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《化學(xué)反應(yīng)的速率》課件1(魯科版選修4).ppt

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1、第2章 化學(xué)反應(yīng)的方向、限度與速率 第3節(jié) 化學(xué)反應(yīng)的速率,舉出幾例你在生活中所遇到的與化學(xué)反應(yīng)快慢有關(guān)的事例。,溶洞的形成需要幾百年甚至上千年,有些反應(yīng)可以瞬間完成,例如酸堿中和反應(yīng)、炸彈爆炸 有些反應(yīng)進(jìn)行得很慢,例如牛奶變質(zhì)、鐵橋生銹等,一、化學(xué)反應(yīng)速率,1、化學(xué)反應(yīng)速率的含義:,化學(xué)反應(yīng)速率是用來衡量化學(xué)反應(yīng)進(jìn)行快慢的尺度。它與兩個(gè)因素有關(guān):一個(gè)是反應(yīng)的時(shí)間;另一個(gè)是反應(yīng)物或生成物的濃度。反應(yīng)物濃度隨著反應(yīng)的進(jìn)行而不斷減小,生成物濃度隨著反應(yīng)的不斷進(jìn)行而增大。,2、化學(xué)反應(yīng)速率的表示:,化學(xué)反應(yīng)速率用單位時(shí)間(如每秒,每分,每小時(shí))內(nèi)反應(yīng)物濃度的減小或生成物濃度的增大來表示。,某一物質(zhì)的

2、化學(xué)反應(yīng)速率的計(jì)算式為: v = 試根據(jù)以上計(jì)算式推出v的單位是什么?,c, t,例題:反應(yīng)4NH3+5O2 4NO+6H2O 在5升的密閉容器中進(jìn)行,30秒后,NO 的物質(zhì)的量增加了0.3mol,此反應(yīng)的平均反應(yīng)速率用NO來表示為多少?,問題1:若用O2的濃度變化來表示此反應(yīng)速率是多少?,問題2:v(NO)=0.002mol/Ls 與v(O2)=0.0025mol/Ls是否表示此反應(yīng)的同一種速率?數(shù)值上有何規(guī)律?,v(NO)=0.002mol/Ls,v(O2)=0.0025mol/Ls,問題3:小結(jié)化學(xué)反應(yīng)速率表示時(shí)的注意點(diǎn)、規(guī)律。,注意:1、在同一反應(yīng)體系中用不同的物

3、質(zhì)來表示反應(yīng)速率時(shí),其數(shù)值是可以不同的,但是這些數(shù)值都表示同一個(gè)反應(yīng)速率。因此化學(xué)反應(yīng)速率的表示必須用下標(biāo)說明用哪種物質(zhì)來做標(biāo)準(zhǔn)。,2、用同一反應(yīng)體系中不同物質(zhì)表示同一速率時(shí),其數(shù)值比一定等于化學(xué)方程式中相應(yīng)的化學(xué)計(jì)量數(shù)之比。,3、一般來說,化學(xué)反應(yīng)的速率隨著反應(yīng)的進(jìn)行可不斷變化。因此某一時(shí)間段內(nèi)的反應(yīng)速率實(shí)際是指這一時(shí)間段內(nèi)的平均速率,而不是指瞬時(shí)速率。v0,,,練習(xí):反應(yīng) A + 3B = 2C + 2D 在四種不同條件下的反應(yīng)速率為: (1)v(A)=0.3mol/Ls (2)v(B)=0.6mol/Ls (3)v(C)=0.4mol/Ls (4)v(D)=0.45mol/Ls 則

4、該反應(yīng)速率的快慢順序?yàn)椤?(1)(4)(2)=(3),所以比較反應(yīng)速率大小時(shí),不僅要看反應(yīng)速率數(shù)值本身的大小,還要結(jié)合化學(xué)方程式中物質(zhì)的化學(xué)計(jì)量數(shù)的大小來說明。,,練習(xí):在25時(shí),向100mL含HCl 14.6g的鹽酸中,放入5.6g鐵粉,反應(yīng)進(jìn)行到2s時(shí)收集到氫氣1.12L(標(biāo)況),之后反應(yīng)又進(jìn)行了4s,鐵粉全溶解。若不考慮體積變化,則: (1)前2s內(nèi)用FeCl2表示的平均反應(yīng)速率為 ; (2)后4s內(nèi)用HCl表示的平均反應(yīng)速率為 ; (3)前2s與后4s比較,反應(yīng)速率 較快,其原因可能 。,0.25mol/(Ls),0.2

5、5mol/(Ls),前2s,前2s時(shí)段鹽酸濃度比后4s時(shí)段大,,3、某溫度時(shí),在2L容器中,X、Y、Z三種物質(zhì)的變化曲線如圖所示,由圖中數(shù)據(jù)分析該反應(yīng)的化學(xué)方程式:,反應(yīng)開始至2min,Z的平均反應(yīng)速率:,時(shí)間(min),物質(zhì)的量(mol),,,1.0,1,0.8,0,0.4,0.6,0.2,2,3,練習(xí): 1、在2L的密閉容器中,發(fā)生下列反應(yīng): 3A(g)+ B(g)=2C(g)+D(g)。若最初加入的A 和B 都是4mol,在前10sA 的平均反應(yīng)速率為0.12mol/Ls,則10s時(shí),容器中B的物質(zhì)的量為 。,2、一定溫度下,向一容積為2L的真空容器中加入1mol氮?dú)猓?mol

6、氫氣,3min后測(cè)得容器內(nèi)的壓強(qiáng)是起始時(shí)壓強(qiáng)的0.9倍,在此時(shí)間內(nèi)用氫氣的變化來表示反應(yīng)速率為 。,3.2mol,0.1mol/(Lmin ),B,A,C,第2節(jié) 化學(xué)反應(yīng)的速率 (第2課時(shí)) 影響化學(xué)反應(yīng)速率的因素,知識(shí)回顧及知識(shí)準(zhǔn)備:,能夠發(fā)生化學(xué)反應(yīng)的碰撞叫做有效碰撞。,能夠發(fā)生有效碰撞的分子叫作活化分子。,活化分子所多出普通分子的那部分能量E1。,活化能越低,單位體積內(nèi)活化分子數(shù)越多,化學(xué)反應(yīng)速率就會(huì)越快。,反應(yīng)速率理論本質(zhì),分子 運(yùn)動(dòng),,相互 碰撞,分子具有 足夠能量,,活化分子,有合適的取向,,化學(xué)反應(yīng),碰撞理論,n活=n總活%,如果分子間能夠發(fā)生化學(xué)反應(yīng):

7、 1、反應(yīng)物分子必須相互碰撞; 2、分子必須具有一定的能量 3、活化分子碰撞時(shí),必須有合適的取向,一、影響反應(yīng)速率的因素,(2)外因:,(1)內(nèi)因(主要因素) :,反應(yīng)物分子中的化學(xué)鍵斷裂、生成物分子中的化學(xué)鍵形成過程 舊鍵斷裂,新鍵生成,參加反應(yīng)物質(zhì)的性質(zhì) 化學(xué)反應(yīng)的本質(zhì):,濃度:壓強(qiáng):溫度:催化劑: 其他因素:光、顆粒大小、溶劑等。,一、濃度對(duì)化學(xué)反應(yīng)速率的影響 第1組 實(shí)驗(yàn)?zāi)康奶骄繚舛鹊牟煌瑢?duì)化學(xué)反應(yīng)速率的影響 實(shí)驗(yàn)原理2KMnO4+5H2C2O4+3H2SO4= K2SO4+MnSO4+10CO2 +8H2O 實(shí)驗(yàn)用品試管、膠頭滴管、0.01mol/L的KMnO4

8、 溶液、 0.1mol/LH2C2O4溶液、0.2mol/LH2C2O4溶液、 實(shí)驗(yàn)步驟1.取兩支試管向其中各加入2mL 0.01mol/L的KMnO4 溶液; 2.向其中一支試管加入2mL 0.1mol/LH2C2O4溶液, 向另一 支試管中加入2mL 0.2mol/LH2C2O4溶液; 3.觀察兩支試管中的實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象。,,三、溫度對(duì)化學(xué)反應(yīng)速率的影響 第2組 實(shí)驗(yàn)?zāi)康奶骄繙囟鹊牟煌瑢?duì)化學(xué)反應(yīng)速率的影響 實(shí)驗(yàn)原理Na2S2O3+H2SO4=Na2SO4+SO2+S +H2O 實(shí)驗(yàn)用品試管、膠頭滴管、0.2mol/L的H2SO4 溶液、 0.1mol

9、/LNa2S2O3溶液 實(shí)驗(yàn)步驟1.取兩支試管各加入2mL0.2mol/L的H2SO4 ;另取 兩支試管各加入2mL0.1mol/LNa2S2O3; 2.將四支試管分成兩組(各有一支盛有H2SO4 和 Na2S2O3的試管),將其中一組浸入到熱水中, 將另一組試管浸入到冷水中; 3.經(jīng)過一段時(shí)間后,分別混合并攪拌,觀察現(xiàn)象。,,四、催化劑對(duì)化學(xué)反應(yīng)速率的影響 第3組 實(shí)驗(yàn)?zāi)康奶骄看呋瘎?duì)化學(xué)反應(yīng)速率的影響 實(shí)驗(yàn)原理 2H2O2 ==== 2H2O+O2 實(shí)驗(yàn)用品錐形瓶、量筒、漏斗、藥匙, ( 10的H2O2 、MnO2、帶余燼木條)

10、 實(shí)驗(yàn)步驟1.在錐形瓶中加入10ml H2O2 ,塞緊瓶塞,從短導(dǎo)管 插入帶余燼木條,觀察現(xiàn)象 ; 2.經(jīng)漏斗向錐形瓶加入少量MnO2 ,觀察現(xiàn)象; 3.觀察兩支試管中的實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象。,MnO2,四、催化劑對(duì)化學(xué)反應(yīng)速率的影響 第4組 實(shí)驗(yàn)?zāi)康奶骄看呋瘎?duì)化學(xué)反應(yīng)速率的影響 實(shí)驗(yàn)原理 2H2O2 ==== 2H2O+O2 實(shí)驗(yàn)用品試管、膠頭滴管、漏斗、藥匙, ( 5的H2O2 、0.1mol/LFeCl3溶液、 0.1mol/LCuSO4溶液) 實(shí)驗(yàn)步驟1.在兩支試管中分別加入2ml H2O2 ; 2.再向兩支試管中分別加入1mlFeCl3溶液,1ml

11、CuSO4溶液; 3.觀察比較兩支試管中的實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象。,催化劑,結(jié)論:其它條件不變時(shí),增加反應(yīng)物的 濃度,反應(yīng)速率加快;反之,降 低反應(yīng)物的濃度,反應(yīng)速率減慢。,加入試劑,,,,,,,,,濃度對(duì)化學(xué)反應(yīng)速率的影響,0.1mol/LH2C2O4,0.2mol/LH2C2O4,用碰撞理論如何分析?,,,結(jié)論:其它條件不變,升高溫度,反應(yīng)速率加快;降低溫度,反應(yīng)速率減慢。,用碰撞理論如何分析?,,,結(jié)論:其它條件不變時(shí),選用適當(dāng)?shù)拇呋瘎┛梢愿淖兎磻?yīng)速率;正催化劑使反應(yīng)速率加快,負(fù)催化劑使反應(yīng)速率減慢。,加入試劑,,,,,,,,,實(shí)驗(yàn)快慢,,催化劑對(duì)化學(xué)反應(yīng)速率的影響,10H

12、2O2,10H2O2,用碰撞理論如何分析?,不加MnO2,加MnO2,,結(jié)論:其它條件不變時(shí),不同反應(yīng)對(duì)催化劑有不同的選擇性;選用適當(dāng)?shù)拇呋瘎┦歉淖兎磻?yīng)速率的有效方法之一。,加入試劑,,,,,,,,,實(shí)驗(yàn)快慢,,催化劑對(duì)化學(xué)反應(yīng)速率的影響,5H2O2,5H2O2,聯(lián)系實(shí)際,試舉一些具體例子?,加0.1mol/LFeCl3,加0.1mol/LCuSO4,,,濃度對(duì)反應(yīng)速率的影響,本質(zhì)原因,濃度增大,單位體積內(nèi)n總,T不變,活%不變,有效碰撞,反應(yīng)物濃度增大,單位體積內(nèi)活化分子數(shù)增多,有效碰撞的頻率增加,反應(yīng)速率增大。,結(jié)論:其它條件不變時(shí),增加反應(yīng)物的 濃度,反應(yīng)速率加快;反之,降

13、 低反應(yīng)物的濃度,反應(yīng)速率減慢。,,注意 對(duì)于純固體或純液體,其濃度可視為常數(shù),因而其物質(zhì)的量改變時(shí)不影響化學(xué)反應(yīng)速率。,請(qǐng)?jiān)嚫鶕?jù)濃度對(duì)化學(xué)反應(yīng)速率的影響推出壓強(qiáng)對(duì)化學(xué)反應(yīng)速率的影響情況,二、壓強(qiáng)對(duì)反應(yīng)速率的影響,,增大壓強(qiáng),反應(yīng)物濃度增大,反應(yīng)速率加快。,,壓強(qiáng)增大, 體積減小 其他條件不變,V,壓強(qiáng)對(duì)于反應(yīng)速率的影響是通過對(duì)濃度的影響實(shí)現(xiàn)的 P增大C成比例增大,P減小C成比例減小,壓強(qiáng)只對(duì)于有氣體參加的反應(yīng)的速率有影響(緊扣對(duì)C的影響),發(fā)散思考:壓強(qiáng)對(duì)于任意化學(xué)反應(yīng)的速率都有影響嗎?,結(jié)論:其它條件不變時(shí),有氣體參加的反應(yīng)中,增大壓強(qiáng),反應(yīng)速率加快;減小壓強(qiáng),反應(yīng)速率減慢。,注

14、意: 1、壓強(qiáng)對(duì)反應(yīng)速率的影響適用于有氣體參加的反應(yīng)。 2、由于固體、液體粒子間的空隙很小,增大壓強(qiáng)幾乎不能改變它們的濃度,因此對(duì)只有固體或液體參加的反應(yīng),壓強(qiáng)的變化對(duì)于反應(yīng)速率的影響可以忽略不計(jì)。,反應(yīng)速率無變化!,例題1,,三、溫度對(duì)反應(yīng)速率的影響,本質(zhì)原因,升高溫度,一部分非活化分子吸收能量轉(zhuǎn)化為活化分子,使得活化分子百分?jǐn)?shù)提高,活化分子間的有效碰撞頻率變大,故反應(yīng)速率增大。,一般說來,溫度每升高10,速率增加2-4倍。,T,普通分子變?yōu)榛罨肿?活%, n活,V,V倍數(shù)值(t2-t1)/10 = 變化后的反應(yīng)速率,,注意 溫度對(duì)反應(yīng)速率的影響適用于各種狀態(tài)物質(zhì)參加的反應(yīng)。,提醒

15、: 溫度對(duì)任何反應(yīng)的反應(yīng)速率皆有影響,但對(duì)于吸熱或放熱反應(yīng)影響的程度不同。,,正催化劑,降低反應(yīng)的活化能,V,催化劑,改變反應(yīng)的途徑,活% n總不變,鉆隧道,提醒: 使用催化劑同等程度的增大(減慢)、正逆反應(yīng)速率,從而改變反應(yīng)到達(dá)平衡所需時(shí)間。 沒特別指明一般指正催化劑 催化劑只能催化可能發(fā)生的反應(yīng),對(duì)不發(fā)生的反應(yīng)無作用 催化劑一定的具有選擇性,解釋: “對(duì)可逆反應(yīng)而言,催化劑既能催化正反應(yīng)又能催化逆反應(yīng)” 試?yán)萌鐖D原理加以解釋?,決定因素:參加化學(xué)反應(yīng)的物質(zhì)的性質(zhì) 影響因素:當(dāng)其它條件不變時(shí) 1.濃度的影響:增加反應(yīng)物的濃度可以加快化學(xué)反應(yīng)速率;降低反應(yīng)物的濃度,可以減慢化學(xué)反應(yīng)速率。 2

16、.壓強(qiáng)的影響:(僅適用于有氣體參加的反應(yīng))增加體系的壓強(qiáng),可以加快化學(xué)反應(yīng)速率;降低體系的壓強(qiáng),可以減慢化學(xué)反應(yīng)速率 3.溫度的影響:升高體系的溫度可以加快化學(xué)反應(yīng)速率;降低體系的溫度,可以減慢化學(xué)反應(yīng)速率。 4.催化劑:使用催化劑同等程度的增大(減慢)正逆反應(yīng)速率,從而改變反應(yīng)到達(dá)平衡所需時(shí)間。 沒特別指明一般指正催化劑,本節(jié)課小結(jié),,小結(jié):影響化學(xué)反應(yīng)速率的因素,增加,增加,增加,加快,增加,增加,增加,加快,不變,增加,增加,加快,,不變,增加,增加,加快,,不變,不變,增大,增大,,決定化學(xué)反應(yīng)速率的主要因素是 A反應(yīng)物的濃度 B反應(yīng)溫度 C使用催化劑 D反應(yīng)物的

17、性質(zhì),請(qǐng)同學(xué)們注意,化學(xué)反應(yīng)速率的決定性因素在于化學(xué)物質(zhì)本身!,D反應(yīng)物的性質(zhì),例題2,練習(xí)1.用3克塊狀大理石與30毫升3mol/L鹽酸反應(yīng) 制取CO2氣體,若要增大反應(yīng)速率,可采取 的措施是再加入30毫升3mol/L鹽酸 改用 30毫升6mol/L鹽酸 改用3克粉末狀大理石 適當(dāng)升高溫度( ) A B C D ,B,,練習(xí)2.下圖為將Zn投入一定濃度一定體積的H2SO4中,解釋圖象的成因。(縱坐標(biāo)為H2的生成速率),,由圖象可知?dú)錃獾纳伤俾孰S時(shí)間先由慢到快,然后又由快到慢。反應(yīng)體系中硫酸所提供的氫離子濃度是由大到小,若氫氣的生成速率由其決定速率的變化趨勢(shì)也應(yīng)由快到

18、慢,反應(yīng)前半程的原因只能是溫度所致,鋅與硫酸反應(yīng)時(shí)放熱,體系溫度逐漸升高,溫度對(duì)反應(yīng)速率的影響占主導(dǎo)地位,一定時(shí)間后,硫酸的濃度下降占據(jù)主導(dǎo)地位,因而氫氣的生成速率隨時(shí)間先由慢到快,然后又由快到慢。,練習(xí)3.下列有關(guān)說法正確的是( ) A.增大反應(yīng)物濃度,可增大單位體積內(nèi)活化分子的百分?jǐn)?shù),從而使有效碰撞次數(shù)增大 B.有氣體參加的化學(xué)反應(yīng),若增大壓強(qiáng)(即縮小反應(yīng)容器的體積),可增加活化分子的百分?jǐn)?shù),從而使化學(xué)反應(yīng)速率增大 C.升高溫度能使化學(xué)反應(yīng)速率增大的主要原因是增加了反應(yīng)物分子中活化分子的百分?jǐn)?shù),C,,練習(xí)4.反應(yīng)C(s)+H2O(g)=CO(g)+H2(g)在一可變?nèi)莘e的密閉容器中進(jìn)行,下列條件的改變對(duì)其反應(yīng)速率幾乎無影響的是( ) A.增加C的量 B.將容器的體積縮小一半 C.保持體積不變,充入N2使體系壓強(qiáng)增大 D.保持壓強(qiáng)不變,充入N2使容器體積變大 引自,AC,

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