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化学反应速率和化学平衡ppt

  • 素材大小:3.76 MB
  • 素材授权:免费下载
  • 更新时间:2019-08-06
  • 素材类别:化学课件PPT
  • 素材格式:.ppt
  • 关键提要:化学反应速率和化学平衡,速率
  • 素材版本:PowerPoint2003及以上版本(.ppt)
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这是化学反应速率和化学平衡ppt下载,主要介绍了化学反应速率的含义;化学反应速率和化学平衡;影响化学反应速率的因素;观察浓度、压强对反应速率影响的动画实验;理论解释影响因素;催化剂的应用;可逆反应;化学平衡状态的特征;小结,欢迎点击下载。

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化学反应速率和化学平衡ppt

PPT内容

1.化学反应速率的表示方法: 用单位时间里反应物浓度的减少或生成物浓度的增加来表示 2.数学表达式: v (B) = 3.单位:mol·L-1·s-1或mol·L-1·min-1 或mol·L-1·h-1 4.关于化学反应速率的简单计算: 小结: 1.求得的反应速率均为正数,没有负数 2.求出的反应速率是一段时间内的平均速率而不是某一时刻的瞬时速率 3.不同的物质表示的同一反应的反应速率,其数值不一定相等,其数值之比等于化学方程式的计量数之比(所以,表示一个反应的反应速率必须指明对应的物质)先回顾上节学过的化学反应速率的含义∶ (1)化学反应速率是用来衡量化学反应的快慢的尺度,它与时间和浓度变化有关. (2)在同一反应中用不同物质来表示时,其数值可以不同,但都表示同一个反应的速率.因此,表示化学反应的速率时,必须说明反应物中哪种物质做标准.不同物质的速率的比值一定等于化学方程式中相应的化学计量数之比. (3)一般来说,化学反应速率随反应的进行而逐渐减慢.因此,某一段时间内的反应速率,是平均速率,而不是指瞬时速率. (4)化学反应速率一般不能用固体或纯液体表示。化学反应速率第二节学习目标: 掌握内因和外因如浓度、压强、温度、催化剂对化学反应速率的影响重点、难点:外界条件对化学反应速率 的影响2、影响化学反应速率的因素化学反应速率与分子间的有效碰撞频率有关。想一想,我们以前学过的、用过的和日常生活中改变速率的方法有哪些?我们知道的改变反应速率的措施有∶加热、搅拌、增大反应物的浓度、使用催化剂、汽车加大油门、炉膛安装鼓风机、把煤块粉碎后使用、用冰箱保存食物、糕点盒装小包除氧剂等等。影响速率的因素∶ 一、内因: 物质本身的结构和性质是化学反应速率大小的决定因素,反应类型不同有不同的化学反应速率,反应类型相同但反应物不同,化学反应速率也不同。转入本课重点内容二、外因(反应物的浓度、温度、体系的压强、催化剂、溶剂、光辐射、放射线辐射、超声波、电弧、强磁场、高速研磨、颗粒大小等等) 每升气体中,分子碰撞达每秒3.5x1028 次之多。又如2,在常温下常 压下, H2和O2混合可以长时间共存而不发生明显反应,可见反应物分子(或离子)的每次碰撞不一定都能发生化学反应。 我们把能够发生化学反应的碰撞叫做有效碰撞,把能够发生有效碰撞的分子叫活化分子。影响化学反应速率的因素: 一.内因 二.外因 (1)回顾浓度对化学反应速率大小的影响 (实验2一2)∶ 2KMnO4+5H2C2O4+3H2SO4=K2SO4+ 2MnSO4+10CO2↑+8H2O 实验表明,加入较浓的草酸溶液的试管溶液褪色更快些。 结论∶其他条件相同时,增大反应物浓度反应速率加快,反之减慢。(适宜有液体和气体参加的反应) 观察浓度、压强对反应速率影响的动画实验 (2 )压强对化学反应速率的影响: 对于气体反应,当其它条件不变时,增大压强相当于增大反应物的浓度,反应速率加快;减小压强相当于减少反应物的浓度,反应速率减慢。 (只适宜有气体参加或生成的反应,如果只有固体或液体参加的反应,压强的变化对于反应速率可以忽略不计。)二影响化学反应速率的因素: 2.外因∶ (1)浓度对化学反应速率的影响 (2 )压强对化学反应速率的影响 (3 )温度对化学反应速率的影响 (实验2一3)∶实验表明,加热的一组首先出现浑浊。 实验2一3 Na2S2O4+H2SO4==Na2SO4+SO2+ S↓+H2O 再观看动画;从实验中可以得出结论∶加热的一组首先出现浑浊。科学探究∶碘化钾加入稀硫酸,振荡加淀粉溶液,加热的试管先出现蓝色。二影响化学反应速率的因素: 2.外因 (3 )温度对化学反应速率的影响: 当其它条件不变时,升高温度,化学反应速率加快;降低温度,化学反应速率减慢。实验测得:温度每升高100C,化学反应速率通常 增大到原来的2---4倍。 在浓度一定时,升高 温度,反应物分子的 能量增加,使原来一部分原来能量较低的分子变成活化分子,从而增加了反应物分子中的活化分子数,使有效碰撞次数增多,因而使反应速率增大。当然,由于升高温度,会使 分子的运动加快,单位时间里反应物分子间的碰撞次数增加,反应也会相应加快,但这不是主要原因。(4)催化剂对化学反应速率的影响 催化剂能够降低反应所需要的活化能,这样使更多的反应物分子成为活化分子,大大增加单位体积内反应物分子中活化分子所占百分数,从而提高了有效碰撞的频率,成千上万倍地增大化学反应速率。如以下反应,加入二氧化锰加速过氧化氢的分解速度。 MnO2 (实验2一4)2H2O====2H2O+O2↑ ▲理论解释影响因素如加热、增大反应物浓度等我们前面已经从能量、分子碰撞等方面进行了解释,希望同学们再作理解,掌握影响化学反应速率的外界条件的内容,了解其为什么产生这样影响的基本原因。 练习题1 1、对于在一个密闭容器中进行的可逆反应: C(s)+ O2 = CO2 (s) 下列说法中错误的是( ) A将碳块粉碎成粉末可以加快化学反应速率 B增大氧气的量可以加快化学反应速率 C增大压强可以加快化学反应速率 D增加碳的量可以加快化学反应速率参考答案对于在一个密闭容器中进行的可逆反应: C(s)+ O2 = CO2 (s) 下列说法中错误的是( D ) A将碳块粉碎成粉末可以加快化学反应速率 B增大氧气的量可以加快化学反应速率 C增大压强可以加快化学反应速率 D增加碳的量可以加快化学反应速率练习题2 NO和 CO都是汽车尾气中的物质,它们能很缓慢地反应生成CO2 和 N2 ,对此反应有关的叙述中不正确的是( ) A、降低温度能加快化学反应速率; B、使用适当催化剂可以加快化学反应速率; C、增大一氧化氮的量可以加快化学反应速率; D改变压强对化学反应速率没有影响。参考答案 NO和 CO都是汽车尾气中的物质,它们能很缓慢地反应生成CO2 和 N2 ,对此反应有关的叙述中不正确的是(A、D ) A、降低温度能加快化学反应速率; B、使用适当催化剂可以加快化学反应速率; C、增大一氧化氮的量可以加快化学反应速率; D改变压强对化学反应速率没有影响。 ▲催化剂的应用从以上三个实验(科学探究)中可以看到,催化剂不同,化学反应的速率有着显著的区别,因此催化剂具有选择性。目前,催化作用的研究一直是受到高度重视的高科技领域。 练习与思考 1、对于反应∶N2+O2 2NO,在密闭容器中进行,下列条件能加快反应速率的是 ( ) A、缩小体积使压强增大;B、体积不变充入氮气使压强增大;C、体积不变充入惰性气体;D、使总压强不变,充入惰性气体。 练习答案∶ 1、对于反应∶N2+O2 2NO,在密闭容器中进行,下列条件能加快反应速率的是 ( A、B ) A、缩小体积使压强增大;B、体积不变充入氮气使压强增大;C、体积不变充入惰性气体;D、使总压强不变,充入惰性气体。 练习与思考 2、一定量的盐酸跟过量的铁粉反应时,为了减缓反应速率且不影响生成氢气的总量,可向盐酸中加入适量的( ) A、氢氧化钠固体; B、水; C、氯化铵固体; D、醋酸钠固体。 参考答案∶ 2、一定量的盐酸跟过量的铁粉反应时,为了减缓反应速率且不影响生成氢气的总量,可向盐酸中加入适量的( B.D ) A、氢氧化钠固体; B、水; C、氯化铵固体; D、醋酸钠固体。怎样理解平衡与体系特征物理量的关系? b<(c+d) 图中的曲线是表示其他条件一定时, 反应中NO的转化率与温度的关系曲线,图中标有a、b、c、d四点,其中表示未达到平衡状态,且v(正)>v(逆)的是( ) A. a点 B. b点 C. c点 D. d点回顾化学平衡状态及其移动在一定条件下,几乎所有的反应都具有不同程度的可逆性,但有些反应的逆反应进行程度太少而忽略,把几乎完全进行的反应叫不可逆反应。达到化学平衡状态的可逆反应,受浓度、压强、温度等影响会产生移动,再达到新的平衡。那么化学平衡有什么性质?如何判别一个化学反应是否达到化学平衡状态?有关的计算怎样?这就是我们这节课要研究的内容。首先,让我们以氢气和碘蒸气的反应为例,分析课本29页表中的数据,然后得出结论。又如H2+Br2 2HBr,K=2.2×109 。 ▲3、平衡常数的意义∶ 平衡常数的大小反映了化学反应可能进行的程度(即反应限度)。 K值越大,说明平衡体系中生成物所占的比例越大,它的正向反应进行的程度越大,即该反应进行得越完全,反应物转化率越大;反之,就越不完全,转化率就越小。一般地说,K﹥105时,该反应进行得就基本完全了;K在10-5左右,则认为反应很难进行。平衡常数只受温度影响,与浓度变化无关。对于有纯固体或溶剂参加的反应,其浓度不列入平衡常数K的表达式中。 4、转化率∶ 某个指定反应物的转化率=(指定反应物的起始浓度-指定反应物的平衡浓度)/指定反应物的起始浓度×100%或者=指定反应物反应中消耗(或叫反应)的浓度/指定反应物的起始浓度×100% 转化率越大,反应越完全! 5、典型例题剖析∶ 例1∶在某温度下,将氢气和碘蒸气各0.1mol的气态混合物充入10L的密闭容器中,充分反应,达到平衡后,测得C(H2)=0.008mol/L。(1)求该反应的平衡常数。(2)在上述温度下,该容器中若通入氢气和碘蒸气各0.30mol。试求达到化学平衡时各物质的浓度。审题思路∶要求平衡常数,先要求出平衡时各物质的浓度;求出平衡常数后,在同温下利用公式可以求消耗浓度,再求平衡浓度。解∶(1)依题意知, H2(g)+I2(g) 2HI(g)起始浓度(mol/L) 0.010 0.010 0 转化浓度 (mol/L) 0.002 0.002 0.004 平衡浓度(mol/L) 0.008 0.008 0.004 ∴K=C2(HI)/C( H2 )·C( I2) =(0.004)2/ 0.008×0.008=0.25 续上(2)设反应中转化(或消耗)了Xmol/L的氢气。依据题意则由于温度不变,故K值不变,则有K= C2(HI)/C( H2 )·C( I2) =(2X)2/(0.03-X)2=0.25 解得X≈0.0053mol/L 平衡时答∶(略)例2∶在密闭容器中,将2.0molCO与10molH2O混合加热到8000C,达到下列平衡CO(g)+H2O(g) CO2(g)+H2(g),且K=1.0 ,求CO转化为CO2的转化率。解∶设CO转化为CO2的转化率为X。 CO(g)+H2O(g) CO2(g)+H2(g) n起始 2.0 10 0 0 (mol) n消耗 2.0x 2.0x 2.0x 2.0x n平衡 2.0(1-x)10-2.0x 2.0x 2.0x (续上)由题意知∶ K=c(CO2)·c(H2)/c(CO)·cH2O = 2.0x·2.0x/v÷2.0(1-x)·(10-2.0x)/v =1 解得x=0.83即为83% 答∶ CO转化为CO2的转化率为83%。练习与思考 1、0.05gN2O4气体放入200mL密闭容器中并在250C保温, N2O4 2NO2,K=0.00577。求∶每一组分气体的平衡浓度。解题思路∶现在要求各组分的平衡浓度,已知反应起始的物质的量和体积、该温度的平衡常数,则可采用列三行、填对空的方法弄清关系然后用平衡常数的表达式代入已知量进行求解。参考答案∶ 解∶四氧化二氮的起始浓度 C( N2O4 ) =0.05g÷92g/mol÷0.2L=2.72×10-3mol/L 设其反应中消耗的浓度为X N2O4 2NO2 起始浓度 2.72 ×10-3 0 (mol/L)转化浓度 X 2X (mol/L)平衡浓度 2.72 ×10-3 –X 2X K=C2(NO2)/C(N2O4)= (2X)2 /(2.72 ×10-3 –X)=0.00577 ,解得X=1.39 ×10-3 mol/L ∴平衡时∶ C(NO2)= (2.72 ×10-3 –X) mol/L =(2.72-1.39) ×10-3 mol/L =1.33 ×10-3 mol/L ,C(N2O4)=2X=2×1.39 ×10-3 mol/L=2.78 ×10-3 mol/L。答∶(略)练习2 设在某温度时,在容积为1L的密闭容器内,把氮气和氢气两种气体混合,反应后生成氨气。实验测得,当达到平衡时,氮气和氢气的浓度各为2mol/L,生成氨气的浓度为3mol/L,求这个反应在该温度下的平衡常数和氮气、氢气在反应开始时的浓度。 解题思路∶该题可用已知的平衡浓度代入平衡常数求算公式进行计算,然后根据起始浓度等于消耗浓度加上平衡浓度,计算出氮、氢气的起始浓度。化学反应速率和化学平衡的图象小结 1.认清坐标系,搞清纵、横坐标所代表的意义 2.看清起点,分清反应物、生成物,浓度减小的是反应物,浓度增大的是生成物。一般生成无多数以原点为起点。 3.注意终点。例如在浓度-时间图上,一定要看清终点时反应物的消耗量、生成物的增加量,并结合有关原理进行推理判断。 4.抓住变化趋势.升高温度时,v(吸)>v(放);在速率-时间图上,要注意看清曲线是连续的还是跳跃的,分轻渐变和突变,大变和小变。例如,升高温度,v(吸)大增,v(放)小增;增大反应物浓度,v(正)突变,v(逆)渐变。预测下列反应熵值的变化 CaCO3(s) == CaO (s) +CO2 (g)这个反应能否自发进行?已知: △H(298K)=178.2KJ•mol , △S(298K)=169.6J•mol-1•K-1 练习:

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