河北省石家庄市高中化学第二章化学反应速率和化学平课件.ppt

1、在化学实验和日常生活中，我们经常观察到这样在化学实验和日常生活中，我们经常观察到这样的现象：有的化学反应进行得快，有的化学反应的现象：有的化学反应进行得快，有的化学反应进行得慢。进行得慢。交交与与考考思思流流 煤是由古代植物埋藏在地底下经历复杂的变煤是由古代植物埋藏在地底下经历复杂的变化，经过几亿年的时间，逐渐形成的固体可燃性化，经过几亿年的时间，逐渐形成的固体可燃性矿物矿物 大多数石油是由埋藏在地下沉积层中的有机大多数石油是由埋藏在地下沉积层中的有机物经过几百万年在物经过几百万年在摄氏度的温度下形成的摄氏度的温度下形成的定向爆破定向爆破 年前年前, ,故宫太和殿栏杆上雕刻着精美浮雕花纹故宫太

2、和殿栏杆上雕刻着精美浮雕花纹还清晰可见还清晰可见, ,现在却大多是模糊不清现在却大多是模糊不清, ,部分已成了部分已成了光板。为什么几百年腐蚀很慢，而近几十年腐蚀光板。为什么几百年腐蚀很慢，而近几十年腐蚀却变快了呢？却变快了呢？ 化学反应的快慢与我们的生活、学习、科研、化学反应的快慢与我们的生活、学习、科研、环境、生产等关系很密切。环境、生产等关系很密切。怎样比较和判断反应的快慢呢？怎样比较和判断反应的快慢呢？可以从实验现象来进行比较和判断可以从实验现象来进行比较和判断 冒气泡快慢；颜色变化；固体量减少；浑浊冒气泡快慢；颜色变化；固体量减少；浑浊程度；温度变化等。程度；温度变化等。 定性描述定

3、性描述很快、较快、较慢、很慢很快、较快、较慢、很慢通常要确定一个参照物。通常要确定一个参照物。 定量描述定量描述 物理学中描述物体运动的快慢用物理学中描述物体运动的快慢用“速度速度”来表来表示，示， 化学反应进行的快慢用化学反应进行的快慢用“化学反应速率化学反应速率”来表来表示。示。 在科学研究和实际应用中，需要对化学反应在科学研究和实际应用中，需要对化学反应进行的快慢进行定量的描述或比较。进行的快慢进行定量的描述或比较。一、化学反应的速率一、化学反应的速率概念：概念：表示：表示：数学表达式：数学表达式：用来衡量化学反应进行快慢程度的物理量用来衡量化学反应进行快慢程度的物理量 用单位时间内反应

4、物或生成物的浓度变化来用单位时间内反应物或生成物的浓度变化来表示。表示。 对于化学反应来说，当反应体系为气态或溶液时，对于化学反应来说，当反应体系为气态或溶液时，通常用单位时间内反应物浓度的减少或生成物浓度的增通常用单位时间内反应物浓度的减少或生成物浓度的增加来表示化学反应速率加来表示化学反应速率tc注意：只对气体、溶液适注意：只对气体、溶液适用。用。单位：单位：例如：某反应的反应物浓度在内由变成了，则以例如：某反应的反应物浓度在内由变成了，则以该反应物浓度的变化表示的该反应在这段时间内该反应物浓度的变化表示的该反应在这段时间内的平均反应速率为。的平均反应速率为。 ()()或或()()tc()

5、()练习：书练习：书N N2 2+ + 3 3H H2 22NH2NH3 3催化剂催化剂高温高压高温高压解：解：起始量：起始量： 变化量：变化量：末：末： 在应用化学方程式进行有关化学反应速在应用化学方程式进行有关化学反应速率的计算时率的计算时, ,一定要弄清三个量：起始量、一定要弄清三个量：起始量、变化量、某时刻的量，其中：变化量之比等变化量、某时刻的量，其中：变化量之比等于化学计量数之比。于化学计量数之比。（）（）()()（）（）()()()()()()学与问问题一：（）、（）与问题一：（）、（）与 （）的数值是否相同？（）的数值是否相同？（）（） () () （）（） () () （）（

6、） () ()N N2 2+ + 3 3H H2 22NH2NH3 3催化剂催化剂高温高压高温高压() () 因此，表示化学反应速率时，必须指因此，表示化学反应速率时，必须指明是用反应体系中的哪种物质为标准。明是用反应体系中的哪种物质为标准。 结论：在同一个反应中，各物质的反应速率之比结论：在同一个反应中，各物质的反应速率之比等于化学方程式中各物质的化学计量数之比。等于化学方程式中各物质的化学计量数之比。 问题二：是否能表示此反应的化学反应速率？问题二：是否能表示此反应的化学反应速率？问题三：由上述计算题的结果，数值上有何规律？问题三：由上述计算题的结果，数值上有何规律？ 你会得出什么结论？你

7、会得出什么结论？ 对于在一个容器中的一般反应：对于在一个容器中的一般反应： 来说来说 ()()：()()：()()：()() ： ： ： 学与问 理解化学反应速率的表示方法时应理解化学反应速率的表示方法时应注意的几个问题：注意的几个问题： . .无论浓度的变化是增加还是减少，一般都取正值，无论浓度的变化是增加还是减少，一般都取正值，所以化学反应速率一般只取正值，不取负值。所以化学反应速率一般只取正值，不取负值。. .由于在反应中固体和纯液体的浓度是恒定不变的，由于在反应中固体和纯液体的浓度是恒定不变的，因此对于有纯液体或固体参加的反应一般不用纯因此对于有纯液体或固体参加的反应一般不用纯液体或固

8、体来表示化学反应速率。液体或固体来表示化学反应速率。 对于同一个反应来说，用不同的物质来表示该对于同一个反应来说，用不同的物质来表示该反应的速率时，其数值可能不同，但每种物质都反应的速率时，其数值可能不同，但每种物质都可以用来表示该反应的快慢。可以用来表示该反应的快慢。. .化学反应速率是指某段时间内的平均反应速率，化学反应速率是指某段时间内的平均反应速率，而不是指瞬时速率。而不是指瞬时速率。 起始量：起始量： 变化量：变化量：二、化学反应速率的计算二、化学反应速率的计算根据定义式，计算反应速率根据定义式，计算反应速率【例】在【例】在 密闭容器中，进行合成氨的反应密闭容器中，进行合成氨的反应

9、，先加入和各，先加入和各 ，反应经后，反应经后，测得的物质的量浓度为测得的物质的量浓度为 。求此反应的化学反应速。求此反应的化学反应速率是多少？率是多少？解：解： 末：末： N N2 2+ + 3 3H H2 22NH2NH3 3催化剂催化剂高温高压高温高压N N2 2+ + 3 3H H2 22NH2NH3 3催化剂催化剂高温高压高温高压 应用应用“三段式三段式”进行化学反应速进行化学反应速率的计算时率的计算时, ,一定要弄清三个量：一定要弄清三个量： 起始量、变化量、某时刻的量。起始量、变化量、某时刻的量。三段式三段式化学反应速率之比浓度变化之比化学反应速率之比浓度变化之比 物质的量变化之

10、比物质的量变化之比 化学计量数之比。化学计量数之比。【例】反应【例】反应 ，在不同条件下反应，其平，在不同条件下反应，其平均反应速率，如下所示，则反应速率最快的是均反应速率，如下所示，则反应速率最快的是摩（升摩（升秒）秒） 摩（升摩（升秒）秒）摩（升摩（升秒）秒） 摩（升摩（升秒）秒）根据化学计量数之比，计算反应速率根据化学计量数之比，计算反应速率 在同一反应中，比较反应速率的大小时：在同一反应中，比较反应速率的大小时：要注意反应速率的单位要统一；要注意反应速率的单位要统一；不能单纯地看数值大小，应换算成同一种不能单纯地看数值大小，应换算成同一种物质的反应速率再进行比较。物质的反应速率再进行比

11、较。以图象形式给出条件，计算反应速率以图象形式给出条件，计算反应速率【例】某可逆反应在一定温度时，【例】某可逆反应在一定温度时， 、三种物质、三种物质在容器中的变化曲线如图所示：在容器中的变化曲线如图所示：该反应的化学方程式：，该反应的化学方程式：，反应开始至，的平均速率是。反应开始至，的平均速率是。末时的转化率？末时的转化率？ 化学反应中发生变化的是体系中的化化学反应中发生变化的是体系中的化学物质学物质( (包括反应物和生成物包括反应物和生成物) )，所以与其，所以与其中任何一种化学物质的浓度中任何一种化学物质的浓度( (或质量或质量) )相关相关的性质在测量反应速率时都可以加以利用的性质在

12、测量反应速率时都可以加以利用。化学反应速率是通过实验测定的。化学反应速率是通过实验测定的。三、化学反应速率的测定三、化学反应速率的测定化学反应速率测定的基本思路：化学反应速率测定的基本思路：. .能够直接观察的某些性质（如释放出气体能够直接观察的某些性质（如释放出气体的体积和体系的压强）；的体积和体系的压强）；. .必须依靠科学仪器测量（如颜色的深浅、必须依靠科学仪器测量（如颜色的深浅、光的吸收和发射、导电能力等）；光的吸收和发射、导电能力等）；. .在物质的诸多性质中，特别是在溶液中，在物质的诸多性质中，特别是在溶液中，当反应物或生成物本身有比较明显的颜色时当反应物或生成物本身有比较明显的颜

13、色时, ,常利用颜色深浅和显色物质浓度间的正比常利用颜色深浅和显色物质浓度间的正比关系来跟踪反应的过程和测量反应速率。关系来跟踪反应的过程和测量反应速率。测定收集一定体积的测定收集一定体积的H H2 2时所用的时间；时所用的时间；测定一定时间内产生测定一定时间内产生H H2 2的体积；的体积；测定一段时间内溶液中测定一段时间内溶液中H H+ +浓度的变化；浓度的变化；测定一段时间内锌粒质量的变化。测定一段时间内锌粒质量的变化。如何测量锌和不同浓度的稀硫酸反应的速率？如何测量锌和不同浓度的稀硫酸反应的速率？确定变量确定变量 稀硫酸的浓度不同稀硫酸的浓度不同实验实验测量锌与硫酸反应的速率测量锌与硫

14、酸反应的速率交流研讨交流研讨找出某种易于测量的某种物理量或性质的变化找出某种易于测量的某种物理量或性质的变化控制不变的因素控制不变的因素锌粒的表面积、温度、时锌粒的表面积、温度、时间或氢气的体积间或氢气的体积加入试剂加入试剂反应时间（反应时间（) )反应速率反应速率()()的硫酸的硫酸的硫酸的硫酸实验现象：实验现象： 有气泡产生，收集有气泡产生，收集 气体，浓度较大的硫酸所用的时气体，浓度较大的硫酸所用的时间比稀硫酸所用的时间短。间比稀硫酸所用的时间短。实验结论：实验结论： 不同浓度的硫酸与锌反应的速率是不同的，不同浓度的硫酸与锌反应的速率是不同的，浓度越大，反应速率越快。浓度越大，反应速率越

15、快。何时计时，用何仪器计时；何时计时，用何仪器计时； . .保持导气管顺畅保持导气管顺畅. .液体快速滴下液体快速滴下. .滴完后迅速关闭分液漏斗活塞滴完后迅速关闭分液漏斗活塞注意事项：注意事项：稀硫酸滴入时注意：稀硫酸滴入时注意：注射器读数到什么位置，是处吗注射器读数到什么位置，是处吗? ?练习：一定温度下，向一容积为的真空容器中加练习：一定温度下，向一容积为的真空容器中加入氮气，氢气，后测得容器内的压强是起始时压入氮气，氢气，后测得容器内的压强是起始时压强的倍。求：强的倍。求：（）内（）（）内（）（）反应后混合气体的平均摩尔质量（）反应后混合气体的平均摩尔质量 起始量起始量变化量变化量末末

16、 () () () () 法：法：() () () () P P1 1P P2 2n n1 1n n2 2=练习：一定温度下，向一容积为的真空容器中加练习：一定温度下，向一容积为的真空容器中加入氮气，氢气，后测得容器内的压强是起始时压入氮气，氢气，后测得容器内的压强是起始时压强的倍。求：强的倍。求：（）内（）（）内（）（）反应后混合气体的平均摩尔质量（）反应后混合气体的平均摩尔质量 法：差量法法：差量法解：解：（）34g34g3.6mol3.6molM 9.49.4g g/ /molmol练习：把气体的气体混合于容器中，使它们发生练习：把气体的气体混合于容器中，使它们发生如下反应：如下反应：

17、。末已生成，若测知。末已生成，若测知()()()()，则，则上述反应中气体的计量数的值是上述反应中气体的计量数的值是( )( ) 上述反应在末时，已消耗的占原来的百分比是上述反应在末时，已消耗的占原来的百分比是( )( ) 起始量起始量变化量变化量2 2minmin末末0.6mol 0.6mol 0.40.4molmol0mol0mol0.40.4molmol 0.20.2molmol 3X + Y 3X + Y nZ + 2W nZ + 2W 0mol0mol0.20.2mol mol C C V Vt t 0.1mol/(Lmin)0.1mol/(Lmin)2 2minmin 0.20.2mol/Lmol/Ln n( (Z Z) ) V VC C 2 2L L0.2mol/L0.2mol/L 0.40.4molmol0.10.1molmol n n 4 40.10.10.40.4a 0.250.25