鲁科版选修4化学课件:2.3 化学反应的速率.ppt
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1、第第 3 节节 化学反应的速率化学反应的速率 目标导航 预习导引 1.知道化学反应速率的概念及定量表示方法。 2.初步学会测定某些化学反应速率的方法。 3.理解浓度、压强、温度和催化剂等因素对化学反应速率的 影响,认识其一般规律。 4.知道活化分子、活化能、有效碰撞等概念。 5.认识催化剂在生产、生活和科学研究领域中的重大作用。 6.初步学会实验数据的记录与处理 1.掌握化学反应速率的概念及定量表示方法。 2.能分析外部因素对化学反应速率的影响及影响规律的应 用。 3.能用碰撞理论、过渡态理论解释内因、外因对反应速率的 影响。 4.初步学会记录、处理、分析数据并得出合理结论 目标导航 预习导引
2、 一 二 三 四 一、化学反应速率 1.化学反应速率通常用单位时间内反应物浓度(常用物质的量浓 度)的减少或者生成物浓度的增加来表示。化学反应速率的表达式 是v(A)=c(A)/t,反应物(或生成物)的浓度可以用mol L-1表示,反应 时间可以用s、min、h等表示。所以化学反应速率的单位是mol L- 1 s-1或mol L-1 min-1。 2.化学反应速率的特点 (1)同一反应选用不同物质浓度的改变量表示速率,数值可能不同, 但表示的意义相同。 (2)用各物质表示的速率之比等于该化学方程式中的各物质的计 量数之比。 目标导航 一 二 预习导引 三 四 二、浓度对化学反应速率的影响 1.
3、必须指明的是,一个反应的化学反应速率与参与反应的物质的 浓度的关系式是实验测定的结果,不能随意根据反应的化学方程式 直接写出。 2.对于有气态参与的反应,在温度、体积一定的条件下,压强与浓 度成正比,因此压强的改变也会对化学反应速率产生影响。对于只 涉及液体和固体的反应,压强的改变对化学反应速率几乎没有影响。 目标导航 一 二 预习导引 三 四 三、温度对化学反应速率的影响 1.经验规律 对于在溶液中发生的反应,温度每升高10 K,反应速率增加到原 来的24倍。 阿伦尼乌斯经验公式: 该经验公式表明,当Ea0时,升高温度,反应速率常数增大,化学反 应速率随之增大。 2.活化能Ea 阿伦尼乌斯提
4、出的经验公式表明温度对化学反应速率的影响与 活化能有关。由经验公式可知Ea值越大,改变温度对反应速率的影 响程度越大,这就是升高相同温度时不同化学反应的速率增加的倍 数不同的原因。 k=Ae- a 目标导航 一 二 预习导引 三 四 四、催化剂对化学反应速率的影响 1.催化剂是能加快化学反应速率而在反应前后本身的质量和化 学性质不变的物质。由于催化剂的质量及化学性质在反应前后不 变,反应历程中必定既包括有催化剂参与的反应,又包括使催化剂 再生成的反应。可见,催化剂通过参与反应改变反应历程,从而降 低反应的活化能来提高化学反应速率。需要注意的是,催化剂不能 改变化学反应的平衡常数,不能改变平衡转
5、化率。 2.催化剂还具有选择性,某催化剂对某一反应可能是活性很强的 催化剂,但对其他反应不一定有催化作用。 3.催化剂可以较大幅度地降低反应的活化能,从而有效地提高化 学反应速率。 问题导学 即时检测 一 二 三 四 一、化学反应速率 活动与探究 下表数据是在某高温下,金属镁和镍分别在氧气中进行氧化反应 时,在金属表面生成氧化物薄膜的实验记录(a与b均为与温度有关 的常数) (1)金属高温氧化腐蚀速率可以用金属氧化膜的生长速率来表示, 其理由是 。 (2)Mg与Ni比较,哪一种金属具有良好的耐氧化腐蚀性?为什么? 反应时间 t/h 1 4 9 16 MgO 层厚 y/nm 0.05a 0.2a
6、 0.45a 0.80a NiO 层厚 y/nm b 2b 3b 4b 问题导学 即时检测 一 二 三 四 解析:(1)化学反应速率是用单位时间内反应物浓度的减小或生 成物浓度的增加来表示化学反应快慢的物理量。因此金属高温氧 化腐蚀速率可以用金属氧化膜的生长速率 来表示。(2)MgO层厚y与时间的关系:y=0.05at,NiO层厚y与时间 的关系:y= b,可以看出Ni的腐蚀速率随时间的增长比镁慢。 答案:(1)化学反应速率可用反应物消耗的速率表示,也可以用生 成物生成的速率表示 (2)Ni,其腐蚀速率随时间的增长比镁慢。 问题导学 即时检测 一 二 三 四 思考与交流 反应2CuO+C 2C
7、u+CO2的化学反应速率如何表示? 解析:固体或纯液体的浓度可视为常数,该反应只能用CO2的浓 度变化表示化学反应速率。 答案:该反应可以用单位时间内CO2的浓度变化表示化学反应 速率。 问题导学 即时检测 一 二 三 四 迁移与应用 例1一定温度下,向容积为2 L的密闭容器中通入两种气体发生化 学反应,反应中各物质的物质的量变化如图所示,对该反应的推断 合理的是( ) (导学号52160040) A.该反应的化学方程式为 3B+4D 6A+2C B.反应进行到1 s时,v(A)=v(D) C.反应进行到6 s时,B的平均反应速率为 0.05 mol L-1 s-1 D.反应进行到6 s时,各
8、物质的反应速率相等 问题导学 即时检测 一 二 三 四 解析:在6 s时反应达到平衡,A、B、C、D的物质的量变化分别 为1.2 mol、0.6 mol、0.8 mol、0.4 mol。根据化学计量数之比等于 变化的物质的量之比可知A、B、C、D的化学计量数之比为 6342,所以化学方程式为3B+4C 6A+2D,A错;反应过程 中和反应达到平衡时各物质的反应速率之比等于化学计量数之 比,B、D错;反应进行到6 s时,B的平均反应速率为0.6 mol/(2 L6 s)=0.05 mol L-1 s-1,C对。 答案:C 问题导学 即时检测 一 二 三 四 迁移训练1某探究小组利用丙酮的溴代反应
9、(CH3COCH3+Br2 CH3COCH3Br+HBr)研究反应物浓度与反应速率的关系。反应速 率v(Br2)通过测定溴的颜色消失所需的时间来确定。在一定温度 下,获得如下实验数据: 实验 序号 初始浓度 c/(mol L-1) 溴颜色消失所需时间 t/s CH3COCH3 HCl Br2 0.80 0.20 0.001 0 290 1.60 0.20 0.001 0 145 0.80 0.40 0.001 0 145 0.80 0.20 0.002 0 580 问题导学 即时检测 一 二 三 四 分析实验数据所得出的结论,不正确的是( ) A.增大c(CH3COCH3),v(Br2)增大
10、B.实验和的v(Br2)相等 C.增大c(HCl),v(Br2)增大 D.增大c(Br2),v(Br2)增大 解析:A项,由实验和对比可知增大c(CH3COCH3),反应时间 变小,v(Br2)增大。B项,实验和反应时间相同,起始Br2浓度相同, 则v(Br2)相等。C项,比较实验和可知,增大c(HCl)时,反应时间 减小,v(Br2)增大。D项,比较实验和可知,增大c(Br2)时,v(Br2)减 小,故选D。 答案:D 问题导学 即时检测 一 二 三 四 迁移训练2将等物质的量的A、B混合于2 L的恒容密闭容器中, 发生如下反应:3A(g)+B(g) xC(g)+2D(g),经 5 min
11、后,测得D的量为1 mol,C的平均反应速率是0.1 mol L-1 min- 1。则x的值为( ) (导学号52160041) A.1 B.2 C.3 D.4 答案:B 问题导学 即时检测 一 二 三 四 化学反应速率是平均速率而不是瞬时速率且均为正值。 对某一个具体的化学反应来说,用不同物质表示化学反应速率 时,所得数值不一定相同,但表示的意义却是相同的。 用各物质表示的化学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。 比较同一反应的化学反应速率时,应通过反应速率和化学方程 式中各物质的化学计量数的关系,将各物质表示的反应速率转化为 同一种物质表示的反应速率,再进行比较,数值大的
12、反应快。同时, 还应注意化学反应速率单位的一致性。 固体或纯液体的浓度可视为常数,因此不能用固体或纯液体的 浓度变化表示反应速率。 问题导学 即时检测 一 二 三 四 二、浓度对化学反应速率的影响 活动与探究 298 K时,实验测得H2O2+2HI 2H2O+I2在不同浓度时的化学 反应速率见下表: 请找出化学反应速率与c(HI)、c(H2O2)之间的关系,写出其数学 表达式。 答案:v=kc(HI) c(H2O2) 实验编号 1 2 3 4 5 c(HI)/(mol L-1) 0.100 0.200 0.300 0.100 0.100 c(H2O2)/(mol L-1) 0.100 0.10
13、0 0.100 0.200 0.300 v/(mol L-1 s-1) 0.007 60 0.015 3 0.022 7 0.015 1 0.022 8 问题导学 即时检测 一 二 三 四 思考与交流 当其他条件相同时,增大或减小反应物浓度,化学反应速率如何 变化? 答案:其他条件相同时,增大反应物浓度,反应速率加快,减小反 应物浓度,反应速率减慢。 问题导学 即时检测 一 二 三 四 对于一个可逆反应,若增大浓度导致正反应速率增大,那么逆 反应速率也增大。 固体物质的反应速率与接触面积有关,固体颗粒越细,表面积 越大,反应速率越快,故块状固体可以通过研细来增大表面积以加 快反应速率。 对于固
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