鲁科版高中化学选修四课件化学反应的速率.pptx

1、灿若寒星整理制作灿若寒星整理制作第三节第三节 化学反应的速率化学反应的速率 一个化学反应是否具有利用价值不仅决定于它是一个化学反应是否具有利用价值不仅决定于它是否有可能发生以及反应进行的程度否有可能发生以及反应进行的程度,还决定于还决定于。要想有效地控制化学反应，必须要了解化学反应要想有效地控制化学反应，必须要了解化学反应是怎样进行的，并能定量分析浓度、温度、催化是怎样进行的，并能定量分析浓度、温度、催化剂等反应条件对化学反应速率的影响程度剂等反应条件对化学反应速率的影响程度化学反应速率的快慢化学反应速率的快慢 影响化学反应速率的因素有哪些影响化学反应速率的因素有哪些?如何定量描述化学反应的速

2、率如何定量描述化学反应的速率浓度浓度温度温度压强压强催化剂催化剂体验教材体验教材P56活动活动探究探究反应物间的接触面积反应物间的接触面积分别取浓度为分别取浓度为2.02.0、1.51.5、1.01.0（molmolL-1)的盐酸各的盐酸各50ml50ml与与0.3g0.3g镁条反应，记录比较镁镁条反应，记录比较镁条完全溶解所需反应时间条完全溶解所需反应时间反应开始反应开始反应结束反应结束思考二思考二若用单位时间内盐酸浓度的减小或氯化镁浓度若用单位时间内盐酸浓度的减小或氯化镁浓度的增大来表示该化学反应的速率，需要哪些数的增大来表示该化学反应的速率，需要哪些数据呢？二者在数值上相等吗？为什么？据

3、呢？二者在数值上相等吗？为什么？思考一思考一实验中化学反应速率可用哪些方法表示？实验中化学反应速率可用哪些方法表示？单位时间内盐酸溶液或氯化镁的浓度变化单位时间内盐酸溶液或氯化镁的浓度变化单位时间内镁的质量变化单位时间内镁的质量变化单位时间内镁的物质的量的变化单位时间内镁的物质的量的变化需要准确量取盐酸的体积，并利用关系式计算出反需要准确量取盐酸的体积，并利用关系式计算出反应中消耗的氯化氢或生成的氯化镁的物质的量应中消耗的氯化氢或生成的氯化镁的物质的量一、化学反应速率一、化学反应速率1.概念及计算公式概念及计算公式对于反应体系体积不变的化学反应，通常用单位时间内反对于反应体系体积不变的化学反应

4、，通常用单位时间内反应物浓度的减少或生成物浓度的增大来表示化学反应速率应物浓度的减少或生成物浓度的增大来表示化学反应速率2.应用中应注意的问题应用中应注意的问题计算公式计算公式tc概念中的反应速率实际上是某段时间间隔内的平均反应概念中的反应速率实际上是某段时间间隔内的平均反应速率。时间间隔越短，在这段时间发生的浓度变化越接近速率。时间间隔越短，在这段时间发生的浓度变化越接近瞬时反应速率（指在某一瞬间的反应速率）瞬时反应速率（指在某一瞬间的反应速率）单位单位molL-1min-1molL-1s-1对某一具体化学反应来说，在用不同物质表示化学反应对某一具体化学反应来说，在用不同物质表示化学反应速率

5、时所得数值往往不同。用各物质表示的化学反应速率速率时所得数值往往不同。用各物质表示的化学反应速率的数值之比等于化学方程式中各物质的系数之比的数值之比等于化学方程式中各物质的系数之比1.在在2AB=3C4D反应中，下面表反应中，下面表示的反应速率最快的是（示的反应速率最快的是（）A.VA3.0molL1min1B.VB0.28molL1S1C.VC4.8molL1min1D.VD1.0molL1S1B2.可逆反应可逆反应m A(g)+n B(g)x C(g)，已，已 知知VA=a mol/L.min，VB=b mol/L.min，VC=c mol/L.min，则，则x的值为的值为A.bc/n B

6、.ac/m C.nc/b D.mc/a3.已知已知4NH3+5O2 4NO+6H2O,若反应速率若反应速率分别用分别用(NH3)、(O2)、(NO)、(H2O)mol/（Ls）表示，下列关系式正确的是表示，下列关系式正确的是 A4(NH3)=5(O2)5(O2)=6(H2O).2(NH3)=3(H2O).4(O2)=5(NO)CDD反应物的浓度与化学反应的速率之间的反应物的浓度与化学反应的速率之间的定量关系定量关系探究：探究：二、浓度对化学反应速率的影响二、浓度对化学反应速率的影响小组完成教材小组完成教材交流交流研讨研讨实验编号实验编号12345C(HI)/molL-10.1000.2000.

7、3000.1000.100C(H2O2)/molL-10.1000.1000.1000.2000.300v/molL-1s-10.0076 0.01530.0227 0.0151 0.0228请找出化学反应速率与请找出化学反应速率与C(HI)、C(H2O2)之间的关之间的关系系,并尝试写出相应的数学表达式并尝试写出相应的数学表达式 反应速率常数反应速率常数1.表示单位浓度下的化学反应速率表示单位浓度下的化学反应速率2.通常反应速率常数越大，反应进行得越通常反应速率常数越大，反应进行得越3.与浓度无关，但受与浓度无关，但受 、等因素的影响等因素的影响4.反应速率常数有单位。在不同的速率表达式反应

8、速率常数有单位。在不同的速率表达式中，反应速率常数的单位可能不同，单位不中，反应速率常数的单位可能不同，单位不同的速率常数没有可比性同的速率常数没有可比性V=kc(H2O2)c(HI)快快温度温度 催化剂催化剂固体表面性质固体表面性质结合教材结合教材P58表表2-3-2，理解如下两点：，理解如下两点：1.反应物浓度对化学反应速率的影响程度与其反应物浓度对化学反应速率的影响程度与其在化学方程式中的系数并无确定的关系，不能在化学方程式中的系数并无确定的关系，不能根据化学方程式写出速率方程根据化学方程式写出速率方程2.压强对化学反应速率的影响压强对化学反应速率的影响实质是通过改变实质是通过改变反应物

9、质浓度实现的，反应物质浓度实现的，因此压强的改变会对气因此压强的改变会对气体参与的化学反应速率产生影响，而对于只涉体参与的化学反应速率产生影响，而对于只涉及液体和固体的反应几乎没有影响及液体和固体的反应几乎没有影响三、温度对化学反应速率的影响三、温度对化学反应速率的影响1.经验规律（范托夫经验规则）经验规律（范托夫经验规则）通常情况下，温度通常情况下，温度每升高每升高10，化学反应速率，化学反应速率将增大到原来的将增大到原来的24倍倍对于反应对于反应MNP，如果温度每升高，如果温度每升高10，速率增加为原来的，速率增加为原来的3倍。在倍。在10时完成反应的时完成反应的10%需要需要54min，

10、将温度，将温度提高到提高到40完成反应的完成反应的10%需要的时间需要的时间为（为（）A.2min B.3minC.6min D.9min A100101TTaVV小组交流研讨教材小组交流研讨教材P59表表2-3-3,联系化学反应联系化学反应速率与参与反应的物质的浓度的关系式速率与参与反应的物质的浓度的关系式,分析分析表中提供的数据思考表中提供的数据思考:范托夫经验规则是否普遍适用范托夫经验规则是否普遍适用?温度对化学反应速率有怎样的影响温度对化学反应速率有怎样的影响?范托夫经验规则与表中提供的数据相矛盾范托夫经验规则与表中提供的数据相矛盾,这说明此规这说明此规则适用范围有限则适用范围有限,只

11、能对一些反应的化学反应速率做粗只能对一些反应的化学反应速率做粗略估计略估计温度越高温度越高,反应速率常数越大反应速率常数越大,化学反应速率越快化学反应速率越快升高相同温度升高相同温度,对不同化学反应的反应速对不同化学反应的反应速率的影响程度一样吗率的影响程度一样吗?温度对不同化学反应的反应速率的影响程度不一样温度对不同化学反应的反应速率的影响程度不一样,温度对反应速率常数的影响与温度对反应速率常数的影响与活化能活化能有关有关2.2.活化能活化能(E Ea)a)能发生化学反应的分子必须是吸收能量后能发生化学反应的分子必须是吸收能量后形成的活化分子形成的活化分子,而活化能是普通反应物分而活化能是普

12、通反应物分子形成活化分子所吸收的能量子形成活化分子所吸收的能量 活化能越高活化能越高,反应越反应越 进行进行,反应速率常数越反应速率常数越.AB+CHEaA BCA+BC难难小小只有基元反应的只有基元反应的活化能才是活化活化能才是活化分子平均能量与分子平均能量与普通反应物分子普通反应物分子平均能量的差值平均能量的差值Ea反应进程反应进程能量能量K 反应速率常数反应速率常数A比例常数比例常数e自然对数的底自然对数的底R摩尔气体常量摩尔气体常量阿仑尼乌斯公式阿仑尼乌斯公式RTEaAek阿仑尼乌斯工作照阿仑尼乌斯工作照Ea活化能活化能 活化能单位活化能单位:Jmol-1 kJmol-1 当当Ea0时

13、时,升高温度升高温度,反应速率常数增大反应速率常数增大,化化学反应速率随之增大学反应速率随之增大 由阿仑尼乌斯公式可知由阿仑尼乌斯公式可知,Ea值越大值越大,改变温度改变温度对反应速率的影响程度就越大对反应速率的影响程度就越大,这就是升高这就是升高相同温度时不同化学反应的速率增加的倍相同温度时不同化学反应的速率增加的倍数不同的原因数不同的原因RTEaAek阿仑尼乌斯公式阿仑尼乌斯公式小组交流研讨分析教材小组交流研讨分析教材P62表表2-3-5所所列出的数据信息列出的数据信息,并根据表中数据讨论并根据表中数据讨论:概念：能加快化学反应速率而在反应前后本身的质量和概念：能加快化学反应速率而在反应前

14、后本身的质量和化学性质不变的物质化学性质不变的物质 催化剂通过参与反应改变反应历程降低反应的活化能来催化剂通过参与反应改变反应历程降低反应的活化能来提高化学反应速率提高化学反应速率（以氯催化臭氧分解历程为例分析）（以氯催化臭氧分解历程为例分析）催化剂不能改变化学反应的平衡常数，不能改变平衡转催化剂不能改变化学反应的平衡常数，不能改变平衡转化率化率 催化剂具有选择性，催化活性受催化剂具有选择性，催化活性受影响较大影响较大四、催化剂对化学反应速率的影响四、催化剂对化学反应速率的影响思考一思考一催化剂对化学反应速率有怎样的影响催化剂对化学反应速率有怎样的影响?催化剂对化学反应速率常数是否有影响催化剂

15、对化学反应速率常数是否有影响?思考二思考二实验与其他因素相比实验与其他因素相比,催化剂对化学反应速催化剂对化学反应速率影响程度如何率影响程度如何?为什么为什么?温度温度思考二思考二实验与其他因素相比实验与其他因素相比,催化剂对化学反应速催化剂对化学反应速率影响程度如何率影响程度如何?为什么为什么?由于催化剂参与反应改变反应历程，因此可以较大幅度地由于催化剂参与反应改变反应历程，因此可以较大幅度地降低反应的活化能，从而能有效地提高化学反应速率降低反应的活化能，从而能有效地提高化学反应速率能量化学反应速率.概念公式单位计算概念公式单位计算.外界条件对化学反应速率的影响外界条件对化学反应速率的影响外

16、界外界条件条件作用规律实质作用规律实质相关公式相关公式注意注意浓度浓度通常增大反应物浓通常增大反应物浓度可以提高化学反度可以提高化学反应速率应速率反应速率与反应反应速率与反应物浓度关系式物浓度关系式不影响反应速率常不影响反应速率常数，关系式与方程数，关系式与方程式中系数并无确定式中系数并无确定的关系的关系温度温度温度升高速率常数温度升高速率常数增大反应速率提高增大反应速率提高范托夫规则范托夫规则阿仑尼乌斯公阿仑尼乌斯公式式化学反应的活化能化学反应的活化能越大越大,温度对化学反温度对化学反应速率的影响越大应速率的影响越大压强压强实质是改变反应物实质是改变反应物质浓度质浓度只对气体参与的化学反应速

17、率产生影只对气体参与的化学反应速率产生影响，而对于只涉及液体和固体的反应响，而对于只涉及液体和固体的反应几乎没有影响几乎没有影响催催化化剂剂参与反应，改变反参与反应，改变反应历程降低反应的应历程降低反应的活化能有效地提高活化能有效地提高化学反应速率化学反应速率不能改变化学反应的平衡常数，不能不能改变化学反应的平衡常数，不能改变平衡转化率，能改变化学反应速改变平衡转化率，能改变化学反应速率常数率常数;具有选择性具有选择性外界外界条件条件作用实质作用实质相关公式相关公式活化分活化分子百分子百分数数注意注意浓度浓度改变单位体积活改变单位体积活化分子总数化分子总数反应速率与反应反应速率与反应物浓度关系

18、式物浓度关系式不变不变不影响反应速率常数不影响反应速率常数关系式与方程式中系关系式与方程式中系数并无确定的关系数并无确定的关系温度温度改变单位体积活改变单位体积活化分子百分数化分子百分数范托夫规则范托夫规则阿仑尼乌斯公阿仑尼乌斯公式式增大增大Ea0时时,升高温度升高温度,反反应速率常数增大应速率常数增大,化化学反应速率增大学反应速率增大压强压强改变单位体积活改变单位体积活化分子总数化分子总数不变不变压强的改变只对气体压强的改变只对气体参与的化学反应速率参与的化学反应速率产生影响，而对于只产生影响，而对于只涉及液体和固体的反涉及液体和固体的反应几乎没有影响应几乎没有影响催化剂催化剂参与反应改变反

19、参与反应改变反应历程降低反应应历程降低反应的活化能有效地的活化能有效地提高化学反应速提高化学反应速率率增大增大不能改变化学反应的不能改变化学反应的平衡常数不能改变平平衡常数不能改变平衡转化率衡转化率;具有选择具有选择性性思考三思考三某同学经过一系列测定，绘制出的溶某同学经过一系列测定，绘制出的溶液的液的PH随反应时间的变化曲线如下，随反应时间的变化曲线如下，试分析整个反应过程中溶液试分析整个反应过程中溶液PH的变化的变化先快后慢的原因先快后慢的原因。PH反应时间反应时间答案答案镁与盐酸反应放热，随着溶液镁与盐酸反应放热，随着溶液温度升高，反应速率加快；经温度升高，反应速率加快；经过一段时间后，

20、溶液温度不再过一段时间后，溶液温度不再有明显变化，溶液浓度降低，有明显变化，溶液浓度降低，反应速率减慢反应速率减慢二氧化氮在加热条件下能够分解成一氧化氮和氧气。二氧化氮在加热条件下能够分解成一氧化氮和氧气。该反应进行到该反应进行到45秒时，达到平衡（秒时，达到平衡（NO2浓度约为浓度约为0.0125mol/L）。右图中的曲线表示二氧化氮分解）。右图中的曲线表示二氧化氮分解反应在前反应在前25秒内的反应进程。秒内的反应进程。（1）请计算前）请计算前20秒内氧气秒内氧气的平均生成速度：的平均生成速度：；（2）若反应延续至）若反应延续至70秒，秒，请在图中用实线画出请在图中用实线画出25秒秒至至70

21、秒的反应进程曲线。秒的反应进程曲线。（3）若在反应开始时加入）若在反应开始时加入催化剂（其他条件都不变），催化剂（其他条件都不变），请在图上用虚线画出加催化请在图上用虚线画出加催化剂后的反应进程曲线。剂后的反应进程曲线。2一氧化氮与一氧化碳都是汽车尾气一氧化氮与一氧化碳都是汽车尾气里的有害物质，它们能缓慢地起反应生里的有害物质，它们能缓慢地起反应生成氮气和二氧化碳对此反应，下列叙成氮气和二氧化碳对此反应，下列叙述中正确的是述中正确的是 A使用催化剂不能改变反应速率使用催化剂不能改变反应速率B使用催化剂能增大反应速率或减小使用催化剂能增大反应速率或减小反应速率反应速率C降低压强能增大反应速率降低压强能增大反应速率D升高温度能增大反应速率升高温度能增大反应速率