第二章 化学反应及其规律（课件）-《化学（通用类)》同步教学（高教版）

第二章 化学反应 及其规律 1 氧化还原反应 目 录 CONTENTS 01 化学反应速率 02 化学平衡 03 2-1 氧化还原反应 ·氧化反应和还原反应 ·氧化剂和还原剂 一、 氧化反应和还原反应 2-1-1氧化反应和还原反应 CuO ＋ H2 Cu ＋ H2O 失去氧，被还原（还原反应） 得到氧，被氧化（氧化反应） 2-1-1氧化反应和还原反应 分析下列反应中各元素的化合价在反应前后有无变化，如何变化。 反应①中铜元素的化合价从+2价降低到0价，发生了还原反应，氧化铜被还原；而碳的化合价从0价升高到+4价，发生了氧化反应，碳被氧化。 反应②中铜元素虽然没有失氧的过程，但其化合价从+2价降低到0价，被还原，发生还原反应；而铁元素虽然没有得氧的过程，但其化合价从0价升高到+2价，被氧化，发生了氧化反应。 活动示例1 2-1-1氧化反应和还原反应 2.是否只有得氧、失氧的反应才是氧化还原反应？ 并非只有得到氧、失去氧的反应才是氧化还原反应。凡是有元素化合价升降的化学反应都是氧化还原反应。其中，元素化合价升高的反应是氧化反应，元素化合价降低的反应是还原反应。 2-1-1氧化反应和还原反应 活动示例2 分析下列氧化还原反应中元素化合价的变化及电子的得失或偏移。 +11 2 8 1 钠原子 0 Na +11 2 8 0 钠离子 +1 失去1个电子 Na+ +17 2 8 7 氯原子 Cl +17 2 8 8 氯离子 得到1个电子 Cl- 0 -1 2-1-1氧化反应和还原反应 分析下列氧化还原反应中元素化合价的变化及电子的得失或偏移。 活动示例2 2-1-1氧化反应和还原反应 反应③中钠元素的化合价从0价升高到+1价，氯元素的化合价从0价降低到-1价。钠原子失去电子，氯原子得到电子。 反应④中氢元素的化合价从0价升高到+1价，氯元素的化合价从0价降低到-1价。共用电子对偏向氯原子，偏离氢原子。 活动示例2 分析下列氧化还原反应中元素化合价的变化及电子的得失或偏移。 2-1-1氧化反应和还原反应 ①凡是有电子得失或共用电子对偏移的化学反应叫作氧化还原反应。 ②元素化合价升高（表现为失去电子或共用电子对偏离）的反应称为氧化反应, 元素化合价降低（表现为得到电子或共用电子对偏向）的反应称为还原反应。 ③在氧化还原反应中，得到电子总数等于失去电子总数。 结论： 2-1-1氧化反应和还原反应 二、 氧化剂和还原剂 2-1-2氧化剂和还原剂 还原剂：失去电子（或共用电子对偏离）、化合价升高的反应物。还原剂具有还原性，反应时本身被氧化。 氧化剂：得到电子（或共用电子对靠近）、化合价降低的反应物。氧化剂具有氧化性，反应时本身被还原。 2-1-2氧化剂和还原剂 小组活动： 查阅资料，列举出常见的氧化剂和还原剂。 常用的氧化剂：活泼的非金属，如卤素、氧气及元素的高价化合物(、、 、 、浓硫酸等)。 常用的还原剂：活泼金属，如、及元素的低价化合物(、、、等)，还有 、、等。 既可作氧化剂，又可作还原剂的物质：化合价处于中间价态的某些元素化合物和某些非金属单质，如、、、、、、等。 2-1-2氧化剂和还原剂 目前市场上月饼中使用的脱氧剂一般为铁系脱氧剂，“脱氧剂”外包装标注的成分为铁粉、活性炭和氯化钠，打开发现灰黑色的固体中还夹杂着少量红棕色粉末。铁系“脱氧剂”的作用原理是利用铁能被氧气氧化，最终产物为红棕色的Fe2O3，从而达到除氧保鲜的目的。请同学们指出哪些物质的元素化合价发生了变化？发生氧化反应和还原反应的分别是什么物质？ 练习： 2-1-2氧化剂和还原剂 2-2 化学反应速率 ·化学反应速率 ·影响化学反应速率的因素 一、 化学反应速率 2-2-1化学反应速率 化学反应速率： 以单位时间内任一反应物或生成物浓度的变化来表示。 ±△ci 反应物浓度的增加或生成物浓度的减少（mol/L） vi 化学反应速率[mol/(L·s)、mol/(L·min)、 mol/(L·h)] △t 反应经历的时间（ s、min、h ） vi= ±△ci △t 2-2-1化学反应速率 在一定温度和压力下由和合成的反应: 　　　　　　　　　　　　 　起始浓度 1.0 3.0 　0 　2 s末浓度 0.8 2.4 　0.4 以N2的浓度变化表示反应的平均速率: 　 以NH3的浓度变化表示反应的平均速率: 例题： 2-2-1化学反应速率 探究活动1： （1）在上述反应中，用H2的浓度变化表示的反应速率(H2)= 。 以H2的浓度变化表示反应的平均速率: 　　 在一定温度和压力下由和合成的反应: 　　　　　　　　　　　　 　起始浓度 1.0 3.0 　0 　2 s末浓度 0.8 2.4 　0.4 例题： 2-2-1化学反应速率 探究活动1： （2）对同一反应，用不同物质的浓度变化所表示的反应速率的数值可能不同。请思考为什么不同？它们之间有什么关系？ 从上例可以看出，当以不同物质的浓度变化来表示反应速率时，同一反应条件下的数值可能不同,但它们之间的比值恰好等于反应方程式中各物质化学式前面的系数之比:　 在一定温度和压力下由和合成的反应: 　　　　　　　　　　　　 　起始浓度 1.0 3.0 　0 　2 s末浓度 0.8 2.4 　0.4 例题： 2-2-1化学反应速率 二、 影响化学反应的因素 2-2-2影响化学反应速率的因素 影响因素 2-2-2影响化学反应速率的因素 内因 反应物的本性 外因 浓度 压强 温度 催化剂 圆底烧瓶号 C(HCl)/() C(CaCO3)/ 现象 （1） 1 5   （2） 10 5   探究不同 的盐酸与碳酸钙的反应速率比较 浓度 2-2-2影响化学反应速率的因素 当其他条件不变时， 增加反应物浓度，能加快化学反应速率； 减少反应物浓度，能减小化学反应速率。 结论： 2-2-2影响化学反应速率的因素 探究不同 对化学反应速率的影响 压强 当其他条件不变时，压强增大到原来的2倍，气体体积缩小到原来的 ，各反应物浓度增大到原来的 倍，则反应速率加快。 当其他条件不变时，压强减小到原来的1/2，气体体积增大到原来的的 倍，各反应物浓度缩小到原来的 ，则反应速率减慢。 1/2 2 1/2 2 2-2-2影响化学反应速率的因素 当其他条件不变时， 增大压强，即增大气态反应物的浓度，化学反应速率加快；降低压强，即减小气态反应物的浓度，化学反应速率减慢。 结论： 2-2-2影响化学反应速率的因素 试剂种类及用量 5mL 0.1Na2S2O3 5mL 0.12SO4 5mL 0.1Na2S2O3 5mL 0.12SO4 实验温度 60℃ 0℃ 出现浑浊 时间 探究不同 下硫代硫酸钠和硫酸的反应速率比较 温度 2-2-2影响化学反应速率的因素 当其他条件不变时， 升高温度，能加快化学反应速率； 降低温度，能减小化学反应速率。 结论： 2-2-2影响化学反应速率的因素 探究 对化学反应速率的影响 催化剂 2-2-2影响化学反应速率的因素 当其他条件不变时，加入催化剂，可以改变化学反应速率。 结论： 2-2-2影响化学反应速率的因素 除了上述影响化学反应速率的因素外，还有一些因素也影响化学反应速率。如接触面积大小、扩散速率等。在化工生产中，将大块固体碎成小块或者磨成粉末，以增大接触面积，从而加快化学反应速率。另外，某些反应也受光、X射线、激光、超声波、磁场等影响而改变反应速率。 2-2-2影响化学反应速率的因素 2-3 化学平衡 ·可逆反应与不可逆反应 ·化学平衡与化学平衡移动 ·影响化学平衡的因素 一、 可逆反应与不可逆反应 2-3-1可逆反应和不可逆反应 像这种几乎只能向一个方向进行“到底”的反应叫作不可逆反应。 2-3-1可逆反应和不可逆反应 这句话所指的化学反应是： ①红色硫化汞（丹砂）在空气中加热生成汞； ②汞和硫在一起研磨生成黑色HgS； ③黑色HgS隔绝空气加热(升华)变成红色晶体HgS。 2-3-1可逆反应和不可逆反应 再看，工业合成三氧化硫的反应…… 2-3-1可逆反应和不可逆反应 这种在同一条件下同时可以向正、逆两个方向进行的反应称为可逆反应。 通常把向右进行的反应称为正反应,把向左进行的反应称为逆反应。 可逆符号 2-3-1可逆反应和不可逆反应 可逆符号 在封闭的反应体系中反应不能进行到底。 特点 2-3-1可逆反应和不可逆反应 二、化学平衡与化学平衡移动 2-3-2化学平衡和化学平衡移动 所谓化学平衡状态，就是指在一定条件下的可逆反应，其正反应和逆反应的速率相等，反应混合物中各组成成分的浓度保持不变的状态。 1. 化学平衡 2-3-2化学平衡和化学平衡移动 如果影响平衡的条件发生了改变，使得正、逆反应速率不相等，平衡状态会遭到破坏，各物质的浓度也会发生变化，直至在新的条件下反应达到新的平衡，这个过程叫作化学平衡的移动。在新的平衡下，正、逆反应速率又重新达到相等。 2. 化学平衡的移动 2-3-2化学平衡和化学平衡移动 2. 化学平衡的移动 如果影响平衡的条件发生了改变，使得正、逆反应速率不相等，平衡状态会遭到破坏，各物质的浓度也会发生变化，直至在新的条件下反应达到新的平衡，这个过程叫作化学平衡的移动。在新的平衡下，正、逆反应速率又重新达到相等。 2-3-2化学平衡和化学平衡移动 2. 化学平衡的移动 如果影响平衡的条件发生了改变，使得正、逆反应速率不相等，平衡状态会遭到破坏，各物质的浓度也会发生变化，直至在新的条件下反应达到新的平衡，这个过程叫作化学平衡的移动。在新的平衡下，正、逆反应速率又重新达到相等。 2-3-2化学平衡和化学平衡移动 三、影响化学平衡的因素 2-3-3影响化学平衡的因素 影响因素 2-3-3影响化学平衡的因素 浓度 压强 温度 步骤 （1） （2） （3） 1 在一支大试管中加入5滴0.1FeCl3溶液,然后滴加5滴0.1KSCN溶液,在生成的血红色溶液中加入10 mL水稀释,分成3份。 2 5mL 1 FeCl3 5mL 0.1 KSCN  —— 现象 探究不同 对化学平衡的影响 浓度 试管号 2-3-3影响化学平衡的因素 FeCl3 溶液 KSCN溶液 混合 加入FeCl3溶液 加入KSCN溶液 2-3-3影响化学平衡的因素 当其他条件不变时， 增大反应物的浓度（或降低生成物的浓度），平衡向正反应方向移动； 增大生成物的浓度（或降低反应物的浓度），平衡向逆反应方向移动。 结论： 2-3-3影响化学平衡的因素 探究不同 对平衡的影响 压强 用注射器(50 mL或更大)吸入约20 mL二氧化氮和四氧化二氮的混合气体(使注射器的活塞达到Ⅰ处)。吸入气体后,将进气口用橡皮塞加以封闭,然后把注射器的活塞往外拉到Ⅱ处。 2NO2 (g) N2O4（g） （红棕色） （无色） 把注射器的活塞往外拉,管内体积增大,气体的压强减小,混合气体的颜色逐渐变 ,这是因为平衡向逆反应方向,也就是 的方向移动,生成了更多的NO2。 把注射器的活塞往里压,管内体积减小,气体的压强增大,混合气体的颜色逐渐变 ,这是因为平衡向正反应方向,也就是 的方向移动,生成了更多的N2O4。 深 浅 气体分子数增多 气体分子数减少 2-3-3影响化学平衡的因素 对于有气体参加的反应，当其他条件不变时， 增大压强，化学平衡向着气体分子总数减少的方向移动；减小压强，化学平衡向着气体分子总数增多的方向移动。 结论： 2-3-3影响化学平衡的因素 化学反应总是伴随着放热或吸热现象的发生。 放热反应指放出热量的反应。用“+”号表示在化学方程式的右边； 吸热反应指吸收热量的反应。用“-”号表示在化学方程式的右边； 2-3-3影响化学平衡的因素 2NO2 (g) N2O4（g）+ Q 热量的符号是Q，上述热化学方程式可以写作： 2NO2 (g) N2O4（g）+56.9 kJ 此反应中，正反应为放热反应，逆反应则为吸热反应。 （红棕色） （无色） 2-3-3影响化学平衡的因素 探究不同 对平衡的影响 温度 操作 将充有与混合气体的双联玻璃球的两端分别置于盛有冷、热水中 烧杯 热水杯（左） 冷水杯（右） 实验现象 2-3-3影响化学平衡的因素 当其他条件不变时， 升高温度，化学平衡向着吸热反应的方向移动； 降低温度，化学平衡向着放热反应的方向移动。 结论： 2-3-3影响化学平衡的因素 催化剂能同等程度地改变正反应和逆反应的速率，因此，它对化学平衡的移动没有影响。但催化剂能改变反应达到平衡所需时间。因此，在化工生产中广泛使用催化剂，这对于提高生产效率具有十分重要的意义。 2-3-3影响化学平衡的因素 $$