2.3 2.3 化学反应的速率和限度化学反应的速率和限度这这些些化化学学变变化化有有何何差差异异？牛奶腐坏牛奶腐坏铁桥生锈铁桥生锈爆爆炸炸很快很快 较快较快较慢较慢溶洞形成溶洞形成很慢很慢情境导入情境导入学习目标学习目标1.1.了解化学反了解化学反应速率的含速率的含义及其表示方法。及其表示方法。2.2.了解影响化学反了解影响化学反应速率的因素速率的因素, ,初步了解控制化初步了解控制化学反学反应速率的方法。速率的方法。3.3.认识可逆反可逆反应及其特征。及其特征。4.4.了解并会判断化学平衡状了解并会判断化学平衡状态, ,初步了解化学反初步了解化学反应条件的控制。条件的控制。自主学习自主学习一、化学反一、化学反应速率速率(1)(1)意意义: :表示化学反表示化学反应进行行_的物理量。的物理量。(2)(2)定定义: :用用单位位时间内反内反应物物浓度的度的_或生成物或生成物浓度的度的_来表示来表示。(3)(3)表达式表达式: : _ _(4)(4)单位位: : molmolL L-1-1S S-1 -1 或或 _。(5)(5)举例例: :某反某反应中中H H2 2在在2min2min内由内由2 2molmolL L-1-1变成变成1mol1molL L-1-1，则，则v(Hv(H2 2)=)=_。快慢快慢molmolL L-1-1minmin-1-1v v(B(B)=)=c(Bc(B) ) tt减少量减少量增加量增加量0.5mol0.5molL L-1-1minmin-1-11.1.化学反应速率的含义和表示方法化学反应速率的含义和表示方法例：例：在在1L1L的密闭容器中加入一定量的氮气和氢气，的密闭容器中加入一定量的氮气和氢气，发生发生反应反应N N2 2+3H+3H2 2 2NH 2NH3 3，2min2min后氨气的物质的量后氨气的物质的量变为变为0.4mol0.4mol，则以氨气表示的化学反应速率是多少则以氨气表示的化学反应速率是多少？ 以氮气和以氮气和氢气表示的气表示的这2 2minmin内的化学反内的化学反应速速率又是多少？它率又是多少？它们之之间有什么关系？有什么关系？ 对化学反应速率的正确理解对化学反应速率的正确理解2.2.外界因素外界因素对化学反化学反应速率的影响速率的影响(1)(1)温度温度: :实验操作操作实验现象象产生气泡由快到慢的生气泡由快到慢的顺序序:_:_实验结论升高温度升高温度, ,反反应速率速率_;_;降低温度降低温度, ,反反应速率速率_CBACBA增大增大减小减小实验探究实验探究(2)(2)催化催化剂: :实验操作操作实验现象象产生气泡速率的相生气泡速率的相对大小大小:_:_，_实验结论催化催化剂能能_H_H2 2O O2 2分解的反分解的反应速率速率baba加快加快caca【 思考与交流思考与交流】（1 1）请从化学反从化学反应快慢的角度解快慢的角度解释人人们为什么使用什么使用电冰冰箱箱储存食物。存食物。（2 2）实验时，通常将两种，通常将两种块状或状或颗粒状的固粒状的固体体药品研品研细，并混合均匀再，并混合均匀再进行反行反应。原因。原因是什么？是什么？（3 3）人）人们通常把固体通常把固体试剂溶于水配成溶液溶于水配成溶液进行化学行化学实验，原因是什么？原因是什么？（4 4）实验室用室用约30%30%的硫酸溶液与的硫酸溶液与锌粒反粒反应制取制取氢气，当反气，当反应进行一段行一段时间后，气泡后，气泡变得稀少了（得稀少了（锌还有剩余），如果添加一有剩余），如果添加一些适当些适当浓度的硫酸溶液到反度的硫酸溶液到反应器中，气泡器中，气泡有会重新多起来。原因是什么？有会重新多起来。原因是什么？（5 5）实验室制取室制取氢气气时，是用粗，是用粗锌好好还是是用用纯锌好，好，为什么？什么？ 除温度、催化除温度、催化剂外外, ,固体的固体的_、反、反应物的状物的状态、溶液的溶液的_、气体的、气体的_、溶、溶剂和光照等都可以影响和光照等都可以影响化学反化学反应速率。速率。(3)(3)其他影响因素其他影响因素: :表面表面积浓度度压强强(1)(1)浓度度: :增大反增大反应物物浓度度, ,化学反化学反应速率增大速率增大; ; 减小反减小反应物物浓度度, ,化学反化学反应速率减小。速率减小。影响化学反应速率的四大外因影响化学反应速率的四大外因(3)(3)压强强: :增大增大压强强, ,化学反化学反应速率增大速率增大; ; 减小减小压强强, ,化学反化学反应速率减小。速率减小。 ( (只适用于有气体参加或有气体生成的反只适用于有气体参加或有气体生成的反应。) )(2)(2)温度温度: :升高温度升高温度, ,化学反应速率增大化学反应速率增大; ; 降低温度降低温度, ,化学反应速率减小。化学反应速率减小。(4)(4)催化剂催化剂: :能极大地加快化学反应速率能极大地加快化学反应速率, ,但一般有高度的但一般有高度的选择性。选择性。达标检测达标检测C C1.1.下列关于化学反下列关于化学反应速率的速率的说法中正确的是法中正确的是( () )A.A.化学反化学反应速率是指任何一种反速率是指任何一种反应物物浓度的减少或任何度的减少或任何一种生成物一种生成物浓度的增加度的增加B.B.“0.8 mol0.8 molL L-1-1s s-1-1”所表示的含所表示的含义是是: :时间为1 s1 s时, ,某物某物质的的浓度度为0.8 mol0.8 molL L-1-1C.C.根据化学反根据化学反应速率的大小可以知道化学反速率的大小可以知道化学反应进行的快行的快慢慢D.D.对于任何化学反于任何化学反应来来说, ,反反应速率越大速率越大, ,反反应现象就越明象就越明显B B3.3.在四个不同容器中在四个不同容器中, ,不同条件下不同条件下进行合成氨反行合成氨反应。反。反应方程式方程式为N N2 2(g)+3H(g)+3H2 2(g) 2NH(g) 2NH3 3(g),(g),根据在相同根据在相同时间内内测定定的的结果判断生成氨的速率最快的是果判断生成氨的速率最快的是( () )A.v(NHA.v(NH3 3)=0.5 mol)=0.5 molL L-1-1minmin-1-1B.v(HB.v(H2 2)=0.3 mol)=0.3 molL L-1-1minmin-1-1C.v(NC.v(N2 2)=0.2 mol)=0.2 molL L-1-1minmin-1-1D.v(HD.v(H2 2)=0.1 mol)=0.1 molL L-1-1s s-1-12.2.化学反化学反应4A(s)+3B(g)=2C(g)+D(g),4A(s)+3B(g)=2C(g)+D(g),经2 min2 min后后B B的的浓度减少度减少0.6 mol0.6 molL L-1-1, ,对此反此反应速率的正确表示是速率的正确表示是( () )A.A.用用A A表示的反表示的反应速率是速率是0.4 mol0.4 molL L-1-1minmin-1-1B.B.用用B B、C C、D D分分别表示反表示反应的速率的速率, ,其比其比值是是321321C.C.在在2 min2 min末的反末的反应速率用速率用B B表示是表示是0.3 mol0.3 molL L-1-1minmin-1-1D.D.在在这2 min2 min内用内用B B和和C C表示的速率的表示的速率的值都是逐都是逐渐减小的减小的D D4.4.将将10molA10molA和和5molB5molB放入容放入容积为10L10L的密的密闭容器中容器中, ,某温度某温度下下发生生应:3A(g)+B(g)=2C(g),:3A(g)+B(g)=2C(g),在最初在最初2s2s内内, ,消耗消耗A A的平的平均速率均速率为0.06mol0.06molL L-1-1s s-1-1, ,则在在2s2s时, ,容器中有容器中有mol A,mol A,此此时C C的物的物质的量的量浓为。 设A A、B B两物两物质的起始的起始浓度分度分别为amolamolL L-1-1、bmolbmolL L-1-1, , A A、B B的的转化化浓度分度分别mxmolmxmolL L-1-1、nxmolnxmolL L-1-1, ,则: : mA(g)+nB(g)mA(g)+nB(g) pC(g)+qD(g)pC(g)+qD(g)起始起始浓度度(mol(molL L-1-1) )a ab b 0 00 0转化化浓度度(mol(molL L-1-1) )mxmx nxnx pxpxqxqx终态浓度度(mol(molL L-1-1) ) a-mxa-mxb-nxb-nx pxpxqxqx“三段式三段式”法有关化学反应速率的计算法有关化学反应速率的计算8.88.80.08 mol0.08 molL L-1-1C C5.5.下列措施下列措施对增大化学反增大化学反应速率明速率明显有效的是有效的是( () )A.NaA.Na与水反与水反应时增大水的用量增大水的用量B.FeB.Fe与硫酸反与硫酸反应制取制取H H2 2时, ,选用用浓硫酸硫酸C.C.制取制取O O2 2时, ,在两支在两支试管中分管中分别加入相同加入相同浓度的度的过氧化氧化氢, ,其中一支其中一支试管中再加入二氧化管中再加入二氧化锰D.D.木炭在氧气中燃木炭在氧气中燃烧, ,增加木炭的用量增加木炭的用量金属金属酸溶液酸溶液温度温度A AMgMg0.5 mol0.5 molL L-1-1H H2 2SOSO4 42020B BFeFe1 mol1 molL L-1-1HClHCl2020C CZnZn2 mol2 molL L-1-1HClHCl2020D DMgMg1 mol1 molL L-1-1H H2 2SOSO4 430306.6.下列反下列反应中生成中生成H H2 2的速率最快的是的速率最快的是( () )D D情境导入情境导入炼铁高炉尾气之谜 炼制炼制1t1t生铁所需要的焦炭的实际用量，生铁所需要的焦炭的实际用量，远高于按照化学方程式计算所需用量，且远高于按照化学方程式计算所需用量，且从高炉炉顶出来的气体中含有没有利用的从高炉炉顶出来的气体中含有没有利用的COCO气体。开始，炼铁工程师们认为是气体。开始，炼铁工程师们认为是COCO与与铁矿石接触不充分之故，于是设法增加高铁矿石接触不充分之故，于是设法增加高炉的高度。然而，令人吃惊的是，高炉增炉的高度。然而，令人吃惊的是，高炉增高后，尾气中的高后，尾气中的COCO的比例竟然没有改变。的比例竟然没有改变。直到后来法国科学家勒夏特列经过研究才直到后来法国科学家勒夏特列经过研究才将这一谜底揭开。原来炼铁过程中的将这一谜底揭开。原来炼铁过程中的C+COC+CO2 2 2CO 2CO是一个可逆反应，在高炉中是一个可逆反应，在高炉中FeFe2 2O O3 3和和COCO也不能全部转化为也不能全部转化为FeFe和和COCO2 2。 启示：化学反应存在限度，有些反应能彻底进行，有启示：化学反应存在限度，有些反应能彻底进行，有些反应是不彻底的。些反应是不彻底的。自主学习自主学习二、化学反二、化学反应的限度的限度(1)(1)概念概念: :在同一条件下，既能向在同一条件下，既能向_方向又能向方向又能向_方向方向进行的化学反行的化学反应。(2)(2)举例：举例： _ _ _正反正反应1.1.可逆反应可逆反应N2+3H2 2NH3催化剂催化剂高温、高压高温、高压2SO2+O2 2SO3催化剂催化剂 SO2 +H2O H2SO3NH3 +H2O NH3 H2O【 思考思考】水的生成（水的生成（H H2 2+O+O2 2）与电解，二次电池的放电）与电解，二次电池的放电与充电，与充电，COCO2 2和和H H2 2O O在植物中通过光合作用合成糖与糖在体在植物中通过光合作用合成糖与糖在体内氧化生成内氧化生成COCO2 2和和H H2 2O O，它们是否属于，它们是否属于“可逆反应可逆反应”？逆反逆反应(1)(1)建立建立过程程: :以反以反应2SO2SO2 2O O2 2 2SO 2SO3 3为例，在为例，在一定温度下，将一定温度下，将2molSO2molSO2 2和和1mol O1mol O2 2通入一定体积的密闭容器中。通入一定体积的密闭容器中。2.2.化学平衡状态化学平衡状态最大最大最大最大0 0减小减小减小减小增大增大增大增大不不变0 0(2)(2)化学平衡状化学平衡状态的概念的概念: : 在一定条件下在一定条件下, ,可逆反应进行到一定程度时可逆反应进行到一定程度时, ,正反应速正反应速率和逆反应速率率和逆反应速率_,_,反应物的浓度和生成物的浓度反应物的浓度和生成物的浓度_,_,达到一种表面静止的状态，称为达到一种表面静止的状态，称为“化学平衡状化学平衡状态态”，简称化学平衡。，简称化学平衡。3.3.化学反应的限度化学反应的限度 化学平衡状态是可逆反应达到的一种特殊状态化学平衡状态是可逆反应达到的一种特殊状态, ,是在是在给定条件下所能达到的给定条件下所能达到的_,_,任何可逆反应在给定条任何可逆反应在给定条件下的进行程度都有一定的限度。件下的进行程度都有一定的限度。最大程度最大程度不再改不再改变相等相等1.1.目的：在生产和生活中，化学反应条件的控制主要是目的：在生产和生活中，化学反应条件的控制主要是促进有利反应和控制有害反应两个方面。表现为：促进有利反应和控制有害反应两个方面。表现为： 促进有利反应促进有利反应 抑制有害反应抑制有害反应提高原料利用率提高原料利用率加快有利反应速率加快有利反应速率减慢有害反应速率减慢有害反应速率减少甚至消除有害物质的产生减少甚至消除有害物质的产生控制副反应的发生控制副反应的发生三、化学反三、化学反应条件的控制条件的控制2.2.实例例提高燃料燃提高燃料燃烧效率的措施效率的措施: :尽可能使燃料尽可能使燃料_,_,提高能量的提高能量的转化率。化率。尽可能充分地利用燃料燃尽可能充分地利用燃料燃烧所所释放出的放出的热能能, ,提高提高_。充分燃充分燃烧热能的利用率能的利用率深入探究深入探究二、化学反二、化学反应的限度的限度1.1.化学平衡的特征化学平衡的特征逆逆：化学平衡研究的对象是：化学平衡研究的对象是 反应。反应。动动：化学平衡状态是一种：化学平衡状态是一种 平衡。达到平衡时，平衡。达到平衡时，正逆反应并没有停止，仍然在进行。正逆反应并没有停止，仍然在进行。等等：V V( (正正) ) V V( (逆逆) ) 0 0。定定：反应物浓度和生成物浓度：反应物浓度和生成物浓度 。变变：外界条件：外界条件( (浓度、温度、压强等浓度、温度、压强等) ) 时，原平时，原平衡状态就会被破坏，并在新的条件下建立新的化学平衡。衡状态就会被破坏，并在新的条件下建立新的化学平衡。动态动态不再改变不再改变可逆可逆改变改变2.2.化学平衡的判断依据化学平衡的判断依据【典例典例】可逆反应：可逆反应：2NO2NO2 22NO2NOO O2 2在体积固定的密闭在体积固定的密闭容器中进行，达到平衡状态的标志是容器中进行，达到平衡状态的标志是( () )。单位时间内生成单位时间内生成n n mol O mol O2 2的同时生成的同时生成2 2n n mol NO mol NO2 2单位时间内生成单位时间内生成n n mol O mol O2 2的同时生成的同时生成2 2n n mol NO mol NO用用NONO2 2、NONO、O O2 2表示的反应速率的比为表示的反应速率的比为221221的状态的状态混合气体的颜色不再改变的状态混合气体的颜色不再改变的状态混合气体的密度不再改变的状态混合气体的密度不再改变的状态混合气体的压强不再改变的状态混合气体的压强不再改变的状态混合气体的平均相对分子质量不再改变的状态混合气体的平均相对分子质量不再改变的状态A A B BC C D D全部全部A A达标检测达标检测C C2.2.在一定温度下的恒容密在一定温度下的恒容密闭容器中容器中, ,能能说明反明反应X X2 2(g)+Y(g)+Y2 2(g) 2XY(g)(g) 2XY(g)已达到平衡的是已达到平衡的是( () )A.A.容器内的容器内的总压强强不随不随时间变化化B.B.容器中气体的平均相容器中气体的平均相对分子分子质量不随量不随时间变化化C.XYC.XY气体的物气体的物质的量分数不的量分数不变D.XD.X2 2和和Y Y2 2的消耗速率相等的消耗速率相等1.1.对于可逆反于可逆反应M+N QM+N Q达平衡达平衡时, ,下列下列说法正确的是法正确的是( )( )A.MA.M、N N、Q Q三种物三种物质的的浓度一定相等度一定相等B.MB.M、N N全部全部变成了成了Q QC.C.反反应物和生成物的物和生成物的浓度都保持不度都保持不变D.D.反反应已已经停止停止C C3.3.一定温度下，某一密闭恒容的容器内，可逆反应一定温度下，某一密闭恒容的容器内，可逆反应A(g)+3B(g) 2C(g)A(g)+3B(g) 2C(g)达到平衡状态的标志是达到平衡状态的标志是( ( ) )A.CA.C的生成速率与的生成速率与C C的分解速率相等的分解速率相等D.D.容器内混合气体的密度不随时间而变化容器内混合气体的密度不随时间而变化C.C.单位时间内生成单位时间内生成n n molAmolA，同时生成，同时生成3n molB3n molBD.AD.A、B B、C C的分子数之比为的分子数之比为1 1：3 3：2 24 4下列说法中不正确的是下列说法中不正确的是( () )。A A当一个可逆反应达到平衡状态时，就是这个反应在该当一个可逆反应达到平衡状态时，就是这个反应在该条件下所能达到的限度条件下所能达到的限度B B当一个可逆反应达到平衡状态时，这个反应的正反应当一个可逆反应达到平衡状态时，这个反应的正反应速率和逆反应速率相等速率和逆反应速率相等C C可以通过控制反应条件，使可以通过控制反应条件，使2molSO2molSO2 2与与1molO1molO2 2反应生成反应生成2molSO2molSO3 3D D化学反应的限度可以通过改变条件来改变化学反应的限度可以通过改变条件来改变A AC C5.5.某温度下某温度下, ,在在2 L2 L密密闭容器中容器中,X,X、Y Y、Z Z三种气三种气态物物质发生生化学反化学反应时, ,物物质的量随的量随时间变化的关系曲化的关系曲线如如图所示所示: :(1)(1)由由图中的数据分析中的数据分析, ,该反反应的的化学方程式化学方程式为_。(2)5 min(2)5 min内用内用Z Z表示的平均反表示的平均反应速率速率为_。(3)(3)化学反化学反应速率受到很多因素速率受到很多因素的影响的影响, ,例如例如: :实验室制取室制取氢气气时一般用粗一般用粗锌替代替代纯锌和稀硫和稀硫酸反酸反应, ,这是利用是利用_原理原理加快了加快了氢气生成的速率。气生成的速率。3X3X + + Y Y 3Z3Z0.06mol0.06molL L-1-1minmin-1-1原电池原电池6.6. 将将4molA4molA气体和气体和2molB2molB气体在气体在2L2L的的密闭容器密闭容器中混合中混合，并并在一定条件下发生在一定条件下发生反应反应2 2A(g)+B(gA(g)+B(g) 2C(g) 2C(g)，经，经2s2s后，后，测得测得C C的浓度为的浓度为0.6mol0.6mol L L-1-1。已知：反应物的转化率。已知：反应物的转化率= = 反应物转化的物质的量（或体积、质量、浓度）反应物转化的物质的量（或体积、质量、浓度）反应物起始的物质的量（或体积、质量、浓度）反应物起始的物质的量（或体积、质量、浓度）计算这计算这2s2s内用内用A A、B B、C C分别表示的反应速率，以及分别表示的反应速率，以及A A的转化的转化率。率。100%100%