必修二第二章第三节化学反应的速率和限度ppt课件资料.ppt
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1、第三节化学反应速率和限度快慢差别很大的化学变化快慢差别很大的化学变化化学反应的化学反应的主要特征主要特征是物质变化的同时是物质变化的同时伴随着能量的变化伴随着能量的变化. .而当我们面对一个具而当我们面对一个具体的化学反应时体的化学反应时: :我们经常可以发现我们经常可以发现, ,有些反应进行的有些反应进行的很快很快, ,几乎瞬间完成几乎瞬间完成, ,也有一些反应也有一些反应, ,进行得进行得很很慢慢, ,需要很长时间需要很长时间, ,不同的反应进行得快不同的反应进行得快慢差别很大慢差别很大. . 举出几例你在生活中所遇举出几例你在生活中所遇到与化学反应快慢有关的事例。到与化学反应快慢有关的事
2、例。那么你知道在科学研究中如何那么你知道在科学研究中如何描述一个描述一个反应进行的快慢吗反应进行的快慢吗? ? 与物理学中物体运动快慢用与物理学中物体运动快慢用 “速度速度”表示表示相类似相类似, ,化学反应过程进行的快慢化学反应过程进行的快慢用用“反应反应速率速率” 来表示来表示. .?对于不同的反应可通过对于不同的反应可通过比较的方法比较的方法帮助我们判断两种或帮助我们判断两种或几种化学反应相对速率的大小几种化学反应相对速率的大小, ,但是要判断一种化学反但是要判断一种化学反应速率的大小应速率的大小, ,应当看反应物在应当看反应物在单位时间里减少的量或单位时间里减少的量或单位时间生成物增加
3、的量单位时间生成物增加的量. .由于反应都在一定的容器或由于反应都在一定的容器或一定体积的溶液中进行一定体积的溶液中进行, ,反应物或生成物量的减少或增反应物或生成物量的减少或增加可以通过容器或溶液中加可以通过容器或溶液中物质浓度的增加或减少物质浓度的增加或减少来表示来表示. .因此我们可得到如下结论因此我们可得到如下结论: :一、化学反应速率一、化学反应速率1、定义:、定义:表示化学反应进行快慢的物理量表示化学反应进行快慢的物理量. .2、表示方法:、表示方法:用用单位时间单位时间(如每秒,每分)内反应物(如每秒,每分)内反应物浓度的减小量浓度的减小量或生成物或生成物浓度的增加量浓度的增加量
4、(均取正值均取正值)来表示。来表示。3 、数学表达式、数学表达式v (x)= c t4 、常用单位、常用单位mol/(Lmin)或或mol/(Ls) 例题例题:反应:反应4NH4NH3 3+5O+5O2 2 4NO+6H4NO+6H2 2O O 在在5 5升升的密闭容器中进行,的密闭容器中进行,3030秒秒后,后,NO NO 的物质的物质的量增加了的量增加了0.3mol0.3mol,此反应的平均反应速率,此反应的平均反应速率用用NONO、 O2来表示为多少来表示为多少? ?其其数值上有何规律?数值上有何规律?v(NO)=0.002mol/(Ls)v(O2)=0.0025mol/(Ls)其数值比
5、其数值比等于化学方程式中相应的等于化学方程式中相应的化学计量数之比化学计量数之比解解:v (x)= c t 小结小结:(1)(1)、在同一反应体系中用不同的物质来表示反应速率在同一反应体系中用不同的物质来表示反应速率 时,其数值是可以不同的,但是时,其数值是可以不同的,但是这些数值都表示同一个这些数值都表示同一个反应速率。反应速率。因此化学反应速率的表示必须说明用因此化学反应速率的表示必须说明用哪种物哪种物质质来做标准来做标准。 (2)、用同一反应体系中用同一反应体系中不同物质表示同一速率时,其不同物质表示同一速率时,其 数值比数值比一定等于化学方程式中相应的一定等于化学方程式中相应的 化学计
6、量数之比化学计量数之比。(3)、化学反应的速率随着反应的进行可不断变化。因此化学反应的速率随着反应的进行可不断变化。因此某一时间段内的反应速率实际是指某一时间段内的反应速率实际是指这一时间段内的平均这一时间段内的平均速率速率,而,而不是指瞬时速率不是指瞬时速率。(4)(4)对于有对于有纯液体或固体纯液体或固体参于的化学反应一般不用纯液体参于的化学反应一般不用纯液体或固体来表示化学反应速率或固体来表示化学反应速率, ,它们不存在浓度的改变它们不存在浓度的改变. . 练习练习1 1:反应:反应 A + 3B = 2C + 2D A + 3B = 2C + 2D 在四种不同条件在四种不同条件下的反应
7、速率为:下的反应速率为:(1)v(A)=0.3mol/(L(1)v(A)=0.3mol/(Ls) (2)v(B)=0.6mol/(Ls) (2)v(B)=0.6mol/(Ls) s) (3)v(C)=0.4mol/)L(3)v(C)=0.4mol/)Ls) (4)v(D)=0.45mol/(Ls) (4)v(D)=0.45mol/(Ls)s)则该反应速率的快慢顺序为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,不仅要看反应速率数值本比较反应速率大小时,不仅要看反应速率数值本身的大小,还要结合化学方程式中物质的化学计身的大小,还要结合化学方程式中物质的化学计量数的大小来
8、说明。量数的大小来说明。一定要选某一种物质的速率一定要选某一种物质的速率才能比较大小才能比较大小.练习练习2 2、在、在2L2L的密闭容器中,发生下列反应:的密闭容器中,发生下列反应: 3A(g)+ B(g)=2C(g)+D(g)3A(g)+ B(g)=2C(g)+D(g)。若最初加入的。若最初加入的A A 和和B B 都是都是4mol4mol,在前,在前10sA 10sA 的平均反的平均反应应速率速率 为为0.12mol/(L0.12mol/(Ls)s),则,则10s10s时,容器中时,容器中B B的的 物质的量为物质的量为 。 3.2mol练习练习2 2:在:在2525时,向时,向100m
9、L100mL含含HClHCl 14.6g 14.6g的盐酸中,放入的盐酸中,放入 5.6g5.6g铁粉,反应进行到铁粉,反应进行到2s2s时收集到氢气时收集到氢气1.12L(1.12L(标标 况况) ),之后反应又进行了,之后反应又进行了4s,4s,铁粉全溶解。若不考虑铁粉全溶解。若不考虑 体积变化,则:体积变化,则:(1)(1)前前2s2s内用内用FeClFeCl2 2表示的平均反应速率为表示的平均反应速率为 ;(2)(2)后后4s4s内用内用HClHCl表示的平均反应速率为表示的平均反应速率为 ;(3)(3)前前2s2s与后与后4s4s比较,反应速率比较,反应速率 较快,较快, 其原因可能
10、其原因可能 。0.25mol/(Ls)0.25mol/(Ls)前前2s前前2s时段时段盐酸浓度盐酸浓度比后比后4s时段大时段大讨论:讨论:为什么不同的化学反应速率的会不同呢为什么不同的化学反应速率的会不同呢? ? 同一化学反应的速率也会有变化呢同一化学反应的速率也会有变化呢? ?5 、化学反应速率的影响因素、化学反应速率的影响因素:不同物质之间反应速率的快慢影响因素不同物质之间反应速率的快慢影响因素 2Na + 2HNa + 2H2 2O = 2NaOH + HO = 2NaOH + H2 Mg + 2HMg + 2H2 2O = MgO = Mg(OHOH)2 2 + H + H2 最快最快
11、比较快比较快不同种物质不同种物质之间的反应速率(本质)影响之间的反应速率(本质)影响因素:因素: 由由物质的性质物质的性质决定决定,即内因决定即内因决定.同一反应的反应速率同一反应的反应速率影响因素影响因素CaCO3 + 2HCl = CaCl2 + H2O +CO2升高温度,加快反应速率升高温度,加快反应速率.增大反应物的浓度,加快反应速率增大反应物的浓度,加快反应速率1、温度、温度:2、浓度:、浓度:3、反应物的接触面积:、反应物的接触面积:反应物固体颗粒越小,增大反应的接触面积,反应物固体颗粒越小,增大反应的接触面积,加快反应速率加快反应速率实验实验2-5:探究温度对化学反应速率的影响探
12、究温度对化学反应速率的影响.补充实验补充实验:探究浓度对化学反应速率的影响探究浓度对化学反应速率的影响对于有气体参加的反应来说:对于有气体参加的反应来说:当其它条件不当其它条件不变变时时,增大压强增大压强,气体的,气体的体积缩小体积缩小,浓度变大浓度变大, 故反应的故反应的速率可加快速率可加快.4、压强、压强5、催化剂、催化剂某些化学反应,加入某些化学反应,加入适当适当催化剂,可加快反应的速率催化剂,可加快反应的速率.实验实验2-62-6: :探究催化剂对化学反应速率的影响探究催化剂对化学反应速率的影响注意注意:不是:不是所有催化剂所有催化剂都能加快化学反应速率。都能加快化学反应速率。科学视野
13、科学视野净化汽车尾气的催化剂及其载体净化汽车尾气的催化剂及其载体阅读阅读P43:神奇的催化剂神奇的催化剂内因内因: :反应物本身的性质反应物本身的性质外因外因: :化学反应速率的影响因素化学反应速率的影响因素:温度、浓度、催化剂温度、浓度、催化剂其它因素其它因素: :如固体表面积、反应物状如固体表面积、反应物状 态、声、光、电磁波等等态、声、光、电磁波等等小结小结:实验步骤: 截取截取3cm镁条,用砂纸打磨掉镁条,用砂纸打磨掉表面氧化物表面氧化物 组装好实验装置组装好实验装置 量取量取40mL 0.5 mol/L HCl倒入倒入锥形瓶中锥形瓶中 将镁条投入锥形瓶中,立刻塞将镁条投入锥形瓶中,立
14、刻塞好橡皮塞好橡皮塞 每隔每隔5秒记录收集到氢气的体积,秒记录收集到氢气的体积,至第至第90秒秒 清洗锥形瓶清洗锥形瓶 量取量取40 mL 2 mol/L HCl倒入锥倒入锥形瓶中,重复上述实验形瓶中,重复上述实验 将所得数据绘成曲线将所得数据绘成曲线思考:思考: 从微观粒子的角度如何解释浓从微观粒子的角度如何解释浓度对反应速率的影响?度对反应速率的影响?思考与交流思考与交流1.1.人们为什么使用电冰箱储存食物人们为什么使用电冰箱储存食物? ?2.2.实验室通常要将两种固体或颗粒状的固体药品实验室通常要将两种固体或颗粒状的固体药品研细研细, ,并混合均匀并混合均匀 再进行反应再进行反应. .原
15、因是什么原因是什么? ?3.3.实验室进行化学反应时实验室进行化学反应时, ,通常把一些固体物质溶于水通常把一些固体物质溶于水配成溶液配成溶液再再进行反应进行反应. .原因是什么原因是什么? ?4.4.实验室常用实验室常用30%30%左右的硫酸溶液左右的硫酸溶液( (约约3.7mol/L)3.7mol/L)与锌粒反应制取氢与锌粒反应制取氢气气, ,当反应进行一段时间后当反应进行一段时间后, ,气泡变得稀少了气泡变得稀少了( (锌粒还有剩余锌粒还有剩余),),如果如果添加一些适当浓度的硫酸溶液到反应容器中添加一些适当浓度的硫酸溶液到反应容器中, ,气泡又会重新增多起气泡又会重新增多起来来. .原
16、因是什么原因是什么? ?低温条件低温条件, ,食品变质慢食品变质慢. .增大其接触面积增大其接触面积. .提高其接触机会提高其接触机会. .浓度越大浓度越大, ,化学反应速率越大化学反应速率越大. .注意注意:1.1.对于对于纯固体、纯液体纯固体、纯液体来说来说: : 单位体积内所含物质的量相等单位体积内所含物质的量相等, ,故不涉及浓度对速率故不涉及浓度对速率 的影响的影响. .即即增加量对化学反应速率无影响增加量对化学反应速率无影响. .2.2.对于对于气体气体来说来说: : 压强压强是影响化学反应速率的一个因素是影响化学反应速率的一个因素. .1.1.某温度时某温度时. .在在2L2L容
17、器中容器中X X、Y Y 、 Z Z三种物质的三种物质的物质的量随时间的变化曲线如图所示物质的量随时间的变化曲线如图所示. .由图中数由图中数据分析据分析, ,该反应的化学方程式为该反应的化学方程式为_ ;_ ;反应开始至反应开始至2min,Z2min,Z的平均反应速率为的平均反应速率为_分析:在相同时间分析:在相同时间、相同体积、相同体积内,反应速率之比等内,反应速率之比等于物质的量之比于物质的量之比123451.00.60.40.20.80.20.0.0.()()反应反应在在的密闭容器中进行,的密闭容器中进行,半分钟半分钟后,的后,的物质的量物质的量增加了则此反应的平均速率()增加了则此反
18、应的平均速率()(表示反应物的消耗速率或生成物的生成速率)可表(表示反应物的消耗速率或生成物的生成速率)可表示为()示为()、()()()、()()()()、()()()、()()()反应在四种不同反应在四种不同情况下的反应速率分别为情况下的反应速率分别为() 0.15mol/(L.s) () 0. mol/(L.s) () 0.mol/(L.s) () 0. 5mol/(L.s) 则该反应进行则该反应进行的速率的速率由快到慢由快到慢的顺序为的顺序为 燃烧硫铁矿产生燃烧硫铁矿产生,为了,为了提高提高生成生成的速的速率,下列措施可行的是()率,下列措施可行的是()、把块状矿石碾成把块状矿石碾成粉
19、末粉末、向炉内喷吹氧气向炉内喷吹氧气、使用块状矿石使用块状矿石、降低体系的温度降低体系的温度5 5、10 10 时,某化学反应速率为时,某化学反应速率为0.1mol/0.1mol/(L.sL.s) 若温度每升高若温度每升高10 10 ,反应速率增加到原来的,反应速率增加到原来的2 2倍。倍。 为了把该反应速率提高到为了把该反应速率提高到1.6mol/1.6mol/(L.sL.s),则该反),则该反 应所需的温度是(应所需的温度是( )A.A. 30 B. 40 30 B. 40 C. 50 D. 60 C. 50 D. 60 C6.6.把下列四种把下列四种X X溶液分别加入四个盛有溶液分别加入
20、四个盛有10mL2mol/L10mL2mol/L的盐酸的盐酸的烧杯中的烧杯中, ,均均加入水稀释到加入水稀释到50mL50mL时时, ,此时此时X X和盐酸缓慢地进行反应和盐酸缓慢地进行反应, ,其中反应其中反应最快最快的是的是( )( )A.10 A.10 20mL20mL,3mol/L ,3mol/L 的的X X溶液溶液B 20 B 20 30mL30mL,2mol/L ,2mol/L 的的X X溶液溶液C 20 C 20 10mL10mL,4mol/L ,4mol/L 的的X X溶液溶液D 10 D 10 20mL20mL,2mol/L ,2mol/L 的的X X溶液溶液B分析分析: :
21、对于同一个化学反应对于同一个化学反应, ,影响化学反应速率大小的因影响化学反应速率大小的因素是素是温度温度. .浓度浓度等等. .本题反应最快的是本题反应最快的是温度高浓度大温度高浓度大, ,由由于于X X溶液溶液均加水稀释至均加水稀释至50mL50mL, ,所以加入所以加入X X的物质的量越大的物质的量越大, ,则则C(x)C(x)越大越大. .7.7.已知已知: :5S5S2 2O O3 32-2-+6H+6H+ + = 6S+2SO= 6S+2SO2 2+2SO+2SO4 42-2-+3H+3H2 2O O下列情况下列情况最先最先看到看到淡黄色淡黄色浑浊的是浑浊的是( )( ) 温度温度
22、 硫代硫酸钠溶液硫代硫酸钠溶液 硫酸溶液的硫酸溶液的 的体积和浓度的体积和浓度 体积和浓度体积和浓度A.20A.20 10mL10mL,0.2mol/L ,0.2mol/L 10mL,0.2mol/LB.20B.20 15mL,0.1mol/L 15mL,0.1mol/LC.C.5050 50mL,0.5mol/L 50mL,0.5mol/LD.D.5050 50mL,0.1mol/L 50mL,0.1mol/LC分析分析:能改变化学反应速率的压强改变能改变化学反应速率的压强改变, ,必须为必须为 “ “有效压强有效压强”, ,即压强的改变能引起反应物即压强的改变能引起反应物 或生成物或生成物
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