資源簡介

(共54張PPT)
第2章
化學鍵 化學反應與能量
第3節 化學反應的快慢和限度
通過前面的學習，我們已經認識了許多化學反應。在觀察化學反應的過程中，你是否注意到化學反應進行的快慢和程度有所不同 生產實踐和科學研究中的大量事實說明，對于化學反應，我們不僅要關注反應過程中的物質變化和能量變化，
還要對化學反應的快慢和限度進行研究，這樣才能使化學反應更好地服務于人類的需要，
化學反應的快慢
有的化學反應進行得很快，幾乎瞬間即可完成，如產生美麗焰火的反應;有的化學反應進行得比較緩慢，如金屬銅銹蝕的反應;還有一些化學反應則進行得極其緩慢，如塑料的降解反應。人們用化學反應速率(chemical reaction rate)來描述化學反應的快慢。
對于在體積固定的容器中進行的化學反應
aA+bB=======cC +dD 來說，其化學反應速率可用單位時間某反應物濃度的減少量（ 絕對值 ）或某生成物濃度的增加量來表示。
例如，以反應物 A 來表示，反應的化學反應速率為：
以生成物 D 來表示，反應的化學反應速率為：
化學反應的快慢受反應溫度、反應物濃度等條件的影響。例如，把食物放在冰箱里保存，可以延緩食物腐敗和變質的過程;用H2O2溶液制取氧氣的過程中，加入二氧化錳等催化劑，可以提高過氧化氫分解的化學反應速率等。
化學反應速率是由物質本身的內在性質決定的，反應物的濃度、反應的溫度、反應物之間的接觸面積、催化劑等條件是影響化學反應速率的外部因素。通常情況下，增加反應物濃度、升高溫度、增大反應物之間的接觸面積以及使用催化劑等，可以提高化學反應速率。在化工生產中，大多數反應要用到催化劑，如氮氣和氫氣合成氨氣、二氧化硫氧化制備三氧化硫等。
催化劑可以使一些化學反應在較低的溫度條件下取得較高的化學反應速率從而節省大量能源，有效地提高化工生產的經濟效益。應當說，沒有催化劑，就沒有現代化學工業。催化劑在生活中的應用也很廣泛。例如，催化劑可以促使汽車尾氣中的一氧化碳和一氧化氮迅速變成無毒的二氧化碳和氮氣，減輕對大氣的污染。
不同的催化劑對于同一化學反應往往有不同的催化效果，因此尋找高效催化劑一直是化工生產和科學研究的重要課題之一。
影響化學反應速率的因素除濃度、溫度、接觸面積、催化劑外，還有壓強(對于一些有氣態物質參加的反應)、溶劑、光波、電磁波、超聲波等。調控化學反應速率在實踐中具有十分重要的意義。
在生產和生活中，人們可以根據需要采取適當的措施加快某些反應過程，如鋼鐵冶煉、泄露到大海里的石油的分解等:也可以根據需要延緩某些反應過程，如防止鋼鐵腐蝕、延緩塑料制品和橡膠制品的老化等。
化學反應的限度
1.可逆反應
在以前的學習中，我們所接觸的化學反應一般都進行得比較完全，如鎂條在空氣中燃燒、金屬鈉與水的反應、NaOH 溶液與鹽酸的反應等。那么，是不是所有的化學反應都能進行得比較完全呢
實驗證實，即使 KI過量，FeCl3也不可能全部轉化成 FeCl2事實上，這樣的反應還有很多，如三氧化二鐵與一氧化碳生成鐵和二氧化碳的反應、氮氣與氫氣生成氨氣的反應、二氧化硫與氧氣生成三氧化硫的反應、氯氣與水的反應等.
交流·研討
某班同學以二氧化硫與氧氣生成三氧化硫的反應為例，分析為什么即使氧氣過量二氧化硫也不能全部轉化成三氧化硫。他們在討論過程中形成了以下三種觀點，請結合相關資料對他們的觀點進行分析論證觀點
1:只有部分二氧化硫與氧氣發生反應觀點
2:二氧化硫全部轉化成三氧化硫后，部分三氧化硫分解又生成二氧化硫觀點
3:二氧化硫與氧氣反應生成三氧化硫的同時，三氧化硫分解生成二氧化硫和氧氣。
通過實驗發現，在二氧化硫與氧氣的反應中，無論怎樣改變反應條件都不能使二氧化硫全部轉化成三氧化疏。這是因為在二氧化硫與氧氣發生化合反應生成三氧化硫的同時氧化硫也在發生分解反應生成二氧化硫和氧氣。
思考根據觀察到的實驗現象可以得出什么結論
在實驗過程中，可以觀察到浸入冷水中的容器里的氣體混合物顏色變淺，平衡混合物中二氧化氮的濃度減小、四氧化二氮的濃度增加，說明溫度降低后原平衡狀態被破壞，在新的條件下達到新的平衡狀態;浸入熱水中的容器里的氣體混合物顏色變深，
平衡混合物中二氧化氮的濃度增加、四氧化二氮的濃度減小，說明溫度升高后原平衡狀態被破壞，在新的條件下達到新的平衡狀態。可見，化學平衡是在一定條件下建立起來的。大量的科學實驗證明，化學平衡狀態通常會受到濃度、溫度、壓強等因素的影響。了解并調控化學平衡對于化工生產來說具有十分重要的意義
概括整合
1.面對紛繁復雜的化學反應，為了研究和應用的方便，人們從不同的角度對它們進行了分類。
2.化學反應有許多重要的應用
(1)在實驗室里和工業上各是利用什么化學反應來制備氯氣的 你還能舉出實驗室里和工業上利用化學反應制備物質的實例嗎
(2) 怎樣證明化學能與熱能、電能或光能之間能發生相互轉化
(3) 根據你對化學反應的規律、實質及應用的認識，進一步豐富以上有關化學反應的圖示。
練習與活動
1.下面列出的是一些你熟悉的化學反應，請嘗試從不同角度對它們進行分類。
1.煅燒石灰石
2.合成氨
3.碳酸氫鈉與硫酸反應
4.二氧化硫催化氧化
5.碳酸氫鈉受熱分解
6.銅絲與 AgNO3溶液反應
（1）根據反應物和生成物的類別以及反應前后物質種類的多少進行劃分：②④是化合反應；①⑤是分解反應；⑥是置換反應；③是復分解反應。
（2）根據在化學變化過程中是否有電子的轉移進行劃分：②④⑥是氧化還原反應；①③⑤是非氧化還原反應。
（3）根據化學變化過程中的能量變化類型的不同進行劃分：②③④⑥是放熱反應；①⑤是吸熱反應。
（4）根據化學變化進行程度的不同進行劃分：②④是可逆反應；①③⑤⑥是不可逆反應。
（5）根據反應物微粒形式的不同進行劃分：③⑥是離子反應；①②④⑤是分子反應。
2.電池在通訊、交通及日常生活中有著廣泛的應用。
(1)利用電池可將_________ 能轉化為_________能
(2)下列電池中，不易造成環境污染的是（ ）
A.鯉離子電池 B.鋅錳電池
C.鎳鍋電池 D.氫氧燃料電池
(3)已知甲醇燃料電池每生成1 mol的液態水放出286 kJ的熱量，又知該電池每發1 kW·h電能生成350g水，則該電池的能量轉化率為_________________
3.某校化學興趣小組利用在加熱條件下濃鹽酸與二氧化錳的反應來制取并收集氯氣，實驗裝置如右圖所示。
100%
(1)寫出該反應的化學方程式:_______________________
(2)上述反應中，還原劑是_______________________
(3)實驗開始前，某同學對實驗裝置進行了氣密性檢查，方法是__________________________________________
(4)興趣小組的同學準備在燒杯中加入下列溶液中的一種來吸收殘余氯氣，你認為錯誤的是( )
A.NaOH溶液
B.Na2CO3溶液
C.濃硫酸
4.請你收集資料，回答下列問題。
(1)工業上在制造硝酸和硫酸、合成氨、煉鐵以及海水提鎂的過程中，都用到了哪些化學反應
(2) 在這些工業生產過程中，是怎樣設法提高經濟效益的
制硝酸:對 NH3的催化氧化施加適宜的高溫和使用催化劑提高化學反應速率;使用適當過量的空氣,提高 NO向HNO3的轉化率
5.動手實踐: 如下圖所示，將兩種不同種類的金屬插入同一水果中，并用導線與電流表連接，觀察電流表示數的變化。

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