高中化学《第二章 化学反应的速率》课件 鲁教版选修4.ppt

鲁科版化学选修 化学反应原理 化学反应的速率 学习目标 1 了解化学反应速率的概念及表示方法 2 理解浓度 压强 温度和催化剂等条件对化学反应速率的影响 3 能初步运用有效碰撞 碰撞的取向和活化分子等来解释浓度 压强 温度和催化剂等条件对化学反应速率的影响 你知道下列化学变化进行得快还是慢 如何描述化学反应的快慢 想一想 化学反应速率 一 化学反应速率 1 定义 化学反应速率用单位时间 如每秒 每分钟 内反应物浓度的减小量或生成物浓度的增加量来表示 3 单位 2 表达式为 mol L s 1或mol L min 1 随堂练习 1 在某一化学反应里 反应物A的浓度在10s内从4 0mol L 1变成1 0mol L 1 在这10s内A的化学反应速率为多少 根据定义进行练习 0 3mol L S 1 2 反应4NH3 5O24NO 6H2O在5L的密闭容器中进行 30秒后 NO的物质的量增加了0 3mol 此反应的反应速率用NO来表示为多少 1 若用O2的浓度变化来表示此反应速率是多少 2 v NO 0 002mol L s 与v O2 0 0025mol L s 是否表示此反应的同一种速率 数值上有何规律 v NO 0 002mol L s v O2 0 0025mol L s 关于化学反应速率应注意的几个问题 1 化学反应速率是标量 即只有大小而没有方向 2 一般地计算出来的化学反应速率是一段时间内的平均反应速率 不同时刻的化学反应速率是不相同的 3 对于固体物质或气态反应中的液体物质 反应在其表面进行 它们的 浓度 是不变的 因此不用液体和固体表示化学反应速率 4 对于同一化学反应 用不同的物质表示其化学反应速率可能不相同 但其化学反应速率比等于化学方程式中化学计量数之比 例如在N2 3H2 2NH3中 N2 H2 NH3 1 3 2 练习3 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 L s 2 v B 0 6mol L s 3 v C 0 4mol L s 4 v D 0 45mol L s 则该反应速率的快慢顺序为 1 4 2 3 比较反应速率大小时 不能只看数值的大小 还要将反应速率换算为用同一种物质表示才能进行比较 练习4 在25 时 向100mL含HCl14 6g的盐酸中 放入5 6g铁粉 反应进行到2s时收集到氢气1 12L 标况 之后反应又进行了4s 铁粉全溶解 若不考虑体积变化 则 1 前2s内用FeCl2表示的平均反应速率为 2 后4s内用HCl表示的平均反应速率为 3 前2s与后4s比较 反应速较快 其原因可能 0 25mol L s 0 25mol L s 前2s 前2s时段盐酸浓度比后4s时段大 4 能否用Fe表示化学反应速率吗 注意 对于固体物质或气态反应中的液体物质 反应在其表面进行 它们的 浓度 是不变的 因此不用液体和固体表示化学反应速率 有些化学反应需要加快 如塑料的降解 有些化学反应就需要减慢 如铁桥生锈 那么如何按照我们的需要来控制化学反应速率来为我们服务呢 化学反应速率跟哪些因素有关 二 影响化学反应速率的因素 一 内因 主要因素由于参加反应的不同物质的结构和反应的历程不同 即不同物质性质不同 所以不同的物质进行的反应速率不同 5 把下列金属分别投入0 1mol l硫酸中 能发生反应但反应最快的是 AFeBZnCMgDCu 二 外因 1 浓度对化学反应速率的影响 1 规律 当其他条件不变时 增加反应物的浓度 化学反应速率加快 降低反应物的浓度 化学反应速率减慢 强调 对于固体和纯液体来说 浓度都是不变的 固体和纯液体的量对于化学反应速率几乎不产生影响 2 原因 化学反应的过程就是反应物分子中的原子重新组合成生成物分子的过程 也就是反应物分子中化学键断裂 生成物分子化学键形成的过程 旧键的断裂和新键的形成都是通过反应物分子 或离子的相互碰撞来实现的 而反应物的分子的每次碰撞不一定都能发生化学反应 我们把能够发生化学反应的碰撞叫有效碰撞 能够发生有效碰撞的分子称为活化分子 在其他条件不变时 对某一反应来说 活化分子在反应物分子中占的百分数是一定的 因此单位体积内活化分子的数目与单位体积内反应物分子的总数成正比 也就是和反应物的浓度成正比 当反应物浓度增大时 单位体积内分子数增多 活化分子数也相应增加 反应速率必然增大 2 温度对化学反应速率的影响 1 规律 当其他条件不变时 升高温度 可以增大反应速率 降低温度可以减慢反应速率 2 原因 在浓度一定时 升高温度 反应物分子的能量增加 使一部分原来能量较低的分子变成活化分子 从而增加了反应物分子中活化分子的百分数 这样单位时间内反应物分子间的碰撞次数增加 反应速率也会相应地加快 3 注意 a 温度对反应速率影响的经验公式 6 在10 时某化学反应速率为0 1mol l 1 S 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 6mol l 1 S 1则该反应需在什么温度下进行 A30 B40 C50 D60 分析 根据经验公式 V2 1 6mol l 1 S 1V1 0 1mol l 1 S 1t1 10 代入算出t2 50 b 温度对反应速率影响的规律 对吸热反应 放热反应都适用 c 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 1 范托夫规律的内容是什么 对于在溶液中发生的反应 温度每升高10k 反应速率增加到2 4倍 请同学们阅读教材58页 讨论思考以下问题 2 温度怎样影响化学反应速率常数 温度升高速率常数增大 3 升高相同温度 对不同的化学反应影响程度一样吗 不一样 交流研讨 阿伦尼乌斯经验公式的表达式为 1 对同一化学反应 Ea相同 当Ea 0时 升高温度 反应速率常数化学反应速率随之加快 2 对不同的化学反应 Ea不同 若反应温度相同 Ea越大 反应速率常数化学反应速率越慢 k Ae Ea RT 增大 越小 想一想 阿伦尼乌斯经验公式 2 压强对化学反应速率的影响 1 规律 对于有气体参加的化学反应 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 2 原因 压强的变化是通过浓度的变化来实现的 对于气体来说 若其他条件不变 增大压强 就是增加单位体积内反应物的物质的量 即增大反应物浓度 因而可以增大化学反应速率 3 注意 a 若参加反应的物质为固体或液体 溶液 由于压强的变化对它们的浓度几乎无影响 可以认为反应速率不变 b 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 a 若参加反应的物质为固体或液体 溶液 由于压强的变化对它们的浓度几乎无影响 可以认为反应速率不变 b 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 二 催化剂对化学反应速率的影响 规律 加入催化剂 化学反应速率加快 请同学们阅读教材61 62页 思考以下问题 1 催化剂对化学反应速率的影响跟其它因素相比程度如何 为什么 2 从图2 3 9你能看出催化剂是如何提高化学反应速率的 3 从乙烯与氧气的两个反应中 你发现催化剂具有什么特点 4 催化剂能改变化学反应的平衡常数吗 交流研讨 1 催化剂对化学反应速率的影响跟其它因素相比程度如何 为什么 从表2 3 5中的数据可以看出催化剂能大幅度的提高化学反应的速率 与其他因素相比 催化剂对化学反应的影响更明显 使用催化剂可以使活化能降低几万焦耳 而浓度增大几万倍 温度升高几万度 都是不可能的 因此催化剂是加速化学反应速率的最有效途径 2 从图2 3 9你能看出催化剂是如何提高化学反应速率的 催化剂通过改变反应历程 降低反应的活化能 来提高化学反应速率 3 从乙烯与氧气的两个反应中 你发现催化剂具有什么特点 选择性 4 催化剂能改变化学反应的平衡常数吗 使用催化剂不能改变化学反应的平衡常数 不能改变平衡转化率 但可以缩短达到化学平衡的时间 7 下列说法中正确的是 A 0 1mol L 1盐酸和0 1mol L 1硫酸与2mol L 1NaOH溶液反应速率相同B 大理石块和大理石粉与0 1mol L 1盐酸反应的速率相同C Mg Al和0 1mol L 1盐酸反应速率相同D 0 1mol L 1盐酸和0 1mol L 1硝酸与相同形状和大小的大理石反应的速率相同 D 8 对于反应2SO2 O22SO3 当其他条件不变时 只改变一个反应条件 将生成SO3反应速率的变化填入空格里 填写 增大 减小 或 不变 增大 增大 减小 增大