高中化学 第2章 化学反应的方向、限度与速率 2.3.1 化学反应速率课件8 鲁科版选修4.ppt

物体的运动有快 慢之分 蜗牛慢爬之旅 火箭冲向天空的速度 你知道哪些化学反应进行快 哪些化学反应进行慢 爆炸 酸碱中和反应 氢氧混合气体遇火 溶洞形成 钢铁生锈 煤和石油的形成 你是通过什么判断快 慢的 爆炸 瞬间完成 塑料降解长达上百年 定量描述 第2章化学反应的方向 限度与速率第3节化学反应的速率 第1课时 一 化学反应速率 1 概念 衡量化学反应进行的快慢的物理量 单位时间内 m n c v等 物理学中用速率来衡量物体运动的快慢 单位时间内 物体通过的路程 学科连接 物质在化学反应中的某些量的改变 活动与探究 取三个镁条 分别称重 再让它们与不同浓度的过量盐酸反应 记录镁条完全消失的时间t 记录实验数据于表中 分别取浓度为2 0 1 5 1 0 mol l 1 的盐酸各50ml与0 3g镁条反应 记录比较镁条完全溶解所需反应时间 反应开始 反应结束 思考二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 需要哪些数据呢 思考一实验中化学反应速率可用哪些方法表示 2 表示方式 通常用单位时间内反应物浓度的减少量或生成物浓度的增加量来表示 一 化学反应速率 c表示指定物质反应前后的浓度变化量 均取正值 2 t为一段时间 故 表示平均反应速率 注意 mol l s mol l min 3 固体和纯液体的c是常数 所以通常不用固体和纯液体表示化学反应速率 例题1 在2l密闭容器中 在一定条件下进行合成氨的反应3h2 n22nh3 先加入h2和n2各2mol 反应经2分钟后 测得n2的物质的量浓度为0 8mol l 求此反应的化学反应速率是多少 在应用化学方程式进行有关化学反应速率的计算时 一定弄清三个量 起始浓度 或起始量 变化浓度 或变化量 某时刻后的浓度 或某时刻后的量 其中 变化量之比等于化学计量数之比 t 2min0 4mol l0 8mol l0 4mol l 变化量0 6mol l0 2mol l0 4mol l v n2 v h2 v nh3 3h2 n22nh3 发现 1 在同一反应体系中用不同的物质来表示反应速率时 其数值可能不同 但是这些数值都表示同一个反应速率 且它们的数值比等于化学方程式中得系数比 因此化学反应速率的表示必须用下标说明用哪种物质来做标准 2 对于反应 aa bb dd ee满足关系 v a v b v d v e a b d e 为了统一起见 将化学反应速率定义为 2 对于反应 aa bb dd ee满足关系 v a v b v d v e a b d e 为了统一起见 将化学反应速率定义为 生活中 我们是怎样加快和减慢化学反应速率 冶炼金属炒菜加热 冷藏 冷冻 二 影响化学反应速率的因素 在通常情况下 na与水的反应和mg与水的反应哪个剧烈 反应速率快 为什么 这说明化学反应速率的决定因素是什么 一 内因 物质本身的结构和性质是化学反应速率大小的决定因素 浓度 温度 催化剂 其他因素 1 定性规律 1 浓度对化学反应速率的影响 二 外因 反应物的浓度与化学反应的速率之间的定量关系探究 完成教材 7 交流 研讨 请找出化学反应速率与c hi c h2o2 之间的关系 并尝试写出相应的数学表达式 其中k 反应速率常数 表示单位浓度下的化学反应速率 通常反应速率常数越大 反应进行得越 与浓度无关 但受 等因素的影响 反应速率常数有单位 在不同的速率表达式中 反应速率常数的单位可能不同 单位不同的速率常数没有可比性 v kc h2o2 c hi 快 温度 催化剂 固体表面性质 2 定量关系 思考 能否直接根据化学方程式写出化学反应速率与反应物浓度的关系 对于很多反应 反应物浓度与化学方程式中的系数并无确定关系 因此 不能直接根据化学方程式写出反应速率与反应物浓度的关系 而必须通过实验来测定 作业 1 导与学p487 上交 2 导与学p46 48 结论 1 浓度对化学反应速率的影响 二 外因 一 内因 物质本身的结构和性质是化学反应速率大小的决定因素 影响化学反应速率的因素 没足够的能量 足够的能量合适的取向 类比法 借鉴投篮 获得灵感 没合适的取向 碰撞理论 一个反应的经历过程 普通分子 活化分子 有效碰撞 新物质 活化能 合适的取向 化学反应速率 取决于有效碰撞几率 能量 浓度对反应速率的影响 本质原因 反应物浓度增大 单位体积内活化分子数增多 有效碰撞的频率增加 反应速率增大 浓度增大 单位体积内活化分子的数目增大 碰撞机会增多 有效碰撞增多 反应速率增大 请试根据浓度对化学反应速率的影响推出压强对化学反应速率的影响情况 增大压强 反应物浓度增大 反应速率加快 2 压强对化学反应速率的影响 压强增大 体积减小 浓度增大 反应速率增大 气体反应物浓度增大 化学反应速率增大 a 恒温 恒压时 充入惰性气体 保持压强不变 体积增大 浓度减小 反应速率减慢 b 恒温 恒容时 充入惰性气体 体积不变 浓度不变 反应速率不变 本质原因 升高温度 一部分非活化分子吸收能量转化为活化分子 使得活化分子百分数提高 活化分子间的有效碰撞频率变大 故反应速率增大 3 温度对化学反应速率的影响 经验规律 温度每升高10 化学反应速率通常增大到原来的2 4倍 即 提醒 温度对任何反应的反应速率皆有影响 无论是吸热或放热反应 无论是正反应还是逆反应 都是起到加快化学反应速率的作用 例题 对于反应m n p 如果温度每升高10 速率增加为原来的3倍 在10 时完成反应的10 需要54min 将温度提高到40 完成反应的10 需要的时间为 a 2minb 3minc 6mind 9min 阿仑尼乌斯公式 k ae r 8 3145j mol 1 k 1 1 当ea 0时 升高温度 反应速率常数增大 化学反应速率随之增大 2 ea值越大 改变温度对反应速率的影响程度就越大 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 结论 催化剂可以加快化学反应的速率 原因 在其他条件不变时 使用催化剂 通过改变反应历程 降低反应所需要的能量 活化能 而使反应速率加快 3 催化剂对化学反应速率的影响 过渡态理论简介 活化能 过渡态能量与反应物的能量之差称为反应的活化能ea h 0 放热反应 h e正 e逆 a b c e逆 a bc h e正 ab c e h 0 吸热反应 特别提醒 使用催化剂同等程度的增大 减慢 正逆反应速率 从而改变反应到达平衡所需时间 不能改变平衡常数和转化率 没特别指明一般指正催化剂 催化剂只能催化可能发生的反应 对不发生的反应无作用 即催化剂具有选择性 4 其它因素 接触面积大小 微型原电池的形成可以加大反