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1第二章化学反应与能量第三节化学反应的速率与限度重庆市铜梁中学校左先群【课程三维目标】[知识与技能]：1、认识化学反应速率与和化学反应限度2、认识影响化学反应速率和反应限度的外界条件3、了解控制化学反应条件在生产和科学研究中的意义[过程与方法]：实验论证、阅读（查阅资料）、比较、分析、讨论、信息处理、演绎归纳，培养抽象思维能力、从现象分析本质的能力，培养设计定量实验的能力以及分析和处理实验数据的能力[情感与态度]：1、体验化学理论的发展受客观条件和人对事物认识的局限，同时体会化学理论对生产的促进作用2、激发学生学习好知识，以后为社会贡献自己的力量【课前预习案】化学反应速率一、化学反应速率的定义、表示方法、计算公式、单位、应用（怎么样利用化学反应速率比较反应的快慢）二、影响化学反应速率的因素——内因和外因，尤其是外因，是我们学习的重点内容三、对于一个固定的化学反应，可用那些状态的物质来表示化学反应速率，它们的比例与化学反应方程式式中对应物质的系数比例的关系？四、浓度、浓度、压强、催化剂对反应速率的影响体现在那些方面？怎么影响反应速率？五、化学反应速率的图像化学反应的限度一、什么是可逆反应二、什么是化学反应的限度（化学平衡）三、化学平衡状态的表现四、怎么样判断化学平衡状态化学反应条件的控制第一部分看看下面的化学方程式书写正确吗？（缺乏反应条件）N2＋H32NH32H2＋O2===2H2O4NH3＋5O2===4NO＋5H2O一个正确化学方程式的书写，除了要书写正确的化学式，化学计量数之外，还必须要注明反应条件。一个化学反应的条件决定着反应能否发生，发生的快慢，以及进行的程度等。因此反应条件十分重要，研究一个反应的条件对日常生活、工农业生产、科学研究有着极其重要的作用。同学们想一想，如果H2O能在常温下催化分解，那我们的世界就不再有能源之战了，这多好啊。同时如果能将铁的腐蚀、细胞的老化的速率减慢的话，我想大家都会很开心。所以，我们要好好的研究反应条件与反应的关系，主要是从反应进行的快慢，即化学反应的速率问题和化学反应进行的程度，即化学反应限度的问题。2【课内探究案】引入：我们平时在做实验的过程中，发现有的反应进行得快一些，有的进行得慢一些，在生活中也处处存在化学反应，同学们看看教材47页的《思考与交流》看看这些反应的快慢，想想这些反应的快慢与我们有什么关系？[学生活动]：分析、讨论、探究[展示投影]⑴同浓度的盐酸与醋酸与同状态的CaCO3粉末反应⑵不同浓度的盐酸与同状态的CaCO3粉末反应⑶赛跑比赛的图片一、化学反应速率㈠化学反应速率的定义——用来衡量化学反应进行快慢的物理量，用ν表示㈡表示方法1、定性表示：通过观察一个反应在单位时间内反应物的减少或生成物的增加的快慢来表示比如：刚才投影的实验2、定量表示：(教材47页倒数第二行)用单位时间内反应物浓度的减少或生成物浓度的增加量(均取正值)来表示(用△c)㈢表示公式：1、△c表示某物质的浓度变化，单位为mol·L－1均用正值表示，所以ν始终为正值2、△t表示反应时间(是一段反应时间)，可以用(h、min、s)，所以ν是一个平均值3、ν的单位：mol/(L·h)、mol/(L·min)、mol/(L·S)[课堂练习]1、一定条件下，将N2、H2于2L密闭容器中充分混合后发生反应，2分钟后测得生成的NH3为0.06mol，计算该反应的反应速率？ν(NH3)=0.06mol/(2min·2L)=0.015mol/(L·min)[继续引导]N2＋3H2催化剂高温高压2NH3变化量0.03mol0.09mol0.06mol故ν(N2)=0.0075mol/(L·min)ν(H2)=0.0225mol/(L·min)[总结]：同一个反应中可以用不同的物质来描述同一时间内的ν的值是不一定相同的，但它们却必须遵循一个规律：ν(N2)︰ν(H2)︰ν(NH3)=？=1︰3︰2=各物质系数比=变化量之比即反应速率之比=该物质的系数比=变化量之比△c△t△nV·△t=ν（物质）=3㈣计算反应速率应该注意的问题1、同一反应的反应速率可以用该反应的不同物质来表示，且数值可能相同也可能不同，但都表示同一反应的反应速率，其意义是相同的因此，在表示ν时，必须在右下角标明是哪种物质2、同一反应的反应速率用不同物质表示时，有以下的比例关系：各物质的反应速率之比=化学计量数(系数)之比=相应物质的物质的量的变化量(△n)之比即aA(g)＋bB(g)=cC(g)＋dD(g)可以有：V(A)：V(B)：V(C)：V(D)=a：b：c：d=△n(A)：△n(B)：△n(C)：△n(D)=△c(A)：△c(B)：△c(C)：△c(D)3、化学反应速率随着反应的进行而逐渐减小，因此某段时间内的反应速率只能代表平均速率，不能代表瞬时速率同一物质：浓度越小，反应速率越小特别提醒：对于同一反应，连续的两个相同时间段(如均为20s)，前一个时间段的△c大于后一个时间段的△c；或者，对同一物质变化相同的△c，所用的时间，在反应刚开始时少，在反应要结束时多4、固体和纯液体的浓度视为一个常数，不会随用量的变化发生变化，因此只能用气体、溶液来表示反应速率，而不能用固体和纯液体来表示反应速率(教辅53页变式探究1的A选项)㈤应用1、求反应速率的大小2、比较反应速率的大小和反应的快慢(反应速率越大，反应越先达到平衡)(教辅53页变式探究2)可以转化为同一物质的反应速率来比较也可直接除以对应物质的系数，再看结果，谁大，谁就快3、据图形书写反应方程式或判断等(教辅53页例2)(教辅55页例5、变式探究3)4㈥化学平衡的“三段式”解题模式3X(g)＋Y(g)Z(g)＋2W(g)起始的物质的量(浓度)ab00变化量3xxx2x(当物质浓度不再变化时)平衡时a－3xb－xx2x提出转化率的概念：а（A）=反应消耗的量/起始的量=3x/a产率：实际生成量/理论生成量例1：某体积可变的密闭容器，盛有适量的A和B的混合气体，在一定条件下发生反应：A(g)＋3B(g)2C(g)，若维持温度和压强不变，当物质浓度不再变化时，容器的体积为VL，其中C(g)的体积占10%，下列推断正确的是()BCA．原混合气体的体积为1.2VLB．原混合气体的体积为1.1VLC．当物质浓度不再变化时，A消耗掉0.05VLD．当物质浓度不再变化时，B消耗掉0.05VL例2：将4molA气体和2molB气体在2L的容器中混合，并在一定条件下发生如下反应：2A(g)＋B(g)2C(g)，若经2s后测得C的浓度为0.6mol·L－1，现有下列几种说法：①用物质A表示反应的平均速率为0.3mol/(L·s)②用物质B表示反应的平均速率为0.6mol/(L·s)③2s时物质A的转化率为70%④2s时物质B的浓度为0.7mol·L－1其中正确的是①④5二、影响化学反应的速率的因素1、内因——参加反应的物质的本身性质（这是最主要的）比如：金属活泼性：Mg＞Al，所以他们与盐酸反应的速率不同2、外因：人为的改变反应条件，使反应速率改变⑴浓度对化学反应速率的影响——回忆盐酸与CaCO3的反应结论：当其它条件不变时，物质的浓度改变，该物质的反应的速率改变当其它条件不变时，物质的浓度越大，该物质的反应的速率越大注意：①对于固体和纯液体，一般视其浓度为常数，其用量的改变不影响反应速率②在离子反应中，有的离子没有参与离子反应，则其浓度的改变也不会影响反应速率③此结论对可逆反应同样适用作业：25页第8题⑵压强对反应速率的影响适用范围——针对有气体参加或生成的反应结论：当其它条件不变时，物质的压强改变，该物质的反应速率改变当其它条件不变时，物质的压强越大，该物质的反应速率越大提出总压与分压的概念提出物质的量百分数与气体体积百分数之间的关系以下不同情况在发生变化的瞬间的速率变化①恒容时，充入与反应不相干的气体，总压增大，分压不变，反应速率不变②恒容时，充入某种反应气体，则该物质的反应速率增大③恒压时，充入不相干的气体，体积会增大，原物质的分压会减小，反应速率减小④恒压时，充入某一反应气体，通常该气体速率瞬时增大，生成物的速率瞬时减小了解：压强对体积大的一边影响大。即压强改变，体积大的一边速率改变得较多。也可以说：压强升高，有气体的一边速率增大，体积和大的一边的速率增加量比体积和小的一边多；压强降低，有气体的一边速率减小，体积和大的一边的速率减少量比体积和小的一边多；⑶温度对化学反应速率的影响对于任一个反应，温度变化对反应速率都有影响，因为涉及反应热(反应为放热反应或吸热反应)结论：当其它条件不变时，反应的温度升高，化学反应速率就增大经验公式：温度每升高10℃，化学反应速率就会增大到原来的2～4倍了解：温度对吸热反应的影响较优大，即温度改变，吸热方向的速率改变得较多。也可以说：温度升高，吸热方向的速率增大且增加量比放热方向多；温度降低，吸热方向的速率减小且减少量比放热方向多Vt=V0(2～4)T2—T1106例3：在10℃时某化学反应的速率为0.1mol/(L·s)，若温度每升高10℃反应速率就增加到原来的2倍，为了把反应速率提高到1.6mol/(L·s)，则该反应的温度应需要℃下进行。(教辅55页变式探究4)50℃例4：可逆反应mA(g)＋nB(l)pC(g)，改变温度(其他条件不变)、压强(其他条件不变)对上述反应正逆反应速率的影响分别如下图，以下叙述正确的是AA．m＞p，正反应为放热反应B．m＜p，正反应为吸热反应C．m＋n＞p，正反应为放热反应D．m＋n＜p，正反应为吸热反应⑷催化剂对反应速率的影响催化剂可以改变反应速率，通常我们所说的催化剂为正催化剂，即可以加快反应速率结论：当其它条件不变时，使用催化剂，反应速率会加快①催化剂只能改变可以发生的反应的化学反应速率，不能使本来不能发生的反应成为可以发生的化学反应②催化剂参与反应过程，但反应前后的质量和化学性质均不会发生变化③催化剂在使用过程中要防止中毒，所以要净化原料，除去杂质④催化剂不会改变平衡状态，通常只是提前达到平衡状态反应机理：催化剂在反应中参与反应，可降低反应所需的能量，从而使反应更容易进行⑸其他因素对反应速率的影响光——HClO见光分解、H2和Cl2的混合气体在光照下爆炸颗粒大小，即表面积——表面积越大，反应速率越大。如粉末状的反应速率大于固体的反应速率超声波——电磁波——溶剂——如KMnO4反应时，酸性条件下生成Mn2＋练习：(教辅作业25页12)温度TOV正V逆V压强POV正V逆V7三、化学反应速率时间图象解析：1、看起点，分清反应物和生成物。浓度减小的是反应物，浓度增大的是生成物。2、看变化趋势，怎么变（突变还是渐变等），分清正反应和逆反应，分清放热反应和吸热反应。3、看终点，找变化，各物质变化量之比==方程式中对应的物质的系数比例5：在容积固定的密闭容器中存在如下反应：A(g)＋3B(g)2C(g)；△H《0，某研究小组研究了当其它条件不变时，改变某一条件对上述反应的影响，并根据实验数据作出下列关系图根据上图回答下列问题：⑴图Ⅰ研究的是不同压强对反应的影响，且的压强较高乙⑵图Ⅱ研究的是不同温度对反应的影响，且的温度较高甲⑶图Ⅲ研究的是不同对反应的影响，且(填“甲”或“乙”)的使用效率较高。催化剂甲例6：在容积不变的密闭容器中存在如下反应：2SO2(g)＋O2(g)2SO3(g)，△H《0，某研究小组研究了其他条件不变时，改变某一条件对上述反应的影响，下列分析正确的是BA．图Ⅰ表示的是t1时刻增大O2的浓度对反应速率的影响B．图Ⅱ表示的是t1时刻加入催化剂对反应速率的影响C．图Ⅲ表示的是催化剂对平衡的影响，且甲的催化效率比乙高D．图Ⅲ表示的是压强对化学平衡的影响，且乙的压强较高t1时间O反应速率ν正ν逆ν1正ν1逆t1时间O反应速率ν正ν逆ν1正=ν1逆t1时间OSO2转化率甲乙ⅠⅡⅢⅠⅡⅢ时间OC的浓度甲乙时间OB的转化率甲乙时间O混合气体的总压强甲乙8练习1、CaCO3与稀盐酸反应(放热反应)生成CO2的量与反应时间的关系如图所