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新课标人教版化学必修Ⅱ第三节化学反应速率和限度一、化学反应的速率较快（数秒）较慢（数万年）较慢（数年）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）就是定量描述属于基本常识属于科学素养如何定量地判断一个化学反应的速率呢？一、化学反应速率1、概念：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来表示化学反应速率快慢程度的物理量。2、单位：mol/(L·min)、mol/(L·s)3、符号：υB4、表达式：υB=│ΔCB┃/Δt注意：1.v表示平均反应速率，且为正值；2.ΔC表示指定物质的反应前后的浓度变化值；3.Δt表示浓度变化所对应的时间变化值；4.一般不用纯液体或固体来表示化学反应速率。解：υ(A)=│ΔC(A)┃/Δt=（6mol·L-1－2mol·L-1）/10s=0.4mol/（L·s）答：略例1：某分解反应的反应物A的浓度在10秒内从6mol·L-1变成2mol·L-1，则在这10秒内A的化学反应速率υ(A)？下列过程中，需要加快化学反应速率的是（）A.钢铁腐蚀B.食物腐坏C.炼钢D.塑料老化C思考怎样才能加快化学反应速率呢？（影响反应速率的因素？）实验探究1现象结论热水中常温冷水中溶液中产生气泡的速率很快温度越高，化学反应速率越快溶液中有气泡产生，且速率较快温度的高低，能够影响化学反应速率的大小溶液中产生气泡的速率较慢温度越低，化学反应速率越慢化学方程式：2H2O2====2H2O+O2↑FeCl3实验2－51、温度对化学反应速率的影响规律：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℃，化学反应速率通常增大原来的2～4倍。注意：温度对反应速率的影响不受反应物状态的限制。归纳：FeCl3溶液5%H2O2MnO2粉末实验探究3实验2－6现象结论加入MnO2加入FeCl3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MnO2能加快反应速率FeCl3能加快反应速率无催化剂反应较慢2、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。归纳：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。使用催化剂，化学反应速率加快催化剂升高温度，化学反应速率加快；反之减慢温度外因反应物的化学性质越活泼，化学反应速率越快；反之则越慢性质内因规律(在其它条件相同时)影响化学反应速率的因素P49思考与交流小结：二、化学反应速率的影响因素思考与交流：P491、温度越低，食物变质腐败的速率越慢。这是温度对化学反应速率的影响在生活中的应用。2、固体药品研得越细，其表面积越大，混合均匀后反应物之间接触得面积也越大，反应也迅速、充分。3、固体物质溶于水后，发生了电解质的电离，离子在溶液里受水分子作用而运动，增大了离子之间接触反应的机会，从而提高了化学反应速率。4、Zn＋H2SO4＝ZnSO4＋H2↑，离子方程式为：Zn＋2H＋＝Zn2＋＋H2↑C(H+)的大小影响着该反应的反应速率，气泡变稀少了，是因为C(H+)减小了，反应速率减慢，如果添加适当浓度的硫酸溶液时，由于溶液中C(H+)又迅速增大，因而反应速率加快，产生气泡的速率又加快了。光波，电磁波，超声波，溶剂等其它增大固体反应物的表面积，化学反应速率加快；反之减慢固体反应物的表面积增大气态反应物的压强，化学反应速率加快；反之减慢气态反应物的压强增大反应物的浓度，化学反应加快；反之减慢反应物的浓度外因从上面的事例可知，影响化学反应速率的条件并不只是温度和催化剂,还有：阅读教材P50-51自学科学史话：炼铁高炉尾气之谜，从中你能得到什么启示？C+CO2=2CO是可逆反应，无论再什么条件下CO都不能反应完全。高温H2+I22HI逆反应正反应1、可逆反应定义：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化学反应。正反应逆反应强调同时（反应不彻底）（1）同一条件下，同时进行；注意（2）反应物不能完全转化为生成物。（3）使用“”多数反应为可逆反应，典型的可逆反应有:N2+3H22NH3催化剂高温高压SO2+H2OH2SO32SO2+O22SO3催化剂高温NH3+H2ONH3·H2O结合可逆反应的有关内容，思考问题：高炉高度增加了，CO和铁矿石的反应时间加长后，为什么CO浓度和比例都没有发生变化？结论：科学研究表明，不少化学反应都具有可逆性，即正反应和逆反应同时进行。当正反应速率与逆反应速率相等，反应物和生成物的浓度都不再改变，反应达到表面上静止的一种“平衡状态”，这就是这个反应所能达到的限度。思考与交流：2、化学反应限度定义：在给定条件下，化学反应所能达到或完成的最大程度。意义：化学反应的限度决定了反应物在该条件下的最大转化率。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而已。当反应达到一定程度时，各物质的物质的量不再改变，反应达到了最大限度。1反应刚开始时，C(反应物)和C(生成物)哪个大？2反应刚开始时，v(正)与v(逆)哪个大？3随着反应的进行,C(反应物)和C(生成物)如何变化？4随着反应的进行,v(正)与v(逆)怎样变化？5反应进行到什么时候会“停止”？6此时，反应物和生成物浓度如何变化？7给这个状态命名：＿＿＿＿＿＿＿。8反应真的停止了吗？在密闭容器中加入1molH2和1molI2发生反应：H2+I22HI正反应逆反应C(反应物)v(正)大反应物浓度减小生成物浓度增大v(正)逐渐减小v(逆)逐渐增大动态平衡化学平衡状态不再变化v(正)=v(逆)v(正)v(逆)t1反应速率时间（t）0正反应速率和逆反应速率随时间变化图示V(正)=v(逆)(1)0~t1：v(正)v(逆)(2)t1：v(正)v(逆)＞=平衡状态什么是化学平衡呢？指的是：某种物质的消耗速率与其生成速率相等3.化学平衡状态在一定条件下的可逆反应里，正反应速率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。特征:⑴逆：可逆反应（研究对象、前提）⑵等：V(正)＝V(逆)（实质）⑶动：动态平衡，V(正)＝V(逆)≠0⑷定：反应物和生成物浓度保持不变（标志）⑸变：外界条件改变，化学平衡发生移动。旧的平衡将被破坏，并在新的条件下建立新的平衡。其中,“等”和“定”判断化学反应是否处于平衡状态的关键。例如，一定条件下，N2＋3H2NH3对该可逆反应，表示正、逆反应速率可以用N2或H2或NH3来表示：（1）单位时间内，有1molN2反应掉，同时有1molN2生成（2）单位时间内，有3molH2反应掉，同时有2molNH3反应掉（3）单位时间内，有1molN2生成，同时有2molNH3生成以上均表示V(正)＝V(逆)如何理解V(正)＝V(逆)?不论从正反应开始还是从逆反应开始，在相同的反应条件下，能达到相同的平衡状态。(1)v(正)=v(逆)≠0(同一反应中的同一物质)(2)反应物与生成物浓度不再改变：各物质的物质的量、百分含量、体积分数等保持定;方程式左右两边气体系数和不同的反应,压强、M不变时.(3)有色物质参加或生成的反应,颜色不再变时.常用于判断反应达到平衡的依据VA耗=VA生VA耗:VC耗=x:zVB生:VC生=y:zVA耗:VB生=x:y；（1）从速度判断：要能说明V正=V逆以xA+yBzC为例：；（2）从浓度、组成判断：物质的浓度，百分含量保持不变。（3）其它：某些随着反应的进行而变化的量（如：混合气体的总压、体积、颜色等），不再随时间的改变而改变，说明反应已达平衡。练习1.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D2.对于可逆反应M＋NQ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QC.M、N、Q的浓度都保持不变D.反应已经停止C3.下列说法可以证明反应N2+3H22NH3已达平衡状态的是()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A、C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。1.控制化学反应条件的基本措施:(1)改变反应物的温度、浓度、气体压强、固体表面积以及催化剂的使用等来改变反应速率；(2)通过改变可逆反应体系的温度、溶液浓度、气体压强等，改变可逆反应进行的限度。2.以“提高煤的燃烧效率”为例(1)煤的状态与煤燃烧的关系使煤与氧气接触面积越大，燃烧越充分，反应速率越快。(4)煤燃烧后废气中热量的利用将废气通过装有冷却水的管道，充分吸收(2)空气用量对煤燃烧的影响空气不足，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保温隔热，防止热量散失归纳：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.（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。实质上是从多方面控制燃烧反应的条件（包括环境）。化学反应的快慢参加反应物质本身的性质内因外因外界条件浓度温度接触面积催化剂——浓度大速率快——温度高速率快——接触面积大速率快——使用催化剂速率加快另外：压强（气体）、光波、电磁波、超声波、溶剂等因素对反应速率也有影响。不同的化学反应同一个反应用化学反应速率来表示