1、专题2化学反应与能量转化 第一单元化学反应速率与反应限度第1课时化学反应的速率演示实验1取两支试管，分别加入取两支试管，分别加入5mL0.1molL-1的的盐酸盐酸，将，将两只事先分别装有两只事先分别装有Na2CO3、NaHCO3粉末的气球套在试粉末的气球套在试管口上，同时将气球里的粉末倒入试管中。观察现象。管口上，同时将气球里的粉末倒入试管中。观察现象。现象：现象：装有装有NaHCO3粉末的气球先膨胀。粉末的气球先膨胀。一、化学反应速率1 1、定义、定义 化学反应速率就是用来衡量化学反应进行的化学反应速率就是用来衡量化学反应进行的快慢快慢。2 2、表示方法、表示方法 化学反应速率可以用单位时
2、间内化学反应速率可以用单位时间内反应物反应物浓度浓度的的减少减少或或生成物浓度生成物浓度的的增加增加来表示。来表示。3 3、公式、公式4 4、单位、单位练习 向向4 4L容器中充入容器中充入0.70.7mol SO2和和0.40.4mol O2，4 4s末测得剩余末测得剩余SO2是是0.30.3mol,求求SO2的平均反应速率。的平均反应速率。反应中各物质的反应中各物质的速率比速率比=各物质的各物质的化学计量数比化学计量数比 对于反应对于反应 aA+bB=cC+dD 有有 v(A):v(B):v(C):v(D)=a:b:c:d注意：注意：在计算化学反应速率时要在计算化学反应速率时要标明标明是是
3、哪一种物质哪一种物质的的反应速率。因为用不同物质标明的反应速率。因为用不同物质标明的速率大小速率大小不同，不同，但它们的比但它们的比与系数比成正比与系数比成正比。要比较同一反应在不同时间内反应速率的大小，要比较同一反应在不同时间内反应速率的大小，必须用必须用同一种物质同一种物质来比较。来比较。5、内因、内因 化学反应的速率化学反应的速率首先首先取决于取决于反应物本反应物本身的身的性性质，即质，即内因。内因。二、外界条件对化学反应速率的影响1、温度2、催化剂3、浓度4、压强 此外，反应物接触面积的大小、固体反应物此外，反应物接触面积的大小、固体反应物的颗粒大小、光、超声波、溶剂的性质等因素对的颗
4、粒大小、光、超声波、溶剂的性质等因素对反应速率也有影响。反应速率也有影响。演示实验 取两支大试管，各加入取两支大试管，各加入5mL4%的过氧化氢的过氧化氢溶液（即双氧水），再向试管中分别滴入几滴洗溶液（即双氧水），再向试管中分别滴入几滴洗涤剂，将其中一支试管放入盛有热水的烧杯中，涤剂，将其中一支试管放入盛有热水的烧杯中，观察并比较两支试管中发生的变化。观察并比较两支试管中发生的变化。现象：现象：放入热水的那支试管中气泡产生的速放入热水的那支试管中气泡产生的速 率快。率快。结论：结论：说明说明加热加热能能加快加快反应的速率。反应的速率。演示实验 取两支大试管，各加入取两支大试管，各加入5mL4%
5、的过氧化氢的过氧化氢溶液（即双氧水），再分别滴入几滴洗涤剂，用溶液（即双氧水），再分别滴入几滴洗涤剂，用药匙向其中一支试管中加入少量的二氧化锰粉末，药匙向其中一支试管中加入少量的二氧化锰粉末，观察发生的变化。观察发生的变化。现象：现象：加入少量二氧化锰的那支试管中气泡加入少量二氧化锰的那支试管中气泡 产生的速率快。产生的速率快。结论：结论：说明说明使用催化剂使用催化剂能能加快加快反应的速率。反应的速率。演示实验 取两支试管，往其中一支试管中加入取两支试管，往其中一支试管中加入5mL的的稀盐酸，往另外一支试管中加入稀盐酸，往另外一支试管中加入5mL的浓盐酸，的浓盐酸，再分别加入少量的锌粒，观察气
6、泡生成的快慢。再分别加入少量的锌粒，观察气泡生成的快慢。现象：现象：加入浓盐酸的那支试管中气泡产生的速加入浓盐酸的那支试管中气泡产生的速率快。率快。结论：结论：说明说明增大反应物的浓度增大反应物的浓度能能加快加快反应反应的速率。的速率。问题解决1.1.氢气能在氧气中安静地燃烧，点燃氢气和氧气的混合氢气能在氧气中安静地燃烧，点燃氢气和氧气的混合气体为什么会发生爆炸？气体为什么会发生爆炸？氢气能在氧气中安静地燃烧是由于其相氢气能在氧气中安静地燃烧是由于其相互接触发生反应的分子少，而氢气和氧气互接触发生反应的分子少，而氢气和氧气的混合气体点燃时，由于氢气、氧气分子的混合气体点燃时，由于氢气、氧气分子
7、充分接触充分接触，反应迅速反应迅速，放放出大量的出大量的热热，而，而使气体使气体体积体积突然突然膨胀膨胀，所以会爆炸。，所以会爆炸。2.燃烧含硫矿石(如黄铁矿)制备SO2气体 时，要把矿石粉碎成颗粒状，在沸腾炉内鼓入强大空气流，把矿粒吹得剧烈翻腾。把把矿石粉碎成颗粒状是为了矿石粉碎成颗粒状是为了减小固体反应物的颗粒减小固体反应物的颗粒大小大小；在沸腾炉内鼓入强大空气流，把矿粒吹得剧烈翻；在沸腾炉内鼓入强大空气流，把矿粒吹得剧烈翻腾，是为了腾，是为了扩大矿石与空气的接触面积扩大矿石与空气的接触面积，这些都可以，这些都可以加加快化学反应速率快化学反应速率。3.一小块白磷露置于空气中，一段时间后会突
8、然燃烧。白磷在空气中首先发生反应：白磷在空气中首先发生反应：P4+5O2=2P2O5 该反应是该反应是放热反应放热反应，当反应进行到一定程度，当反应进行到一定程度，温度温度升高升高，反应速率加快反应速率加快，所以过一段时间后会突然燃，所以过一段时间后会突然燃烧。烧。练习 反应反应4NH3(g)+5O2(g)=4NO(g)+6H2O(g)在在10L密闭容密闭容器中进行，半分钟后，水蒸气的物质的量器中进行，半分钟后，水蒸气的物质的量增加了增加了0.45mol，则此反应的平均速率，则此反应的平均速率v(x)可表示为：（可表示为：（）A.v(NH3)=0.010mol(Ls)-1 B.v(O2)=0.
9、010mol(Ls)-1 C.v(NO)=0.010mol(Ls)-1 D.v(H2O)=0.010mol(Ls)-1C哈伯之歌 高温、高压高温、高压N2 +3H2 2NH 3催化剂催化剂是哈伯发明了催化剂得以利用空气中无穷的氮：他用铁屑固定氮气，使成吨的氨和化肥从德国工厂源源涌出【联想联想质疑质疑】该反应转化程度如何？该反应转化程度如何？2Na+2H2O2NaOH+H2Cl2+H2O HCl+HClO观察与发现观察与发现请分析：从反应进行请分析：从反应进行的程度上比较这两个的程度上比较这两个反应有何不同？反应有何不同？你知道的化学反应中：你知道的化学反应中：哪些反应是类似于哪些反应是类似于
10、2Na+2H2O=2NaOH+H2 哪些反应是类似于哪些反应是类似于 交流与讨论交流与讨论Cl2+H2O HCl+HClO活动与探究活动与探究 2Fe 2Fe3+3+2I+2I-=2Fe=2Fe2+2+I+I2 2 你认为这个反应能完全进行吗？你能通你认为这个反应能完全进行吗？你能通过实验验证你的观点吗？过实验验证你的观点吗？实验实验现象现象 结论结论 FeCl3溶液与稍溶液与稍过量过量KI溶液反应溶液反应 在反应的溶液在反应的溶液中加入中加入CCl4，振荡、，振荡、静置静置取的上层清液，取的上层清液，滴加滴加KSCN溶液溶液2Fe3+2I-2Fe+I2有有Fe3剩余剩余棕黄色变深棕黄色变深出
11、现分层现象，出现分层现象，下层为紫红色下层为紫红色溶液变为血红色溶液变为血红色有碘单质生成有碘单质生成可逆反应可逆反应（1）定义：在相同条件下同时向正、反两个方向进行的反应。定义：在相同条件下同时向正、反两个方向进行的反应。（2）正反应：从左到右进行的反应）正反应：从左到右进行的反应（3）逆反应：从右到左进行的反应）逆反应：从右到左进行的反应可逆反应用可逆反应用“”表示表示事实上事实上,相当多的化学反应都是可逆反应相当多的化学反应都是可逆反应,只不过有的可逆性较弱只不过有的可逆性较弱,有的可逆性很强有的可逆性很强.常见的典型的可逆反应有常见的典型的可逆反应有:N2+3H2 2NH3催化剂催化剂
12、高温高压高温高压2SO2+O2 2SO3催化剂催化剂高温高温2NO2 N2O4H2+I2(g)2HI加热加热20下列对可逆反应的认识正确的是（下列对可逆反应的认识正确的是（）A、SO2+Br2+2H2O=H2SO4+2HBr与与 2HBr+H2SO4（浓）（浓）=Br2+SO2+2H2O互为可逆反应互为可逆反应B、既能向正反应方向进行，又能向逆反应方向进行的反应、既能向正反应方向进行，又能向逆反应方向进行的反应叫可逆反应叫可逆反应C、在同一条件下，同时向正、逆两个方向进行的反应叫可、在同一条件下，同时向正、逆两个方向进行的反应叫可逆反应逆反应 D、在一定条件下、在一定条件下SO2被氧化成被氧化
13、成SO3的反应是可逆反应的反应是可逆反应特点：可逆反应不可能完全进行到底CD21拔河拔河比赛与我们现在所学的比赛与我们现在所学的“可逆反应可逆反应”两者有无相通之处呢？两者有无相通之处呢？3H2(g)+N2(g)2NH3(g)正向反应正向反应逆向反应逆向反应分析：分析：（1）当反应刚开始时，反应物和生成物的浓）当反应刚开始时，反应物和生成物的浓 度哪个大？度哪个大？（2）当反应刚开始时，正反应与逆反应哪个）当反应刚开始时，正反应与逆反应哪个 反应速率大？反应速率大？（3）随着反应的进行，反应物和生成物浓度）随着反应的进行，反应物和生成物浓度 如何变化？如何变化？（4）随着反应的进行，）随着反应
14、的进行，v(正正)与与v(逆逆)怎样变化？怎样变化？在密闭容器中加入在密闭容器中加入3molH2和和1mol N2发生反应发生反应（5）反应进行到什么时候会）反应进行到什么时候会“停止停止”？当正反应速率与逆反应速率相等时当正反应速率与逆反应速率相等时（6）此时，反应物和生成物浓度如何变化？）此时，反应物和生成物浓度如何变化？反应物和生成物浓度均不再改变反应物和生成物浓度均不再改变（7）给这个状态命名）给这个状态命名平衡状态平衡状态（8）反应真的停止了吗？）反应真的停止了吗？处于动态平衡处于动态平衡化学平衡状态可逆反应在一定条件下进行到一定程可逆反应在一定条件下进行到一定程度时，正反应速率和逆
15、反应速率相等，度时，正反应速率和逆反应速率相等，反应物和生成物的浓度不再发生变化，反应物和生成物的浓度不再发生变化，反应达到化学平衡状态。反应达到化学平衡状态。化学平衡状态的特征化学平衡状态的特征逆逆等等动动定定变变可逆反应可逆反应（正）（正）=（逆）（逆）0动态平衡动态平衡各组分含量一定，体积一定时，浓度就一定各组分含量一定，体积一定时，浓度就一定浓度、温度、压强改变化学平衡即发生移动浓度、温度、压强改变化学平衡即发生移动同同反应物生成物同时进行反应反应物生成物同时进行反应如何理解如何理解V(正正)V(逆逆)?例如，一定条件下，可逆反应例如，一定条件下，可逆反应N23H2 2NH3，对该可逆
16、反应，表示正、逆反应速率可以用对该可逆反应，表示正、逆反应速率可以用N2或或H2或或NH3来表示：来表示：（1）单位时间内，有）单位时间内，有1molN2反应掉，同时有反应掉，同时有1molN2生成生成（2）单位时间内，有）单位时间内，有3molH2反应掉，同时有反应掉，同时有2molNH3反应掉反应掉（3）单位时间内，有）单位时间内，有1molN2生成，同时有生成，同时有2molNH3生成生成以上均表示以上均表示V(正正)V(逆逆)反应速率反应速率v(正正)v(逆逆)v(正正)=v(逆逆)t1时间（时间（t）0(1)0t1：v(正正)v(逆逆)(2)t1以后：以后：v(正正)=v(逆逆)t1
17、以后反应处于平以后反应处于平衡状态衡状态!时间时间反应物浓度反应物浓度 生成物浓度生成物浓度 正反应速率正反应速率 逆反应速率逆反应速率t0时时t0t1间间t1时时图象分析图象分析最大最大最小最小最大最大最小最小逐渐减小逐渐减小逐渐减小逐渐减小逐渐增大逐渐增大逐渐增大逐渐增大达到最小值，达到最小值，不再变化不再变化达到最大值，达到最大值，不再变化不再变化正反应速率正反应速率逆反应速率逆反应速率 0N2+3H2 2NH3反应反应速率速率v(正正)v(逆逆)v(正正)=v(逆逆)t1时间（时间（t）t t0 0化学平衡状态的判断：化学平衡状态的判断：2NO2(g)N2O4(g)I2(g)+H2(g
18、)2HI(g)V正正=V逆逆各组分的各组分的 浓度一定浓度一定压强一定压强一定温度一定温度一定密度一定密度一定混合气体混合气体 平均式平均式量量体系的颜色不变体系的颜色不变平衡平衡平衡平衡平衡平衡平衡平衡平衡平衡平衡平衡不一定平衡不一定平衡平衡平衡平衡平衡不一定平衡不一定平衡不一定平衡不一定平衡平衡平衡不一定平衡不一定平衡平衡平衡在等温等容条件下，该可逆在等温等容条件下，该可逆反应从开始反应到平衡状态，反应从开始反应到平衡状态，压强都不变压强都不变任何化学反应都伴随着任何化学反应都伴随着能量变化能量变化等温等容：不可以等温等容：不可以等温等压：等温等压：可可 以以 该可逆反应从开始反应到平该可
19、逆反应从开始反应到平衡状态，密度都不变衡状态，密度都不变 该可逆反应从开始反应到平该可逆反应从开始反应到平衡状态，平均式量都不变衡状态，平均式量都不变 30A、1个NN键断裂的同时，有3个H-H键形成 B、1个NN键断裂的同时，有3个H-H键断裂C、1个NN键断裂的同时，有6个N-H键形成 D、1个NN键断裂的同时，有6个N-H键断裂 例1、下列那种说法可以证明反应：N2+3H2 2NH3已达到平衡状态 （）ADA、C生成的速率与分解的速率相生成的速率与分解的速率相 等等B、A、B、C的浓度不在发生变化的浓度不在发生变化C、单位时间内，生成、单位时间内，生成nmolA，同时生成，同时生成 3n
20、molBD、A、B、C的分子数之比为的分子数之比为1：3：2AB例例2、在一定温度下，可逆反应、在一定温度下，可逆反应A+3B 2C达到平衡状态的标志是（达到平衡状态的标志是（）3 3、一定温度下、一定温度下.密闭容器内密闭容器内2NO2NO2 2 2NO+O2NO+O2 2 达到平达到平衡的标志是（衡的标志是（）A.A.单位时间内生成单位时间内生成n molOn molO2 2，同时生成，同时生成2n molNO2n molNO2 2B.B.单位时间内生成单位时间内生成n molOn molO2 2，同时生成，同时生成2n molNO2n molNOC.C.用用NONO2.2.NO.ONO.
21、O2 2表示的反应速率之比为表示的反应速率之比为2:2:12:2:1D.D.混合物的颜色不再改变混合物的颜色不再改变AD4 4、在一定条件下，某容器中充入、在一定条件下，某容器中充入N N2 2和和H H2 2合成合成NHNH3 3,以下以下叙述错误的是叙述错误的是 （）A.A.开始反应时，正反应速率最大，逆反应速率为零开始反应时，正反应速率最大，逆反应速率为零 B.B.随着反应的进行，正反应速率逐渐减小，最后减随着反应的进行，正反应速率逐渐减小，最后减小为零小为零 C.C.随着反应的进行逆反应速率逐渐增大，最后保持随着反应的进行逆反应速率逐渐增大，最后保持恒定恒定 D.D.随着反应的进行，正
22、反应速率逐渐减小，最后与随着反应的进行，正反应速率逐渐减小，最后与逆反应速率相等且都保持恒定逆反应速率相等且都保持恒定B5.对化学反应限度的叙述，错误的是对化学反应限度的叙述，错误的是 （）A任何可逆反应都有一定的限度任何可逆反应都有一定的限度 B化学反应达到限度时，正逆反应速率相等化学反应达到限度时，正逆反应速率相等 C化学反应的限度与时间的长短无关化学反应的限度与时间的长短无关 D化学反应的限度是不可改变的化学反应的限度是不可改变的D6.N2+3H2 2NH3 反应达到平衡时，下列说法正确反应达到平衡时，下列说法正确 的的是是（）A.N2和和H2不再化合了不再化合了 B.N2、H2、NH3的浓度相等的浓度相等C.平衡建立前体系的总质量在不断变化而平衡建立后平衡建立前体系的总质量在不断变化而平衡建立后 体系的总质量就不再变了体系的总质量就不再变了 D.N2、H2、NH3的浓度保持不变的浓度保持不变D
