4.1化学反应速率与化学平衡（课件）-《基础化学》同步精品课堂（人卫第二版）

4.1第四章 化学反应速率与化学平衡 基础化学 同步精品课堂-中职专业课 1 目 录 化学反应速率 第一节 第二节 化学平衡 知识目标 掌握浓度、温度对化学平衡移动的影响规律。 能力目标 熟悉浓度、温度和催化剂等条件对化学反应速率的影响。 情感目标 培养实事求是的求知态度，学会灵活运用知识的能力。 三维目标 导入情景 01 民以食为天，我国粮食产量从1949年的2264亿斤(1斤=0.5kg) 增加到 2021年的13657亿斤，连续7年保持在1.3万亿斤以上，为全面建成小康社会 打下了坚实的基础。化肥对现代粮食生产起着重要的作用，而氨是化肥生产的基础原料，其合成的化学反应方程式为： N₂+3H₂≈=2NH₃ 由于此反应是双向进行的，科学家们从反应的速率和反应的产率出发， 对其进行了长期的研究，寻找到该反应最合适的条件，使得氨能够被大量生产制造，满足了人们对它的需求。 导入情景 01 化学反应的快慢以及反应进行的限度会受到外部因素的影响，那么哪些因素会对反应的快慢产生影响?哪些因素会对反应的限度产生影响?科学家在研究氨的合成条件时，又是如何考虑的? 第一节 化学反应速率 化学反应有快有慢，如岩石风化、溶洞形成、金属锈蚀、食品变质、药品失效、炸药爆炸等。 第一节 化学反应速率 一、化学反应速率 7 化学反应有快有慢，如岩石风化、溶洞形成、金属锈蚀、食品变质、药品失效、炸药爆炸等。 第一节 化学反应速率 一、化学反应速率 8 化学反应速率是描述化学反应快慢的物理量，用单位时间内某反应物浓度的减少或某生成物浓度的增加来表示。 如果浓度单位用mol/L，时间单位用s（秒）、min（分）或h（小时）等，化学反应速率单位即为mol/(Ls)或mol/(Lmin)、mol/(Lh)等。 第一节 化学反应速率 一、化学反应速率 9 某一化学反应的速率，可用该反应中某一物质的浓度变化表示。 起始浓度/(mol/L) 2 min后浓度/(mol/L) 2 1.6 第一节 化学反应速率 一、化学反应速率 10 不同的化学反应，反应速率是不同的。 二、影响化学反应速率的因素 第一节 化学反应速率 内因 外因 反应物本身的结构 反应物本身的性质 反应物的浓度 温度 压力 催化剂 内因 影响 因素 11 1. 反应物浓度对化学反应速率的影响 浓度对化学反应速率的影响 浑浊慢 2 mL0.1mol/L 2 mL 0.1mol/L + 2 mL 水 2号 混浊快 2 mL0.1mol/L 4 mL 0.1mol/L 1号 反应现象 H2SO4的量 Na2S2O3的量 试管 第一节 化学反应速率 二、影响化学反应速率的因素 12 1. 反应物浓度对化学反应速率的影响 实验显示：Na2S2O3的浓度越大，反应出现浑浊的时间越短，反应速率越快。 可以得出结论：当其他条件不变时，增大反应物的浓度，可以提高化学反应速率；减小反应物的浓度，可以降低化学反应速率。 第一节 化学反应速率 二、影响化学反应速率的因素 13 2. 压力对化学反应速率的影响 在一定的温度下，压力的改变会影响气体体积的变化。 增大压力，气体体积缩小，单位体积内分子数目增大，即增大气体物质的浓度。 第一节 化学反应速率 二、影响化学反应速率的因素 14 2. 压力对化学反应速率的影响 可以得出结论：对有气体参加的化学反应，当其他条件不变时，增大反应的压力，可以提高化学反应速率；减小反应的压力，可以降低化学反应速率。 第一节 化学反应速率 二、影响化学反应速率的因素 15 3. 温度对化学反应速率的影响 温度对化学反应速率的影响 浑浊慢 冰水浴 冰水浴 2组 混浊快 热水浴 热水浴 1组 反应现象 H2SO4 Na2S2O3 试管 第一节 化学反应速率 二、影响化学反应速率的因素 16 实验显示：温度高的反应速率高，温度低的反应速率低。 可以得出结论：当其他条件不变时，升高反应温度，可以提高化学反应速率；降低反应温度，可以降低化学反应速率。 3. 温度对化学反应速率的影响 第一节 化学反应速率 二、影响化学反应速率的因素 O H S SO SO Na SO H O S Na 2 2 4 2 4 2 3 2 2 + ¯ + ­ + + 17 1884年，荷兰化学家范特霍夫通过大量实验，总结出一个经验规律：温度每升高10 ℃，反应速率约增大到原来的2～4倍。 3. 温度对化学反应速率的影响 氢气与氧气化合生成水的反应 瞬间爆炸 2小时 80天 2.3×1012 年 反应时间 1 000 ℃ 500 ℃ 400 ℃ 18 ℃ 反应温度 第一节 化学反应速率 二、影响化学反应速率的因素 18 4. 催化剂对化学反应速率的影响 催化剂对化学反应速率的影响 大量气泡 MnO2 H2O2 试管2号 气泡少 无 H2O2 试管1号 第一节 化学反应速率 二、影响化学反应速率的因素 ­ + 2 2 2 2 O O 2H O H 2 MnO2 19 4. 催化剂对化学反应速率的影响 这种能改变化学反应速率，而本身的化学组成和质量在反应前后都不发生变化的物质称为催化剂。 催化剂能改变化学反应速率的作用，称为催化作用。 正催化剂：能够提高化学反应速率的催化剂 负催化剂：能够降低化学反应速率的催化剂 第一节 化学反应速率 二、影响化学反应速率的因素 20 第二节 化学平衡 有些化学反应在一定条件下一旦发生，反应物几乎就能完全转化为生成物，即反应只向一个方向进行。这样的单向反应称为不可逆反应。 一、可逆反应和化学平衡 1. 可逆反应和不可逆反应 第二节 化学平衡 化学方程式中常用等号“ ”。 MnO2 ­ + 2 2 2 2 O O 2H O H 2 MnO2 △ ­ + 2 3 3O 2KCl KClO 2 22 但大多数化学反应，在一定条件下，能同时向两个相反的方向进行，这类化学反应称为可逆反应。 一、可逆反应和化学平衡 1. 可逆反应和不可逆反应 第二节 化学平衡 △ 催化剂 3 2 2 2SO O SO 2 + 催化剂 高温高压 化学方程式中常用可逆符号“ ” 。 23 在可逆反应中，通常将从左到右进行的反应称为正反应，将从右向左进行的反应称为逆反应。 一、可逆反应和化学平衡 1. 可逆反应和不可逆反应 第二节 化学平衡 CO + H2O(g) CO2 + H2 正反应 逆反应 逆反应 正反应 逆反应 正反应 24 可逆反应的特点是在密闭容器中反应物不能完全转化成生成物。 一、可逆反应和化学平衡 1. 可逆反应和不可逆反应 υ正 υ t 0 υ逆 开始时，υ正最大， υ逆为零，υ正﹥υ逆，正反应为主。 一段时间后，υ正逐渐减小υ逆逐渐增大，υ正=υ逆，平衡状态。 υ正=υ逆 25 此时，化学反应虽然没有停止，但各反应物和生成物的浓度均不再随时间改变，可逆反应处于一种特定的状态，我们称之为化学平衡状态。 一、可逆反应和化学平衡 1. 可逆反应和不可逆反应 第二节 化学平衡 26 在一定条件下，可逆反应中正反应速率和逆反应速率相等，各物质的浓度不再随时间而改变的状态，称为化学平衡。 一、可逆反应和化学平衡 2. 化学平衡 化学平衡的特征： (1)化学平衡是一种动态平衡，υ正=υ逆≠0。 (2)化学平衡是可逆反应进行的最大限度，各物质浓度保持恒定。 (3)化学平衡可以改变，条件改变，平衡发生移动。 第二节 化学平衡 27 对于可逆反应的平衡状态，可以用化学平衡常数定量描述。 化学平衡常数的大小，可以反映一定条件下可逆反应进行的程度。 一、可逆反应和化学平衡 2. 化学平衡 第二节 化学平衡 28 因反应条件的改变，使可逆反应从一种平衡状态向另一种平衡状态转变的过程，称为化学平衡的移动。 二、化学平衡的移动 υ正=υ逆≠0 平衡1 υ正=υ逆≠0 ′ ′ 平衡2 一定时间 条件改变 υ正≠υ逆 ′ ′ 不平衡 化学平衡的移动 第二节 化学平衡 29 如果生成物的浓度比原来平衡时的浓度增加了，就称化学平衡向正反应方向（右）移动； 二、化学平衡的移动 υ正=υ逆≠0 平衡1 C生成物 υ正=υ逆≠0 ′ ′ 一定时间 平衡2 C生成物 ′ C生成物 υ正﹥υ逆 ′ ′ 向右移 条件改变 C生成物﹥ ′ 第二节 化学平衡 30 如果反应物的浓度比原来平衡时的浓度增加了，就称化学平衡向逆反应方向（左）移动。 二、化学平衡的移动 υ正=υ逆≠0 平衡1 C生成物 υ正=υ逆≠0 ′ ′ 一定时间 平衡2 C生成物 ′ C生成物 υ正﹤υ逆 ′ ′ 向左移 条件改变 C生成物﹤ ′ 第二节 化学平衡 31 影响化学平衡移动的主要因素有浓度、压力和温度。 二、化学平衡的移动 1. 浓度对化学平衡的影响 + KSCN K3[Fe(SCN)6] FeCl3 血红色 3 3 K3[Fe(SCN)6] 3KCl KSCN 3 FeCl + + 32 二、化学平衡的移动 1. 浓度对化学平衡的影响 滴加0.01mol/L KSCN 3滴 步骤 解释 现象 平衡向右移动 平衡向右移动 滴加0.01mol/L FeCl3 3滴 试管 1 2 3 留作对比 第二节 化学平衡 33 二、化学平衡的移动 1. 浓度对化学平衡的影响 在其他条件不变时，增大反应物的浓度，化学平衡向正反应方向（右）移动。 υ正=υ逆≠0 平衡1 增大反应物浓度 υ正﹥υ逆 ′ 向右移 减小生成物浓度 υ正﹥υ逆 ′ 第二节 化学平衡 34 二、化学平衡的移动 1. 浓度对化学平衡的影响 在其他条件不变时，增大生成物的浓度，化学平衡则向逆反应方向（左）移动。 υ正=υ逆≠0 平衡1 向左移 增大生成物浓度 υ正﹤υ逆 ′ 减小反应物浓度 υ正﹤υ逆 ′ 第二节 化学平衡 35 二、化学平衡的移动 2. 压力对化学平衡的影响 压力对化学平衡的影响 针筒往里推 加压 针筒往外拉 减压 解释 现象 步骤 红棕色 先变深后变浅 加压后体积变小浓度变大颜色变深；后因平衡向右移动，NO2浓度减小而变浅 红棕色 先变浅后变深 减压后体积变大浓度变小颜色变浅；后因平衡向左移动，NO2浓度增大而变深 无色 红棕色 第二节 化学平衡 ) g ( O N ) g ( NO 2 4 2 2 36 二、化学平衡的移动 针筒往里推 加压 第二节 化学平衡 2. 压力对化学平衡的影响 37 二、化学平衡的移动 2. 压力对化学平衡的影响 针筒往外拉 减压 第二节 化学平衡 38 二、化学平衡的移动 2. 压力对化学平衡的影响 υ正=υ逆 增大压力 向右移 减小压力 υ正﹥υ逆 ′ ′ υ正增大比υ逆增大多 ′ ′ υ正减小比υ逆减小多 ′ ′ υ正﹤υ逆 ′ ′ 向左移 第二节 化学平衡 ) g ( O N ) g ( NO 2 4 2 2 39 二、化学平衡的移动 2. 压力对化学平衡的影响 υ正=υ逆 增大压力 向右移 减小压力 反应后气体分子总数小 向左移 反应前气体分子总数大 第二节 化学平衡 ) g ( O N ) g ( NO 2 4 2 2 40 二、化学平衡的移动 2. 压力对化学平衡的影响 在其他条件不变时，增大压力，化学平衡向气体分子总数目减少（气体体积缩小）的方向移动；减小压力，化学平衡向气体分子总数目增加（气体体积增大）的方向移动。 υ正=υ逆 增大压力 向气体分子总数减小的方向移动 减小压力 向气体分子总数增加的方向移动 第二节 化学平衡 41 二、化学平衡的移动 2. 压力对化学平衡的影响 对于反应前后气体分子总数相等的可逆反应，改变压力，不会使化学平衡移动。 第二节 化学平衡 NO CO NO CO 2 2 + + 42 二、化学平衡的移动 3. 温度对化学平衡的影响 化学反应常伴随放热或吸热现象的发生。放出热量的反应称为放热反应，吸收热量的反应称为吸热反应。 热量用符号“Q”表示，“+Q”表示放热，“-Q”表示吸热。 第二节 化学平衡 正反应放热） ( (g) O N (g) 2NO 4 2 2 Q + 正反应吸热） ( (g) 2NO (g) O N 2 4 2 Q - 43 二、化学平衡的移动 3. 温度对化学平衡的影响 第二节 化学平衡 正反应放热） ( (g) O N (g) 2NO 4 2 2 Q + 44 二、化学平衡的移动 3. 温度对化学平衡的影响 温度对化学平衡的影响 放入 热水中 放入 冰水中 解释 现象 步骤 红棕色 变深 说明NO2浓度增大，平衡向左 （吸热反应方向）移动 红棕色 变浅 说明NO2浓度减小，平衡向右 （放热反应方向）移动 第二节 化学平衡 正反应放热） ( (g) O N (g) 2NO 4 2 2 Q + 45 二、化学平衡的移动 3. 温度对化学平衡的影响 在其他条件不变时，升高温度，化学平衡向吸热反应方向移动；降低温度，化学平衡向放热反应方向移动。 υ正=υ逆 升高温度 向吸热 降低温度 υ吸﹥υ放 ′ ′ υ吸增大比υ放增大多 ′ ′ υ吸减小比υ放减小多 ′ ′ υ吸﹤υ放 ′ ′ 向放热 第二节 化学平衡 46 二、化学平衡的移动 由于催化剂能够同等程度地影响正、逆反应速率，所以在平衡状态下使用催化剂，不能使平衡移动，即催化剂对平衡的移动没有影响。 υ正=υ逆 正催化剂 不移动 负催化剂 υ正=υ逆 ′ ′ υ正与υ逆增大一样 ′ ′ υ正与υ逆减小一样 ′ ′ 催化剂可以改变可逆反应达到平衡状态的时间。 第二节 化学平衡 47 师生双边互动 03 请同学们联系所学知识，思考下列问题 1.观察化学反应方程式时，怎样判断反应是否为可逆反应? 2.氢气和氧气点燃可生成水，而水又可以电解生成氢气和氧气，那么这两个反应是否属于可逆反应? 课堂小结 04 化学反应的基本规律 化学平衡 化学反应速率 化学反应速率的定义和数学表达式 影响化学反应速率的因素 可逆反应和化学平衡 影响化学平衡移动的因素 平衡移动原理 浓度、压强、温度 基本概念和平衡常数 表达式 浓度、压力、温度、 催化剂 1．常用的粉碎方法有哪些？ 2．影响物料混合均匀性的因素有哪些？ 3．常用的注射用水的制备流程是什么？ 作业布置 05 1、影响化学平衡的因素有____、_____和____。 2、向FeCl3+6KSCN K3[Fe(SCN)6]（血红色）+3KCl的平衡体系中，加入FeCl3溶液，平衡向 移动，混合液的血红色 ；加入适量的固体KCl，平衡向________ 移动，混合液的血红色 。 感谢观看 $$