高中化学 2.3.1 化学反应速率配套课件 鲁科版选修4.ppt

第1课时化学反应速率 1 了解化学反应速率的概念及表示方法 2 掌握化学反应速率的简单计算及计算规律 3 会利用化学反应速率解决简单的图像问题 一 化学反应历程与化学反应速率的关系 1 化学反应都是一步完成的吗 2 反应历程与化学反应速率有什么关系 1 化学反应历程能够 化学反应称为基元反应 大多数化学反应都是由几个基元反应组成的 基元反应构成的反应序列称为反应历程 2 反应历程对化学反应速率的影响一个化学反应的快慢决定于反应历程中的速率最慢的基元反应 反应物的结构和反应条件决定着一个反应的历程 而反应历程的差别又造成了化学反应速率的不同 一步完成的 二 化学反应速率 1 如何表示化学反应的快慢 2 如何计算化学反应速率 1 概念描述化学反应进行 的物理量 2 表示方法 1 对于反应体系 的化学反应 用单位时间内 或质量 物质的量等 的减小或 或质量 物质的量等 的增大来表示 2 表达式 快慢 体积不变 某反应 物浓度 某生成物浓度 3 常用单位 或 4 用不同物质表示的反应速率之间的关系在同一化学反应中 若用不同物质的浓度变化来表示化学反应速率 其数值之比等于反应方程式中 之比 如对于化学反应aa g bb g cc g dd g 有下列恒等式 v a v b v c v d mol l 1 s 1 mol l 1 min 1 mol l 1 h 1 相应物质的化学计量数 a b c d 1 达到化学平衡时 正反应和逆反应的速率都为零 分析 达到化学平衡时 正反应和逆反应的速率相等 都不为零 2 在同一化学反应中 用不同物质表示的反应速率相等 分析 同一化学反应中 用不同物质表示的反应速率之比等于化学计量数之比 3 在反应n2 3h22nh3中 3v h2 2v nh3 分析 反应中2v h2 3v nh3 4 在化学反应中 一般不用固体来表示反应速率 分析 固体的浓度是个定值 不用来表示反应速率 5 化学反应速率表示某一时刻的瞬时速率 分析 化学反应速率表示某一段时间的平均速率 化学反应速率的特点与快慢比较1 化学反应速率的特点 1 在某一个化学反应中无论是用反应物还是用生成物表示化学反应速率 其值均为正值 2 化学反应速率表示的均是某一段时间内的化学反应的平均速率 而不是某一时刻的化学反应的瞬时速率 3 一个确定的化学反应涉及反应物 生成物多种物质 因而定量表示一个化学反应的反应速率时 必须指明是用哪一种物质来表示的 4 在同一反应中 用不同的物质表示的化学反应速率 数值可能不同 但表示的实际意义却完全相同 2 化学反应速率的计算方法 1 根据化学反应速率的数学表达式 2 根据化学方程式的化学计量数进行换算 3 采用 三段式 一般步骤如下 写出有关反应的化学方程式 找出各物质的起始量 转化量 某时刻量 根据已知条件列方程计算 例如 反应ma nbpc起始浓度 mol l 1 abc转化浓度 mol l 1 xnx mpx m某时刻浓度 mol l 1 a xb nx mc px m计算中注意以下关系 对反应物 c 起始 c 转化 c 某时刻 对生成物 c 起始 c 转化 c 某时刻 平衡转化率 c 转化 c 起始 100 3 化学反应速率的比较方法对于化学反应aa bbcc dd 1 换算成同一物质 同一单位表示 再比较数值大小 2 比较化学反应速率与化学计量数的比值 即比较v a a与v b b 若v a a v b b 则a表示的反应的反应速率比b表示的反应的反应速率大 拓展延伸 化学反应速率与反应进行状态的关系 1 若反应开始 充入反应物 初始正反应速率最大 逆反应速率为零 反应过程中正反应速率逐渐变小 逆反应速率不断变大 当正反应速率与逆反应速率相等时 反应达平衡状态 2 若反应开始 充入生成物 初始逆反应速率最大 正反应速率初始为零 反应过程中逆反应速率逐渐变小 正反应速率不断变大 当正反应速率与逆反应速率相等时 反应达平衡状态 3 化学反应达平衡后 改变外界条件后 若v 正 v 逆 则平衡向正反应方向移动 若v 正 v 逆 则平衡不移动 若v 正 v 逆 则平衡向逆反应方向移动 特别提醒 1 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液体或固体来表示化学反应速率 2 在有关化学反应速率比较的计算中要特别注意正确规范地书写单位 特别是注意单位是否一致 如果单位不一致 一定要将单位统一后再进行比较 典例 双选 一定温度下 向容积为2l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 a 该反应的化学方程式为3b 4c6a 2db 反应进行到1s时 v a v d c 反应进行到6s时 b的平均反应速率为0 05mol l 1 s 1d 反应进行到6s时 各物质的反应速率相等 思路点拨 解答本题时要注意以下两点 1 根据反应过程中各物质的物质的量的变化确定反应物和生成物 2 方程式中反应速率之比等于各物质的化学计量数之比 解析 选a c a中各物质的物质的量变化之比等于化学方程式中化学计量数之比 n a n b n c n d 1 2 0 mol 1 0 0 4 mol 1 0 0 2 mol 0 4 0 mol 6 3 4 2 所以化学方程式为3b 4c6a 2d a正确 不论在什么时刻 用各物质表示的速率之比等于化学计量数之比 b d错误 延伸探究 1 反应进行到4s时 v 正 和v 逆 是什么关系 提示 4s时反应仍未达平衡 v 正 v 逆 2 化学反应达平衡时 4v正 b 3v正 c 的关系符合吗 提示 无论反应进行到什么程度 都有4v正 b 3v正 c 变式训练 2012 昆明高二检测 对可逆反应4nh3 g 5o2 g 4no g 6h2o g 下列叙述正确的是 a 达到化学平衡时 5v正 o2 4v逆 no b 若单位时间内生成xmolno的同时 消耗xmolnh3 则反应达到平衡状态c 达到化学平衡时 正反应和逆反应的速率都为零d 用nh3表示的反应速率不变时即表示化学反应达平衡状态 解析 选d 达到化学平衡时 4v正 o2 5v逆 no 单位时间内生成xmolno的同时 生成xmolnh3 则反应达到平衡状态 达到化学平衡时 正反应和逆反应的速率相等 不为零 反应速率不变即表示化学反应达到平衡状态 1 2012 郴州高二检测 在一定条件下 某容器中充入n2和h2合成nh3 以下叙述中错误的是 a 开始反应时 正反应速率最大 逆反应速率为零b 随着反应的进行 正反应速率逐渐减小 最后减小为零c 随着反应的进行 逆反应速率逐渐增大 最后保持恒定d 随着反应的进行 正反应速率逐渐减小 最后与逆反应速率相等且都保持恒定 解析 选b 开始反应时 正反应速率最大 逆反应速率为零 随着反应的进行 正反应速率逐渐减小 逆反应速率逐渐增大 最后保持恒定 2 对于化学反应3w g 2x g 4y g 3z g 下列反应速率关系中 正确的是 a v w 3v z b 2v x 3v z c 2v x v y d 3v w 2v x 解析 选c 对于任一化学反应 用不同的物质表示该反应的速率 其数值之比等于其化学计量数之比 v w v x v y v z 3 2 4 3 v w v z a错误 3v x 2v z b错误 2v x v y c正确 2v w 3v x d错误 3 反应2so2 o22so3经一段时间后 o2的浓度减小了0 4mol l 1 在这段时间内用so3表示的反应速率为0 04mol l 1 s 1 则这段时间为 a 20sb 2 5sc 5sd 10s 解析 选a 已知v so3 0 04mol l 1 s 1 根据 反应速率之比等于反应方程式中化学计量数之比 得 v so3 2v o2 0 04mol l 1 s 1 t c o2 v o2 0 4mol l 1 0 02mol l 1 s 1 20s 4 反应 4nh3 g 5o2 g 4no g 6h2o g 在10l密闭容器中进行 半分钟后 水蒸气的物质的量增加了0 45mol 则此反应的平均速率v x 可表示为 a v nh3 0 010mol l 1 s 1b v o2 0 0010mol l 1 s 1c v no 0 0010mol l 1 s 1d v h2o 0 045mol l 1 s 1 解析 选c 在该过程中 0 0015mol l 1 s 1则 0 0010mol l 1 s 1 v no v nh3 0 00125mol l 1 s 1 5 2012 石家庄高二检测 在一定温度下 容器内某一反应中m n的物质的量随反应时间变化的曲线如图所示 下列表述正确的是 a 反应的化学方程式为2mnb t2时 正 逆反应速率相等 达到平衡c t3时 正反应速率大于逆反应速率d t1时 n的浓度是m浓度的2倍 解析 选d 随着反应的进行 m越来越多 n越来越少 m为生成物 n为反应物 t3时m n的物质的量分别变化了4 6 所以反应的化学方程式为3n2m t2时m n的物质的量相等 不是平衡状态 t3时 m n的物质的量不再变化 反应处于平衡状态 正反应速率等于逆反应速率 t1时 n的浓度是m浓度的2倍 6 将等物质的量a b混合于2l的密闭容器中 发生如下反应 3a g b g xc g 2d g 经5min后测得d的浓度为0 5mol l 1 c a c b 3 5 c的平均反应速率是0 1mol l 1 min 1 求 1 此时a的浓度及反应开始前放入容器中a的物质的量 2 b的平均反应速率 3 x值是多少 解析 1 设开始时 a b的物质的量为amol 3a g b g xc g 2d g 起始 mol aa005min时 mol a 1 5a 0 50 5 2解得a 3 即n a n b 3mol 2 0 05mol l 1 min 1 答案 1 0 75mol3mol 2 0 05mol l 1 min 1 3 2 化学反应过程中有关反应速率的探究已知某化学反应2ab d在四种不同的条件下进行 b d起始浓度为0mol l 1 反应物a的浓度 mol l 1 随反应时间 min 的变化情况如下表 思考探究 1 如果分别用单位时间内a浓度的减小 b浓度的增加来表示化学反应速率 需要哪些数据 提示 反应进行的时间 及这段时间内a b浓度的变化值 2 用a浓度的减小和b浓度的增加来表示的化学反应速率相等吗 为什么 提示 不相等 反应方程式中用不同物质表示的速率之比等于化学计量数之比 方程式中a b化学计量数比为2 1 3 在实验1中 反应物a在10min 20min时间内平均速率为多少 提示 可根据表中实验1的数据直接计算 v a 0 80 0 67 10 0 013 mol l 1 min 1 4 在实验2中 a的初始浓度c2为多少 提示 对比实验1和实验2可知 反应温度相同 达到平衡时a的浓度相同 均为0 50mol l 1 说明是同一平衡状态 即起始浓度也必须相等 c2 1 0mol l 1 5 设实验3的反应速率为v3 实验1的反应速率为v1 试比较v3与vl c3与1 0mol l 1的大小 提示 对比实验3与实验1可知 从10min到20min 实验1中