高中化學(xué)《第二章 化學(xué)反應(yīng)的速率》課件 魯教版選修4.ppt

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魯科版化學(xué)選修《化學(xué)反應(yīng)原理》,化學(xué)反應(yīng)的速率,學(xué)習(xí)目標(biāo),1．了解化學(xué)反應(yīng)速率的概念及表示方法。 2．理解濃度、壓強(qiáng)、溫度和催化劑等條件對化學(xué)反應(yīng)速率的影響。 3．能初步運(yùn)用有效碰撞、碰撞的取向和活化分子等來解釋濃度、壓強(qiáng)、溫度和催化劑等條件對化學(xué)反應(yīng)速率的影響。,你知道下列化學(xué)變化進(jìn)行得快還是慢？,,,如何描述化學(xué)反應(yīng)的快慢？,想一想？,化學(xué)反應(yīng)速率,一、化學(xué)反應(yīng)速率,1、定義： 化學(xué)反應(yīng)速率用單位時(shí)間（如每秒，每分鐘）內(nèi)反應(yīng)物濃度的減小量或生成物濃度的增加量來表示。,3、單位：,2、表達(dá)式為：,mol · (L · s) -1或mol · (L · min)-1,隨堂練習(xí),1．在某一化學(xué)反應(yīng)里，反應(yīng)物A的濃度在10 s內(nèi)從4．0 mol·L—1 變成1．0 mol·L—1 ，在這10 s內(nèi)A的化學(xué)反應(yīng)速率為多少?,根據(jù)定義進(jìn)行練習(xí)： = 0．3 mol·（L·S）—1,,2、反應(yīng)4NH3+5O2 4NO+6H2O 在5L的密閉容器中進(jìn)行，30秒后，NO 的物質(zhì)的量增加了0.3mol，此反應(yīng)的反應(yīng)速率用NO來表示為多少？,1.若用O2的濃度變化來表示此反應(yīng)速率是多少？,2.v(NO)=0.002mol/(L·s) 與v(O2)=0.0025mol/(L·s)是否表示此反應(yīng)的同一種速率？數(shù)值上有何規(guī)律？,v(NO)=0.002mol/（L·s）,v(O2)=0.0025mol/(L·s),關(guān)于化學(xué)反應(yīng)速率應(yīng)注意的幾個(gè)問題：,1．化學(xué)反應(yīng)速率是標(biāo)量，即只有大小而沒有方向。 2．一般地計(jì)算出來的化學(xué)反應(yīng)速率是一段時(shí)間內(nèi)的平均反應(yīng)速率，不同時(shí)刻的化學(xué)反應(yīng)速率是不相同的。 3．對于固體物質(zhì)或氣態(tài)反應(yīng)中的液體物質(zhì)，反應(yīng)在其表面進(jìn)行，它們的“濃度”是不變的，因此不用液體和固體表示化學(xué)反應(yīng)速率。 4．對于同一化學(xué)反應(yīng)，用不同的物質(zhì)表示其化學(xué)反應(yīng)速率可能不相同，但其化學(xué)反應(yīng)速率比等于化學(xué)方程式中化學(xué)計(jì)量數(shù)之比。例如在N2 + 3H2  2NH3 中ν(N2)∶ν(H2)∶ν(NH3) = 1∶3∶2。,練習(xí)3：反應(yīng) A + 3B = 2C + 2D 在四種不同條件下的反應(yīng)速率為：(1)v(A)=0.3mol/(L·s) (2)v(B)=0.6mol/(L·s) (3)v(C)=0.4mol/(L·s ) (4)v(D)=0.45mol/(L·s) 則該反應(yīng)速率的快慢順序?yàn)椤?(1)(4)(2)=(3),比較反應(yīng)速率大小時(shí)，不能只看數(shù)值的大小，還要將反應(yīng)速率換算為用同一種物質(zhì)表示才能進(jìn)行比較。,練習(xí)4：在25℃時(shí)，向100mL含HCl 14.6g的鹽酸中，放入5.6g鐵粉，反應(yīng)進(jìn)行到2s時(shí)收集到氫氣1.12L(標(biāo)況)，之后反應(yīng)又進(jìn)行了4s，鐵粉全溶解。若不考慮體積變化，則： (1)前2s內(nèi)用FeCl2表示的平均反應(yīng)速率為 (2)后4s內(nèi)用HCl表示的平均反應(yīng)速率為 (3)前2s與后4s比較，反應(yīng)速 較快，其原因可能,0.25mol/（L·s）,0.25mol/（L·s）,前2s,前2s時(shí)段鹽酸濃度比后4s時(shí)段大,（4）能否用Fe表示化學(xué)反應(yīng)速率嗎？,注意：對于固體物質(zhì)或氣態(tài)反應(yīng)中的液體物質(zhì)，反應(yīng)在其表面進(jìn)行，它們的“濃度”是不變的，因此不用液體和固體表示化學(xué)反應(yīng)速率。,有些化學(xué)反應(yīng)需要加快，如塑料的降解，有些化學(xué)反應(yīng)就需要減慢，如鐵橋生銹，那么如何按照我們的需要來控制化學(xué)反應(yīng)速率來為我們服務(wù)呢？化學(xué)反應(yīng)速率跟哪些因素有關(guān)？,二、影響化學(xué)反應(yīng)速率的因素 （一）內(nèi)因：——主要因素 由于參加反應(yīng)的不同物質(zhì)的結(jié)構(gòu)和反應(yīng)的歷程不同，即不同物質(zhì)性質(zhì)不同。所以不同的物質(zhì)進(jìn)行的反應(yīng)速率不同。 5、把下列金屬分別投入0.1mol/l硫酸中，能發(fā)生反應(yīng)但反應(yīng)最快的是（ ） A Fe B Zn C Mg D Cu,（二）外因： 1、濃度對化學(xué)反應(yīng)速率的影響。 （1）規(guī)律：當(dāng)其他條件不變時(shí)， 增加反應(yīng)物的濃度,化學(xué)反應(yīng)速率加快； 降低反應(yīng)物的濃度,化學(xué)反應(yīng)速率減慢。,強(qiáng)調(diào)：對于固體和純液體來說，濃度都是不變的，固體和純液體的量對于化學(xué)反應(yīng)速率幾乎不產(chǎn)生影響。,（2）原因：化學(xué)反應(yīng)的過程就是反應(yīng)物分子中的原子重新組合成生成物分子的過程，也就是反應(yīng)物分子中化學(xué)鍵斷裂，生成物分子化學(xué)鍵形成的過程。舊鍵的斷裂和新鍵的形成都是通過反應(yīng)物分子（或離子的相互碰撞來實(shí)現(xiàn)的。而反應(yīng)物的分子的每次碰撞不一定都能發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，我們把能夠發(fā)生化學(xué)反應(yīng)的碰撞叫有效碰撞，能夠發(fā)生有效碰撞的分子稱為活化分子。 在其他條件不變時(shí)，對某一反應(yīng)來說，活化分子在反應(yīng)物分子中占的百分?jǐn)?shù)是一定的，因此單位體積內(nèi)活化分子的數(shù)目與單位體積內(nèi)反應(yīng)物分子的總數(shù)成正比。也就是和反應(yīng)物的濃度成正比。當(dāng)反應(yīng)物濃度增大時(shí)，單位體積內(nèi)分子數(shù)增多，活化分子數(shù)也相應(yīng)增加，反應(yīng)速率必然增大。,2、溫度對化學(xué)反應(yīng)速率的影響 （1）規(guī)律：當(dāng)其他條件不變時(shí)， 升高溫度，可以增大反應(yīng)速率， 降低溫度可以減慢反應(yīng)速率。 （2）原因：在濃度一定時(shí)，升高溫度，反應(yīng)物分子的能量增加，使一部分原來能量較低的分子變成活化分子，從而增加了反應(yīng)物分子中活化分子的百分?jǐn)?shù)。這樣單位時(shí)間內(nèi)反應(yīng)物分子間的碰撞次數(shù)增加，反應(yīng)速率也會(huì)相應(yīng)地加快。,（3）注意： （a）溫度對反應(yīng)速率影響的經(jīng)驗(yàn)公式,6、在10℃時(shí)某化學(xué)反應(yīng)速率為0.1mol·l-1·S-1，若溫度每升高10℃，反應(yīng)速率增加到原來的2倍，為了把該反應(yīng)速率提高到1.6mol·l-1·S-1則該反應(yīng)需在什么溫度下進(jìn)行( ) A 30℃ B 40℃ C 50℃ D 60℃,分析：根據(jù)經(jīng)驗(yàn)公式：V2=1.6mol·l-1·S-1 V1=0.1mol·l-1·S-1 t1=10℃代入算出t2=50℃,（b）溫度對反應(yīng)速率影響的規(guī)律，對吸熱反應(yīng)，放熱反應(yīng)都適用。 （c）反應(yīng)若是可逆反應(yīng)，升高溫度，正、逆反應(yīng)速率都加快，降低溫度，正、逆反應(yīng)速率都減小。,1、范托夫規(guī)律的內(nèi)容是什么？,對于在溶液中發(fā)生的反應(yīng)，溫度每 升高10k , 反應(yīng)速率增加到2-4倍。,請同學(xué)們閱讀教材58頁，討論思考以下問題：,2、溫度怎樣影響化學(xué)反應(yīng)速率常數(shù)？,溫度升高速率常數(shù)增大,3、升高相同溫度，對不同的化學(xué)反應(yīng) 影響程度一樣嗎？,不一樣,交流研討,,,阿倫尼烏斯經(jīng)驗(yàn)公式的表達(dá)式為 ， (1)對同一化學(xué)反應(yīng)，Ea相同，當(dāng)Ea＞0時(shí)，升 高溫度，反應(yīng)速率常數(shù) 化學(xué)反應(yīng)速率 隨之加快； (2)對不同的化學(xué)反應(yīng)，Ea不同,若反應(yīng)溫度相 同,Ea越大，反應(yīng)速率常數(shù) 化學(xué)反應(yīng)速 率越慢。,,k=Ae-Ea/RT,,增大,越小,想一想,阿倫尼烏斯經(jīng)驗(yàn)公式,2、壓強(qiáng)對化學(xué)反應(yīng)速率的影響 （1）規(guī)律：對于有氣體參加的化學(xué)反應(yīng)，若其他條件不變，增大壓強(qiáng)，反應(yīng)速率加快，減小壓強(qiáng)，反應(yīng)速率減慢。 （2）原因：壓強(qiáng)的變化是通過濃度的變化來實(shí)現(xiàn)的。對于氣體來說，若其他條件不變，增大壓強(qiáng)，就是增加單位體積內(nèi)反應(yīng)物的物質(zhì)的量，即增大反應(yīng)物濃度，因而可以增大化學(xué)反應(yīng)速率。,（3）注意： （a）若參加反應(yīng)的物質(zhì)為固體或液體（溶液），由于壓強(qiáng)的變化對它們的濃度幾乎無影響，可以認(rèn)為反應(yīng)速率不變。 （b）對于有氣體參加的可逆反應(yīng)，增大壓強(qiáng)，正反應(yīng)速率，逆反應(yīng)速率都增大；減小壓強(qiáng)，正反應(yīng)速率，逆反應(yīng)速率都減小。,（3）注意： （a）若參加反應(yīng)的物質(zhì)為固體或液體（溶液），由于壓強(qiáng)的變化對它們的濃度幾乎無影響，可以認(rèn)為反應(yīng)速率不變。 （b）對于有氣體參加的可逆反應(yīng)，增大壓強(qiáng)，正反應(yīng)速率，逆反應(yīng)速率都增大；減小壓強(qiáng)，正反應(yīng)速率，逆反應(yīng)速率都減小。,,二、催化劑對化學(xué)反應(yīng)速率的影響,規(guī)律：,加入催化劑，化學(xué)反應(yīng)速率加快,請同學(xué)們閱讀教材61～62頁，思考以下問題： （1）催化劑對化學(xué)反應(yīng)速率的影響跟其 它因素相比程度如何？為什么? （2）從圖2-3-9你能看出催化劑是如何 提高化學(xué)反應(yīng)速率的？ （3）從乙烯與氧氣的兩個(gè)反應(yīng)中，你發(fā) 現(xiàn)催化劑具有什么特點(diǎn)？ （4）催化劑能改變化學(xué)反應(yīng)的平衡常數(shù)嗎？,交流研討,（1）催化劑對化學(xué)反應(yīng)速率的影響跟 其它因素相比程度如何？為什么？,從表2-3-5 中的數(shù)據(jù)可以看出催化劑能 大幅度的提高化學(xué)反應(yīng)的速率。與其他 因素相比，催化劑對化學(xué)反應(yīng)的影響更 明顯。使用催化劑可以使活化能降低幾 萬焦耳，而濃度增大幾萬倍，溫度升高 幾萬度，都是不可能的。因此催化劑是 加速化學(xué)反應(yīng)速率的最有效途徑。,（2）從圖2-3-9你能看出催化劑是如何 提高化學(xué)反應(yīng)速率的？,催化劑通過改變反應(yīng)歷程，降低反 應(yīng)的活化能,來提高化學(xué)反應(yīng)速率。,（3）從乙烯與氧氣的兩個(gè)反應(yīng)中， 你發(fā)現(xiàn)催化劑具有什么特點(diǎn)？,選擇性,（4）催化劑能改變化學(xué)反應(yīng)的平衡常數(shù)嗎？,使用催化劑不能改變化學(xué)反應(yīng)的平衡 常數(shù)，不能改變平衡轉(zhuǎn)化率，但可以 縮短達(dá)到化學(xué)平衡的時(shí)間,7、下列說法中正確的是 （ ） A．0.1mol·L-1 鹽酸 和 0.1mol·L-1硫酸與 2mol·L- 1NaOH溶液反應(yīng)速率相同 B．大理石塊和大理石粉與0.1mol·L-1鹽酸 反應(yīng)的速率相同 C．Mg，Al和0.1mol·L-1鹽酸反應(yīng)速率相同 D．0.1mol·L-1鹽酸和0.1mol·L-1硝酸與相同 形狀和大小的大理石反應(yīng)的速率相同,D,8、對于反應(yīng)2SO2+O2 2SO3,當(dāng)其他條件不變時(shí)，只改變一個(gè)反應(yīng)條件，將生成SO3 反應(yīng)速率的變化填入空格里（填寫“增大”“減小”或“不變”),增大,增大,減小,增大,