2.1.1化学反应速率课件.ppt

1、【思考与交流思考与交流】你了解下列事物化学变化进行的快慢吗？你了解下列事物化学变化进行的快慢吗？烟花的爆炸是瞬间完成烟花的爆炸是瞬间完成从反应快慢的角度来描述下列现象从反应快慢的角度来描述下列现象爆炸反应和燃烧反应爆炸反应和燃烧反应反应速率极快反应速率极快反应速率快反应速率快反应速率慢反应速率慢反应速率极慢反应速率极慢酸碱溶液的中和反应酸碱溶液的中和反应 酿酒酿酒石油的形成石油的形成一次性快餐盒、聚乙烯等塑料制品分解需一次性快餐盒、聚乙烯等塑料制品分解需要几百年。要几百年。 汽车尾气汽车尾气NONO、COCO反应能生成反应能生成N N2 2、COCO2 2，但汽，但汽车尾气中仍有车尾气中仍有N

2、ONO、COCO排放，因为反应太慢了排放，因为反应太慢了有的反应我们认为快一点好有的反应我们认为快一点好!（2）橡胶老化，钢铁腐蚀；）橡胶老化，钢铁腐蚀； “云龙陛石云龙陛石”近几十年腐蚀加快；近几十年腐蚀加快； 乐山大佛近几十年腐蚀特别严重。乐山大佛近几十年腐蚀特别严重。有的反应我们认为慢一点好有的反应我们认为慢一点好! 不同的化学反应进行的快慢千差万别，不同的化学反应进行的快慢千差万别，“快快”与与“慢慢”是相对而言的，在科学是相对而言的，在科学研究和实际应用中，需要用一个统一的研究和实际应用中，需要用一个统一的定量标准来衡量或比较。与物理学中物定量标准来衡量或比较。与物理学中物体的运动快

3、慢用体的运动快慢用“速度速度”表示相类似，表示相类似，化学反应过程中进行的快慢用化学反应过程中进行的快慢用“反应速反应速率率”来表示。来表示。2、表示方法：表示方法：通常用通常用单位时间单位时间内内反应物浓度的反应物浓度的减少减少或或生成物浓度的增加生成物浓度的增加来表示来表示化学反应速率。化学反应速率。V(B)= C(B)t特别注意特别注意：气体的浓度用：气体的浓度用 来表示来表示气体的物质的量气体的物质的量 容器的容器的体积体积化学反应速率的单位通常为：化学反应速率的单位通常为：molL-1s-1或或molL-1min-1一、化学反应速率的表示一、化学反应速率的表示1 1、意义：、意义：衡

4、量化学反应进行快慢的物理量。衡量化学反应进行快慢的物理量。3 3、表达式：、表达式：4、公式求出来的是平均速率，瞬时速率只能在图、公式求出来的是平均速率，瞬时速率只能在图 像上看出来像上看出来例：看课本第例：看课本第30页页H2O2分解的浓度变化表格，求分解的浓度变化表格，求020分分钟内过氧化氢分解的平均速率。钟内过氧化氢分解的平均速率。H2O2浓度变化量：浓度变化量：0.80molL-1-0.40molL-1=0.40molL-1时间变化量：时间变化量：20min所以所以V（ H2O2 ） = =0.02molL-1min-10.40molL-1 20min练习：练习：1、请计算、请计算2

5、040 4060 6080分钟内分钟内 该该反应的平均速率反应的平均速率0.01molL-1min-1 0.005 0.0025 2、请计算、请计算040分钟内该反应的平均速率分钟内该反应的平均速率0.015molL-1min-10.10.20.30.40.50.60.70.81020304050607080t/min请同学们把表中的数据在左图的直角坐标系中表示出来请同学们把表中的数据在左图的直角坐标系中表示出来当当tt非常小时，就是某时刻的瞬时速率，非常小时，就是某时刻的瞬时速率，在该图像上就是某时刻对应的斜率。在该图像上就是某时刻对应的斜率。1、请同学们根据图像分别计算第、请同学们根据图像

6、分别计算第1020、第、第7080分钟的速率。分钟的速率。2、从得到的数据看，所求是、从得到的数据看，所求是平均速率还是瞬时速率？平均速率还是瞬时速率？ 3、什么时候可以得到瞬、什么时候可以得到瞬时速率？时速率？练习练习(一)请指出下列说法所表示的含义： 某物质在某一化学反应中的反应速率为0.50mol/Lmin。该说法表示该物质在参与反应时，1分钟分钟内物质的量浓度减少内物质的量浓度减少(或增加或增加)了为了为0.50mol/L.(二)在A+2B=C的反应中，已知其始时A的浓度为2mol/L，经过2分钟后，其浓度变为1mol/L，求该物质在2分钟内的反应速率。 0.50mol/Lmin 交流

7、与讨论交流与讨论N2O5在四氯化碳溶液中的分解反应：在四氯化碳溶液中的分解反应： 2N2O5 = 4NO + O2、分别用反应物和生成物的物质的量浓度在、分别用反应物和生成物的物质的量浓度在单位时间内的变化来表示该反应的速率，将计单位时间内的变化来表示该反应的速率，将计算结果填入表算结果填入表2-2。书本书本P31、请将化学反应速率的比值与它们在方、请将化学反应速率的比值与它们在方程式中的计量数的比值进行比较，归纳它程式中的计量数的比值进行比较，归纳它们之间有什么关系？们之间有什么关系？t/min012345N2O5C(N2O5)/ mol/L1.001.000.710.710.500.500

8、.350.350.250.250.170.17 C(N2O5)/moi/L NO2C(NO2)/ mol/L0 00.580.581.001.001.301.301.501.501.661.66 C(NO2)/ mol/L O2C(O2)/ mol/L0 00.150.150.250.250.330.330.380.380.420.42 C(O2)/ mol/LC(N2O5)t t/ mol/L.minC(NO2)t t/ mol/L.minC(O2)t t/ mol/L.minP31 交流与讨论交流与讨论0.290.2900.500.2160.650.3320.3750.1660.1880.

9、750.830.4300.5000.5800.150 0.125 0.110 0.095 0.0840.2500.58 1.001.301.661.500.150.250.330.380.42请看课本第请看课本第31页的化学反应页的化学反应:该反应的速该反应的速率即可以用单位时间内率即可以用单位时间内N2O5的浓度减少的浓度减少来计算，还可以用单位时间内来计算，还可以用单位时间内NO2或或O2的浓度增加来表示。请同学们分别用三的浓度增加来表示。请同学们分别用三种物质来表示第种物质来表示第34分钟内该反应的平分钟内该反应的平均速率。均速率。V(NO2)=0.20molL-1min-1V(O2)=

10、0.05molL-1min-1这三个数字都可用于表示第这三个数字都可用于表示第34分钟内该反应的平均分钟内该反应的平均速率，也就是说，它们表示的化学反应速率是速率，也就是说，它们表示的化学反应速率是一样一样快快的，但三者有什么关系？的，但三者有什么关系？结论：同一反应速率可以用不同物质浓度变化结论：同一反应速率可以用不同物质浓度变化表示，其数值之比等于方程式中的化学计量数表示，其数值之比等于方程式中的化学计量数之比。只要知道用某种物质来表示的化学反应之比。只要知道用某种物质来表示的化学反应速率数值，就可以换算成用其它物质来表示该速率数值，就可以换算成用其它物质来表示该反应速率。反应速率。V(N

11、2O5)=0.10molL-1min-12、在同一反应中，用不同的物质表示的化、在同一反应中，用不同的物质表示的化学反应速率数值不一定相等，但其速率之学反应速率数值不一定相等，但其速率之比等于其系数之比。比等于其系数之比。aA + bB = cCv（A）：）：v （B）：）： v （C）=a：b：c还有：还有：c(A)：c(B) ：c(C) =a：b：c练习练习已知：反应已知：反应 X + 3Y = 5Z + 2W X + 3Y = 5Z + 2W 在四种不同条件下的反应速率为：在四种不同条件下的反应速率为：(1)v(X)=0.6 mol/L(1)v(X)=0.6 mol/Ls s (2)v(

12、Y)=1.2 mol/L(2)v(Y)=1.2 mol/Ls s (3)v(Z)=0.8 mol/L(3)v(Z)=0.8 mol/Ls s (4)v(W)=1.0 mol/L(4)v(W)=1.0 mol/Ls s则该反应速率的快慢顺序为则该反应速率的快慢顺序为 。(1)(4)(2)=(3)相同的反应在不同的条件下进行相同的反应在不同的条件下进行,要化成同一种进要化成同一种进行比较谁快谁慢，还要注意单位的换算。行比较谁快谁慢，还要注意单位的换算。例例1在在2L的密闭容器中，加入的密闭容器中，加入3mol和和1mol的的H2和和N2，发，发生生 N2 + 3H2 2NH3 ，在，在2s末时，测

13、得容器中含有末时，测得容器中含有0.4mol的的NH3，分别求该反应用氨气、氢气、氮气表示的化学反，分别求该反应用氨气、氢气、氮气表示的化学反应速率。应速率。 【说明说明】计算反应速率一般运用计算反应速率一般运用“三段思维法三段思维法”，即，即“起始起始”、“转化转化”、“平衡平衡”时的情况来考虑，这种方法的优点在于各物质时的情况来考虑，这种方法的优点在于各物质的量的量及变化非常清晰，一目了然。及变化非常清晰，一目了然。【练习册第练习册第4题题】【例例2 图像题图像题】、某温度时，在2L容器中，x、y、z三种物质随时间的变化曲线如图所示。由图中数据分析，该反应的化学方程式是：_，反应开始至2m

14、in，z的平均速率是_。3x+y=2z0.05mol/L.mol yxz时间时间/min1.00.80.60.40.20.0 1 2 3 4 50.90.70.2物质的量物质的量/mol一、化学反应速率一、化学反应速率1、意义、意义： 单位：单位： molL-1min-1 、molL-1S-1等等3、数学表达式：、数学表达式：V(B)= C(B)t4、对于同一化学反应速率用不同的的物质表示其化学反应速率，对于同一化学反应速率用不同的的物质表示其化学反应速率，可能不相同，但其化学反应速率比等于化学方程式中化学计量数可能不相同，但其化学反应速率比等于化学方程式中化学计量数之比之比aA + bB =

15、 cC + dD浓度的变化量（浓度的变化量（ C ）也如此）也如此2、表示方法、表示方法： 3、平均速率和瞬时速率、平均速率和瞬时速率v（A）：）：v （B）：）： v （C）：）： v （D）=a：b：c：d注意问题注意问题 (1)(1)对于固体物质或气态反应中的液体物质，反对于固体物质或气态反应中的液体物质，反应在其表面进行，它们的应在其表面进行，它们的“浓度浓度”是不变的，是不变的，因此因此不用固体和纯液体表示化学反应速率不用固体和纯液体表示化学反应速率(3)相同的反应在不同的条件下进行相同的反应在不同的条件下进行,要化成要化成同一种进行比较谁快谁慢同一种进行比较谁快谁慢，还要注意单位的

16、，还要注意单位的换算。换算。(2)在同一反应中用不同物质来表示时在同一反应中用不同物质来表示时,其数其数值可以不同值可以不同,但都表示同一个反应的速率但都表示同一个反应的速率.因此因此,表示化学反应的速率时表示化学反应的速率时,必须说明反必须说明反应物中哪种物质做标准应物中哪种物质做标准. 练习练习1、反应反应A(g) + 3B(g)=2C(g)在在2L密闭容器中反应，密闭容器中反应，0.5min内内C的物质的量增加了的物质的量增加了0.6mol，有关反，有关反应速率正确的是（应速率正确的是（ ）A、V(A)=0.005mol/(Ls) B、V(C)=0.002mol/(Ls)C、V(B)=V

17、(A)/3 D、V(A)=0.001mol/(Ls)A2、某化合物A的蒸气1mol充入0.5L容器中加热分解：2A(g)=B(g)+nC(g)，反应到3min时，容器内A的浓度变为0.8mol/L，测得这段时间内，平均速率v(c)=0.6mol/ (L.min),则化学反应方程式中n值为_， v(B)=_mol/(L.min)。30.2速率比计量系数比。 4、在2L密闭容器中，发生3A+B = 2C 的反应，若最初加入A和B都是4mol， A的平均反应速率是0.12mol/(L.s)，则10s后容器中的B的物质的量是： ( )A、1.6mol B、2.8mol C、3.2mol D、3.6mo

18、lC5、反应A+3B=2C + 2D 在不同条件下反应速率分别为则该反应进行的最快的是 ( ) ： V(A)=0.15mol /(L.S) V(B)=0.6mol /(L.S) V(C)=4mol /(L.min) V(D)=0.15mol /(L.S) A. B. C. D. E.比较反应速率快慢，首先转化为同种物质表示的速率，并注意单位的一致性。C6、在温度、体积不变的容器中进行反应在温度、体积不变的容器中进行反应H2 2 2，若反应物的浓度由若反应物的浓度由0.1mol/L降到降到0.06mol/L需需20s，那么由那么由0.06mol/L降到降到0.036mol/L，所需反应时间所需反

19、应时间应为应为（ ）A、10s B、12s C、12s D、12sC (0.1mol/L0.06mol)/L/20s=0.002mol/L.st=(0.06mol/L 0.036mol)/L/0.002mol/L.s=12s8. 对于反应对于反应A+3B=2C+2D，下列数据表示不同条件的反应速，下列数据表示不同条件的反应速率，其中反应进行得最快的是率，其中反应进行得最快的是( )A. v (A) =0.15mol/(LS) B. v (B) =0.6mol/(L S)C. v (C) =1mol/(L S) D. v (D) =2mol/(L min)7.已知已知2SO2+O2=2SO3，若

20、反应速率分别用，若反应速率分别用v（SO2） 、 v（O2） 、 v（SO3）表示，则下列式子正确的是（）表示，则下列式子正确的是（ ）A 、 2v（SO3）=v（O2） B 、v（SO2）=v（O2）=v（SO3）C 、 1/2v（SO2）=v（O2） D 、v（O2）=2v（SO2）反应速率之比等于化学计量数之比反应速率之比等于化学计量数之比标准一致，单位统一标准一致，单位统一CC9. 在在25时，向时，向100mL含含HCl 14.6g的盐酸中，的盐酸中，放入放入5.6g铁粉，反应进行到铁粉，反应进行到2s时收集到氢气时收集到氢气1.12L(标况标况)，之后反应又进行了，之后反应又进行了

21、4s，铁粉全，铁粉全溶解。若不考虑体积变化，则：溶解。若不考虑体积变化，则： (1)前前2s内用内用FeCl2表示的平均反应速率表示的平均反应速率为为 ； (2)后后4s内用内用HCl表示的平均反应速率表示的平均反应速率为为 ； (3)前前2s与后与后4s比较，反应速率比较，反应速率 较快。较快。0.25mol/Ls0.25mol/Ls前前2s二、影响化学反应速率的因素：二、影响化学反应速率的因素：(1)内因：内因：(2)(2)外因：外因： 对于同一化学反应，外界条件不同反应速率不对于同一化学反应，外界条件不同反应速率不同。其中重要的外界条件为同。其中重要的外界条件为: :参加反应的参加反应的

22、物质的性质物质的性质是决定化学反应速率的重是决定化学反应速率的重要因素。要因素。浓度、温度、压强、催化剂浓度、温度、压强、催化剂, ,以及固体反应物表以及固体反应物表面积的大小、溶剂、光、电磁波、激光、超声波面积的大小、溶剂、光、电磁波、激光、超声波等都会影响化学反应的速率等。等都会影响化学反应的速率等。(1)(1)浓度对反应速率浓度对反应速率的影响的影响: : c. c.实验结论实验结论: :在其它条件不变时，在其它条件不变时，增大反应物浓度，增大反应物浓度，化学反应速率加快；反之则慢化学反应速率加快；反之则慢。 实验探究实验探究:P35a.a.实验原理实验原理:_:_b.b.实验现象实验现

23、象:_ :_ _ HCO3- + H+ = H2O+CO2 产生气体产生气体,最终气体的体积相同最终气体的体积相同,但但盐酸浓度大的反应快盐酸浓度大的反应快.d.d.注意：注意：固体，纯液体固体，纯液体的浓度均可视作常数。因固的浓度均可视作常数。因固体物质间的反应只与接触面积有关，故固体物质的体物质间的反应只与接触面积有关，故固体物质的量的改变对反应速率无影响。量的改变对反应速率无影响。2.0 mol/L0.20 mol/Le.e.原因分析：原因分析： 增大反应物的浓度，增大反应物的浓度，可以增大活化分子的数可以增大活化分子的数目目，可以增加有效碰撞次数。则增大反应物，可以增加有效碰撞次数。则

24、增大反应物浓度，可以使化学反应的速率增大！浓度，可以使化学反应的速率增大！ 有效碰撞理论有效碰撞理论 有效碰撞：有效碰撞： 条件：条件：a.a.足够高的能量足够高的能量;b.;b.合适的取向合适的取向活化分子：活化分子：活化分子百分数：活化分子百分数：活化能活化能: :指能够发生化学反应的碰撞。指能够发生化学反应的碰撞。指能够发生有效碰撞的分子。指能够发生有效碰撞的分子。指活化分子在总分子中所占的百分数。指活化分子在总分子中所占的百分数。活化分子的平均能量与所有分子平均能量之差活化分子的平均能量与所有分子平均能量之差没足够的能量足够的能量合适的取向有效碰撞-借鉴投篮没合适的取向能能量量O 反应

25、过程反应过程EEaEbE2E1反应热反应热反应物反应物生成物生成物图中图中 表示活化表示活化分子的平均能量；分子的平均能量；_表示正反应的表示正反应的活化能；活化能； _表示反应物分表示反应物分子和生成物分子的平子和生成物分子的平均能量。均能量。正反应的活化能：正反应的活化能：Ea =_逆反应的活化能：逆反应的活化能：Eb =_此图表示该反应为此图表示该反应为_反应反应(吸热或放热吸热或放热) 浓度对反应速率的影响小结小结: 增加反应物浓度增加反应物浓度单位体积内活化分子数单位体积内活化分子数_ 活化分子百分数活化分子百分数_ 有效碰撞次数有效碰撞次数_反应速率反应速率_增加增加增加增加不变不

26、变加快加快(2)(2)压强对反应速率的影响压强对反应速率的影响: :a.a.结论结论: : 在其它条件不变时，增大反应气体的体在其它条件不变时，增大反应气体的体系压强，化学反应速率加快；反之则慢。系压强，化学反应速率加快；反之则慢。b.b.原因分析原因分析: :改变压强，对化学反应速率产生影改变压强，对化学反应速率产生影响的根本原因是引起浓度改变。响的根本原因是引起浓度改变。c.c.注意注意: :反应物为固体或液体时，可以认反应物为固体或液体时，可以认为压强对它的反应速率无影响。为压强对它的反应速率无影响。在讨论压强对反应速率的影响时，应区分在讨论压强对反应速率的影响时，应区分引起压强改变的原

27、因。引起压强改变的原因。压强对反应速率的影响小结小结: 增大反应物气体压强增大反应物气体压强单位体积内活化分子单位体积内活化分子数数_ 活化分子百分数活化分子百分数_ 有效碰撞次数有效碰撞次数_反应速率反应速率_增加增加不变不变增加增加加快加快对于气体反应体系，有以下几种情况：对于气体反应体系，有以下几种情况：反应速率加快。反应速率加快。 反应速率不变。反应速率不变。 反应速率减慢。反应速率减慢。 反应速率加快。反应速率加快。 在一密闭容器中放入一定量的在一密闭容器中放入一定量的H2和和N2使之发生反应使之发生反应,改变下列条件时改变下列条件时,对反应速率有何影响对反应速率有何影响?1.压缩容

28、器的体积压缩容器的体积,速率速率_2.保持体积不变保持体积不变,再通入再通入1LH2,速率速率_3.保持体积不变保持体积不变,再通入再通入1LHe,速率速率_4.保持容器压强不变保持容器压强不变,再通入再通入1LHe,速率速率_(3)(3)温度对反应速率的温度对反应速率的影响影响: : 实验探究实验探究:P37a.a.实验现象实验现象:_:_b.b.实验结论实验结论:_:_C.C.原因分析原因分析: :升高温度升高温度单位体积内活化分子数单位体积内活化分子数_ 活化分活化分子百分数子百分数_ 有效碰撞次数有效碰撞次数_反应速率反应速率_d.d.规律规律: :每升高温度每升高温度10,10,其反

29、应速率增加其反应速率增加2424倍倍. . 加热的试管中溶液很快褪色加热的试管中溶液很快褪色;不不加热的试管中溶液褪色不完全加热的试管中溶液褪色不完全. 升高温度升高温度,反应速率加快反应速率加快增加增加增加增加增加增加加快加快(4)(4)催化剂对反应速率的影响催化剂对反应速率的影响: : 实验探究实验探究:P38a.a.实验现象实验现象:_:_b.b.实验结论实验结论:_:_ 加加FeCl3和和MnO2的试管反应较快的试管反应较快,没没加催化剂的试管几乎不反应加催化剂的试管几乎不反应加催化剂加快反应速率加催化剂加快反应速率c.c.原因分析原因分析: :小结小结: 使用正催化剂使用正催化剂降低

30、反应所需的活化能降低反应所需的活化能单单位体积内活化分子数位体积内活化分子数_ 活化分子百分数活化分子百分数_ 有效碰撞次数有效碰撞次数_反应速率反应速率_ c.c.原因分析原因分析: : (5)(5)其它条件对反应速率的影响其它条件对反应速率的影响: :说出哪些因素对下列化学反应速率的影响说出哪些因素对下列化学反应速率的影响: :1.1.燃烧木柴时燃烧木柴时, ,细木柴比粗木柴烧得更旺细木柴比粗木柴烧得更旺; ;2.2.食品保存在冰箱中可以保存更入食品保存在冰箱中可以保存更入; ;3.3.硝酸银溶液通常保存在棕色试剂瓶中且放在阴暗处硝酸银溶液通常保存在棕色试剂瓶中且放在阴暗处; ;4.4.加酶洗衣粉能快速去除血渍加酶洗衣粉能快速去除血渍; ;5.5.工业合成氨要在高温高压催化剂条件下进行工业合成氨要在高温高压催化剂条件下进行6.6.在铁与盐酸反应时加入少量在铁与盐酸反应时加入少量CuSOCuSO4 4粉末可以加快反应粉末可以加快反应