓度、压强、表面积、反应物状态等）、可逆反应。,1、增大压强，反应物浓度增大