化学反应速率的表示方法

单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,化学反应速率的表示方法,化学反应速率的表示方法,化学反应速率：表示化学反应快慢的物理量,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,的增加来表示。,V=,C,t,特别注意,：气体的浓度用 来表示,气体的物质的量,容器的,体积,化学反应速率的单位通常为：,molL,-1,s,-1,或,molL,-1,min,-1,或,molL,-1,h,-1,等，是一个复合单位。,例：看课本第,32,页,H,2,O,2,分解的浓度变化表格，求,020,分钟内过氧化氢分解的平均速率。,H,2,O,2,浓度变化量：,0.80molL,-1,-0.40molL,-1,=0.40molL,-1,时间变化量：,20min,所以,V,（,H,2,O,2,）,=0.02molL,-1,min,-1,0.40molL,-1,20min,练习：请计算,2040,分钟内该反应的平均速率,0.01molL,-1,min,-1,0.1,0.2,0.3,0.4,0.5,0.6,0.7,0.8,10,20,30,40,50,60,70,80,t/min,请同学们把表中的数据在左图的直角坐标系中表示出来,请同学们根据图像分别计算第,1020,、第,6070,分钟内的平均速率。,通过计算某段时间内的化学反应速率，可见，在不同的时间内，化学反应的速率可能不同。,我们通常计算的是某时间段内化学反应的平均速率。当,t,非常小时，就是某时刻的即时速率，在该图像上就是某时刻对应的斜率,。,即时速率常用于反应、平衡以及图象的分析，没有信息不要求计算。平均速率多出现在高中计算中，必须掌握计算技巧。,一个化学反应既有反应物又有生成物，表示化学反应速率时，即可用某反应物的浓度变化来表示，还可以用其它反应物或生成物的浓度变化来表示。例如：请同学们看课本第,31,页的化学反应，该反应的速率即可以用单位时间内,N,2,O,5,的浓度减少来计算，还可以用单位时间内,NO,2,或,O,2,的浓度增加来表示。请同学们分别用三种物质来表示第,34,分钟内该反应的平均速率。,V(N,2,O,5,)=0.10molL,-1,min,-1,V(NO,2,)=0.20molL,-1,min,-1,V(O,2,)=0.05molL,-1,min,-1,这三个数字都可用于表示第,34,分钟内该反应的平均速率，也就是说，它们表示的化学反应速率是,一样快,的，但三者有什么关系？,结论：同一反应速率可以用不同物质浓度变化表示，其数值之比等于方程式中的化学计量数之比。只要知道用某种物质来表示的化学反应速率数值，就可以换算成用其它物质来表示该反应速率。,(1),化学反应速率是用来衡量化学反应的快慢的尺度,它与,时间和浓度变化,有关。,(2),在同一反应中用不同物质来表示时，其数值可以不同，但,都表示同一个反应的速率,。因此，表示化学反应速率时，,必须说明反应物中哪种物质做标准,。不同物质的,速率比一定等于,化学方程式中相应的,系数比,。,注意,对于反应,aA,+,bB,=,cC,+,dD,（,其中,a,b,c,d,为方程式的,系数）,VAVBVCVD=,abcd,；,当然，它们的单位须一致。,(1),化学反应速率是用来衡量化学反应的快慢的尺度,它与,时间和浓度变化,有关。,(2),在同一反应中用不同物质来表示时，其数值可以不同，但,都表示同一个反应的速率,。因此，表示化学反应速率时，,必须说明反应物中哪种物质做标准,。不同物质的,速率比一定等于,化学方程式中相应的,系数比,。,(3),一般来说,化学反应速率随反应的进行而逐渐减慢,.,因此，某一段时间内的反应速率，,是平均速率,，而不是指瞬时速率。,(4),化学反应速率一般,不能用固体或纯液体,表示。,6,、注意,2,、用化学反应速率来比较不同反应进行得快慢或同一反应在不同条件下反应的快慢时，应选择同一物质来表示，才能用数字的大小来比较快慢。,1,、无论用任何物质来表示，,无论浓度的变化是增加还是减少，一般都取正值，,反应速率都为正数。,特别注意：,练习：,1,、在密闭容器中，合成氨反应,N,2,+3H,2,2NH,3,，开始时,N,2,浓度,8mol/L,，,H,2,浓度,20mol/L,，,5min,后,N,2,浓度变为,6mol/L,，分别用不同的物质来表示这,5,分钟内该反应的化学反应速率。,2,、,对于可逆反应,N,2,+3H,2,2NH,3,下列各项所表示的反应速率最快的是,A,V(N,2,)=0.01mol/(L,S),B,V(H,2,)=0.2mol/(L,S),C,V(H,2,)=0.6mol/(L,min),D,V(NH,3,)=1.2mol/(L,min),单位要,一样,、,换算成用同种物质来表示,B,3,、,某化合物,A,的蒸气,1mol,充入,0.5L,容器中加热分解：,2A(g)=,B(g)+nC(g,),，,反应到,3min,时，容器内,A,的浓度变为,0.8mol/L,，,测得这段时间内，平均速率,v(c)=0.6mol/(L.min),则化学反应方程式中,n,值为,_,，,v(B,)=_mol/(L.min),。,3,0.2,4,、,某温度时，在,2L,容器中,，,x,、,y,、,z,三种物质随时间的变化曲线如图所示。由图中数据分析，该反应的化学方程式是：,_,，反应开始至,2min,，,z,的平均速率是,。,3x+y=2z,0.05mol/(L.min),y,x,z,时间,/min,0.9,0.7,0.2,1.0,0.8,0.6,0.4,0.2,0.0,物质的量,mol,1 2 3 4 5,5,、,在,2L,密闭容器中，发生,3A+B=2C,的反应，若最初加入,A,和,B,都是,4mol,，前,10s A,的平均反应速率是,0.12mol/(L.s),，,则第,10s,末容器中的,B,的物质的量是：,A,、,1.6mol B,、,2.8mol C,、,3.2mol D,、,3.6mol,C,7,、（填空）把,0.6molX,气体和,0.4molY,气体混合于,2L,容器中，使它们发生如下反应：,3X+Y=nZ+2W,。,5min,末已生成,0.2mol W,，,若,V(z,)=0.01mol/(Lmin),，,则,上述反应中,Z,气体的计量数,n,的值是,。,上述反应在,5min,末时，则已消耗的,Y,占原来的百分比为,。,某些化学反应的速率太快或太慢了怎么办？,例：夏天时食物变质得太快了；,废弃的有机高分子材料降解速率太慢了；,怎么办？,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？,影响化学反应速率的因素,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，反应类型不同有不同的化学反应速率，反应类型相同但反应物不同，化学反应速率也不同。,不同化学反应,反应物性质,决定于,同一化学反应,反应条件,决定于,浓 度,压 强,温 度,催化剂,其他因素,1,、浓度对化学反应速率的影响。,结论：其他条件不变时，增大反应物的浓度，可以增大反应速率；减小反应物的浓度，可以减小化学反应的速率。,二、,外界条件对化学反应速率的影响,注意：,a,、,此规律只适用于气体或溶液的反应，对于纯固体或液体的反应物，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。,阅读课本,P34:,碰撞理论,什么是有效碰撞？,什么是活化分子？,什么是活化能？,什么是活化分子百分数？,活化分子百分数：,（活化分子数,/,反应物总分子数）,100%,没合适的取向,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,+,原因：,在其他条件不变时，对某一反应来说，活化分子百分数是一定的，所以当反应物的浓度增大时，单位体积内的分子数增多，活化分子数也相应的增多，反应速率也必然增大。,用碰撞理论来解释外界条件对化学反应速率的影响,一、浓度对化学反应速率的影响,浓度增大,单位体积内活化分子的数目增大,（活化分子百分比不变，分子总数增大）,分子发生有效碰撞次数增多,化学反应速率增大,2,、压强对反应速率的影响。,原因：对气体来说，若其他条件不变，增大压强，就是增加单位体积的反应物的物质的量，即增加反应物的浓度，单位体积内活化分子数增多，因而可以增大化学反应的速率。,结论：对于有气体参加的反应，若其他条件不变，增大压强，反应速率加快；减小压强，反,应,速率减慢。,N,2,H,2,Ar,讨论,1,：取一个,容积固定,的密闭容器，充入,Ar,后，对速率如何影响？,总气压增大,N,2,、,H,2,浓度不变,这种做法绝不是教材中所说“增压”范畴，（教材中的增压必须缩容）,速率不变,N,2,H,2,Ar,讨论,2,：向容积可变的容器中充入惰性气体，分析速率变化情况,用碰撞理论来解释外界条件对化学反应速率的影响,二、压强对化学反应速率的影响,压强对反应的影响本质上是浓度的影响。当用不同的方法改变体系的压强时，应从本质出发，具体分析。,压强的改变对固体或液体的浓度影响忽略不计。,压强增大,气体的体积缩小,浓度增大,化学反应速率增大,单位体积内活化分子数增大,3,、温度对化学反应速率的影响。,原因,：,(1),浓度一定时，升高温度，分子的能量增加，从而增加了活化分子的数量，反应速率增大。,(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。,结论：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。,用碰撞理论来解释外界条件对化学反应速率的影响,三、温度对化学反应速率的影响,升高温度时反应物的能量增加，使一部分原来能量较低的分子变为活化分子，增加了反应物中活化分子的百分数，从而使有效碰撞的次数增多，反应速率加快。升温使分子运动速度加快，发生碰撞的次数增加，这也是使反应速率加快的另一原因。,升高温度,分数增加,活化分子百,化分子数增加单位体积内活,有效碰撞次数增加,反应速率加快,特别提醒：,1,、,温度对反应速率的影响，无论是放热反应，还是吸热反应都适用。,2,、,温度对反应速率的影响，无论固体、液体、气体都适用。,4,、催化剂对化学反应速率的影响。,结论：催化剂可以改变化学反应的速率,。,正催化剂：能够加快反应速率的催化剂。负催化剂：能够减慢反应速率的催化剂。如不特意说明，指正催化剂。,生成物平均能量,活化分子具有能量,反应物平均能量,能量,活化分子能量,反应物平均能量,生成物平均能量,原因：,在其他条件不变时，使用催化剂可以大大降低反应所需要的能量，会使更多的反应物分子成为活化分子，大大增加活化分子百分数，因而使反应速率加快。,用碰撞理论来解释外界条件对化学反应速率的影响,四、催化剂对化学反应速率的影响,催化剂改变了反应机理，正催化剂降低了反应活化能，增大了活化分子百分数，使反应速率显著增大。,正催化剂,降低了反应活化能，则分子只需具有较低的能量就能变成活化分子，即反应所需的能量降低。,活化分子百分比增大，活化分子数增多,有效碰撞次数增大，化学反应速率加快,5,、其他因素：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。,增大浓度,(,或加压,),单位体积分子总数增多，但活化分子百分数不变,单位体积活化分子数增多,升高温度或催化剂,单位体积分子总数不变，但活化分子百分数增大,有效碰撞次数增多,反应速率加快,浓度增大,单位体积内活化分子总数增加,活化分子百分数不变，由于单位体积内分子总数增多，引起单位体积内活化分子总数增多，反应速率加快。,压强增大,单位体积内气体分子总数增加，活化分子数增加。,无气体物质参加或生成的反应，压强变化不影响反应速率。增大压强，反应速率加快。其实质是浓度的影响，具体问题具体用浓度来分析。,温度升高,分