高中化学第二章 第一节 化学反应速率课件选修四.ppt

第二章第一节化学反应速率 一 化学反应速率下列化学反应进行快慢是否一样 氢氧混合气体遇火 酸碱中和反应 钢铁生锈 煤和石油的形成 一 化学反应速率的概念 1 定义 注 通常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 所以反应速率是正值 中学阶段的化学反应速率是平均速率 3 单位 mol l 1 s 1或mol l 1 min 1或mol l 1 h 1 用单位时间内反应物或生成物物质的量的变化来表示 在容积不变的反应器中 通常用反应物浓度的减少或生成物浓度的增加来表示 2 表达式 化学反应速率 浓度仅指溶液或气体的 固体 纯液体无浓度可言 例1 在18l容积的容器中 5h内产生180mol物质 在另一容器为12l的容器中 10h内产生60mol物质 问哪个反应速率快 v 生成物 2mol l h v 生成物 0 5mol l h 前者快 解 3h2 n22nh3起始量1mol l1mol l0t 2min0 4mol l0 8mol l0 4mol l变化量0 6mol l0 2mol l0 4mol l 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 v h2 化学反应速率之比等于它们的计量数之比 认真观察分析 上述化学反应速率的比值与它们在方程式中的化学计量数的比值之间有什么关系 v n2 v nh3 2 同一反应用不同物质的浓度变化来表示 反应速率的数值可能不同 但它们的速率之比一定等于其化学计量数之比 注意 1 同一反应各物质的反应速率之比一定等于其化学计量数之比 对反应 ma nb py qz a b y z m n p q c 课堂练习1 根据化学反应co h2oco2 h2 填写下表中的空白 0 005 0 015 0 015 0 015 0 015 0 015 0 015 例 设有以下的气态反应 a 2b2c 起始浓度c a 1mol l c b 1mol l c c 0 1min后的浓度c a 0 8mol l c b 0 6mol l c c 0 4mol l 试分别用a b c物质浓度的变化来表示这个反应的速率 析 a 2b2c起始浓度 mol l 110变化浓度 mol l 1 0 81 0 60 4 0终时浓度 mol l 0 80 60 4 v a 0 2mol l min v b 0 4mol l min v c 0 4mol l min 小结 反应速率是物质单位时间内浓度的变化量 mol l s 不是物质的量的变化 mol s 求得的反应速率是某一段时间内的平均反应速率 而不是某时刻的瞬时反应速率 同一反应中 选用不同物质的浓度变化来表示反应速率时 所得的反应速率值不一定相等 但这些数值所表示的意义是相同的 并且这些速率数值之比等于化学方程式中的相应各物质系数比 重要 速率应指同一方向下的 表示某一反应的速率时 必须说明以反应中哪一个物质作标准 学生实验 测量化学反应速率的实验 2 化学反应进行的时候 反应物和生成物的浓度都在不断地变化 由于反应体系中一种反应物浓度的变化 必然引起其他物质浓度发生相应的变化 因此 化学反应速率只要用反应体系中任何一种物质 反应物或生成物 的浓度变化来表示 一般以最容易测定的物质表示 3 在物质的诸多性质中 特别是在溶液中 当反应物或生成本身有比较明显的颜色时 人们常常利用颜色深浅和显色物质浓度间的正比关系来跟踪反应的过程和测量反应的速率 从实验认识 1 化学反应速率是通过实验测定的 化学反应速率测定的基本思路 1 化学反应速率是通过实验测定的 因为化学反应中发生变化的是体系中的化学物质 所以与此其中任一种物质相关的浓度 或质量 相关的性质在测量反应速率时都可以利用 2 可用于化学反应速率测定的基本性质 可直接观察的性质 如释放出的气体的体积和体系的压强 依靠科学仪器才能测量的性质 如颜色的深浅 光的吸收 光的发射 导电能力 在溶液中 当反应物或生成本身有比较明显的颜色时 人们常常利用颜色深浅和显色物质浓度间的正比关系来跟踪反应的过程和测量反应的速率 练习 1 下列反应中2so2 o22so3起始浓度 mol l 0 40 202s后浓度 mol l 0 2求 v so2 v o2 v so3 2 在500ml的密闭容器中装入1 5molh2 0 5moln2和0 05molnh3 若该反应的反应速率v h2 0 3mol l min 时 求3分钟末时nh3的浓度 3 把0 6molx气体的0 4moly气体混合于2l容器中 使它们发生如下反应 3x y nz 2w 2min末已生成0 2molw 若测知v z 0 1mol l min 则 上述反应中z气体的计量数n的值是 a 1b 2c 3d 4 上述反应在2min末时 已消耗的y占原来的百分比是 a 20 b 25 c 33 d 50 d b 4 在4个不同的容器中 在不同的条件下进行合成氨反应 根据在相同时间内测定的结果判断 生成氨的速率最快的是 a v h2 0 1mol l minb v n2 0 2mol l minc v nh3 0 15mol l mind v h2 0 3mol l min 注 此类题均换算为同一物质的速率为标准比较 b 5 一定温度下 向一个容积为2l的事先装入催化剂的真空密闭容器中通入1moln2和3molh2 3min末测此容器内压强是起始时压强的0 9倍 在此时间内用h2的量的变化来表示该反应的平均反应速率是 a0 2mol l minb 0 6mol l minc0 1mol l mind 0 1mol l min c 6 将固体nh4br置于密闭容器中 在某温度下 发生下列反应 nh4br s nh3 g hbr g 2hbr g br2 g h2 g 2min后 测知h2的浓度为0 5mol l hbr的浓度为4mol l 若上述反应速率用表v nh3 示 求v nh3 7 某温度时 在2l容器中 x y z三种气体物质的物质的量随时间变化的曲线图 由图中数据分析 该反应的化学方程式为 反应开始至2min z的平均反应速率 由图知 2min内x y z物质的量的变化为0 3mol 0 1mol 0 2mol比值为3 1 2 可知3x y 2z v z 0 05mol l min 8 见优化设计p31 12 结论 第二节影响化学反应速率的因素 一 内因 物质自身的性质是决定化学反应速率的主要原因 二 外因 温度 浓度 压强 催化剂 1 浓度对化学反应速率的影响当其它条件不变时 增加反应物的浓度 可以增大化学反应速率 减小反应物的浓度 可以减小化学反应速率 这是为什么呢 有效碰撞 我们把能够发生化学反应的碰撞叫做有效碰撞 活化分子 我们把能够发生有效碰撞的分子叫作活化分子 在其它条件不变时 一定量的物质中的活化分子百分数是一定的 因此 反应物的活化分子数与反应物的浓度成正比 所以增大反应物的浓度可以加快化学反应速率 减小反应物的浓度可以减化学反应速率 注意 增加气体或液体的浓度反应速率增大 固体或纯液体浓度为常数 所以增减对速率无影响 2 压强对化学反应速率的影响对于气体反应来说 增大压强就是增加反应物的浓度 可以增大化学反应速率 减小压强就是减小浓度 因而 化学反应速率减小 这是为什么呢 注意 1 固体或液体受压强影响极小 可忽略 2 一定温度下 容积固定的容器的反应体系中充入与体系无关的气体 因反应气体分压没变 所以速率不变 3 温度对化学反应的影响升高温度化学反应速率加快 降低温度化学反应速率减小 这是为什么呢 注意 1 升温无论是吸热反应还是放热反应速率都加快 2 通常情况下 温度每升高10 反应速率增大到原来的2 4倍 4 催化剂对化学反应速率的影响催化剂能成千上万倍地加快化学反应速率 总结 v 温度 浓度 压强 催化剂 小结 影响化学反应速率的外因 增加 增加 不变 增加 加快 增加 增加 不变 增加 加快 不变 增加 增加 增加 加快 不变 增加 增加 增加 加快 思考 采用哪些方法可以加快盐酸与铁的化学反应速率 在这些方法中 哪些是由于增加了活化分子在反应物中的百分数所造成的 3 下列哪些方法可以加快铁与盐酸的化学反应速率 fe 2hcl fecl2 h2 不断的补充铁 盐酸改用浓硫酸 加入铜片 加入cuso4溶液 通入hcl气体 不用铁片改用铁粉 1 浓度对化学反应速率的影响 题型分析 1 已知反应 比较下列反应的快慢 10ml0 1mol lh2so4跟10ml0 1mol lna2s2o3溶液混合 20ml0 1mol lh2so4跟20ml0 1mol lna2s2o3溶液混合 20ml0 05mol lh2so4跟20ml0 05mol lna2s2o3溶液混合 分析 理解影响反应速率的条件是反应物的浓度 而不是物质的量 中 中反应物的量比 大 但反应物的浓度两者相等 v1 v2 中 反应物的量相等 但 的反应物浓度小于 v1 v3 2 n2 3h22nh3 v正 v逆 v正增大得更快即v正 v逆 v逆增大得更快即v逆 v正 v正减少得更快即v逆 v正 v正减少得更快即v正 v逆 2 压强对化学反应速率的影响 1 3fe s 4h2o g fe3o4 s 4h2 g 在一可变容积的密闭容器中进行 下列条件的改变对其化学反应速率几乎无影响的是 a 增加fe的量b 将容器的体积减小一半c 保持体积不变 充入氮气使体系压强增大d 保持压强不变 充入氮气使容器体积增大e 不断的补充水蒸气 ac 对于气体反应体系 有以下几种情况 恒温时 增大压强 体积缩小 浓度增大 反应速率加快 恒容时a 充入气体反应物 浓度增大 反应速率加快 b 充入 惰气 总压增大 但各分压不变 即各物质的的浓度不变 恒压时 充入 惰气 体积增大 各反应物浓度减小 反应速率减慢 恒压时 充入等量的反应物 浓度增大 速率加快 2 n2 3h22nh3 v正 v