第二章化學反應與能量

第三節

化學反應的速率和限度學習目標：

1、理解化學反應速率的概念、表示方法及影響因素。

2、通過實驗探究、感受不同化學反應的反應速率快慢的不同。

3、提高學習化學的興趣，體會化學知識與生活的密切聯系，培養科學的價值觀。重點：化學反應速率的概念、表示方法及影響因素。難點：化學反應速率的影響因素。【思考與交流】你了解下列化學變化過程進行的快慢嗎？反應的快慢與我們有什么關系？這些化學變化有何差異？爆炸牛奶腐壞鐵棒生銹溶洞形成很快

較快較慢很慢一、化學反應的速率1、表示方法

通常用單位時間內反應物濃度的減小或生成物濃度的增大來表示化學反應速率。2.數學表達式

V=△C/△t

3、單位

mol?L-1?S-1mol/（L?S）

或mol?L-1?min-1mol/(L?min)

4、注意事項：（1）指明物質（2）取正值（3）平均速率（4）固體和純液體的化學反應速率也視為常數。（5）各物質的反應速率之比等于其化學計量數之比。(練習)例1：在合成氨反應N2+3H2=2NH3中，H2的濃度在2分鐘內由8mlo/L變為2mol/L，該化學反應的速率是多少？是：V（H2）=3mol/（L?min）

？還是：V（N2）=1mol/（L?min)？還是V（NH3）=2mol/(L?min)?.都可以！深入思考:比較

v（H2）=5mol/（L?min）與v（N2）=101mol/（L?s)方法1、統一單位2、統一物質比較快慢2、某一反應物的濃度是1.0mol/L，經過20s后，它的濃度變成了0.2mol/L，在這20s內它的反應速率為（）A.0.04B.0.04mol/（L·s）

C.0.8mol·（L·s）-1

D.0.04mol/LB思考？？？在相同條件下，等質量表面積相同的下列金屬與同濃度的鹽酸反應，反應速率最快的是（）A.鐵B.鎂C.鋁D.鈉二、化學反應速率的影響因素（1）內因（決定作用）：反應物的性質（2）外因（外界條件）溶液中產生氣泡的速率很快溫度越高，化學反應速率越快溶液中有氣泡產生，且速率較快溫度的高低，能夠影響化學反應速率的大小升高反應體系的溫度，化學反應速率加快；一、溫度對化學反應速度的影響化學反應方程式為：2H2O2=2H2O+O2↑其他條件不變，溫度每升高10℃，速率提高2~4倍化學反應方程式為：2H2O2=2H2O+O2↑立即有大量氣泡產生2H2O2=2H2O+O2↑肝臟研磨液能加快反應速率有大量氣泡產生2H2O2=2H2O+O2↑催化劑FeCl3能加快反應速率溶液中有少量氣泡出現不用催化劑，化學反應速率很小二、催化劑對過氧化氫的分解速率的影響在其它條件不變時，催化劑通常可以加快化學反應速率；不同催化劑對同一個反應的催化能力不同。

思考與交流（P.49）：1、為什么要將食物存放在冰箱中？2、實驗時通常將兩種塊狀或顆粒狀的固體藥品研細，并混合后進行反應，原因？3、人們常把固體試劑溶于水配成溶液后再進行化學實驗，原因？4、實驗室常用約30%左右的硫酸溶液與鋅粒反應制氫氣，當反應進行一段時間后，氣泡變得稀少了（鋅粒還有剩余），如果再添加一些適當濃度的硫酸溶液，氣泡又重新多起來，原因？在其它條件不變時，增大反應物的

濃度，可以增大反應速率。三、濃度對過氧化氫的分解速率的影響影響化學反應速率的外界因素除了濃度、溫度、催化劑外，還有沒有其他的因素？為何工業合成氨，通常在2×107~5×107Pa的壓強下進行？壓強N2+3H22NH3鐵觸媒500oC20MPa----50MPa

對于有氣體參加的化學反應，增大壓強一般可以減小氣體的體積，從而使反應物的濃度增大，因此，也可以增大反應速率。四、壓強對過氧化氫的分解速率的影響化學反應速率的影響因素（1）內因（決定作用）：反應物的性質（2）外因（外界條件）①溫度：溫度升高，化學反應速率加快

2H2O2====2H2O+O2↑FeCl3△小結②催化劑：催化劑能極大地加快化學反應速率

2H2O2====2H2O+O2↑MnO2

③濃度：在其它條件不變時，增大反應物的濃度，可以增大反應速率。

④壓強：對于有氣體參加的化學反應，增大壓強一般可以減小氣體的體積，從而使反應物的濃度增大，因此，也可以增大反應速率。

⑤其它條件：如光、反應物顆粒大小、溶劑、反應物的狀態等都可以影響化學反應速率。練一練：1、把除去氧化膜的鎂條投入到盛有少量鹽酸的試管中，產生氫氣的速率如圖所示，在下列因素中，影響反應速率的因素是（）①鹽酸的濃度②鎂條的表面積③溶液的溫度④Cl-的濃度A、①④

B、③④

C、①②③D、②③速率t３t１t２時間C三、探究影響化學反應速率的外界條件因素的意義控制反應條件，提高對人類有利的化學反應速率，降低對人類不利的反應速率1.請預計大理石（CaCO3

）分別與0.1mol/L和1mol/L的鹽酸反應的快慢。你能得出什么結論嗎？2.塊狀CaCO3、粉末狀CaCO3與0.1mol/L的鹽酸反應誰快誰慢？為什么？增大濃度反應速率加快，減小濃度反應速率減慢。增大固體表面積可以加快反應速率（接觸充分）濃度的影響固體表面積思考與交流2、（2000廣東）用鐵片與稀硫酸反應制取氫氣時，下列措施不能使氫氣生成速率加快的是（）A、加熱B、不用稀硫酸，改用98%的濃硫酸C、滴加少量CuSO4溶液D、不用鐵片，改用鐵粉B3.在一定條件下，mA+nB=pC的反應中，各物質的化學反應速率為v(A)=amol/(L·s),v(B)=0.5amol/(L·s),v(C)=amol/(L·s),則該反應的化學方程式為：______________________原因：mA+nB=Pca0.5aax1ayX=2y=2答案：2A+B=2C4.反應A(g)+3B(g)=2C(g)在2L密閉容器中反應，0.5min內C的物質的量增加了0.6mol，有關反應速率正確的是（）A、V(A)=0.005mol/(L·s)B、V(C)=0.002mol/(L·s)C、V(B)=V(A)/3D、V(A)=0.001mol/(L·s)AA(g)+3B(g)=2C(g)32xy0.01mol/L·SX=0.005mol/L·Sy=0.015mol/L·S0.5min=30s0.6mol/L÷30s=0.01mol/L·S5.某反應的反應物濃度在5min內由6mol/L變成了2mol/L，則以該反應物濃度的變化表示的該反應在這段時間內的平均反應速率？ν＝Ct＝5min6mol/L

－2mol/L＝0.8mol/(L·min)

解：答：用該物質表示的該反應在這段時間內的平均反應速率為0.8mol/(L·min)6.下列過程中，需要加快化學反應速率的是（）

A.鋼鐵腐蝕B.食物腐壞

C.煉鋼D.塑料老化7.在某一化學反應中，反應物B的濃度在5s內從2.0mol/L變成0.5mol/L，在這5s內B的化學反應速率為（）A.0.3B.0.3mol/（L·s）C.0.4mol（L·s）-1D.0.04mol/LCB9.100mL濃度為2mol/L的硫酸跟過量的鋅片反應，為加快反應速率，又不影響生成的氫氣的總量，可采用的方法是（）A.加入適量的6mol/L的硫酸B.適當加熱C.加入適量蒸餾水D.加入適量的稀硝酸BB二、化學反應的限度科學研究表明，不少化學反應都具有可逆性，如：SO2+H2OH2SO3Cl2+H2OHCl+HClOH2+I22HI

正向反應逆向反應化學反應是有限度的，有些能進行地較徹底，有些反應是不徹底的，甚至是可逆的。N2+3H22NH32SO2+O22SO31、當一個可逆反應進行到正反應速率與逆反應速率相等時，反應物和生成物的濃度不再改變，達到表面上靜止的一種“平衡狀態”，這就是這個反應所能達到的限度。（1）在一定條件下的可逆反應里，當正反應速率與逆反應速率相等，反應物和生成物的濃度不再改變的狀態叫做“化學平衡狀態”。逆：化學平衡研究的對象是可逆反應。等：

v(正)＝v(逆)（是化學平衡狀態的本質）。動：是動態平衡，正、逆反應還在不斷進行，

正、逆反應速率相等，但不等于零。（2）化學平衡狀態的特征：逆、等、動、定、變。2、任何化學反應的進程都有一定的限度，只是不同反應的限度不同罷了。3、在可逆反應中，反應物不能按化學計量數之比完全轉化為生成物,因此,反應物的轉化率小于100％。如：濃度、溫度、壓強、催化劑等。5、化學反應的限度可以通過改變條件而改變。4、有些反應的可逆性很小，如Ag++Cl-=AgCl↓一般可視為不可逆反應。定：平衡時，各組分的濃度保持一定（是化學平衡狀態的外觀特征）。變：當外界條件發生改變時，則原平衡可能被破壞，各組分的濃度就會隨之發生變化，在新的一定條件下又會建立新的平衡狀態。如果改變影響化學平衡的一個條件，平衡將向著減弱這種改變的方向發生移動！！！反應速率v(正)v(逆)v(正)=v(逆)t1時間（t）0(1)0~t1：v(正)>v(逆)(2)t1以后：v(正)=v(逆)t1以后反應處于平衡狀態!什么是化學平衡呢？化學反應的限度2.化學平衡狀態：

指在一定條件下的可逆反應，正反應和逆反應的速率相等，反應混合物中各組分的濃度保持不變的狀態。一定條件下可逆反應如何理解V(正)＝V(逆)?例如，一定條件下，可逆反應N2＋3H22NH3，對該可逆反應，表示正、逆反應速率可以用N2或H2或NH3來表示：（1）單位時間內，有1molN2反應掉，同時有1molN2生成（2）單位時間內，有3molH2反應掉，同時有2molNH3反應掉（3）單位時間內，有1molN2生成，同時有2molNH3生成以上均表示V(正)＝V(逆)三、化學反應條件的控制P.48思考與交流1、在生產和生活中，人們希望促進有利的化學反應，抑制有害的化學反應，這就要通過控制反應條件來達到目的。2、提高燃料的燃燒效率的措施：（1）適當過量的空氣，燃料與空氣充分接觸；（2）充分利用燃燒放出的熱能，提高熱能的利用率。3、意義：可以通過控制反應條件，使化學反應符合或接近人們的期望。化學反應條件的控制定向爆破下面以“提高煤的燃燒效率”為例，分析研究化學反應條件的選擇。P491、煤被研得越細，粉末越小，與空氣中O2得接觸面積越大，燃燒越充分，反應速率越快。2、空氣充足，煤燃燒生成CO2越充分，放熱越多；若空氣不足，則煤燃燒部分生成CO，CO排到空氣中造成污染，且生成CO時，放出得熱量大大減少。3、應選擇保溫隔熱且耐熱的爐膛材料；盡管煤燃燒是放熱反應，但反應過程中煤燃燒需提供部分能量才能繼續，因此利用煤燃燒放出的部分熱量就可維持反應的繼續進行，選用保溫隔熱材料的目的，正是為了防止熱量散失。4、可將燃燒后的廢氣通過交換裝置，供其他方面使用。5、燃料不充分燃燒有何危害？（1）產生熱量少，浪費資源；（2）產生污染物，危害人體健康。6、燃料充分燃燒的條件是什么？燃料燃燒必須與空氣接觸，且要達到燃料的著火點，燃料充分燃燒要考慮兩點：一是燃燒時要有足夠多的空氣，二是燃料與空氣要有足夠大的接觸面積。控制化學反應條件的意義：對有利的或我們需要的化學反應，要想辦法增大反應速率以提高生產或工作效率，并要采取措施促進反應的完成程度以提高原料的利用率或轉化率；對有害的或我們不希望發生的化學反應，要設法降低反應速率。練習1、天然氣和液化石油氣燃燒的主要化學方程式依次為：CH4＋2O2→CO2＋2H2O，C3H8＋5O2→3CO2＋4H2O，現有一套以天然氣為燃料的灶具，今改用液化石油氣，應采用的正確措施是（）A、減少空氣進入量，增大石油氣進入量B、增大空氣進入量，減少石油氣進入量C、減少空氣進入量，減少石油氣進入量D、增大空氣進入量，增大石油氣進入量B2.面粉廠必須嚴禁煙火的主要原因是()A．防止火災發生B．防止污染面粉C．吸煙有害健康D．面粉顆粒極小，當其擴散在空氣中與空氣充分接觸，一旦引發反應，極易發生爆炸3.對于可逆反應M＋NQ達到平衡時，下列說法正確的是（）

A.M、N、Q三種物質的濃度一定相等B.M、N全部變成了QC.M、N、Q的濃度都保持不變D.反應已經停止DC4.在溶液中發生的反應，對反應速率不發生影響的因素是()A．溫度B．壓強

C．濃度D．催化劑5.在反應：C+CO22CO中，可使反應速率增大的措施是()①增大壓強②升高溫度③通入CO2④增加碳的量⑤降低壓強

A．①②③④B．②③④⑤C．①②③D．②③④BC6.在反應A(g)+3B(g)2C(g)中，若以物質A表示化學反應速率為0.2mol/(L·min)，則以物質B表示此反應的化學反應速率為

mol/(L·min)。

7.下列措施對增大反應速率明顯有效的是()A．Na與水反應時增大水的用量

B．Fe與稀硫酸反應制取H2