人教版选修4第2章第1节 化学反应速率(黄岳新)

1、新课标人教版选修四新课标人教版选修四第一节化学反应速率第一节化学反应速率第二章第二章 化学反应速率和化学平衡化学反应速率和化学平衡 化学反应进行的方向（推动力）化学反应进行的方向（推动力）本章学习内容本章学习内容 化学反应的快慢（速率）化学反应的快慢（速率） 化学反应的限度（反应物能否全化学反应的限度（反应物能否全部转变为产物）部转变为产物） 本节学习目标本节学习目标、掌握化学反应速率的概念、掌握化学反应速率的概念 2 2、化学反应速率的表示方法、化学反应速率的表示方法重点、难点：重点、难点：化学反应速率概念的理解和其表示方法化学反应速率概念的理解和其表示方法 炸药的爆炸、水溶液中的酸碱反应、

2、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。感光反应等瞬间即可完成。【思考与交流【思考与交流】 在化学实验和日常生活中，我们经常观察到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快，有的化学这样的现象，有的化学反应进行得快，有的化学反应进行得慢。反应进行得慢。快！快！快！快！ 室温下金属生锈、溶洞形成和塑料或橡室温下金属生锈、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。的形成要经过几十万年的时间。慢比较下列反应速率的快慢比较下列反应速率的快慢:炸药爆炸炸药爆炸 金属锈蚀金属锈蚀 食物腐

3、败食物腐败 离子反应离子反应 塑料老化塑料老化 溶洞形成溶洞形成石油形成石油形成 瓦斯爆炸瓦斯爆炸 森林火灾森林火灾 岩石风化岩石风化这些化学变化有何差异？这些化学变化有何差异？爆炸爆炸牛奶腐坏牛奶腐坏铁棒生锈铁棒生锈溶洞形成溶洞形成很快很快 较快较快较慢较慢很慢很慢 50年前年前,故宫太和殿台阶的栏杆上雕刻着故宫太和殿台阶的栏杆上雕刻着各式各样精美浮雕花纹还清晰可见各式各样精美浮雕花纹还清晰可见,而现而现在却大多是模糊不清在却大多是模糊不清,部分已成光板部分已成光板造成这些灾难的元凶是什么呢？造成这些灾难的元凶是什么呢？为什么几百年腐蚀很慢，而近几为什么几百年腐蚀很慢，而近几十年腐蚀却变快了

4、呢？十年腐蚀却变快了呢？这就涉及到这就涉及到化学反应速率化学反应速率问题问题 化学反应的速率千差化学反应的速率千差万别万别, ,有的进行得有的进行得极其缓极其缓慢慢, ,要几百年甚至几千年要几百年甚至几千年才能完成；有的则才能完成；有的则一触即一触即发发, ,瞬间完成；更多的则瞬间完成；更多的则介于二者之间。介于二者之间。 100100多年多年来来, ,科学家们进行了大量科学家们进行了大量的研究的研究, ,正在逐步揭开化正在逐步揭开化学反应速率之谜。学反应速率之谜。下列过程中，需要加快化学反应速率的是下列过程中，需要加快化学反应速率的是（ ）A.钢铁腐蚀钢铁腐蚀 B.食物腐坏食物腐坏 C.炼钢

5、炼钢 D.塑料老化塑料老化C物体运动的快慢可以用速度来表示（v=s/t)，物质变化的快慢该怎么表示呢？化学反应速率化学反应速率 化学反应速率是用来衡量化学反应进行化学反应速率是用来衡量化学反应进行快慢的尺度。快慢的尺度。它与两个因素有关：一个是反它与两个因素有关：一个是反应的应的时间时间；另一个是反应物或生成物的；另一个是反应物或生成物的浓度浓度。反应物浓度反应物浓度随着反应的进行而不断随着反应的进行而不断减小减小，生生成物浓度成物浓度随着反应的不断进行而随着反应的不断进行而增大。增大。 化学反应速率化学反应速率是用来衡量是用来衡量化学反应进行快慢程度化学反应进行快慢程度的的物物理量理量。是指

6、单位时间、单位体积内反应物或生成物的物质。是指单位时间、单位体积内反应物或生成物的物质的量的量(mol) 的变化的变化一、化学反应的速率一、化学反应的速率化学反应速率的表示：化学反应速率的表示： 化学反应速率化学反应速率用用单位时间单位时间（如每秒，每分钟）（如每秒，每分钟）内反应物内反应物浓度的减小量浓度的减小量或生成物或生成物浓度的增加量浓度的增加量（均取正值）（均取正值）来表示。来表示。 v = c t试根据以上计算式推出试根据以上计算式推出v的单位是什么的单位是什么？某一物质的化学反应速率的计算式为：某一物质的化学反应速率的计算式为：mol/（L min）或）或 mol/（L s）注意

7、单位换算！注意单位换算！如反应方程式如反应方程式 mA+nB=pY+qZ 则则VA=C（A）/t VB=C（B）/t VY=C（Y）/t VZ=C（Z）/t。v=tc注意注意：1. v表示平均反应速率；表示平均反应速率；2. c表示指定物质的反应前后的变化浓度表示指定物质的反应前后的变化浓度（均（均取正值）取正值） ；3. t表示变化所对应的时间表示变化所对应的时间；4.浓度常用浓度常用mol.L-1，时间常用，时间常用s，min。化学反应的速率单位为：化学反应的速率单位为：mol/(Lmin)或或mol/(Ls)例例1 1、某反应的反应物浓度在某反应的反应物浓度在5 5分钟内由分钟内由6 6

8、摩摩/ /升变成升变成2 2摩摩/ /升升, ,则该反应在这段时间内的平均反应速率是多少？则该反应在这段时间内的平均反应速率是多少？ . mol/（L min）有关化学反应速率的简单计算有关化学反应速率的简单计算例例2 2、在某一化学反应中，反应物、在某一化学反应中，反应物B B的浓度在的浓度在5s5s内从内从2.0mol/L2.0mol/L变成变成0.5mol/L0.5mol/L，在这，在这5s5s内内B B的化学反应速率为的化学反应速率为_。0.3mol/(Ls)课堂练习课堂练习一个一个5L的容器中，盛入的容器中，盛入8.0mol某气体反应物，某气体反应物，5min后，测得这种气体反应物还

9、剩余后，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这种反应物的化学反应速率为_。0.048mol/(Lmin)各物质速率与化学计量关系各物质速率与化学计量关系一定条件下，用不同的物质来表示某反应的速率，一定条件下，用不同的物质来表示某反应的速率，其数值可能不同，但表示的意义相同。且它们的其数值可能不同，但表示的意义相同。且它们的数值之比等于反应方程式中数值之比等于反应方程式中系数比系数比。如 N2+3H2=2NH3 1 3 2V VN2N2:V:VH2H2:V:VNH3NH3=1:3:2=1:3:2例例3.3.在给定条件下，氮气与氢气在密闭容器中合成氨。在给定条件下，氮气

10、与氢气在密闭容器中合成氨。起始时加入氮气和氢气且浓度分别为起始时加入氮气和氢气且浓度分别为1 mol/L 1 mol/L 和和1 mol/L1 mol/L，2min2min后，氮气的浓度为后，氮气的浓度为0.8 0.8 mol/L mol/L ，氢气的浓度为，氢气的浓度为0.4 mol/L0.4 mol/L，氨气的浓度为，氨气的浓度为0.4 0.4 mol/L mol/L 。分别用氮气、氢气和氨气的浓度变化表示的。分别用氮气、氢气和氨气的浓度变化表示的这这2min2min内的化学反应速率是多少？有什么关系？内的化学反应速率是多少？有什么关系？ 例题例题3： 3H2 + N2 = 2NH3 初始

11、量初始量 1mol/L 1mol/L 0t=2min 0.4mol/L 0.8mol/L 0.4mol/L 变化量变化量 0.6mol/L 0.2mol/L 0.4mol/LV(H2)=V(N2)=V(NH3)=min)/(1 . 0min2/2 . 0LmolLmoltCmin)/(2 . 0min2/4 . 0LmolLmoltCmin)/(3 . 0min2/6 . 0LmolLmoltC 化学反应速率之比等于方程式中它化学反应速率之比等于方程式中它们的计量数之比。们的计量数之比。课堂练习课堂练习在一定条件下在一定条件下2升的反应容器中充入一定量的升的反应容器中充入一定量的N2和和H2发

12、生下反应，发生下反应，N2+3H2=2NH3，5分钟后测分钟后测的的NH3的物质的量为的物质的量为0.5mol则则NH3的反应速率为的反应速率为_；H2的反应速率为的反应速率为_。0.05mol/(Lmin)32 0.05mol/(Lmin)=学与问一个化学反应的速率用不同的一个化学反应的速率用不同的反应物或或生成物来表示，数值可能生成物来表示，数值可能 但含但含意意 , 速速 率之比等率之比等 于该反应方于该反应方程式中对应程式中对应 之比。之比。不同不同是一致的是一致的物质的系数物质的系数如反应方程式如反应方程式 mA+nB=pY+qZ 则则VA=C（A）/t VB=C（B）/t VY=C

13、（Y）/t VZ=C（Z）/t。V(A):V(B):V(Y):V(Z)=mk:n:p:q反应反应 4NH4NH3 3（g g）5O5O2 2（g g） 4NO（g）6H2O（g） 在在10L10L密闭容器中进行，半分钟后，水蒸气的物质的量密闭容器中进行，半分钟后，水蒸气的物质的量增加了增加了0.45mol,0.45mol,则此反应的平均速率则此反应的平均速率 A、(NH3)=0.0101mol.L-1.s-1 B、 (O2)=0.0010mol.L-1.s-1 C、 (NO)=0.0010mol.L-1.s-1 D、 (H2O)=0.045mol.L-1.s-1 课堂练习：课堂练习：C对于反应

14、对于反应A A2 2+3B+3B2 2 2AB 2AB3 3以下表示的反应速率中，以下表示的反应速率中，速率最大的是速率最大的是A A、v(Av(A2 2)=0.4mol)=0.4molL L-1-1minmin-1-1B B、v(Bv(B2 2)=0.8mol)=0.8molL L-1-1minmin-1-1C C、v(ABv(AB3 3)=0.6mol)=0.6molL L-1-1minmin-1-1D D、v(Av(A2 2)=0.01mol)=0.01molL L-1-1s s-1-1 课堂练习：课堂练习：在一定条件下，在一定条件下，mA + nB = pC的反应中，各的反应中，各物质

15、的化学反应速率为物质的化学反应速率为v(A)=amol/(Ls),v(B)=0.5amol/(Ls),v(C)=amol/(Ls),则该反应的化学方程式为：则该反应的化学方程式为：_答案：答案： 2A+B=2C课堂练习：课堂练习：课后练习课后练习： (1)在一定条件下，密闭容器中合成在一定条件下，密闭容器中合成3H2+N2=2NH3，开，开始时测得始时测得H2=4mol/L ，N2=1mol/L，2s末，测得末，测得N2=0.9mol/L。求。求V H2为多大？为多大？(2)向向2L的密闭容器的密闭容器(内有催化剂内有催化剂)充入充入2mol的的SO2和和1molO2，经，经2s，测得容器内有

16、，测得容器内有1mol的的SO3，则该反应的，则该反应的速率可怎样表示。速率可怎样表示。0.15mol/Ls(3)某温度时，图中曲线某温度时，图中曲线X，Y，Z是在是在2L容器中容器中X，Y，Z三种物质的物质的量随时间的变化曲线。由图中数三种物质的物质的量随时间的变化曲线。由图中数据分析，该反应的据分析，该反应的化学方程式为；化学方程式为；反应从开始计时，反应从开始计时，2分钟分钟内内Z的平均反应速率为的平均反应速率为_。3X+Y=2Z二、化学反应的速率是通过实验测定的。二、化学反应的速率是通过实验测定的。测定方法有测定方法有 、直接观察某些性质（如释放出气体的体、直接观察某些性质（如释放出气

17、体的体积和体系压强）；积和体系压强）；、科学仪器测定（如颜色的深浅、光的吸、科学仪器测定（如颜色的深浅、光的吸收和发射、导电能力等）；收和发射、导电能力等）；、溶液中，常利用颜色深浅和显色物质浓、溶液中，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度间的正比关系来跟踪反应的过程和测量反应速率。反应速率。（实验（实验-）实验分析）实验分析 反应物（指气体和液体，不含纯液体和固体）的反应物（指气体和液体，不含纯液体和固体）的浓度越大，反应时间越短，反应速率越快。浓度越大，反应时间越短，反应速率越快。注意问题注意问题 (1)化学反应速率是用来衡量化学反应的化学反应速率是用来衡量化学

18、反应的快慢快慢的尺的尺度度,它与它与时间时间和和浓度浓度变化有关变化有关.(2)在同一反应中用在同一反应中用不同物质不同物质来表示时来表示时,其数值可其数值可以不同以不同,但都但都表示同一个反应的速率表示同一个反应的速率.因此因此,表示表示化学反应的速率时化学反应的速率时,必须说明反应物中必须说明反应物中哪种物质哪种物质做标准做标准.不同物质的速率的不同物质的速率的比值比值一定等于化学方一定等于化学方程式中相应的程式中相应的化学计量数之比化学计量数之比.(3)一般来说一般来说,化学反应速率随反应的进行而逐渐化学反应速率随反应的进行而逐渐减慢减慢.因此因此,某一段时间内的反应速率某一段时间内的反

19、应速率,是是平均速平均速率率,而不是指瞬时速率而不是指瞬时速率,且且V0.(4)化学反应速率一般不能用化学反应速率一般不能用固体固体或或纯液体纯液体表示。表示。 （5）比较反应速率大小比较反应速率大小时，不仅要看反应速率数时，不仅要看反应速率数值本身的大小，还要结合化学方程式中物质的值本身的大小，还要结合化学方程式中物质的化学计量数化学计量数的大小来说明。的大小来说明。学生练习：学生练习：1把下列四种把下列四种X溶液，分别加进四个盛有溶液，分别加进四个盛有10mL浓浓度为度为2 molL-1 的盐酸的烧杯中，并都加水稀释的盐酸的烧杯中，并都加水稀释至至50mL，此时，此时，X和盐酸缓慢地进行反

20、应，其和盐酸缓慢地进行反应，其中反应速率最大的是（中反应速率最大的是（ ）。）。（A）10 mL、2 molL-1 （B）20 mL、2 molL-1（C）10 mL、4 molL-1 （D）20 mL、3 molL-1答案：答案：D D 2反应反应4NH3+5O2 = 4NO+6H2O，在，在5L的密的密闭容器中进行半分钟后，闭容器中进行半分钟后，NO的物质的量增加的物质的量增加了了0.3mol，则此反应的平均速率，则此反应的平均速率（x）（表）（表示反应物的消耗速率或生成物的生成速率）示反应物的消耗速率或生成物的生成速率）为（为（ ）。）。（A）(O2)=0.01 molL-1s-1 （B

21、）(NO)=0.008 molL-1s-1 （C）(H2O)=0.003 molL-1s-1 （D）(NH3)=0.002 molL-1s-1 答案： CD3反应反应4A（气）（气）+5B（气）（气）= 4C(气气)+6D（气）（气）在在5L的密闭容器中进行，半分钟后，的密闭容器中进行，半分钟后，C的物质的的物质的量增加了量增加了0.3mol。下列论述正确的是（。下列论述正确的是（ ）。）。（A）A的平均反应速率是的平均反应速率是0.010 molL-1s-1（B）容器中含）容器中含D的物质的量至少为的物质的量至少为0.45mol（C）容器中）容器中A、B、C、D的物质的量比一定是的物质的量比

22、一定是4:5:4:6（D）容器中）容器中A的物质的量一定增加了的物质的量一定增加了0.3mol答案：答案：B B4在密闭容器中进行可逆反应，在密闭容器中进行可逆反应，A与与B反应生反应生成成C，其反应速率分别用，其反应速率分别用(A)、(B)、(C)（molL-1s-1）表示，且）表示，且(A)、(B)、(C)之之间有如下所示的关系：间有如下所示的关系： (B)=3(A)； 3(C)=2(B)。则此反应可表示为（。则此反应可表示为（ ）（A）2A+3B2C （B）A3B2C（C）3A+B2C （D）AB答案：答案：B B 预习第二节影响化学反应速率的因素预习第二节影响化学反应速率的因素1、化学反应速率与分子间的有效碰撞频率有、化学反应速率与分子间的有效碰撞频率有关。想一想，我们以前学过的、用过的和关。想一想，我们以前学过的、用过的和日常生活中改变速率的方法有哪些？日常生活中改变速率的方法有哪些？2、我们知道的改变反应速率的措施有、我们知道的改变反应速率的措施有 加热、加热、搅拌、增大反应物的浓度、使用催化剂、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、糕点盒装粉碎后使用、用冰箱保存食物、糕点盒装小包除氧剂等等。小包除氧剂等等。 练习练习1.反应反应N23H2