高中化學(xué)《第二章 化學(xué)反應(yīng)的速率》課件 魯教版選修4.ppt
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魯科版化學(xué)選修《化學(xué)反應(yīng)原理》,化學(xué)反應(yīng)的速率,學(xué)習(xí)目標(biāo),1.了解化學(xué)反應(yīng)速率的概念及表示方法。 2.理解濃度、壓強(qiáng)、溫度和催化劑等條件對化學(xué)反應(yīng)速率的影響。 3.能初步運(yùn)用有效碰撞、碰撞的取向和活化分子等來解釋濃度、壓強(qiáng)、溫度和催化劑等條件對化學(xué)反應(yīng)速率的影響。,你知道下列化學(xué)變化進(jìn)行得快還是慢?,,,如何描述化學(xué)反應(yīng)的快慢?,想一想?,化學(xué)反應(yīng)速率,一、化學(xué)反應(yīng)速率,1、定義: 化學(xué)反應(yīng)速率用單位時(shí)間(如每秒,每分鐘)內(nèi)反應(yīng)物濃度的減小量或生成物濃度的增加量來表示。,3、單位:,2、表達(dá)式為:,mol · (L · s) -1或mol · (L · min)-1,隨堂練習(xí),1.在某一化學(xué)反應(yīng)里,反應(yīng)物A的濃度在10 s內(nèi)從4.0 mol·L—1 變成1.0 mol·L—1 ,在這10 s內(nèi)A的化學(xué)反應(yīng)速率為多少?,根據(jù)定義進(jìn)行練習(xí): = 0.3 mol·(L·S)—1,,2、反應(yīng)4NH3+5O2 4NO+6H2O 在5L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)的反應(yīng)速率用NO來表示為多少?,1.若用O2的濃度變化來表示此反應(yīng)速率是多少?,2.v(NO)=0.002mol/(L·s) 與v(O2)=0.0025mol/(L·s)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/(L·s),v(O2)=0.0025mol/(L·s),關(guān)于化學(xué)反應(yīng)速率應(yīng)注意的幾個(gè)問題:,1.化學(xué)反應(yīng)速率是標(biāo)量,即只有大小而沒有方向。 2.一般地計(jì)算出來的化學(xué)反應(yīng)速率是一段時(shí)間內(nèi)的平均反應(yīng)速率,不同時(shí)刻的化學(xué)反應(yīng)速率是不相同的。 3.對于固體物質(zhì)或氣態(tài)反應(yīng)中的液體物質(zhì),反應(yīng)在其表面進(jìn)行,它們的“濃度”是不變的,因此不用液體和固體表示化學(xué)反應(yīng)速率。 4.對于同一化學(xué)反應(yīng),用不同的物質(zhì)表示其化學(xué)反應(yīng)速率可能不相同,但其化學(xué)反應(yīng)速率比等于化學(xué)方程式中化學(xué)計(jì)量數(shù)之比。例如在N2 + 3H2 2NH3 中ν(N2)∶ν(H2)∶ν(NH3) = 1∶3∶2。,練習(xí)3: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/(L·s) (2)v(B)=0.6mol/(L·s) (3)v(C)=0.4mol/(L·s ) (4)v(D)=0.45mol/(L·s) 則該反應(yīng)速率的快慢順序?yàn)椤?(1)(4)(2)=(3),比較反應(yīng)速率大小時(shí),不能只看數(shù)值的大小,還要將反應(yīng)速率換算為用同一種物質(zhì)表示才能進(jìn)行比較。,練習(xí)4: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 較快,其原因可能,0.25mol/(L·s),0.25mol/(L·s),前2s,前2s時(shí)段鹽酸濃度比后4s時(shí)段大,(4)能否用Fe表示化學(xué)反應(yīng)速率嗎?,注意:對于固體物質(zhì)或氣態(tài)反應(yīng)中的液體物質(zhì),反應(yīng)在其表面進(jìn)行,它們的“濃度”是不變的,因此不用液體和固體表示化學(xué)反應(yīng)速率。,有些化學(xué)反應(yīng)需要加快,如塑料的降解,有些化學(xué)反應(yīng)就需要減慢,如鐵橋生銹,那么如何按照我們的需要來控制化學(xué)反應(yīng)速率來為我們服務(wù)呢?化學(xué)反應(yīng)速率跟哪些因素有關(guān)?,二、影響化學(xué)反應(yīng)速率的因素 (一)內(nèi)因:——主要因素 由于參加反應(yīng)的不同物質(zhì)的結(jié)構(gòu)和反應(yīng)的歷程不同,即不同物質(zhì)性質(zhì)不同。所以不同的物質(zhì)進(jìn)行的反應(yīng)速率不同。 5、把下列金屬分別投入0.1mol/l硫酸中,能發(fā)生反應(yīng)但反應(yīng)最快的是( ) A Fe B Zn C Mg D Cu,(二)外因: 1、濃度對化學(xué)反應(yīng)速率的影響。 (1)規(guī)律:當(dāng)其他條件不變時(shí), 增加反應(yīng)物的濃度,化學(xué)反應(yīng)速率加快; 降低反應(yīng)物的濃度,化學(xué)反應(yīng)速率減慢。,強(qiáng)調(diào):對于固體和純液體來說,濃度都是不變的,固體和純液體的量對于化學(xué)反應(yīng)速率幾乎不產(chǎn)生影響。,(2)原因:化學(xué)反應(yīng)的過程就是反應(yīng)物分子中的原子重新組合成生成物分子的過程,也就是反應(yīng)物分子中化學(xué)鍵斷裂,生成物分子化學(xué)鍵形成的過程。舊鍵的斷裂和新鍵的形成都是通過反應(yīng)物分子(或離子的相互碰撞來實(shí)現(xiàn)的。而反應(yīng)物的分子的每次碰撞不一定都能發(fā)生化學(xué)反應(yīng),我們把能夠發(fā)生化學(xué)反應(yīng)的碰撞叫有效碰撞,能夠發(fā)生有效碰撞的分子稱為活化分子。 在其他條件不變時(shí),對某一反應(yīng)來說,活化分子在反應(yīng)物分子中占的百分?jǐn)?shù)是一定的,因此單位體積內(nèi)活化分子的數(shù)目與單位體積內(nèi)反應(yīng)物分子的總數(shù)成正比。也就是和反應(yīng)物的濃度成正比。當(dāng)反應(yīng)物濃度增大時(shí),單位體積內(nèi)分子數(shù)增多,活化分子數(shù)也相應(yīng)增加,反應(yīng)速率必然增大。,2、溫度對化學(xué)反應(yīng)速率的影響 (1)規(guī)律:當(dāng)其他條件不變時(shí), 升高溫度,可以增大反應(yīng)速率, 降低溫度可以減慢反應(yīng)速率。 (2)原因:在濃度一定時(shí),升高溫度,反應(yīng)物分子的能量增加,使一部分原來能量較低的分子變成活化分子,從而增加了反應(yīng)物分子中活化分子的百分?jǐn)?shù)。這樣單位時(shí)間內(nèi)反應(yīng)物分子間的碰撞次數(shù)增加,反應(yīng)速率也會(huì)相應(yīng)地加快。,(3)注意: (a)溫度對反應(yīng)速率影響的經(jīng)驗(yàn)公式,6、在10℃時(shí)某化學(xué)反應(yīng)速率為0.1mol·l-1·S-1,若溫度每升高10℃,反應(yīng)速率增加到原來的2倍,為了把該反應(yīng)速率提高到1.6mol·l-1·S-1則該反應(yīng)需在什么溫度下進(jìn)行( ) A 30℃ B 40℃ C 50℃ D 60℃,分析:根據(jù)經(jīng)驗(yàn)公式:V2=1.6mol·l-1·S-1 V1=0.1mol·l-1·S-1 t1=10℃代入算出t2=50℃,(b)溫度對反應(yīng)速率影響的規(guī)律,對吸熱反應(yīng),放熱反應(yīng)都適用。 (c)反應(yīng)若是可逆反應(yīng),升高溫度,正、逆反應(yīng)速率都加快,降低溫度,正、逆反應(yīng)速率都減小。,1、范托夫規(guī)律的內(nèi)容是什么?,對于在溶液中發(fā)生的反應(yīng),溫度每 升高10k , 反應(yīng)速率增加到2-4倍。,請同學(xué)們閱讀教材58頁,討論思考以下問題:,2、溫度怎樣影響化學(xué)反應(yīng)速率常數(shù)?,溫度升高速率常數(shù)增大,3、升高相同溫度,對不同的化學(xué)反應(yīng) 影響程度一樣嗎?,不一樣,交流研討,,,阿倫尼烏斯經(jīng)驗(yàn)公式的表達(dá)式為 , (1)對同一化學(xué)反應(yīng),Ea相同,當(dāng)Ea>0時(shí),升 高溫度,反應(yīng)速率常數(shù) 化學(xué)反應(yīng)速率 隨之加快; (2)對不同的化學(xué)反應(yīng),Ea不同,若反應(yīng)溫度相 同,Ea越大,反應(yīng)速率常數(shù) 化學(xué)反應(yīng)速 率越慢。,,k=Ae-Ea/RT,,增大,越小,想一想,阿倫尼烏斯經(jīng)驗(yàn)公式,2、壓強(qiáng)對化學(xué)反應(yīng)速率的影響 (1)規(guī)律:對于有氣體參加的化學(xué)反應(yīng),若其他條件不變,增大壓強(qiáng),反應(yīng)速率加快,減小壓強(qiáng),反應(yīng)速率減慢。 (2)原因:壓強(qiáng)的變化是通過濃度的變化來實(shí)現(xiàn)的。對于氣體來說,若其他條件不變,增大壓強(qiáng),就是增加單位體積內(nèi)反應(yīng)物的物質(zhì)的量,即增大反應(yīng)物濃度,因而可以增大化學(xué)反應(yīng)速率。,(3)注意: (a)若參加反應(yīng)的物質(zhì)為固體或液體(溶液),由于壓強(qiáng)的變化對它們的濃度幾乎無影響,可以認(rèn)為反應(yīng)速率不變。 (b)對于有氣體參加的可逆反應(yīng),增大壓強(qiáng),正反應(yīng)速率,逆反應(yīng)速率都增大;減小壓強(qiáng),正反應(yīng)速率,逆反應(yīng)速率都減小。,(3)注意: (a)若參加反應(yīng)的物質(zhì)為固體或液體(溶液),由于壓強(qiáng)的變化對它們的濃度幾乎無影響,可以認(rèn)為反應(yīng)速率不變。 (b)對于有氣體參加的可逆反應(yīng),增大壓強(qiáng),正反應(yīng)速率,逆反應(yīng)速率都增大;減小壓強(qiáng),正反應(yīng)速率,逆反應(yīng)速率都減小。,,二、催化劑對化學(xué)反應(yīng)速率的影響,規(guī)律:,加入催化劑,化學(xué)反應(yīng)速率加快,請同學(xué)們閱讀教材61~62頁,思考以下問題: (1)催化劑對化學(xué)反應(yīng)速率的影響跟其 它因素相比程度如何?為什么? (2)從圖2-3-9你能看出催化劑是如何 提高化學(xué)反應(yīng)速率的? (3)從乙烯與氧氣的兩個(gè)反應(yīng)中,你發(fā) 現(xiàn)催化劑具有什么特點(diǎn)? (4)催化劑能改變化學(xué)反應(yīng)的平衡常數(shù)嗎?,交流研討,(1)催化劑對化學(xué)反應(yīng)速率的影響跟 其它因素相比程度如何?為什么?,從表2-3-5 中的數(shù)據(jù)可以看出催化劑能 大幅度的提高化學(xué)反應(yīng)的速率。與其他 因素相比,催化劑對化學(xué)反應(yīng)的影響更 明顯。使用催化劑可以使活化能降低幾 萬焦耳,而濃度增大幾萬倍,溫度升高 幾萬度,都是不可能的。因此催化劑是 加速化學(xué)反應(yīng)速率的最有效途徑。,(2)從圖2-3-9你能看出催化劑是如何 提高化學(xué)反應(yīng)速率的?,催化劑通過改變反應(yīng)歷程,降低反 應(yīng)的活化能,來提高化學(xué)反應(yīng)速率。,(3)從乙烯與氧氣的兩個(gè)反應(yīng)中, 你發(fā)現(xiàn)催化劑具有什么特點(diǎn)?,選擇性,(4)催化劑能改變化學(xué)反應(yīng)的平衡常數(shù)嗎?,使用催化劑不能改變化學(xué)反應(yīng)的平衡 常數(shù),不能改變平衡轉(zhuǎn)化率,但可以 縮短達(dá)到化學(xué)平衡的時(shí)間,7、下列說法中正確的是 ( ) A.0.1mol·L-1 鹽酸 和 0.1mol·L-1硫酸與 2mol·L- 1NaOH溶液反應(yīng)速率相同 B.大理石塊和大理石粉與0.1mol·L-1鹽酸 反應(yīng)的速率相同 C.Mg,Al和0.1mol·L-1鹽酸反應(yīng)速率相同 D.0.1mol·L-1鹽酸和0.1mol·L-1硝酸與相同 形狀和大小的大理石反應(yīng)的速率相同,D,8、對于反應(yīng)2SO2+O2 2SO3,當(dāng)其他條件不變時(shí),只改變一個(gè)反應(yīng)條件,將生成SO3 反應(yīng)速率的變化填入空格里(填寫“增大”“減小”或“不變”),增大,增大,減小,增大,- 1.請仔細(xì)閱讀文檔,確保文檔完整性,對于不預(yù)覽、不比對內(nèi)容而直接下載帶來的問題本站不予受理。
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