化学的反应速率和限度.ppt
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1、感受身边的化学反应:你发现了什么?爆炸在瞬间完成;金属生锈以年月计;食物腐败以天计;离子反应以秒计;塑料老化以年计;溶洞形成以万年计有的化学反应进行得快,有的化学反应进行得快,有的化学反应进行得慢。有的化学反应进行得慢。快!烟火核爆炸燃烧问:化学反应进行得快慢该怎样比较?慢生锈的古钟钟乳石的形成铁桥生锈A A、定性观察法、定性观察法冒气泡快慢 浑浊程度 固体量减少 颜色变化 温度变化等B、定量表示法(准确)(即据反应物消失或生成物产生的快慢粗略比较)问题问题1 1:描述化学反应进行的快慢:描述化学反应进行的快慢联想:物理中怎样定量描述物体(质点)运动的快慢?速度速度:描述质点运动快慢的的物理量
2、,等于位移和发生此位移所用时间的比值。速度描述质点运动快慢的物理量化学反应速率 描述化学反应过程进行的快慢的物理量 一、化学反应速率(3)单位:mol/(LS)mol(Lmin)-1 molL-1S-1(2)数学表达式为:V=C/t 1.化学反应速率表示方法:用单位时间(如每秒,每分钟,每小时)内反应物 或生成物 (均取正值)来表示。符号 v浓度的减少量浓度的增加量即兴训练测得有测得有NHNH3 3 1.8mol 1.8molNN2 2 2mol 2molH H2 2 5mol 5mol2L2L的密闭容器的密闭容器一定条件下反应2min后计算该反应的速率:计算该反应的速率:VH2 =?VN2
3、=?VNH3 =?0.675 mol(L min)-10.225 mol(L min)-10.450 mol(L min)-1化学反应速率:反应速率单位:mol/(Lmin)或mol/(LS)注意:1、是平均速率,均取正值。2、表示气体反应速率,固体、纯液体浓度为常数。3、指明哪种具体物质做标准。aA+bB=dD+eE同一反应不同物质的反同一反应不同物质的反应速率,数值可以不同,应速率,数值可以不同,但整个反应的速率相同。但整个反应的速率相同。4、各物质的速率之比等于系数之比。比例关系:V(A):V(B):V(D):V(E)=a:b:d:e等式关系:二、化学反应速率中应该注意的问题:【例例1
4、1】反应反应 A+3B=2C+2D A+3B=2C+2D 在四种不同情况下的反应在四种不同情况下的反应 速率分别为速率分别为:v(A)=0.15mol/(Ls);v(B)=:v(A)=0.15mol/(Ls);v(B)=0.6mol/(Ls)v(C)=24mol/(Lmin);0.6mol/(Ls)v(C)=24mol/(Lmin);v(D)=0.45mol/(Ls)v(D)=0.45mol/(Ls)则该反应进行的快慢则该反应进行的快慢 顺序为顺序为 。=【例例2 2】在在2L2L容器中,发生容器中,发生3A+B=2C 3A+B=2C 的反应,若最初加入的反应,若最初加入 的的A A和和B B
5、均为均为4mol4mol,A A的平均反应速率为的平均反应速率为0.12mol/(Ls)0.12mol/(Ls),则则10s10s后容器内的后容器内的B B物质是物质是 ()()A.2.8mol B.1.6mol C.3.2mol A.2.8mol B.1.6mol C.3.2mol C典型例题解析 4.4.比较比较同一反应同一反应在在不同条件下不同条件下的反应速率时,应:的反应速率时,应:统一基准物质;统一基准物质;统一单位。统一单位。三、有关化学反应速率的计算三、有关化学反应速率的计算A、据公式计算B、据关系式计算各物质的速率之比等于方程式计量数之比据系数比求其他物质的速率据速率比求系数比
6、典型例题练习练习1:某温度时,在2L容器中X、Y、Z三种物质的物质的量随时间的变化曲线如右图所示,由图中数据分析,该反应的化学方程为_。反应开始至2min,Z的平均反应速为 .n/molt/min 1 2 30.10.20.30.40.50.60.70.80.91.01.11.2 3X +Y 2Z 3X +Y 2Z0.0.05mol/(L05mol/(Lmin)min)XYZ 练习2则该反应速率的快慢顺序为:反应 A+3B=2C+2D 在四种不同条件下进行反应,反应速率分别为:(1)(A)=0.3mol/(Ls)(2)(B)=0.6mol/(Ls)(3)(C)=0.4mol/(Ls)(4)(D
7、)=0.5mol/(Ls)(1)(4)(2)=(3)(A)=0.2mol/(Ls)(A)=0.2mol/(Ls)(A)=0.25mol/(Ls)1.1.转化为同一种物质同一种单位表示的化学反应速率。转化为同一种物质同一种单位表示的化学反应速率。2 2.=v v=v v(A)(A)a a=v v(B)(B)b bv v(D)(D)d d=v v(E)(E)e eC、比较反应速率的快慢 一、化学反应速率(3)单位:mol/(LS)mol(Lmin)-1 molL-1S-1(2)数学表达式为:V=C/t 1.化学反应速率表示方法:用单位时间(如每秒,每分钟,每小时)内反应物 或生成物 (均取正值)来
8、表示。符号 v浓度的减少量浓度的增加量化学反应速率:反应速率单位:mol/(Lmin)或mol/(LS)注意:1、是平均速率,均取正值。2、表示气体、溶液反应速率,不能用固体纯液体表示反应速率,固体、纯液体浓度为常数。3、指明哪种具体物质做标准。aA+bB=dD+eE同一反应不同物质的反同一反应不同物质的反应速率,数值可以不同,应速率,数值可以不同,但整个反应的速率相同。但整个反应的速率相同。4、各物质的速率之比等于系数之比。比例关系:V(A):V(B):V(D):V(E)=a:b:d:e二、化学反应速率中应该注意的问题:C、比较反应速率的快慢练习3:在四个不同的容器中,在不同条件下进行反应:
9、N2+3H2=2NH3 据下列在相同时间内测定的结果判断,生成氨的速率最快的是 ()A、(H2)0.1mol/(L.min)B、(N2)=0.1mol/(L.min)C、(NH3)=0.3mol/(L.min)D、(H2)0.01mol/(L.s)D 转化为同一物质的速率来比较:单位统一 在反应4A(s)3B(g)2C(g)D(g)中,经2min,B的浓度减少0.6mol L-1,对此反应速率的表示正确的是()A.用A表示的反应速率为0.4mol L-1 min-1B.分别用B、C、D表示的反应速率其比值为3:2:1C.B在2min末的反应速率是0.3mol L-1 min-1D.B在2min
10、内的平均反应速率是0.3mol/(L min)BD练习4 思考:同一反应在不同条件下的反应速率是相同的吗?哪些因素会影响到化学的反应速率?在相同条件下在相同条件下,等质量等质量(金属颗粒大小相同金属颗粒大小相同)的下列金属与足量的下列金属与足量1mol/L 1mol/L 盐酸反应时盐酸反应时,速率最快的是速率最快的是 A A 镁镁 B B 铝铝 C C 钠钠 D D 铁铁3、影响化学反应速率的因素影响因素外因:内因:物质的化学性质 外界条件(如温度、催化剂、浓度、压强、表面积等)(C)(主要因素)(次要因素)(1)反应温度 实验25现象现象结论结论热水中热水中常温常温冷水中冷水中快速产生气泡,
11、产生的气体使带火星的木条复燃。较慢产生气泡较快产生气泡其他条件相同时,升高温度能加快化学反应速率;降低温度则减慢。、升高温度,化学反应速率加快;降低温度,、升高温度,化学反应速率加快;降低温度,化学反应速率减慢。化学反应速率减慢。、实验测得每升高、实验测得每升高1010,化学反应速率通常增,化学反应速率通常增大为原来的大为原来的2424倍。倍。、温度对化学反应速率的影响不受反应物状态、温度对化学反应速率的影响不受反应物状态的限制。的限制。、升高温度,无论是吸热还是放热反应,化学、升高温度,无论是吸热还是放热反应,化学反应速率都加快。反应速率都加快。.升高温度正、逆反应速率都加快。升高温度正、逆
12、反应速率都加快。(2)催化剂 实验2-6现象现象结论结论加入MnO2加入FeCl3不加入其他试剂很快产生大量气泡很快产生大量气泡较慢产生气泡在其它条件相同时,使用催化剂能加快反应速率催化剂对化学反应速率的影响规律:催化剂能改变化学反应的速率。有的催化剂能加快化学反应的速率,叫 正催化剂;有的催化剂能减慢化学反应速率,叫 负催化剂。在实践中,如没有特殊说明,凡说催化剂都是指正催化剂。催化剂中毒:催化剂中毒:催化剂的催化性能往往因接催化剂的催化性能往往因接触少量的杂质而明显下降甚至遭破坏,这触少量的杂质而明显下降甚至遭破坏,这种现象叫催化剂中毒。种现象叫催化剂中毒。催化剂催化剂只有在只有在一定的温
13、度下一定的温度下才能最大限度才能最大限度的显示其催化作用,不同的催化剂对温度的显示其催化作用,不同的催化剂对温度的要求不一样。的要求不一样。科学视野:神奇的催化剂(阅读P49-50)催化剂能极大地改变反应速率,自身的组成、化学性质和质量在反应前后不发生变化,具有高度的选择性(或专一性)3、浓度规律:增大反应物的浓度速率加快,减小浓度速率减慢。(只适用于气体参与和在溶液中的反应)注意:纯固体或纯液体浓度为常数,增减对速率无影响。4、压强增大压强,反应物浓度增大,反应速率加快。(适用于有气体参与的反应;对于只有固体或液体参与的反应,压强对反应速率的影响忽略不计)引起引起(1)恒温时:增大压强体积缩
14、小浓度增大反应速率加快引起改变压强的可能方式:(2)恒容时:充入气体反应物引起浓度增大引起反应速率加快充入稀有气体 总压强增大,但各气体分压不变,即各物质的浓度不变,反应速率不变。引起(3)恒压时:充入稀有气体体积增大 反应物浓度减小反应速率减小引起引起引起总结:压强的改变若引起浓度的改变,则反应速率改变。归纳总结:影响化学反应速率的因素影响化学反应速率的因素规律(在其它条件相同时)内因性质外因温度催化剂反应物浓度气态反应物的压强固体反应物的表面积其它反应物的化学性质越活泼,化学反应速率越快;反之则慢。升高温度,化学反应速率加快;降低温度,化学反应速率减慢。使用正催化剂,化学反应速率加快增大反
15、应物的浓度,化学反应速率加快;减小反应物的浓度,速率减小。增大气态反应物的压强,化学反应速率加快;反之减慢。增大固体反应物的表面积,化学反应速率加快;反之减慢。光波、电磁波、超声波、溶剂等,形成原电池也加快反应速率。思考与交流1.人们为什么使用电冰箱储存食物?温度越高,食物腐败变质的速率越快,电冰箱能提供较低的温度。2.实验室通常要将两种块状或颗粒状的固体药品研细,并混匀后再进行反应。原因是什么?能增大反应物的接触面积,使反应物充分接触,使反应速率加快P(49)3.实验室进行化学反应时,通常把一些固体物质溶于水配成溶液再进行反应。原因是什么?配成溶液,发生电解质的电离,增大了离子之间的接触机会
16、,从而增大反应速率。4.增大反应物浓度能增大反应速率。应用:控制反应条件,提高对人类有利反应的速率,降低对人类不利反应的速率。练习1:20时,将10 mL 0.1 mol/L的Na2S2O3溶液和10 mL 0.1 mol/L的硫酸混合,2 min后溶液中明显出现浑浊。已知温度每升高10,该化学反应速率就增大到原来的2倍。那么在50时,同样的反应要同样看到浑浊,需要的时间是()A、40 s B、15 s C、48 s D、20 sB练习2:在溶液中发生的反应,对反应速率不发生影响的因素是()A.温度 B.压强 C.浓度 D.催化剂B二、化学反应的限度二、化学反应的限度你是否思考过以下问题:一个
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