《化学反应速率》第一课时课件(新人教必修2)

第一节化学反应速率,第一课时,学习目标：,认识化学反应速率；学会化学反应速率的简单计算，探究同一反应中用不同物质表示化学反应速率的规律。,重点,化学反应速率的概念、表示方法及简单计算。,思考与交流,在化学实验和日常生活中，我们经常观察到这样的现象：有的化学反应进行得很快，有的化学反应进行的很慢。你了解下列化学变化过程进行的快慢吗？,快！,爆炸,焰火,炸药的爆炸、水溶液中的酸碱反应、感光反应等瞬间即可完成。,室温下金属生锈、溶洞形成和塑料或橡胶的老化速率按年计，而地壳内煤或石油的形成要经过几十万年的时间。,慢,溶洞,新概念,不同的化学反应进行的快慢千差万别，快和慢是相对而言的，我们以上的判断方法都是定性地描述反应的快慢。而在科学研究和实际应用中，往往需要定量地描述一个反应的快慢。,什么是定性？什么是定量？,思考？,新概念,例如：我们学过物理都知道：（1）光的传播速度是很快的；（2）光在空气中的传播速度是3108m/s。,（1）就是定性描述（2）就是定量描述,属于基本常识,属于科学素养,思考,如何定量地判断一个化学反应的速率呢？,学科连接,在物理中我们是如何定量地判断一个物体移动速度快慢的？,用速度来描述：单位时间内物体移动的距离的大小,一、化学反应速率,1、化学反应速率是用来衡量化学反应进行快慢程度的一个物理量。2、表示方法：用单位时间内反应物浓度的减少或生成物浓度的增加来表示。(物质的量浓度)3、数学表达式：V=c/tc表示指定物质的反应前后的浓度变化；t表示变化所对应的时间；,4.单位：浓度常用mol.L-1，时间常用s，min。所以化学反应的速率单位为：mol/(Ls)或mol/(Lmin),例1、在某一化学反应中，反应物B的浓度在5s内从2.0mol/L变成0.5mol/L，在这5s内B的化学反应速率为_。课堂练习一个5L的容器中，盛入8.0mol某气体反应物，5min后，测得这种气体反应物还剩余6.8mol，这种反应物的化学反应速率为_。,0.3mol/(Ls),0.048mol/(Lmin),课本P35:有关化学反应速率的简单计算,思考1：v有负值吗？,c：指定物质的浓度变化，随着反应的进行，对于反应物来说浓度是减小的，对于生成物来说浓度是增大的，所以c只有正数，v只有正数，没有负值。,V=c/t,思考2：根据公式可以求出某时刻的瞬时速率吗？,V=c/tt：变化所对应的时间，t越小，甚至趋近于0，则近似等于某时刻的瞬时速率。一般来说，化学反应速率随反应的进行而逐渐减慢。因此，我们根据公式求出的是某一段时间内的平均速率。,思考3：当物质的量浓度变化为0时，速率是否一定为0？,对于有固体或纯液体参加的化学反应，他们的浓度是固定的，所以固体或纯液体在化学反应中浓度不改变，因此在表示化学反应速率时，不能用固体或纯液体表示。但是因为固体物质的反应是在其表面进行的，固与其表面积有关，当固体颗粒变小时，会增大表面积，加快反应速率。,在一定条件下，N2与H2在密闭容器中合成NH3。起始时加入N2和H2的浓度分别为1mol/L和1mol/L，2min后，N2的浓度为0.8mol/L，H2的浓度为0.4mol/L，NH3的浓度为0.4mol/L。分别用N2、H2和NH3的浓度变化表示的这2min内的化学反应速率是多少？有什么关系？,课堂练习：,例题2：3H2+N22NH3初始量1mol/L1mol/L0t=2min0.4mol/L0.8mol/L0.4mol/L变化量0.6mol/L0.2mol/L0.4mol/LV(H2)=V(N2)=V(NH3)=,化学反应速率之比等于方程式中它们的计量数之比。,注意事项:1反应速率均为正数，不取负数。,2化学反应速率是某段时间内的平均速率。,3一个化学反应的速率用不同的反应物或生成物来表示，数值可能但含意,速率之比等于该反应方程式中对应物质的之比。因此表示一个反应的反应速率必须指明所对应的物质。,不同,相同,化学计量数,4适用范围：气体或溶液。固体或纯液体无浓度变化，所以无法用这种方法表示化学反应速率。,例：反应4NH3+5O2=4NO+6H2O(g)在5L的密闭容器中进行，30s后，NO的物质的量增加了0.3mol，此反应的平均反应速率用NO来表示为多少？,v(NO)=0.002mol/（Ls）,对于反应4NH3+5O24NO+6H2O，各物质速率之间的关系正确的是()A.4v(NH3)=5v(O2)B.v(NO)=v(H2O)C.=5/4D.v(H2O)：v(NH3)=2：3,C,课堂练习,在mA+nB=pC的反应中，m、n、p为各物质的化学计量数，现测得C每分钟增加amol/L，B每分钟减少1.5amol/L，A每分钟减少0.5amol/L，则m：n：p为（）A、2：3：2B、2：3：3C、3：1：2D、1：3：2该反应的化学方程式为：_,A+3B=2C,课堂练习：,D,练习：在2L的密闭容器中，发生下列反应：3A(g)+B(g)=2C(g)+D(g)。若最初加入的A和B都是4mol，在前10sA的平均反应速率为0.12mol/(Ls)，则10s时，容器中B的物质的量为。,3.2mol,请同学们思考并总结：、化学反应速率计算的方法有哪些？1、定义式法：v=c/t2、换算式法：同一个化学反应中，不同的物质表示的反应速率之比等于该反应方程式中对应物质的化学计量数之比。,请同学们思考并总结：、如何比较一个化学反应在不同条件下的反应速率的大小？见三维设计P36,同一化学反应用不同物质表示时，数值可能不同，比较化学反应速率的快慢不能只看数值大小，而要进行一定的转化。要换算成同一物质，同一单位表示，再比较数值大小，即比较反应的快慢，应取同一参照物。,例：反应2A+B=3C在三种不同条件下测得的平均反应速率分别为：(1)v(A)=0.8mol/(Ls)(2)v(B)=0.6mol/(Ls)(3)v(C)=0.mol/(Ls)哪个反应最快？,练习：反应A+3B=2C+2D在四种不同条件下的反应速率为：(1)v(A)=0.3mol/(Ls)(2)v(B)=0.6mol/(Ls)(3)v(C)=0.4mol/(Ls)(4)v(D)=0.45mol/(Ls)则该反应速率的快慢顺序为。,(1)(4)(2)=(3),小结,定义：化学反应速率通常用单位时间内反应物浓度的减少或生成物浓度的增加（均取正值）来表示。,反应速率单位：,mol/(Lmin)或mol/(Ls),请做好笔记,注意：1、反应速率要指明具体物质并取正值2、表示气体或溶液反应速率3、指平均速率,外界条件对化学反应速率的影响,浓度,压强,温度,催化剂,第二节学习目标：掌握内因和外因如浓度、压强、温度、催化剂对化学反应速率的影响重点、难点：外界条件对化学反应速率的影响,思考题1,一辆汽车行驶速率的决定因素是什么？影响因素是什么？决定因素：汽车的性能（如功率等）影响因素：天气路况燃料质量司机的驾驶水平和经验,思考题2,化学反应是物质运动的一种形式，那么决定化学反应速率的因素是什么？影响因素是什么？决定因素：参加化学反应的物质的结构和性质（即反应能否发生）影响因素：浓度；温度；压强催化剂；其他因素：溶剂的性质、光照、电磁波、超声波、强磁场、高速研磨、固体颗粒大小等,影响化学反应速率的因素,我们知道的改变反应速率的措施有加热、搅拌、增大反应物的浓度、使用催化剂、汽车加大油门、炉膛安装鼓风机、把煤块粉碎后使用、用冰箱保存食物、糕点盒装小包除氧剂等等。,一、浓度对化学反应速率的影响,演示实验2-2:碳酸钙分别跟1mol/L、0.1mol/L的盐酸反应。从实验现象可得出什么结论?,结论：其他条件不变时，增大反应物的浓度，可以增大化学反应速率。,为什么增大反应物浓度化学反应速率会加快？,1、从微观角度分析化学反应的过程是什么？旧化学键断裂，新化学键形成2、怎样实现这一过程？反应物分子要接触、要碰撞3、是不是每次碰撞都能使反应发生？怎样的碰撞才能使化学反应发生？4、浓度与速率是如何建立联系的?,以篮球队员投球为例,有效碰撞理论,1、什么是有效碰撞？,能够发生化学反应的碰撞。,化学反应发生的先决条件：分子间的碰撞,2、发生有效碰撞的条件,1）发生碰撞的分子具有较高的能量。2）碰撞时必须有合适的取向。,3、活化分子,具有较高能量，能够发生有效碰撞的分子,活化分子必须具备一定的能量，能量不足的分子应吸收一定能量后才能变成活化分子。,发生化学反应的条件：1、反应物分子间要碰撞（先决条件）2、发生碰撞的分子要有足够的能量3、碰撞时必须有合适的取向。,分子运动,相互碰撞,分子具有足够的能量,活化分子,有合适的取向,有效碰撞,发生化学反应,怎样的碰撞才能使反应发生？,浓度与速率是如何建立联系的?,活化分子百分数,单位体积内活化分子数,单位体积内反应物分子总数,=,对于某一反应，在其他条件不变时，活化分子百分数是不变的。,即:浓度与单位体积内活化分子数成正比,增大反应物浓度,增大反应物浓度,单位体积内分子总数,单位体积内活化分子数目,单位时间内有效碰撞的次数,化学反应速率就,为什么增大反应物浓度化学反应速率会加快？,增多,增多,增多,加快,注意事项：,1）此规律只适用于气体反应或溶液中的反应，对于纯液体或固体反应物一般情况下其浓度是常数，因此改变它们的量不会改变化学反应速率。一般来说，固体反应物表面积越大，反应速率越大。2）化学反应为可逆反应，反应物或生成物浓度的改变，其正反应速率或逆反应速率的变化也符合上述的规律。,在Fe+2HClFeCl2+H2的反应中A、增大的用量，对反应速率（）B、其他条件一样，用10mL，1mol/L的盐酸比用500mL，0.1mol/L的盐酸反应速率（）C、增大Cl浓度，对反应速率（）,无影响,快,无影响,思考,讨论:某一固定容积的密闭容器中有下列反应N2+3H22NH3。现往体系中再充入一定量的N2、H2，该反应的速率将有何变化？,如果对上述反应体系进行压缩使压强增大为原来的2倍，反应速率是否会改变？为什么?,压强增大为原来的2倍,反应物浓度,单位体积内分子总数,单位体积内活化分子数目,单位时间内有效碰撞的次数,化学反应速率,增大压强,增大,增多,增多,增多,加快,2.压强对化学反应速率的影响,结论：当其他条件不变时，增加体系的压强，浓度增大，化学反应速率加快。,如果往上述反应体系中充入适量的He，体系的压强如何改变？反应速率是否改变？为什么？,讨论:某一固定容积的密闭容器中有下列反应N2+3H22NH3。,注意事项：,1）压强对固体和液体（溶液）间的反应无影响2）适用范围：仅适用于有气体参加的反应。对于有气体参加的可逆反应，增大压强，正反应速率，逆反应速率都增大；减小压强，正反应速率，逆反应速率都减小。,3）注意“真”变和“假”变。若体系的压强变化而使反应物或生成物的浓度发生变化即“真”变，否则是“假”变。如：2SO2+O22SO3A.恒压时充入He：由于SO2、O2、SO3的物质的量不变，体积V变大，浓度降低相当于“减压”，反应速率降低；B.恒容时充入He：由于反应物生成物浓度不变，体系压强不变相当于“假”变。,本节课我们学习了些什么知识？,增大反应物浓度,单位体积内活化分子数增大,增大气体压强,单位时间内、单位体积内有效碰撞次数增多,化学反应速率增大,课堂作业,1、下列过程中，需要增大化学反应速率的是（）A、钢铁的腐蚀B、食物腐败C、塑料老化D、工业合成氨,2、在C(固)+CO2(气)=2CO(气)的反应中。现采取下列措施：（1）增大压强；（2）增加碳的量（3）通入CO2；（4）恒容下充入N2；（5）恒压下充入N2能够使反应速率增大的有哪些？为什么？,(1)温度升高反应物分子能量增加活化分子数增加(活化分子的百分数增加)有效碰撞次数增多化学反应速率增大,三、温度对化学反应速率的影响,(2)温度升高，使分子运动的速度加快，单位时间内反应物分子间的碰撞次数增加，反应速率也会相应的加快。前者是主要原因。,规律：其他条件不变时，升高温度，可以增大反应速率，降低温度，可以减慢反应速率。,注意事项：（1）温度对反应速率影响的经验公式,例：在10时某化学反应速率为0.1moll-1S-1，若温度每升高10，反应速率增加到原来的2倍，为了把该反应速率提高到1.6moll-1S-1则该反应需在什么温度下进行()A30B40C50D60,分析：根据经验公式：v2=1.6moll-1S-1v1=0.1moll-1S-1t1=10代入算出t2=50,V为速率，t为温度,（2）温度对反应速率影响的规律，对吸热反应，放热反应都适用。（3）反应若是可逆反应，升高温度，正、逆反应速率都加快，降低温度，正、逆反应速率都减小。,四、催化剂对化学反应速率的影响,催化剂：,能改变化学反应速率而自身的化学组成和质量在反应前后保持不变,加快化学反应速率,减慢化学反应速率,注：不说明指正催化剂,能量,反应过程,E1,E2,反应物,生成物,活化分子,活化能,活化分子变成生成物分子放出的能量,反应热,没加催化剂,加了催化剂,催化剂对化学反应速率的影响：,使用催化剂降低反应所需的能量更多的反应物分子成为活化分子增大活化分子的百分数增大化学反应的速率,注意事项,1）同一催化剂能同等程度的改变化学反应的速率。2）催化剂只能改变反应速率，不能将不反应变成反应3）催化剂有一定的选择性和活化温度：4）催化剂中毒：催化剂的活性往往因接触少量杂质而明显下降，甚至遭到破坏，这种现象叫催化剂中毒。催化剂中毒会严重影响反应的顺利进行。工业上为了防止催化剂中毒，要把原料进行净化除去毒物。,五、其他如光照、反应物固体的颗粒大小、电磁波、超声波、溶剂的性质等，也会对化学反应的速率产生影响。,各条件对速率的影响大小是：催化剂温度浓度=压强(体积变化引起的)。各种影响都有其局限性，要针对具体反应具体分析。,总结:,外界条件对化学反应速率的影响（总结）,增加,不变,不变,不变,不变,不变,增加,增加,增加,增加,增加,增加,增加,增加,增加,不变,练习：对于在溶液间进行的反应，对反应速率影响最小的因素是（）A、温度B、浓度C、压强D、催化剂,练习：下列条件的变化，是因为降低反应所需的能量而增加单位体积内的反应物活化分子百分数致使反应速率加快的是（）A、增大浓度B、增大压强C、升高温度D、使用催化剂,练习：设NO+CO22CO(正反应吸热)反应速率为v1；N2+3H22NH3(正反应放热)反应速率为v2。对于前述反应，当温度升高时，v1和v2变化情况为（）A、同时增大B、同时减小C、v1减少，v2增大D、v1增大，v2减小,【练习】用铁片与稀硫酸反应制取氢气时，下列措施不能使氢气的生成速率加快的是A、加热B、不用稀硫酸，改用98.3%的浓硫酸C、滴加少量Na2SO4溶液D、不用铁片，改用铁粉E、加大铁片的用量,练习题,对于在一个密闭容器中进行的可逆反应：C(s)+O2=CO2(s)下列说法中错误的是()A、将碳块粉碎成粉末可以加快化学反应速率B、增大氧气的量可以加快化学反应速率C、增大压强可以加快化学反应速率D、