資源簡介

(共48張PPT)
第六章化學反應與能量
第一節化學反應速率與限度
第1課時 化學反應速率
環節一：提出問題，引入新課
◆ 體會不同化學反應的快慢
>不同的化學反應進行的快慢千差萬別，快和慢是相對而言的，我們以上的判斷 方法都是定性地描述反應的快慢。
在科學研究和實際應用中，往往需要定量地描述一個反應的快慢。
定性描述
光的傳播速度是很快的；
> 光在空氣中的傳播速度3×108m/s 。 定量描述
定量描述
單位時間內生成氣體的體積
單位時間內生成沉淀的質量
單位時間內濃度的變化量
◆ 化學反應速率
> 如何定量表示化學反應速率的快慢
定性描迷
氣泡的快慢
渾濁的快慢
顏色的變化
環節二：創設情境，交流討論
環節二：創設情境，交流討論
◆ 化學反應速率
◆定義 化學反應速率是用來衡量化學反應過程進行的快慢的物理量。
(均取正值)表示。
mol/(L·min) 或 mol/(L·s) 或mol-L- min-1
◆ 表示方法
◆表達式
◆ 常用單位
通常用單位時間內 反應物濃度的減少量或生成物濃度的增加量
環節二：創設情境，交流討論
◆ 化學反應速率
例1 某反應中反應物A的濃度在5min內由6mol/L變成了2mol/L, 求該反應物
這段時間內的平均反應速率。
v(A)= 6mol/L-2mol/L =0.8 mol/(L·min)
5min
環節二：創設情境，交流討論
◆ 化學反應速率
例2 反應4NH +5O 4NO+6H O 在5升的密閉容器中進行，30秒后，NO 的物質的量增加了0.3mol, 此反應的平均反應速率用NO來表示為多少
—=0.06 mol·L-1
mol·L-
30s
△n(NO)
V
△c (NO)
t
△c(NO)=
v(NO)=
0 . 3mol
5L
0.06
=0.002mol·(L·s)-1
環節二：創設情境，交流討論
◆ 化學反應速率
注意事項 > 化學反應速率只取正值，沒有負值。
通過公式計算出的化學反應速率是一段時間內的平均速率，而不是 瞬時速率。不同時刻的化學反應速率不一定相同。
> 對于固體物質或純液體物質，由于我們認為它們的“濃度”是不變
的，所以一般不用固體或純液體表示一個化學反應的速率。
對于同一化學反應，用不同的物質表示化學反應速率，其數值可能
不相同。各物質表示的反應速率比等于該反應方程式中化學計量數
的比。
◆ 探究：影響化學反應速率的因素
催化劑是現代化學中關鍵而神奇的物質之一。劇統計，有80%以
上的化工生產過程使用了催化劑，目的是增大反應速率，提高生
產效率。在資源利用、能源開發、醫藥制造、環境保護等領域，
催化劑有著廣泛的應用。
催化劑十分神奇，它能極大地提高化學反應速率，而自身的組成、化學性質和質量在 反應前后不發生變化；它和一些反應體系的關系就像鑰匙與鎖的關系，具有一定的選
擇性。
催化劑神奇面紗至今尚未完全解開，對催化劑的研究是當代化學一個極具魅力和應用
前景的重要課題。
環節三：提出假設，實驗驗證
環節三：提出假設，實驗驗證
◆ 探究：影響化學反應速率的因素
[問題]
我們已經知道催化劑可以影響化學反應速率，此外，還有哪些反應條件會影
響化學反應的速率
[假設]
反應溫度、反應物濃度。
[用品]
5%H O 溶液、1 mol/LFeCl 溶液、0.1mol/L鹽酸、1mol/L鹽酸、大理石碎塊、 冷 水 、熱水、試管、試管夾、燒杯、量筒、膠頭滴管。
環節三：提出假設，實驗驗證
◆ 探究：影響化學反應速率的因素
√ 反應溫度的影響
在兩支大小相同的試管中均加入2mL5%H O 溶液，同時滴入2滴1mol/LFeCl ,
不同溫度環境
實驗現象
冷水
產生氣泡速率較慢
熱水
產生氣泡速率較快
溶液。待試管中均有適量氣泡出現時，將其中一支試管放入盛有冷水的燒杯中，另
一支試管放入盛有熱水的燒杯中，觀察現象并進行對比。
其他條件相同， 升高溫度，加快反應速率。
步驟與試劑
比較各試管中的現象
試管1 5滴1 mol/L的HCl溶液； 各加入等量 大理石小碎 塊
試管1氣泡產生較快
試管2氣泡產生較慢
試管2 5滴0.1mol/L的HCl溶液；
環節三：提出假設，實驗驗證
◆ 探究：影響化學反應速率的因素
√ 反應物濃度的影響
其他條件相同，增大反應物濃度，加快反應速率。
環節三：提出假設，實驗驗證
◆ 探究：影響化學反應速率的因素
√ 固體表面積的影響
取兩支大小相同的試管，分別加入1g塊狀碳酸鈣和1g粉末狀碳酸鈣，同時向兩支試 管中滴加10mL 、1mol/L的鹽酸，觀察現象并進行對比
碳酸鈣狀態
實驗現象
塊狀
產生氣泡較慢
粉末狀
產生氣泡較快
其它條件不變時，
固體反應物表面積越大，化學反應速率增大
圖6-16壓強增大，氣體濃度增大
其他條件相同，增大壓強(減小容器容積),相當于增大反應物濃度，增大反應速率。
環節三：提出假設，實驗驗證
◆ 探究：影響化學反應速率的因素
c(B) =
√ 壓強的影響
n(B)
V
規律(在其它條件相同時)
反應物的化學性質越活潑，化學反應速率越快；反之則越慢
升高溫度，化學反應速率加快；反之減慢
增大反應物的濃度，化學反應加快；反之減慢
使用催化劑，化學反應速率加快
增大反應物固體面積，化學反應加快；反之減慢
有氣體參加的反應，增大壓強，化學反應速率增大 ；反之減慢
影響化學反應 速率的因素
內 因 性 質
外 因 溫 度
反應物的濃度
催化劑
反應物表面積
壓強
環節三：提出假設，實驗驗證
◆ 探究：影響化學反應速率的因素
變量控制探究影響化學反應速率因素的一般原則是“定多變一”,
即要保持其他變量不變，改變其中一個變量的值進行實驗，測定數
據，通過系列實驗，找出變量對反應速率的影響。其探究流程為
環節三：提出假設，實驗驗證
◆ 探究：影響化學反應速率的因素
自變量(如濃 度、溫度等)
因變量(如反 應速率)
確定研不確定
究對象
(化學反應)
確定因變量 (反應速率) 的觀測指標
改變單 一變量
◆方法導引
結論
下列調控反應速率的措施或實驗中，分別利用或體現了哪 (1)向爐膛內鼓風，用煤粉代替煤塊可以使爐火更旺。 些影響反應速率的因素
固體反應物表面積
(2)把食物存放在冰箱里，在糕點包裝內放置除氧劑可以延長食品保質期。
溫度
(3)做化學實驗時，為加速反應的進行，通常將塊狀或顆粒 混勻，或者將固體試劑溶于水配成溶液后再進行實驗。 狀的固體藥品研細并
固體反應物表面積
(4)鐵在空氣中和在純氧中反應的劇烈程度明顯不同。 反應物的濃度
環節三：提出假設，實驗驗證
探究：影響化學反應速率的因素
o(B)=Ac(B
表示化學反應進行的快慢
濃度、溫度、壓強、催化 劑、狀態、表面積等
◆ 歸納整理
化學反 應速率
表達式
含義
影響因素
環節四：歸納整理，鞏固提升
◆ 鞏固提升
1.將4mol A氣體和2mol B氣體置于1L的密閉容器中，混合后發生如下反應：
2A(g)+B(g)=2C(g)。若經2s后測得C 的物質的量濃度為1.2mol-L-1,下列說法正確
的 是( C
A. 用物質A 表示的反應速率為1.2mol-L-1.s-1
B. 用物質B表示的反應速率為0.6mol·L-1.s-1
C.2s 時物質A的轉化率為30%
D.2s時物質B的物質的量濃度為0.6mol-L-1
環節四：歸納整理，鞏固提升
◆ 鞏固提升
2、在恒溫下，使反應C(s)+H O(g)====CO(g)+H (g)
在一容積可變的密閉容器中進行，改變下列條件，其反應速率如何變化
①若加壓將容器的體積縮小一半 增大。
②若保持體積不變，充入N 使體系壓強增大不 變。
③若保持壓強不變，充入N 使容器體積變大減 小。
環節四：歸納整理，鞏固提升
◆ 鞏固提升
3、在2A+B=3C+4D 反應中，表示該反應速率最快的是( B ) A.v(A)=0.5mol·L-1.s-1
B.v(B)=0.3mol.L-1.s-1
C.v(C)=0.8mol-L-1.s-1
D.v(D)=1mol-L- .s-1
環節四：歸納整理，鞏固提升
◆ 鞏固提升
4、某小組設計如圖實驗，欲使甲中試管先出現渾濁，下列操作一定達不到目
的的是D )
A.向甲燒杯中加入適量CaO
B.向甲中試管內滴加適量濃硫酸
C.向乙燒杯中加入適量冰塊
D. 增大甲裝置所在環境的壓強
5 mL 0.1 mol/L
Na S O 溶液
和5 mL0.5 mol/L
H SO 溶液
水(室溫) .
乙
環節四：歸納整理，鞏固提升
5 mL 0.1 mol/L Na S O 溶液
和5 mL0.5 mol/L
H SO 溶液
甲
可逆反應 教師點撥25min
1.概念：在相同條件下，既能向 正反應方向進行
同時又能向_ 的反應。
逆反應方向進行
2.特征：
雙向 )—反應物延向反應生成物
兩同 —相同條件下，正、逆反應同一條件下 同時進行
共存 一反應物、生成物同時存在
3.表示：化學方程式中用 表示。 一
可逆反應
4.很多化學反應都有一定的可逆性，不同反應的可逆性不同，有些化學反應在同
一條件下可逆程度很小，如2Na+2H O=2NaOH+H ^ ,視 為“不可逆”反應。
[自學檢測對于可逆反應2SO +O 2SO , 長時間后，180原子()
A. 只存在于O 中
B. 只存在于O 和SO 中
在 混 充入一定量的18O , 足 夠
D
[思考]對于可逆反應而言，反應物會轉變成生成物， 而生成物又會分解成反應物，那豈不是無窮無盡也
正逆反應同時進行
反應物、生成物同時存在
C. 只存在于O 和SO 中
D. 存在于O 、SO 和SO 中
時間 (min) 0 10 20 30 40 50
60
c(SO ) 1.00 0.70 0.50 0.38 0.30 0.30
0.30
c(O ) 0.50 0.35 0.25 0.19 0.15 0.15
0.15
c(SO ) 0 0.30 0.50 0.62 0.70 0.70
0.70
(1)當反應剛開始時，反應物和生成物的濃度哪個大
(2)當反應剛開始時，正反應與逆反應哪個反應速率大
(3)隨著反應的進行，反應物和生成物濃度如何變化
(4)隨著反應的進行，v (正)與v (逆)怎樣變化
v (正)↓ v (逆)個
化學平衡狀態的建立
在某密閉容器中發生反應：2SO +O 化劑2SO
時間 (min) 0 10 20 30 40 50
60
c(SO ) 1.00 0.70 0.50 0.38 0.30 0.30
0.30
c(O ) 0.50 0.35 0.25 0.19 0.15 0.15
0.15
c(SO ) 0 0.30 0.50 0.62 0.70 0.70
0.70
c/mol-L-1
1.0
t/min
化學平衡狀態的建立 催化劑
在某密閉容器中發生反應：2SO +O <△2SO
對于此濃度-時間圖像，為何40 min后3種物 質的濃度保持不變 是反應停止了嗎
濃度-時間圖像
化學平衡狀態的建立 -y: (mol/L·min)-
[思考] 從濃度對反應速率的 影響入手，分析正、逆反應 速率隨時間是如何變化的 用速率時間象來表示此變 化過程弟 V表觀
濃度- 時間圖像 40 t/min
①開始階段： 開始時c(SO )、c(O ) 大 ，c(SO )=0 只有正反應進行，v(逆)=0
②反應的發生階段： 瞬間后c(N ) 、c(H ) 變小，c(NH )≠0 正逆反應都進行，v(逆)≠0,v (正)>v (逆)
一段時間后c(SO )、c(O )逐漸變小，c(SO )逐漸增大， 三種物質的濃度達到一個特定值 v (正)=v (逆)≠0
化學平衡狀態
1.定義：
在一定條件下，可逆反應中，當正、逆兩個方向的反應速率相等時，反應物的濃度 和生成物的濃度都不在改變。達到了一種表面靜止的狀態，我們稱之為“化學平衡 狀態”,即達到了化學反應的限度，化學反應的限度決定了反應物在該條件下轉化 為生成物的最大轉化率。
定 各組分的濃度保持不變
變 條件改變，原平衡被破壞，在新的條件下建立新的平衡
溫度，濃度改變都能使平衡移動 、加催化劑不能
可逆反應
v (正)=v (逆)
動態平衡
化學平衡狀態
2.特征：
判斷可逆反應是否達到 平衡的直接標志。
熔勤平能
V正=V逆
逆 等 動
V正
V逆
反應速率
0 t
時間t
≠0
[例] 對于可逆反應N (g)+3H (g)=2NH (g),判 斷 ：
①一段時間v正(N ):v正(NH )=1:2 ,證明達平衡( )
②一段時間v正(N ):v逆(H )=1:3 ,證明達平衡 ()
③一段時間v正(H ):v逆(NH )=2:3, 證明達平衡( ) 3:2
(1)正、逆反應速率相等
①同種物質： V 正 =V 逆≠0
②不同種物質： V正(A) V逆(B)
步驟①判斷有無正逆
②判斷是否成比例
A 化學計量數
二
B化學計量數
化學平衡狀態的判定
直接標志
[例] 對于可逆反應N (g)+3H (g)=2NH (g), 判 斷 ：
①單位時間內斷裂1mol N=N的同時斷裂3mol H-H,證明達平衡。()
②單位時間內斷裂1molXN 的同時斷裂2mol N-H,證明達平衡。()
化學平衡狀態的判定
拓展：根據化學鍵的斷鍵與成鍵
反應物斷鍵、生成物成鍵：正向 生成物斷鍵、反應物成鍵：逆向
步驟①判斷有無正逆
②判斷是否成比例
X
6mol
化學平衡狀態的判定
直接標志
(2)各組分的濃度保持一定
①各組分的濃度不隨時間的改變而改變；
②各組分的質量分數、物質的量分數、體積分數不隨時間的改變而改變。
X P為定值，任意時刻都保持不變
[例]在恒溫恒容的密閉容器中發生反應：
2NO(g)+O (g)=2NO (g),當容器中壓強不變時，說明反應已達到平衡狀態()
入 P為變量
達到平衡狀態。()
P為定值，任意時刻都保持不變
[例]在恒溫恒容的容器中發生反應
A(s)+3B(g)=2C(g)+D(g)當容器的壓強不發生改變時，化學反應達到平衡狀態。()
間接標志—— “變量不變”
①體系中的總壓強不變 有壓強，關注氣體系數 (適用于反應前后氣體化學計量數和不等的反應)。
[例]在密閉容器中發生反應：X(g)+Y(g)=2Z(g)。恒溫恒容時，容器內壓強不變，表明該反應
化學平衡狀態的判定
X
化學平衡狀態的判定
間接標志—— “變量不變”
②體系中顏色不再改變
(適用于反應混合物中存在有顏色變化的物質)。
[例]對于反應：
2HI(g)=H (g)+1 (g),當反應體系顏色不再變化，說明反應已達到平衡狀態()
化學平衡狀態的判定
間接標志——“變量不變”
③平均相對分子質量不變
(適用于全是氣體參加的反應前后化學計量數和不等的反應)。
[ 例 ]在恒容密閉容器中發生反應：
CO(g)+H O(g)=CO (g)+H (g),當容器中混合氣體的平均相對分子質量恒定不變時，反 應達到平衡狀態。()
X
[例]密閉容器中，發生反應：N (g)+3H (g)=2NH (g), 當容器中混合氣體的平均相對分子 質量恒定不變時，反應達到平衡狀態。()
化學平衡狀態的判定
間接標志——“變量不變”
③平均相對分子質量不變
(適用于全是氣體參加的反應前后化學計量數和不等的反應)。
[ 例 ]一定溫度下，在恒容容器中投入又定量純凈的氨基甲酸銨，發生下列反應：
NH COONH (s)=2NH (g)+CO (g)氣體的平均摩爾質量不變時，達到化學平衡狀態()
X
平均摩爾質量=混合物中各組成部分的摩爾質量×該組成部分的物質的量分數( 若 是氫
體組成可以是體積分數)
[ 例 ]一定溫度下，在恒容容器中發生下列反應：
NH COONH (s)=2NH (g)+CO (g),當氨氣的體積分數保持不變時，則達到化學平衡狀態 ()
X
[例]恒溫恒容密閉容器中，發生反應：PCl (g)+Cl (g)=PCl (g)當混合氣體的密度不再改變時， 可以表示反應達到平衡狀態。()
X
[例]相同溫度下，恒容密閉容器均進行反應：X(g)+Y(s)=Z(g)氣體密度不再改變，說明達 到平衡狀態。()
間 接 標 志——“變量不變”
④對絕熱密閉容器，溫度保持不變。
⑤對恒壓容器全是氣體參加，反應前后非等體積氣體的反應，密度保持不變。
總之，選定反應中“變量”,即隨反應進行而變化的量，當變量 不再變化時，反應已達平衡狀態。
化學平衡狀態的判定
有固體，密度紫臟行
[實戰演練2min]可逆反應2NO (g)=2NO(g)+O (g) 在 體積固定的密閉容器中進行， 達到平衡狀態的標志是 (填序號)。
①單位時間內生成n mol O 的同時生成2n mol NO
②單位時間兩重成②0IO 的同時生成2n mol NO
③用NO 、NO、O 表示的反應速率的比為2:2:1的狀態
④混合氣體的顏色不再改變的狀態
⑤混合氣體的密度不再改變的狀態
⑥ 混合氣體的壓強不再改變的狀態
混合氣體的平均相對分子質量不再改變的狀態
⑧v(NO )=2v(O ) 的狀態
⑨v正(NO )=2v 逆(O )的狀態
⑩h(O )不 再改變的狀態
判一判● (正確的打“ √”,錯誤的打“×”)
(2)可逆反應達到平衡時，v 項 漂 組分濃度相等。
(3)可逆反應達到平時，反應停企各組分濃度不變。
(4)通過改變反應條件，可以使2 mol SO (g)和過量的O (g)反應得到2 mol SO 。
( )
平衡時，各組分濃度不再改變，并非相等
(1)2H +o 點燃2H 0與2H O電2H ↑+O 1互為可逆反應。()
( ) ( )
X
X
實戰演練
可逆反應，2molSO 不能完全轉化
動態平衡(依然進行)
1.在一密閉容器中，N +3H =2NH 反應達到平衡后，下
列說法中正確的是(c )
A.N 與H 不再化合，NH 不再分解合成氨反應屬于 可逆反應
B. 單位時間內，消耗1 mol N 的同時消耗3 mol H
Q 容器內的總壓強不隨時間而變化
變量不變達平衡
b. N 、H 、NH 的物質的量濃度相等
實戰演練
有壓強，關注氣體系數
中不能說明反應已達到平衡狀態的是( D )
A. 容器內溫度不變
B. 混合氣體的密度不變 有固體，密度紫臟行
C. 混合氣體的平均相對分子質量不變
單位時間內生成n mol D,同時消耗2n mol A
2.在一絕熱(不與外界發生熱交換)的恒容容器中，
發生放熱反應2A(g)+B(s)=C(g)+D(g), 下列描述
實戰演練
實戰演練
3.CO和H 在一定條件下可以合成乙醇2CO(g)+
4H (g)=CH CH OH(g)+H O(g). 下列敘述中能說明
上述反應在一定條件下已達到平衡狀態的是(B )
A.CO 全部轉化為乙醇
反應體系中乙醇的物質的量濃度不再變化
C. 正反應和逆反應的化學反應速率均為零
D.CO 和H 以1:2的物質的量之比反應生成乙醇
學習目標
1.了解控制反應條件在生產、生活和科學 研究中的作用。
化學反應條件的控制 教 師 點 撥 2 5min
化工生產中化學反應條件的控制
1 . 目的：抑制有害的化學反應_ 和_促進有利的化學反應 2.方法： 改變化學反應的速度
改變條件
改變可逆反應進行的程度(限度)
3.實例：合成氨生產條件的選擇
400~500℃: 溫度較低時氨的產率較高，但溫度低時 反應速率小，達到平衡需要的時間很長生產成本高。
10 MPa~30 MPa:壓強越大，氨的產率越高，但對 動力和生產設備的要求越高。
實戰演練
判一判o (正確的打“ √ ”,錯誤的打“×”)
(1)壓強越大，合成氨的生產效率越高，所以應盡可能選
擇高壓條件。 強越大，對材料強度和設備制造的要 (× )
(2)化石燃料在燃燒過程中能產生污染環境的CO 、SO 等
大
壓
有害氣體。
(3)在工業生產實際中，反應速率越快越好。
用適當的反應條件獲取適宜的反應速率
(√ ) (×)
下列措施可以提高燃料燃燒效率的是 C
①提高燃料的著火點②降低燃料的著火點
③將固體燃料粉碎 ④將液體燃料霧化
⑤將煤氣化處理 ⑥通入足量的空氣
A.①③④⑤ B.②③⑤⑥
③④⑤⑥ D.①②③④
解析 燃料的著火點不可改變且與燃燒效率無關。
實戰演練
實戰演練
1.在一定條件下，對于密閉容器中進行的反應2SO (g) +O (g)=2SO (g), 下列說法中，能充分說明該反應 已經達到化學平衡狀態的是( C )
A. 反應混合物中SO 、O 、SO 的物質的量之比為 2:1:2
B. 消耗SO 的速率與生成SO 的速率相等
反應混合物中SO 、O 、SO 的百分組成不再改
變
D. 生成O 的速率與生成SO 的速率相等
不成比例
實戰演練
2.恒溫恒容條件下.發生化學反應H (g)+I (g)=2HI(g),
下列選項中不能作為達到平衡狀態的標志的是( B ) A. 混合氣體顏色不再變化
單 位時間內形成n mol H—H的同時斷裂2n mol H—I
C. 若該反應在隔熱密閉體積恒定的容器中進行反應，體
系的溫度不再變化
D.2v(H ) 正=v(HI)逆

展開更多......

收起↑