高中化學《第二章 化學反應的速率》課件 魯教版選修4.ppt

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魯科版化學選修 化學反應原理 化學反應的速率 學習目標 1 了解化學反應速率的概念及表示方法 2 理解濃度 壓強 溫度和催化劑等條件對化學反應速率的影響 3 能初步運用有效碰撞 碰撞的取向和活化分子等來解釋濃度 壓強 溫度和催化劑等條件對化學反應速率的影響 你知道下列化學變化進行得快還是慢 如何描述化學反應的快慢 想一想 化學反應速率 一 化學反應速率 1 定義 化學反應速率用單位時間 如每秒 每分鐘 內(nèi)反應物濃度的減小量或生成物濃度的增加量來表示 3 單位 2 表達式為 mol L s 1或mol L min 1 隨堂練習 1 在某一化學反應里 反應物A的濃度在10s內(nèi)從4 0mol L 1變成1 0mol L 1 在這10s內(nèi)A的化學反應速率為多少 根據(jù)定義進行練習 0 3mol L S 1 2 反應4NH3 5O24NO 6H2O在5L的密閉容器中進行 30秒后 NO的物質(zhì)的量增加了0 3mol 此反應的反應速率用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 關于化學反應速率應注意的幾個問題 1 化學反應速率是標量 即只有大小而沒有方向 2 一般地計算出來的化學反應速率是一段時間內(nèi)的平均反應速率 不同時刻的化學反應速率是不相同的 3 對于固體物質(zhì)或氣態(tài)反應中的液體物質(zhì) 反應在其表面進行 它們的 濃度 是不變的 因此不用液體和固體表示化學反應速率 4 對于同一化學反應 用不同的物質(zhì)表示其化學反應速率可能不相同 但其化學反應速率比等于化學方程式中化學計量數(shù)之比 例如在N2 3H2 2NH3中 N2 H2 NH3 1 3 2 練習3 反應A 3B 2C 2D在四種不同條件下的反應速率為 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 則該反應速率的快慢順序為 1 4 2 3 比較反應速率大小時 不能只看數(shù)值的大小 還要將反應速率換算為用同一種物質(zhì)表示才能進行比較 練習4 在25 時 向100mL含HCl14 6g的鹽酸中 放入5 6g鐵粉 反應進行到2s時收集到氫氣1 12L 標況 之后反應又進行了4s 鐵粉全溶解 若不考慮體積變化 則 1 前2s內(nèi)用FeCl2表示的平均反應速率為 2 后4s內(nèi)用HCl表示的平均反應速率為 3 前2s與后4s比較 反應速較快 其原因可能 0 25mol L s 0 25mol L s 前2s 前2s時段鹽酸濃度比后4s時段大 4 能否用Fe表示化學反應速率嗎 注意 對于固體物質(zhì)或氣態(tài)反應中的液體物質(zhì) 反應在其表面進行 它們的 濃度 是不變的 因此不用液體和固體表示化學反應速率 有些化學反應需要加快 如塑料的降解 有些化學反應就需要減慢 如鐵橋生銹 那么如何按照我們的需要來控制化學反應速率來為我們服務呢 化學反應速率跟哪些因素有關 二 影響化學反應速率的因素 一 內(nèi)因 主要因素由于參加反應的不同物質(zhì)的結(jié)構(gòu)和反應的歷程不同 即不同物質(zhì)性質(zhì)不同 所以不同的物質(zhì)進行的反應速率不同 5 把下列金屬分別投入0 1mol l硫酸中 能發(fā)生反應但反應最快的是 AFeBZnCMgDCu 二 外因 1 濃度對化學反應速率的影響 1 規(guī)律 當其他條件不變時 增加反應物的濃度 化學反應速率加快 降低反應物的濃度 化學反應速率減慢 強調(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反應速率幾乎不產(chǎn)生影響 2 原因 化學反應的過程就是反應物分子中的原子重新組合成生成物分子的過程 也就是反應物分子中化學鍵斷裂 生成物分子化學鍵形成的過程 舊鍵的斷裂和新鍵的形成都是通過反應物分子 或離子的相互碰撞來實現(xiàn)的 而反應物的分子的每次碰撞不一定都能發(fā)生化學反應 我們把能夠發(fā)生化學反應的碰撞叫有效碰撞 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 對某一反應來說 活化分子在反應物分子中占的百分數(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)反應物分子的總數(shù)成正比 也就是和反應物的濃度成正比 當反應物濃度增大時 單位體積內(nèi)分子數(shù)增多 活化分子數(shù)也相應增加 反應速率必然增大 2 溫度對化學反應速率的影響 1 規(guī)律 當其他條件不變時 升高溫度 可以增大反應速率 降低溫度可以減慢反應速率 2 原因 在濃度一定時 升高溫度 反應物分子的能量增加 使一部分原來能量較低的分子變成活化分子 從而增加了反應物分子中活化分子的百分數(shù) 這樣單位時間內(nèi)反應物分子間的碰撞次數(shù)增加 反應速率也會相應地加快 3 注意 a 溫度對反應速率影響的經(jīng)驗公式 6 在10 時某化學反應速率為0 1mol l 1 S 1 若溫度每升高10 反應速率增加到原來的2倍 為了把該反應速率提高到1 6mol l 1 S 1則該反應需在什么溫度下進行 A30 B40 C50 D60 分析 根據(jù)經(jīng)驗公式 V2 1 6mol l 1 S 1V1 0 1mol l 1 S 1t1 10 代入算出t2 50 b 溫度對反應速率影響的規(guī)律 對吸熱反應 放熱反應都適用 c 反應若是可逆反應 升高溫度 正 逆反應速率都加快 降低溫度 正 逆反應速率都減小 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 溫度每升高10k 反應速率增加到2 4倍 請同學們閱讀教材58頁 討論思考以下問題 2 溫度怎樣影響化學反應速率常數(shù) 溫度升高速率常數(shù)增大 3 升高相同溫度 對不同的化學反應影響程度一樣嗎 不一樣 交流研討 阿倫尼烏斯經(jīng)驗公式的表達式為 1 對同一化學反應 Ea相同 當Ea 0時 升高溫度 反應速率常數(shù)化學反應速率隨之加快 2 對不同的化學反應 Ea不同 若反應溫度相同 Ea越大 反應速率常數(shù)化學反應速率越慢 k Ae Ea RT 增大 越小 想一想 阿倫尼烏斯經(jīng)驗公式 2 壓強對化學反應速率的影響 1 規(guī)律 對于有氣體參加的化學反應 若其他條件不變 增大壓強 反應速率加快 減小壓強 反應速率減慢 2 原因 壓強的變化是通過濃度的變化來實現(xiàn)的 對于氣體來說 若其他條件不變 增大壓強 就是增加單位體積內(nèi)反應物的物質(zhì)的量 即增大反應物濃度 因而可以增大化學反應速率 3 注意 a 若參加反應的物質(zhì)為固體或液體 溶液 由于壓強的變化對它們的濃度幾乎無影響 可以認為反應速率不變 b 對于有氣體參加的可逆反應 增大壓強 正反應速率 逆反應速率都增大 減小壓強 正反應速率 逆反應速率都減小 3 注意 a 若參加反應的物質(zhì)為固體或液體 溶液 由于壓強的變化對它們的濃度幾乎無影響 可以認為反應速率不變 b 對于有氣體參加的可逆反應 增大壓強 正反應速率 逆反應速率都增大 減小壓強 正反應速率 逆反應速率都減小 二 催化劑對化學反應速率的影響 規(guī)律 加入催化劑 化學反應速率加快 請同學們閱讀教材61 62頁 思考以下問題 1 催化劑對化學反應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反應速率的 3 從乙烯與氧氣的兩個反應中 你發(fā)現(xiàn)催化劑具有什么特點 4 催化劑能改變化學反應的平衡常數(shù)嗎 交流研討 1 催化劑對化學反應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反應的速率 與其他因素相比 催化劑對化學反應的影響更明顯 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反應速率的最有效途徑 2 從圖2 3 9你能看出催化劑是如何提高化學反應速率的 催化劑通過改變反應歷程 降低反應的活化能 來提高化學反應速率 3 從乙烯與氧氣的兩個反應中 你發(fā)現(xiàn)催化劑具有什么特點 選擇性 4 催化劑能改變化學反應的平衡常數(shù)嗎 使用催化劑不能改變化學反應的平衡常數(shù) 不能改變平衡轉(zhuǎn)化率 但可以縮短達到化學平衡的時間 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溶液反應速率相同B 大理石塊和大理石粉與0 1mol L 1鹽酸反應的速率相同C Mg Al和0 1mol L 1鹽酸反應速率相同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的速率相同 D 8 對于反應2SO2 O22SO3 當其他條件不變時 只改變一個反應條件 將生成SO3反應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