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河南省太康县第一高级中学人教版高中化学必修二2.3化学反应的速率和限度课件 (共42张PPT)

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高中化学审核员

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   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        快      ●离子反应       快

●金属锈蚀        慢      ●塑料老化       慢

●食物腐败        慢      ●溶洞形成       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。
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
                △s
          v=
                △t
     第三节 化学反应的速率和限度
一、化学反应的速率
(一)定义:                     请做好笔记
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。              △c(B)
         v(B)=
                    △t
 反应速率单位:mol/(L•min)  或mol/(L •s)
  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,不能用于
  表示固体和纯液体
        3、指平均速率
【随堂练习1】

在2L的容器中发生某化学反应,已知反应前气体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?


         答案:1mol/ (L • min)
【随堂练习2】

   在2L容器中发生反应:N2 + 3H2  == 2NH3
   0.5min后,生成1.7gNH3,求v(NH3), v(N2)
   , v(H2).
            1.7g
   n(NH )=       =0.1mol
       3  17g/mol

   △        0.1mol
    c(NH3)=  2L  =0.05mol/L
            0.05mol/L
   v NH             =0.1mol/(L •min)
    (  3)=   0.5min
  同理可求: v(N2)=0.05mol/(L •min 
  )
              v(H2)=0.15mol/(L • min )

v(N2) :v(H2): v(NH3)
=0.05mol/(L •min ): 0.15mol/(L • min ): 0.1mol/(L •min)
=1:3:2
  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!
【随堂练习3】

    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
练习:反应 A + 3B = 2C + 2D 在四种不同
条件下的反应速率为:
(1)v(A)=0.3mol/L·s        (2)v(B)=0.6mol/L·s        
(3)v(C)=0.4mol/L·s        (4)v(D)=0.45mol/L·s
                      (1)>(4)>(2)=(3)
则该反应速率的快慢顺序为—————————。

  比较反应的快慢,应取同一个反应的同
  一参照物
 化学反应速率表示时的注意事项:
⑴化学反应速率实际上指的是某物质在某一
段时间内化学反应的平均速率,而不是某一
时刻的速率
⑵对于有纯液体或固体参与的化学反应一般
不用纯液体或固体来表示该反应的化学反应
速率  
⑶对于同一化学反应,在相同的时间内用不
同的物质来表示其反应速率时,其数值可能
不等,但这些不等的数值都是同一个反应的
速率.因此在表示化学化学反应速率时必须
指明是用哪种物质作为标准.
 【复习】
 1、在同一反应体系中用不同的物质来表示反应
 速率时,其数值是可以不同的,但是这些数值
 都表示_______同一个 反应速率。因此化学反应速率的
 表示必须说明用哪种物质来做标准。

 2、用同一反应体系中不同物质表示同一速率时
 ,其数值比一定_____等于化学方程式中相应的化学
 计量数之比。

3、化学反应速率均用_____正      值来表示.且表示的
是_____平均 速率而不是_____瞬时速率.
【思考】
  一辆汽车行驶速率的决定因素是什么?影响因
   素是什么?
  决定因素是:汽车的性能(如功率等)
  影响因素:
  ⑴天气
  ⑵路况
  ⑶燃料质量
  ⑷司机的驾驶水平和经验……
 【讨论】影响化学反应速率的外部因素有哪些?

     比较下列每组化学反应的速率,并分析引
起速率不同的可能原因:

 1. Mg + HCl       2. Mg +HCl
    Al + HCl           Mg +HAc

 3.  硫在空气中燃烧       4. 夏天米饭变质
      硫在氧气中燃烧          冬天米饭变质
【【影响化学反应速率的因素影响化学反应速率的因素】】

     内因:内因:反应物本身的性质(主)反应物本身的性质(主)

     外因:外因:外界条件(次)外界条件(次)


    我们本节课重点探究的内容
(二)、影响化学反应速率的条件:
    
   影响化学反应速率的条件

        内因    反应物本身的性质


        外因
【思考】我们可以借助哪些实验现象比较反
应的快慢?

    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 


【讨论影响化学反应速率的因素】

实验2-5

              现象             结论
  热水中   产生气泡速率增大,        升高温度,
        带火星火柴 复燃         反应速率增大
   常温
           有气泡冒出        2H2O2 = 2H2O +O2

  冷水中   产生气泡速率减小         降低温度,
                         反应速率减小
【讨论影响化学反应速率的因素】
 实验2-6

                现象            结论

  加入MnO2  气泡冒出速率增大        MnO2能加快反
                          应速率
 加入FeCl
         3 气泡冒出速率增大       FeCl3能加快反
                          应速率

  不加其他    有气泡冒出,较慢          无催化剂
   试剂                       反应较慢
【影响反应速率的外部因素】
 在其他条件不变时:
(1)温度:升高温度,增大反应速率
(2)催化剂:使用催化剂,通常能使反应速率增
大,催化剂自身不发生改变。
(3)浓度:增大(气体或液体)浓度,增大反应        
速率
(4)压强:增大气体的压强,增大反应速率
【课堂反馈】

 1.在2A+B       3C+4D反应中,下列各表示
 该反应的速度最快的是 (   B           )
 A.v(A)=0.4mol/(L·min)
 B.v(B)=0.4mol/(L·min)
 C.v(C)=0.9mol/(L·min)
 D.v(D)=1.2mol/(L·min)
【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(    AD     )
 A.NO:0.001mol·L-1
                 -1
 B.H2O:0.002mol·L
                 -1
 C.NH3:0.002mol·L
                  -1
 D.O2:0.00125mol·L
【P49 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。
【影响化学反应速率的条件】

影响条件(其他
                         如何影响
条件不变)
    催化剂              加入催化剂,v 增大
     温度              升高温度, v增大
     浓度              增大浓度, v增大
    固体表面积          增大固体表面积, v增大

    反应物状态            溶液状态 , v增大
     其他因素:压强、原电池、、溶剂、光等
【自学P49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)
【随堂练习】某反应在催化剂的作用下进行
C  +   B  ==   F +  G
A +  B  ==   C +  D
此反应的催化剂是      C      ,
总反应的方程式为      A    +      2B       ==      D     +    F    +      G   。
    二、化学反应的限度

思考: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?

阅读:P50 科学史话

 从这一材料中,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
   H   +   I           2HI  
    2    2             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:在相同条件下能向正、逆两个方
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?
在密闭容器中加入1molH2和1mol I2发生反应
                      正向反应
  H  (g)  + I (g)                      2HI(g)    
    2        2                 逆向反应                                        
    反应速率


        ν(正)

               ν(正) =ν(逆)
                             t1以后反应处于平衡状态!

        ν(逆)

             t
             1                  时间(t)
    v(正)>v(逆)
 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+N             Q达到平衡时,
下列说法正确的是( C   )   
 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.反应物和混合物的浓度保持不变
 D.反应已经停止
 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(   B   )
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
随堂练习3
下列哪种说法可以证明反应
                            (  AC      )
N2  + 3H2            2NH3达到平衡状态
A.1个 N      N  键断裂的同时,有3个 H     H   键形成
B.1个 N      N  键断裂的同时,有3个  H    H   键断裂
C.1个 N      N  键断裂的同时,有6个 N     H   键断裂
D.1个 N      N  键断裂的同时,有6个  N    H   键形成

 随堂练习4
14
 CO2  +   C             2 CO,达到化学平衡后,
             14       14    14  14
平衡混合物中含       C的粒子有   CO      2 、       C   、  。CO
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。

 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。
  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。
(2)空气不足,煤得不到充分燃烧;且污染环境
。
(3)    空气过量,废气要带走能量,浪费能源。应选择保温性能好,提高炉膛温度的材料
(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
  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)
     知识应用

   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……
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