第3节化学反应的速率和限度(第1课时) 教学重点 化学反应速率概念;了解影响化学反应速率的因素。 教学难点 影响化学反应速率的因素 化学反应速率 1、定义:用单位时间内 物浓度的 或 物浓度的 来表示 2、计算公式:v=△C/△t 单位:mol/(L·s)mol/(L·min)mol/(L·h) ※注意:(1)现表示的化学反应速率是速率,同一反应用不同物质表示的化学反应速率数值可能不同,必 须注明物质。 (2)起始浓度与化学计量数比无关,但是浓度一定与 成比例 (3)同一反应各物质的反应速率之比等于之比 例如:2A(g)+3B(g)←C(g)+4D(g) 【例1】某一反应物的初始浓度是2摩尔/升,经过两分钟的反应,它的浓度变成了1.6摩尔/升,求该反应的 反应速率。 【例2】在一定条件下N2+3H2=2NH3的反应中,起始C(N2)为2mol/L,C(2)为5mol/L,反应到2分 钟时,测得C(NH3)为0.4mol/L. (1)分别用N2、H2、NH3表示反应速率 ;V(H2) V ( NH3) (2)反应到2分钟时C(N2)为 C(H2) 【例3】某温度时,2L容器中Ⅹ、Y、Z三种物质的量随时间的变化如图 所示。由图中数据分析,该反应的化学方程式为 0.2 反应开始至2min,Z的平均反应速率为: 时间 【例4】在2A+B=3C+4D的反应中,下列表示该反应的化反速率最快的是() A.V(A)=0.5mol/(L·s)B.V(B)=0.3mol/(L·s) C.V(C=0.8mol(CL·s)D.v(D)=1mol/(L·s) 练习 1反应2SO2+O2-2SO3经一段时间后,SO3的浓度增加了04mol·L,在这段时间内用O2表示的平均 反应速率为0.04mol(L·s),则这段时间为 A0Is B.2.5s 2已知反应A+3B=2C+D在某段时间内以A的浓度变化表示的化学反应的速率为1mol/(L·min),则此段时 间内以C的浓度变化表示的化学反应速率为 A.0.5mol/CL·min)B.lmol/L·min)C.2mol/(L·min)D.3mol/(L·min) 3.可逆反应A+3B=2C+2D,在各种不同的情况下的反应速率分别为 ①v(A)=0.15mol·Ll·s1②v(B)=0.6mol·Ll·s1 ③卩(C)=04mol·Ll·s④v(D)=045mol·Ll·s-1 该反应进行最快的是 B.②和③ D.①和④
第 3 节 化学反应的速率和限度（第 1 课时） 教学重点 化学反应速率概念；了解影响化学反应速率的因素。 教学难点 影响化学反应速率的因素 一、化学反应速率 1、定义：用单位时间内 物浓度的 或 物浓度的 来表示。 2、计算公式： v ＝△C / △t 单位: mol/(L•s ) mol/(L•min) mol/(L•h) ※注意：（1）现表示的化学反应速率是 速率，同一反应用不同物质表示的化学反应速率数值可能不同，必 须注明物质。 （2）起始浓度与化学计量数比无关，但是 浓度一定与 成比例。 （3）同一反应各物质的反应速率之比等于 之比。 例如：2A(g)+3B (g) C(g)+4D(g) ν(A):ν(B):ν(C):ν(D) = 【例 1】 某一反应物的初始浓度是 2 摩尔/升，经过两分钟的反应，它的浓度变成了 1.6 摩尔/升，求该反应的 反应速率。 【例 2】 在一定条件下 N2 + 3H2 2NH3 的反应中，起始 C(N2) 为 2mol/L，C(H2)为 5mol/L， 反应到 2 分 钟时，测得 C(NH3 )为 0.4mol/L. (1)分别用 N2 、 H2、 NH3 表示反应速率。 V(N2) == ；V(H2)=== ； V(NH3)=== 。 (2)反应到 2 分钟时 C(N2) 为_______ _， C(H2)_________ 。 【例 3】某温度时，2L 容器中 X、Y、Z 三种物质的量随时间的变化如图 所示。由图中数据分析，该反应的化学方程式为 ； 反应开始至 2min ，Z 的平均反应速率为 ： 【例 4】 在 2A + B = 3C + 4D 的反应中, 下列表示该反应的化反速率最快的是 （ ） A. V(A) = 0.5 mol/(L·s) B. V(B) = 0.3 mol/(L·s) C. V(C) = 0.8 mol/(L·s) D. V(D) = 1 mol/(L·s) 练习 1.反应 2SO2＋O2 2SO3 经一段时间后，SO3 的浓度增加了 0.4mol·L －1，在这段时间内用 O2 表示的平均 反应速率为 0.04 mol/(L·s)，则这段时间为 ( ) A.0.1s B.2.5s C.5s D.10s 2.已知反应 A＋3B＝2C＋D 在某段时间内以 A 的浓度变化表示的化学反应的速率为 1 mol/(L·min)，则此段时 间内以 C 的浓度变化表示的化学反应速率为 ( ) A.0.5 mol/(L·min) B.1 mol/(L·min) C.2 mol/(L·min) D.3 mol/(L·min) 3.可逆反应 A＋3B＝2C＋2D，在各种不同的情况下的反应速率分别为： ① v （A）＝0.15 mol·L －1·s －1 ② v （B）＝0.6 mol·L －1·s －1 ③ v （C）＝0.4 mol·L －1·s －1 ④ v （D）＝0.45 mol·L －1·s －1 该反应进行最快的是 （ ） A. ④ B. ②和③ C. ① D. ①和④
4.在一定条件下,mA+nB=pC的反应中,各物质的化学反应速率为v(A)=amol(L·s v(B)=0.5amol/(L·s),v(C)=amol/(Ls),则该反应的化学方程式为: 5.A和B反应生成C,假定反应由AB开始,它们的起始浓度均为1mol/L。反应进行2min后A的浓度为0.8mol/L, B的浓度为0.6mo/L,C的浓度为0.6mo/L。则2min内反应的平均速率 该反应的化学反应方程式为 【总结】对于同一反应,比较用不同反应物或生成物表示的反应速率大小时,要换算成同一物质表示的速 率,才能比较。 影响化学反应速率的因素 内因:由参加反应的物质的性质决定。 影响反应速率的因素 外因:浓度、温度、压强、催化剂、其它因素。 (1)浓度:其它条件不变时,增大反应物浓度,可以 反应速率。 注意:“浓度”是指“溶液中溶质的浓度”或“气体的浓度”:固体和纯液体的浓度可看成是一常数。对 固体,反应速率与其表面积大小有关,固体的颗粒度越小(表面积越大,则反应速率越 【例题5】在温度不变时,恒容的容器中进行反应H2=2H;△H>0,若反应浓度由0.lmo降到0.06moL 需要20s,那么由0.06mo几降到0.036molL,所需时间为() A.10s C.大于12s D小于12s (2)温度:其它条件不变时,升高温度可以反应速率;降低温度可以_反应速率。 【实验2-5】在两支大小相同的试管中各装入2~3m约5%的HO2溶液,分别加入1~2滴 lmol·L-的FeCl3溶液。待试管中均有适量气泡出现时,将一支放入盛有5℃左右冷水的烧 杯中,另将一支放入盛有40℃左右热水的烧杯中,观察现象并对比。待放热水烧杯中的试 管里出现大量气泡时,用带火星的火柴梗检验放出的气体。 热水中 产生大量气泡 产生气泡 冷水中 产生少量气泡 [例6]把除去氧化膜的镁条放入盛有一定浓度的稀盐酸的试管中,发现H2的生成速率v随时 间t的变化关系如图 其中0~t1速率变化的原因是 t1~t2速率变化的原因是 (3)压强:对于有气体参加的反应,其它条件不变时,增大压强可以反应速率;减小压强,可以化学反 应速率 解释:在温度、气体的物质的量不变时,增大压强,必缩小容器一一引起气体的浓度增大,所以,反应速 率加快。 (4)催化剂:选择适当的催化剂可以成千上万倍的加快反应速率。 催化剂”能_反应速率,而在反应前后本身的 性质不发生变化
4. 在一定条件下，mA + nB = pC 的反应中，各物质的化学反应速率为 v (A)=amol/(L·s), v (B)=0.5amol/(L·s), v (C)=amol/(L·s),则该反应的化学方程式为： 。 5. A和 B 反应生成 C，假定反应由 A、B 开始，它们的起始浓度均为 1mol/L。反应进行 2min后 A 的浓度为 0.8mol/L， B 的浓度为 0.6mol/L，C 的浓度为 0.6mol/L。则 2min 内反应的平均速率 v A=________，v B=________，v C=________。该反应的化学反应方程式为_______________。 【总结】 对于同一反应，比较用不同反应物或生成物表示的反应速率大小时，要换算成同一物质表示的速 率，才能比较。 3．影响化学反应速率的因素 内因：由参加反应的物质的性质决定。 影响反应速率的因素有 外因：浓度、温度、压强、催化剂、其它因素。 （1）浓度：其它条件不变时，增大反应物浓度，可以 反应速率。 注意：“浓度”是指“溶液中溶质的浓度”或 “气体的浓度”；固体和纯液体的浓度可看成是一常数。对 固体，反应速率与其表面积大小有关，固体的颗粒度越小（表面积越大，则反应速率越 。 【例题 5】在温度不变时，恒容的容器中进行反应 H2 2H；△H＞0，若反应浓度由 0.1mol/L 降到 0.06mol/L 需要 20s，那么由 0.06mol/L 降到 0.036mol/L，所需时间为 （ ） A.10s B.12s C.大于 12s D.小于 12s （2）温度：其它条件不变时，升高温度可以 反应速率；降低温度可以 反应速率。 【实验 2—5】在两支大小相同的试管中各装入 2～3mL 约 5%的 H2O2 溶液，分别加入 1～2 滴 1mol·L－1 的 FeCl3 溶液。待试管中均有适量气泡出现时，将一支放入盛有 5℃左右冷水的烧 杯中，另将一支放入盛有 40℃左右热水的烧杯中，观察现象并对比。待放热水烧杯中的试 管里出现大量气泡时，用带火星的火柴梗检验放出的气体。 [例 6]把除去氧化膜的镁条放入盛有一定浓度的稀盐酸的试管中，发现 H2 的生成速率 v 随时 间 t 的变化关系如图， 其中 0 ～ t1 速率变化的原因是 ； t1～t2 速率变化的原因是 。 （3）压强：对于有气体参加的反应，其它条件不变时，增大压强可以 反应速率；减小压强，可以 化学反 应速率。 解释：在温度、气体的物质的量不变时，增大压强，必缩小容器——引起气体的浓度增大，所以，反应速 率加快。 （4）催化剂：选择适当的催化剂可以成千上万倍的加快反应速率。 “催化剂”：能 反应速率，而在反应前后本身的 和 性质不发生变化。 现 象 结 论 热 水 中 产生大量气泡 常 温 产生气泡 冷 水 中 产生少量气泡
【实验2—-6】在3支大小相同的试管中各装入2~3mL约5%的H2O2溶液,再向其中两支试管中分别加入少量 MnO2粉末、1~2滴lmol· L FeCI溶液。对比观察 象 结 加入MnO2 产生大量气泡 加入FeCl3溶液 产生大量气泡 不加其它试剂 产生少量气泡 5)其他:如:固体的表面积(颗粒度)、激光、射线、超声波、紫外线、溶剂等 (6)惰性气体对反应速率的影响: ①恒温恒容,加入惰性气体(或不参加反应的气体),容器P增大,但各物质C不变,ⅴ不变。 ②恒温恒压,加入惰性气体(或不参加反应的气体),容器Ⅴ增大,各物质C减小,v减小 练习:对于反应:2SO2+O2==2SO3,当其他条件不变时,只改变一个条件,将生成SO3的反应速率的变 化填入下表格里(填“增大”、“减小”或“不变”)。 编号 改变的条件 生成的SO3的速率 升高温度 降低温度 增大O2的浓度 使用催化剂 压缩体积 恒容下充入Ne 【随堂练习】 1.下列措施肯定能使化学反应速率增大的是 A.增大反应物的量B增大压强 C.升高温度 D使用催化剂 2NaS2O3溶液跟稀H2SO4反应的化学方方程式为:Na2S2O3+HSO4=Na2SO4+SO2+S↓+H2O。 下列各组实验中,溶液中最先变浑浊的是( 反应 反应物 H,O Na,?o H,sO V(ml)C(mol-L")V()C(mol-L")I(ml) 10 10 555 0.1 0.1 5 0.1 匚D35025 0210 3.下列条件一定能使反应速率加快的是 ①增加反应物的物质的量②升高温度③缩小反应容器的体积④加入生成物⑤加入MnO A.全部 B.①②⑤
【实验 2—6】在 3 支大小相同的试管中各装入 2～3mL 约 5%的 H2O2 溶液，再向其中两支试管中分别加入少量 MnO2 粉末、1～2 滴 1mol·L －1 FeCl3 溶液。对比观察。 现 象 结 论 加入 MnO2 产生大量气泡 加入 FeCl3 溶液 产生大量气泡 不加其它试剂 产生少量气泡 （5）其他：如：固体的表面积（颗粒度）、激光、射线、超声波、紫外线、溶剂等。 （6）惰性气体对反应速率的影响： ①恒温恒容，加入惰性气体（或不参加反应的气体），容器 P 增大，但各物质 C 不变，v 不变。 ②恒温恒压，加入惰性气体（或不参加反应的气体），容器 V 增大，各物质 C 减小，v 减小。 练习：对于反应：2SO2＋O2 2SO3，当其他条件不变时，只改变一个条件，将生成 SO3 的反应速率的变 化填入下表格里（填“增大”、“减小”或“不变”）。 编号 改变的条件 生成的 SO3 的速率 ① 升高温度 ② 降低温度 ③ 增大 O2 的浓度 ④ 使用催化剂 ⑤ 压缩体积 ⑥ 恒容下充入 Ne 【随堂练习】 1.下列措施肯定能使化学反应速率增大的是-------------------------------------------------------（ ） A.增大反应物的量 B.增大压强 C.升高温度 D.使用催化剂 2.Na2S2O3 溶液跟稀 H2SO4 反应的化学方方程式为： Na 2S2O3 + H2SO4 = Na 2SO4 + SO2 + S +H2O 。 下列各组实验中，溶液中最先变浑浊的是（ ） 反应 反 应 物 H2O 温度 Na2S2O3 H2SO4 V ℃ V(ml) C(molL －1 ) V(ml) C(molL －1 ) （ml） A 10 5 0.1 10 0.1 5 B 10 5 0.1 5 0.1 10 C 30 5 0.1 5 0.1 10 D 30 5 0.2 5 0.2 10 3.下列条件一定能使反应速率加快的是 （ ） ①增加反应物的物质的量 ②升高温度 ③缩小反应容器的体积 ④加入生成物 ⑤加入 MnO2 A．全部 B．①②⑤ C．② D．②③
4反应4NH1(气)+5O2(气)=4NO(气)+6H2O气)在2L的密闭容器中进行,1分钟后NH减少了0.12mol 则平均每秒钟变化正确的是 A. NO: 0.001 mol- L I B. H,O: 0.002 mol-L I C. NH3: 0.002 mol-L D.O2:0.00125molL1 5在N2+3H2e2NH3的反应中,经过一段时间后,NH3的浓度增加了0.6moL,在此时间内用NH表示的 反应速率为0.30molL-。则此一段时间是 A.1秒 B.2秒 C.0.44秒 D.1.33秒 6在其它条件不变时,10℃时以某物质表示的反应速率为3molL1,已知温度每升高10℃反应速率是原来的 2倍,则温度为50℃时,该反应的速率为 A. 48 mol-L I B. 36 mol-L I C. 24 mol L I D. 12 mol-L I 7.在2N2O5==4NO2+O2反应中,N2O3的起始浓度为2.1molL-1,经100秒钟后,N2的浓度为1.95moL-,则 反应速率:VNo 某反应的速率,当温度每升高10℃增快为原来的2倍,如果温度由100℃降到50℃,则该反应的速率约为原 来的 倍 9.在某一密闭容器中有A、B两种气体,开始时浓度分别为 a mol-L-l、 b mol L,A跟B反应生成C,反应方 程式为:A+2B=3Ct秒末时,用C表示的反应速率为 d mol L·s-,则此时B的浓度为 第3节化学反应的速率和限度(第2课时) 教学重点 化学反应速率概念;了解影响化学反应速率的因素。 教学难点 化学反应限度概念;了解影响化学反应限度的因素 教学难点:化学反应限度的本质原因及外部特征。 化学反应的限度 (一)可逆反应 l、定义:在同一条件下,同时向正、反两个方向进行的反应 2、特点: (1)向两个相反的方向进行的两个化学反应,在相同的条件下同时进行、共存,两个化学反应构成了一个对
4.反应 4NH ( ) 5O ( ) 4NO( ) 6H O( ) 3 气 + 2 气 = 气 + 2 气 在2L的密闭容器中进行，1分钟后，NH3减少了0.12mol， 则平均每秒钟变化正确的是 （ ） A．NO：0.001 molL －1 B．H2O：0.002 molL －1 C．NH3：0.002 molL －1 D．O2：0.00125 molL －1 5.在 N2 + 3H2 2NH3 的反应中，经过一段时间后，NH3 的浓度增加了 0.6 molL －1 ,在此时间内用 NH3 表示的 反应速率为 0.30 molL －1。则此一段时间是 （ ） A．1 秒 B．2 秒 C．0.44 秒 D．1.33 秒 6.在其它条件不变时，10℃时以某物质表 示的反应速率为 3 molL －1 ，已知温度每升高 10℃反应速率是原来的 2 倍，则温度为 50℃时，该反应的速率为 （ ） A．48 molL －1 B．36 molL －1 C．24 molL －1 D．12 molL －1 7.在 2N2O5 == 4NO2 + O2 反应中，N2O5 的起始浓度为 2.1 molL －1，经 100 秒钟后，N2O5 的浓度为 1.95 molL －1，则 反应速率： vN2O5 == . 8.某反应的速率，当温度每升高 10℃增快为原来的 2 倍，如果温度由 100℃降到 50℃，则该反应的速率约为原 来的 倍。 9.在某一密闭容器中有 A、B 两种气体， 开始时浓度分别为 a molL －1、b molL －1， A 跟 B 反应生成 C， 反应方 程式为： A + 2B 3C t 秒末时， 用 C 表示的反应速率为 d molL －1·S －1，则此时 B 的浓度为 。 第 3 节 化学反应的速率和限度（第 2 课时） 教学重点 化学反应速率概念；了解影响化学反应速率的因素。 教学难点 化学反应限度概念；了解影响化学反应限度的因素。 教学难点：化学反应限度的本质原因及外部特征。 二、化学反应的限度 （一）可逆反应： 1、定义：在同一条件下，同时向正、反两个方向进行的反应 2、特点： （1）向两个相反的方向进行的两个化学反应，在相同的条件下同时进行、共存，两个化学反应构成了一个对
立的统一体 (2)符号:“ (3)通常从左向右的反应称为反应,从右向左的反应称为反应 (4)在反应体系中,与化学反应有关的各种物质浓度 (二)化学反应限度 1、定义:.当一个 反应进行到正向反应速率与逆向反应速率相等时,反应物和生成物的浓度 达到表 的一种“状态”,这就是这个反应所能达到的限度;此时这个状态就叫做 状态 反应开始:U正>U逆 反应过程中:U逐渐 反应率 反应物浓度 生成物浓度 平衡时:D正=U:各组分的浓度变化 vL正》 2.化学平衡的特征 定:各组分的一定 变:如果外界条件的改变,原有的化学平衡状态 平衡 【例1】.在可逆反应体系2SO(g)+O2(g)=2SO3(g)加入1O2后,哪些物质中会含有1O? 3影响化学平衡的条件:(催化剂不影响化学平衡) (1)浓度:增大反应物的浓度或减少生成物的浓度,平衡向反应方向移动 减少反应物的浓度或增大生成物的浓度,平衡向反应方向移动 (2)温度:升高温度平衡向 反应方向移动 降低温度平衡向 反应方向移动。 (3)压强:(只对于有 且反应前后 增大压强平衡向 的方向移动: 减小压强平衡向 的方向移动。 (三)化学反应条件的控制 促进有利的化学反应:提高反应物的转化率即原料的利率、加快 在生产和生活中 反应速率等。 抑制有害的化学反应:减慢速率、减少或消除有害物质的产生,控制副反应的发生等 这就涉及到反应条件的控制。通过控制反应条件,可以改变反应速率(加快或减慢):也可以在一定程度 上改变一个化学反应的限度,使可逆反应朝着有利于人们需要的方向进行。 【应用】工业上合成氨的生产中:既要考虑反应的速率也要考虑反应所能达到的限度。二者兼顾,通过控制反 应器的温度和压强,使反应既快又能达到较大的限度 催化剂 合成氨的反应 N2+3H2 温高压2NH3 反应特点:正反应是放热反应、气体总体积缩小的反应 控制条件 速率快:高温有利 (1)温度 生产中二者兼顾,选择适宜的温度(约500℃) 反应限度:低温有利 速率快:高压有利 (2)压强 生产中采用中压法(20~50Mpa) 反应限度:高压有利 (3)催化剂:还原铁粉为主体的多成分催化剂
立的统一体。 （2）符号：“ ”号 （3）通常从左向右的反应称为 反应，从右向左的反应称为 反应； （4）在反应体系中，与化学反应有关的各种物质浓度 。 （二）化学反应限度 1、定义：. 当一个 反应进行到正向反应速率与逆向反应速率 相等 时，反应物和生成物的浓度_ _， 达到表 的一种“_状态_”，这就是这个反应所能达到的限度；此时这个状态就叫做 状态。 反 应 开始： υ正 > υ逆 反应过程中：υ正逐渐 ，υ逆逐渐 ； 反应物浓度 ，生成物浓度 ； 平 衡 时：υ正 ==υ逆；各组分的浓度 变化。 2.化学平衡的特征： 等： ＝ ； 定：各组分的 一定 ； 动： 平衡 。 变：如果外界条件的改变，原有的化学平衡状态 ，平衡 。 【例 1】．在可逆反应体系 2SO2(g)+O2(g) 2SO3(g)加入 18O2 后，哪些物质中会含有 18O？ 3.影响化学平衡的条件：（催化剂不影响化学平衡） （1）浓度：增大反应物的浓度或减少生成物的浓度 ，平衡向 反应方向移动； 减少反应物的浓度或增大生成物的浓度 ，平衡向 反应方向移动。 （2）温度：升高温度平衡向 反应方向移动； 降低温度平衡向 反应方向移动。 （3）压强：（只对于有 且反应前后 ） 增大压强平衡向 的方向移动 ； 减小压强平衡向 的方向移动 。 （三）化学反应条件的控制 促进有利的化学反应：提高反应物的转化率即原料的利率、加快 在生产和生活中 反应速率等。 抑制有害的化学反应：减慢速率、减少或消除有害物质的产生，控制副反应的发生等 这就涉及到反应条件的控制。通过控制反应条件，可以改变反应速率（加快或减慢）；也可以在一定程度 上改变一个化学反应的限度，使可逆反应朝着有利于人们需要的方向进行。 【应用】工业上合成氨的生产中：既要考虑反应的速率也要考虑反应所能达到的限度。二者兼顾，通过控制反 应器的温度和压强，使反应既快又能达到较大的限度。 合成氨的反应： N2 ＋3H2 催化剂 高温高压 2NH3 反 应 特 点：正反应是放热反应、气体总体积缩小的反应 控 制 条 件: 速 率 快：高温有利 （1）温度 生产中二者兼顾，选择适宜的温度（约 500℃） 反应限度: 低温有利 速 率 快：高压有利 （2）压强 生产中采用中压法（20～50Mpa） 反应限度：高压有利 （3）催化剂：还原铁粉为主体的多成分催化剂