第一單元化學(xué)反應(yīng)速率與反應(yīng)限度(公開課)

1、思考與交流p在化學(xué)實(shí)驗(yàn)和日常生活中，我們經(jīng)常觀察到這樣在化學(xué)實(shí)驗(yàn)和日常生活中，我們經(jīng)常觀察到這樣的現(xiàn)象：有的化學(xué)反應(yīng)進(jìn)行得很快，有的化學(xué)反的現(xiàn)象：有的化學(xué)反應(yīng)進(jìn)行得很快，有的化學(xué)反應(yīng)進(jìn)行的很慢。你了解下列化學(xué)變化過程進(jìn)行的應(yīng)進(jìn)行的很慢。你了解下列化學(xué)變化過程進(jìn)行的快慢嗎？反應(yīng)的快慢與我們有什么關(guān)系？快慢嗎？反應(yīng)的快慢與我們有什么關(guān)系？溶洞溶洞爆炸爆炸被腐蝕的金屬被腐蝕的金屬2.化學(xué)反應(yīng)速率的表示：化學(xué)反應(yīng)速率的表示： 化學(xué)反應(yīng)速率用化學(xué)反應(yīng)速率用單位時(shí)間單位時(shí)間（如每秒，（如每秒，每分，每小時(shí)）內(nèi)反應(yīng)物每分，每小時(shí)）內(nèi)反應(yīng)物濃度的減小濃度的減小或生或生成物成物濃度的增大濃度的增大來表示。來表示

2、。計(jì)算式為：計(jì)算式為：v = 單位單位:c t1.含義含義:用來衡量化學(xué)反應(yīng)進(jìn)行快慢的尺度。用來衡量化學(xué)反應(yīng)進(jìn)行快慢的尺度。vmol/（Ls） 或或vmol/（Lmin）【例題】在【例題】在2 2L L的密閉容器中，加入的密閉容器中，加入1 1molNmolN2 2和和3 3molHmolH2 2，發(fā)發(fā)生生 N N2 2+3H+3H2 2 = = 2NH2NH3 3 ，在在2 2s s末時(shí)，測(cè)得容器中含有末時(shí)，測(cè)得容器中含有0.40.4molmol的的NHNH3 3，求該反應(yīng)的化學(xué)反應(yīng)速率。求該反應(yīng)的化學(xué)反應(yīng)速率。起始濃度起始濃度(mol/L)(mol/L)2 2s s末濃度末濃度(mol/L

3、)(mol/L) 觀察并回答，分別用三種物質(zhì)表示的反觀察并回答，分別用三種物質(zhì)表示的反應(yīng)速率之間有什么關(guān)系？應(yīng)速率之間有什么關(guān)系？問題問題22332NHNH(2)0.1mol/0.05mol/st2sNCLVL（）(2)0.3mol/0.15mol/st2sHCLVL（）變化濃度變化濃度(mol/L)(mol/L) 三步法三步法0.51.500.20.20.30.10.41.2(3)0.2mol/0.10mol/st2sNHCLVL（） 同一個(gè)反應(yīng)，用不同的物質(zhì)來表示反應(yīng)速率，數(shù)同一個(gè)反應(yīng)，用不同的物質(zhì)來表示反應(yīng)速率，數(shù)值是不一樣的，所以應(yīng)注明是由哪種物質(zhì)表示的。值是不一樣的，所以應(yīng)注明是由哪

4、種物質(zhì)表示的。 同一反應(yīng)中，各物質(zhì)的速率之比等于它們?cè)诨瘜W(xué)同一反應(yīng)中，各物質(zhì)的速率之比等于它們?cè)诨瘜W(xué)方程式中的化學(xué)計(jì)量數(shù)之比。方程式中的化學(xué)計(jì)量數(shù)之比。如在如在N2 + 3H2 = 2NH3 中，中， v(N2):v(H2):v(NH3)=1:3:2結(jié)論結(jié)論abcdABCD對(duì)于具體反應(yīng)：(A)(B)(C)(D)VVVV有abcd即：即：VA：VB：VC：VD=a：b：c：d注意：注意：化學(xué)反應(yīng)速率實(shí)際上是指化學(xué)反應(yīng)速率實(shí)際上是指某一段時(shí)間內(nèi)某一段時(shí)間內(nèi)化學(xué)反應(yīng)的化學(xué)反應(yīng)的平平均速率均速率，而不是某一時(shí)刻的瞬時(shí)速率。，而不是某一時(shí)刻的瞬時(shí)速率。對(duì)于同一化學(xué)反應(yīng)，在相同的反應(yīng)時(shí)間內(nèi)，用不同的對(duì)于同

5、一化學(xué)反應(yīng)，在相同的反應(yīng)時(shí)間內(nèi)，用不同的物質(zhì)來表示的化學(xué)反應(yīng)速率的數(shù)值可能是物質(zhì)來表示的化學(xué)反應(yīng)速率的數(shù)值可能是不同不同的。因此的。因此表示化學(xué)反應(yīng)速率時(shí)，必須說明表示化學(xué)反應(yīng)速率時(shí)，必須說明用哪種物質(zhì)為基準(zhǔn)用哪種物質(zhì)為基準(zhǔn)。同一化學(xué)反應(yīng)，同一化學(xué)反應(yīng)，a aA Ab bB = B = c cC Cd dD D 有有 V V(A)(A)V V (B)(B)V V (C)(C)V V (D)(D)c(A)(A)c(B)(B)c(C)(C)c(D)(D) n(A)(A)n(B)(B)n(C)(C)n(D)(D) a ab bc cd d固體固體或或純液體純液體，其濃度可視為常數(shù)。因此不用固體或，其

6、濃度可視為常數(shù)。因此不用固體或純液體表示化學(xué)反應(yīng)速率。純液體表示化學(xué)反應(yīng)速率。 練習(xí)練習(xí)p向一個(gè)容積為向一個(gè)容積為1L1L的密閉容器中放入的密閉容器中放入2moLSO2moLSO2 2和和1moLO1moLO2 2, ,在一定條件下反應(yīng)在一定條件下反應(yīng),2S,2S末末, ,測(cè)得容器內(nèi)有測(cè)得容器內(nèi)有0.8moLSO0.8moLSO2 2, ,求求2S2S內(nèi)內(nèi)SOSO2 2,O,O2 2,SO,SO3 3的反應(yīng)速率和反應(yīng)速率比的反應(yīng)速率和反應(yīng)速率比.自己練習(xí)自己練習(xí) 練習(xí)：反應(yīng)練習(xí)：反應(yīng) A + 3B = 2C + 2D 在四種不在四種不同條件下的反應(yīng)速率為：同條件下的反應(yīng)速率為：(1)v(A)=

7、0.3mol/Ls (2)v(B)=0.6mol/Ls (3)v(C)=0.4mol/Ls (4)v(D)=0.45mol/Ls則該反應(yīng)速率的快慢順序?yàn)閯t該反應(yīng)速率的快慢順序?yàn)椤?1)(4)(2)=(3)比較反應(yīng)的快慢比較反應(yīng)的快慢,應(yīng)取同一參照物應(yīng)取同一參照物有關(guān)化學(xué)反應(yīng)速率圖象的分析有關(guān)化學(xué)反應(yīng)速率圖象的分析看起點(diǎn)和終點(diǎn)看起點(diǎn)和終點(diǎn)分清反應(yīng)物和生成物，濃度減小的是反應(yīng)物，濃分清反應(yīng)物和生成物，濃度減小的是反應(yīng)物，濃度增大的是生成物，生成物一般以原點(diǎn)為起點(diǎn)。度增大的是生成物，生成物一般以原點(diǎn)為起點(diǎn)?？从覉D：看右圖：寫反應(yīng)方程式寫反應(yīng)方程式0.51.51.02.0物質(zhì)的量物質(zhì)的量CAB時(shí)間時(shí)間

8、A + B C213反應(yīng)速率之比反應(yīng)速率之比=反應(yīng)方程式的系數(shù)之比反應(yīng)方程式的系數(shù)之比根據(jù)各物質(zhì)的反應(yīng)速率之比寫出化學(xué)方根據(jù)各物質(zhì)的反應(yīng)速率之比寫出化學(xué)方程式。（自己練習(xí)）程式。（自己練習(xí)）某溫度下，濃度都是某溫度下，濃度都是1 1mol/Lmol/L的兩種氣體的兩種氣體X X2 2和和Y Y2 2，在密閉容器中反應(yīng)生成氣體，在密閉容器中反應(yīng)生成氣體Z Z，經(jīng)過，經(jīng)過t mint min后，測(cè)得物質(zhì)的量濃度分別為：后，測(cè)得物質(zhì)的量濃度分別為：c(Xc(X2 2)=0.4mol/L)=0.4mol/L，c(Yc(Y2 2)=0.8mol/L )=0.8mol/L ，c(Z)=0.4mol/Lc(

9、Z)=0.4mol/L，則該反應(yīng)的反應(yīng)方程式，則該反應(yīng)的反應(yīng)方程式可表示為：可表示為：3X2 + Y2 = 2Z3X2 + Y2 = 2X3Y影響化學(xué)反應(yīng)速率的條件影響化學(xué)反應(yīng)速率的條件內(nèi)因內(nèi)因外因外因反應(yīng)物的性質(zhì)反應(yīng)物的性質(zhì)溫度、濃度、壓強(qiáng)、催化劑等溫度、濃度、壓強(qiáng)、催化劑等主要因素主要因素分析不同反應(yīng)分析不同反應(yīng)分析同一反應(yīng)分析同一反應(yīng)活動(dòng)與探究活動(dòng)與探究取兩支試管取兩支試管, ,各加入各加入5mL 4%、的過氧化氫溶液，加幾滴洗滌劑，用水的過氧化氫溶液，加幾滴洗滌劑，用水浴加熱其中一支試管，觀察氣泡生成的浴加熱其中一支試管，觀察氣泡生成的快慢?？炻?。p規(guī)律：當(dāng)其它條件不變時(shí)，規(guī)律：當(dāng)其它

10、條件不變時(shí)，升高溫度，化學(xué)升高溫度，化學(xué)反應(yīng)速率增大反應(yīng)速率增大。降低溫度，化學(xué)反應(yīng)速率減。降低溫度，化學(xué)反應(yīng)速率減小。小。p實(shí)驗(yàn)測(cè)得，溫度每升高實(shí)驗(yàn)測(cè)得，溫度每升高1010度，化學(xué)反應(yīng)速率度，化學(xué)反應(yīng)速率通常增大原來的通常增大原來的2 24 4倍。倍。p注意：溫度對(duì)反應(yīng)速率的影響不受反應(yīng)物狀注意：溫度對(duì)反應(yīng)速率的影響不受反應(yīng)物狀態(tài)的限制。態(tài)的限制。（1 1）溫度對(duì)化學(xué)反應(yīng)速率的影響）溫度對(duì)化學(xué)反應(yīng)速率的影響練習(xí)：練習(xí)：p解釋：為什么夏季吃剩的飯菜要放在冰箱中保存？解釋：為什么夏季吃剩的飯菜要放在冰箱中保存？p10，0.1mol/L Na2S2O3 10mL和和0.1mol/L H2SO4 1

11、0mL混合，混合，4min后出現(xiàn)后出現(xiàn)渾濁。若溫度升高渾濁。若溫度升高10 ，反應(yīng)速率增大，反應(yīng)速率增大2倍。則倍。則40 時(shí)上述反應(yīng)明顯出現(xiàn)渾濁，所需時(shí)間為多時(shí)上述反應(yīng)明顯出現(xiàn)渾濁，所需時(shí)間為多少？少？活動(dòng)與探究活動(dòng)與探究取兩支試管取兩支試管, ,各加入各加入5mL 4%的過氧化氫溶液，加幾滴洗滌劑，用藥的過氧化氫溶液，加幾滴洗滌劑，用藥匙向其中一支試管中加入少量二氧化錳匙向其中一支試管中加入少量二氧化錳粉末，觀察氣泡生成的快慢。粉末，觀察氣泡生成的快慢。（2 2）催化劑對(duì)化學(xué)反應(yīng)速率的影響。）催化劑對(duì)化學(xué)反應(yīng)速率的影響。結(jié)論：結(jié)論：催化劑可以催化劑可以改變改變化學(xué)反應(yīng)的化學(xué)反應(yīng)的速率速率。

12、正催化劑：能夠加快反應(yīng)速率的催正催化劑：能夠加快反應(yīng)速率的催化劑?；瘎?。 負(fù)催化劑：能夠減慢反應(yīng)速率的催負(fù)催化劑：能夠減慢反應(yīng)速率的催化劑?；瘎?。 如不特意說明，指正催化劑。如不特意說明，指正催化劑?；顒?dòng)與探究活動(dòng)與探究取兩支試管取兩支試管, ,各加入各加入5mL 4%、12%的過氧化氫溶液，加幾滴洗滌劑，的過氧化氫溶液，加幾滴洗滌劑，再加入幾滴再加入幾滴FeClFeCl3 3溶液，觀察氣泡生成的溶液，觀察氣泡生成的快慢?？炻＃? 3）濃度對(duì)化學(xué)反應(yīng)速率的影響。）濃度對(duì)化學(xué)反應(yīng)速率的影響。 結(jié)論：結(jié)論：其他條件不變時(shí)，增大反應(yīng)物的其他條件不變時(shí)，增大反應(yīng)物的濃度，可以增大反應(yīng)速率；減小反應(yīng)物

13、的濃度，可以增大反應(yīng)速率；減小反應(yīng)物的濃度，可以減小化學(xué)反應(yīng)的速率。濃度，可以減小化學(xué)反應(yīng)的速率。注意：注意：此規(guī)律此規(guī)律只適用于氣體或溶液的反只適用于氣體或溶液的反應(yīng)應(yīng)，對(duì)于純固體或液體的反應(yīng)物，一，對(duì)于純固體或液體的反應(yīng)物，一般情況下其濃度是常數(shù)，因此改變它般情況下其濃度是常數(shù)，因此改變它們的量不會(huì)改變化學(xué)反應(yīng)速率。們的量不會(huì)改變化學(xué)反應(yīng)速率。（4 4）壓強(qiáng)對(duì)反應(yīng)速率的影響。）壓強(qiáng)對(duì)反應(yīng)速率的影響。原因：原因：對(duì)氣體來說，若其他條件不變，對(duì)氣體來說，若其他條件不變，增大壓強(qiáng)，就是增加單位體積的反應(yīng)增大壓強(qiáng)，就是增加單位體積的反應(yīng)物的物質(zhì)的量，即增加反應(yīng)物的濃度。物的物質(zhì)的量，即增加反應(yīng)物的

14、濃度。結(jié)論：對(duì)于有氣體參加的反應(yīng)結(jié)論：對(duì)于有氣體參加的反應(yīng)，若其，若其他條件不變，增大壓強(qiáng)，反應(yīng)速率加他條件不變，增大壓強(qiáng)，反應(yīng)速率加快；減小壓強(qiáng)，反快；減小壓強(qiáng)，反應(yīng)應(yīng)速率減慢。速率減慢。N N2 2 H H2 2ArAr討論討論1 1：取一個(gè)：取一個(gè)容積固定容積固定的密閉容器，的密閉容器，充入充入ArAr后，對(duì)速率如何影響？后，對(duì)速率如何影響？總氣壓增大總氣壓增大N N2 2、H H2 2濃度不變濃度不變這種做法絕不是教材中所這種做法絕不是教材中所說說“增壓增壓”范疇，（教材范疇，（教材中的增壓必須縮容）中的增壓必須縮容）速率不變速率不變壓強(qiáng)的變化一定要引起濃度的變化壓強(qiáng)的變化一定要引起濃

15、度的變化N N2 2 H H2 2ArAr討論討論2：向：向容積可變?nèi)莘e可變的容器中充入惰的容器中充入惰性氣體，分析速率變化情況性氣體，分析速率變化情況反應(yīng)速率減慢反應(yīng)速率減慢注意注意 恒容時(shí)恒容時(shí)加入稀有氣體使壓強(qiáng)增大，反應(yīng)物和生成加入稀有氣體使壓強(qiáng)增大，反應(yīng)物和生成物的濃度都沒有變化，所以化學(xué)反應(yīng)速率不變。物的濃度都沒有變化，所以化學(xué)反應(yīng)速率不變。 恒壓時(shí)恒壓時(shí)加入稀有氣體使體積增大，反應(yīng)物和生成加入稀有氣體使體積增大，反應(yīng)物和生成物的濃度都減小，所以化學(xué)反應(yīng)速率減小。物的濃度都減小，所以化學(xué)反應(yīng)速率減小。 壓強(qiáng)的壓強(qiáng)的“真變真變”與與“假變假變” 壓強(qiáng)壓強(qiáng)對(duì)速率的影響是對(duì)速率的影響是通過

16、改變氣體的濃度通過改變氣體的濃度來來改變改變的；若壓強(qiáng)變化之后，氣體的的；若壓強(qiáng)變化之后，氣體的濃度未濃度未變變，其化學(xué)反應(yīng)，其化學(xué)反應(yīng)速率不變速率不變。（5 5）其他條件對(duì)化學(xué)反應(yīng)速率的影響）其他條件對(duì)化學(xué)反應(yīng)速率的影響固體反應(yīng)物顆粒的大小、反應(yīng)物接固體反應(yīng)物顆粒的大小、反應(yīng)物接觸面積觸面積等因素對(duì)化學(xué)反應(yīng)速率也有等因素對(duì)化學(xué)反應(yīng)速率也有影響。某些反應(yīng)也會(huì)受光、超聲波、影響。某些反應(yīng)也會(huì)受光、超聲波、磁場(chǎng)等影響而改變反應(yīng)速率。磁場(chǎng)等影響而改變反應(yīng)速率。 為了研究碳酸鈣與稀鹽酸反應(yīng)的反應(yīng)速率，一位同學(xué)通為了研究碳酸鈣與稀鹽酸反應(yīng)的反應(yīng)速率，一位同學(xué)通過實(shí)驗(yàn)測(cè)定反應(yīng)中生成的過實(shí)驗(yàn)測(cè)定反應(yīng)中生成的

17、CO2氣體氣體體積隨反應(yīng)時(shí)間體積隨反應(yīng)時(shí)間變化的情變化的情況，繪制如圖曲線。請(qǐng)分析討論以下問題。況，繪制如圖曲線。請(qǐng)分析討論以下問題。（1）在）在0t1、t1t2、t2t3各相各相同的時(shí)間段里同的時(shí)間段里,反應(yīng)速率最大的是反應(yīng)速率最大的是_時(shí)間段，收集到氣體時(shí)間段，收集到氣體最多的是最多的是_時(shí)間段。時(shí)間段。（2）試分析三個(gè)時(shí)間段里，反應(yīng)速）試分析三個(gè)時(shí)間段里，反應(yīng)速率不同的可能原因率不同的可能原因(該反應(yīng)是放熱反該反應(yīng)是放熱反應(yīng)應(yīng))。（3 3）在）在t t4 4后，為什么收集到的氣體的體積不再增加？后，為什么收集到的氣體的體積不再增加？ 開始時(shí)開始時(shí)C(H+)大大,該反應(yīng)的反應(yīng)速該反應(yīng)的反應(yīng)

18、速率大率大; t1t2由于反應(yīng)放熱溫度升高由于反應(yīng)放熱溫度升高,所以速率迅速增大所以速率迅速增大;最后是因?yàn)樽詈笫且驗(yàn)镃(H+)減小了，反應(yīng)速率減慢減小了，反應(yīng)速率減慢.1、設(shè)、設(shè)CCO2 2CO ，H0反應(yīng)速度反應(yīng)速度V1， N23H2 2NH3，H V逆逆 平衡向正反應(yīng)方向移動(dòng)平衡向正反應(yīng)方向移動(dòng)V正正 = V逆逆 平衡不移動(dòng)平衡不移動(dòng)V正正 V逆逆 平衡向逆反應(yīng)方向移動(dòng)平衡向逆反應(yīng)方向移動(dòng)V正V正V逆V逆反反 應(yīng)應(yīng) 速速 率率時(shí)時(shí) 間間1 1）、濃度對(duì)化學(xué)平衡的影響）、濃度對(duì)化學(xué)平衡的影響分析分析t1t2t3應(yīng)用應(yīng)用 增大反應(yīng)物濃度或減小生成物濃度，平衡向正增大反應(yīng)物濃度或減小生成物濃度

19、，平衡向正反應(yīng)方向移動(dòng)；增大生成物濃度或減小反應(yīng)物濃度，反應(yīng)方向移動(dòng)；增大生成物濃度或減小反應(yīng)物濃度，平衡向逆反應(yīng)方向移動(dòng)；平衡向逆反應(yīng)方向移動(dòng)；結(jié)論結(jié)論 在生產(chǎn)上，往往采用增大容易取得的或成本較低的在生產(chǎn)上，往往采用增大容易取得的或成本較低的反應(yīng)物濃度的方法，使成本較高的原料得到充分利用。反應(yīng)物濃度的方法，使成本較高的原料得到充分利用。2SO2 + O2 2SO3增大反應(yīng)物的濃度增大反應(yīng)物的濃度對(duì)化學(xué)平衡的影響對(duì)化學(xué)平衡的影響【思考練習(xí)】 1、 Fe(NO3)2溶液呈淺綠色，其中存在著下列平溶液呈淺綠色，其中存在著下列平衡：衡：Fe2+2H2O Fe(OH)2+2H+ 往該往該溶液中滴加鹽酸

20、，發(fā)生的變化（溶液中滴加鹽酸，發(fā)生的變化（ ） (A) 平衡向逆反應(yīng)方向移動(dòng)平衡向逆反應(yīng)方向移動(dòng) (B) 平衡向正反應(yīng)方向移動(dòng)平衡向正反應(yīng)方向移動(dòng) (C) 溶液由淺綠色變成黃色溶液由淺綠色變成黃色 (D) Fe2+物質(zhì)的量增大物質(zhì)的量增大 A D 2 2）、溫度對(duì)化學(xué)平衡的影響）、溫度對(duì)化學(xué)平衡的影響熱熱水水冰冰水水常常溫溫例如：例如：2NO2 4N2O2 +Q 為放熱反應(yīng)為放熱反應(yīng) 紅棕色紅棕色無色無色結(jié)論結(jié)論：其它：其它條件不變的條件不變的情況下，溫情況下，溫度度升高升高，平，平衡向衡向吸熱吸熱反反應(yīng)方向移動(dòng)，應(yīng)方向移動(dòng)，但但反應(yīng)速率反應(yīng)速率增大增大；溫度；溫度降低降低，平衡，平衡向向放熱放熱反應(yīng)反應(yīng)方向移動(dòng)。方向移動(dòng)。催化劑對(duì)化學(xué)平衡無影響催化劑對(duì)化學(xué)平衡無影響v催化劑催化劑同等程度同等程度的加快或減慢正、逆反應(yīng)速