选修化学反应速率和限.pptx
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1、一、化学反应速率一、化学反应速率1.1.定义:定义:2.2.表达式:表达式:3.3.单位:单位:通常用单位时间内通常用单位时间内反应物浓度反应物浓度的的减小量或减小量或生成物浓度生成物浓度的增加量(均取正值)的增加量(均取正值)v=tc=nvtmol/(L.s)=60mol/(L.min)V V是单位时间内是单位时间内c c的改变量表示,不是用的改变量表示,不是用n n的改变量表示的改变量表示V V是表示某段时间内的平均反应速率,非瞬时速率。是表示某段时间内的平均反应速率,非瞬时速率。注意:第1页/共67页例题例题1.在某一化学反应中,生成物在某一化学反应中,生成物B的浓度在的浓度在5s内从内
2、从0.5mol/L变成变成2.0mol/L,在这,在这5s内内B的化学反应速率为的化学反应速率为_。例题例题2.一个一个5L的容器中,盛入的容器中,盛入8.0mol某气体反应物,某气体反应物,5min后,测得这种气体反应物还剩余后,测得这种气体反应物还剩余6.8mol,这种反,这种反应物的化学反应速率为应物的化学反应速率为_。0.3mol/(LS)0.048mol/(Lmin)第2页/共67页反应:反应:N N2 2+3H+3H2 2 2NH 2NH3 3在密闭的容器中进行,各在密闭的容器中进行,各物质浓度随时间变化如下:完成表格并求在物质浓度随时间变化如下:完成表格并求在2 s2 s内内的这
3、个反应的平均率。的这个反应的平均率。高温、高压高温、高压催化剂催化剂时间N2H2NH3t=0 s2 mol/L6 mol/L0 mol/Lt=2 s2 mol/LV(B)1 mol/L3 mol/L0.5 mol/(Ls)1.5 mol/(Ls)1.0 mol/(Ls)思考思考1:化学反应速率之比与方程式中它们的计量数:化学反应速率之比与方程式中它们的计量数之比有什么关系?之比有什么关系?思考思考2:这个反应用哪种物质表示时其速率最快?:这个反应用哪种物质表示时其速率最快?第3页/共67页方程式中化学计量数之比等于方程式中化学计量数之比等于v v之比。之比。表示一个反应的速率时,必须指明以哪种
4、物质为标准。但不管以哪种物质为准,数值可表示一个反应的速率时,必须指明以哪种物质为标准。但不管以哪种物质为准,数值可能不同,但表示的意义相同。能不同,但表示的意义相同。一般不以纯固体或水表示反应速率(浓度视为常数)一般不以纯固体或水表示反应速率(浓度视为常数)注意:第4页/共67页3.已知已知 4NH3+5O2=4NO+6H2O,则下列关系式正则下列关系式正确的是确的是()A.4/5V(NH3)=V(O2)B.4/5V(NH3)=V(H2O)C.5/6V(O2)=V(H2O)D.4/5V(O2)=V(NO)D第5页/共67页4.反应反应 A+3B=2C+2D 在四种不同条件下的化在四种不同条件
5、下的化学反应速率为:学反应速率为:(1)v(A)=0.3mol/Ls (2)v(B)=0.6mol/Ls (3)v(C)=0.4mol/Ls (4)v(D)=0.45mol/Ls则该则该反应速率的快慢顺序为反应速率的快慢顺序为。(1)(4)(2)=(3)第6页/共67页二.化学反应速率的测定(全程设计p-15)三、化学反应速率的正确理解三、化学反应速率的正确理解1、在同一化学反应中,用不同的物质表示的反、在同一化学反应中,用不同的物质表示的反应速率可能不同,但意义相同,故描述反应速应速率可能不同,但意义相同,故描述反应速率是必须指明具体的物质。率是必须指明具体的物质。2、固体或纯液体的浓度计为
6、常数,、固体或纯液体的浓度计为常数,c=0,因此因此不用固体或纯液体表示化学反应速率。不用固体或纯液体表示化学反应速率。3、化学反应速率是平均反应速率而非瞬时速率。、化学反应速率是平均反应速率而非瞬时速率。4、四种比例关系、四种比例关系四、化学反应速率的计算四、化学反应速率的计算p-29 第7页/共67页 第二节第二节 影响化学反应速率的因素影响化学反应速率的因素第8页/共67页1、有效碰撞、有效碰撞2、活化分子、活化分子3、活化能、活化能 温故知新温故知新第9页/共67页1、有效碰撞l能发生化学反应的碰撞分子间的碰撞是发生化学反应的必要条件分子间的碰撞是发生化学反应的必要条件有效碰撞发生的条
7、件:有效碰撞发生的条件:有效碰撞是发生化学反应的充要条件有效碰撞是发生化学反应的充要条件发生碰撞的分子具有较高的能量发生碰撞的分子具有较高的能量;分子在一定的方向上发生碰撞。分子在一定的方向上发生碰撞。第10页/共67页第11页/共67页例如:2HI=H2HI=H2 2+I+I2 2第12页/共67页2、活化分子具有较高能量,有可能发生有效碰撞的分子1.能发生有效碰撞的分子一定是活化分子,但活化分子能发生有效碰撞的分子一定是活化分子,但活化分子的碰撞不一定是有效碰撞,还与碰撞的角度有关。的碰撞不一定是有效碰撞,还与碰撞的角度有关。2.有效碰撞次数的多少与单位体积内反应物中活化分有效碰撞次数的多
8、少与单位体积内反应物中活化分子数的多少有关。子数的多少有关。第13页/共67页3、活化能活化分子的平均能量与所有反应物分子的平均能量之差。1.活化能的大小由反应物分子的性质决定2.活化能越小,则一般分子成为活化分子越容易,活化分子越多,则单位时间内有效碰撞越多,反应速率越快。第14页/共67页E1:活化能:活化能E2:活化分子变成生成物分子放出:活化分子变成生成物分子放出的能量的能量E2-E1:化学反应前后的能量变化:化学反应前后的能量变化E1E2反应物生成物反应热能量反应过程该反应是吸热反应还是放热反应?该反应是吸热反应还是放热反应?活化能与反应热有关吗?活化能与反应热有关吗?3.活化能的大
9、小虽然意味着一般分子成为活化活化能的大小虽然意味着一般分子成为活化分子的难易分子的难易(即反应的难易即反应的难易),但却对这个化,但却对这个化学反应前后的能量变化并不产生任何影响。学反应前后的能量变化并不产生任何影响。第15页/共67页化学反应的过程普通分子活化能活化分子合理取向有效碰撞新物质能量 某一化学反应的速率大小与某一化学反应的速率大小与 有有关;而有效碰撞次数的多少与关;而有效碰撞次数的多少与 有关;有关;活化分子的多少又与活化分子的多少又与 有关。活化能的大小有关。活化能的大小是由该反应的是由该反应的 决定的,而反应物分子的性质决定的,而反应物分子的性质又与又与 密切相关。密切相关
10、。单位时间内分子的有效碰撞次数单位时间内分子的有效碰撞次数单位体积内反应物中活化分子的多少单位体积内反应物中活化分子的多少该反应活化能的大小该反应活化能的大小反应物分子的性质反应物分子的性质分子的内部结构分子的内部结构第16页/共67页一、影响化学反应速率的因素:一、影响化学反应速率的因素:外因:浓度、压强、温度、催化剂、其他外因:浓度、压强、温度、催化剂、其他内因:反应物的性质内因:反应物的性质 第17页/共67页二二 外界条件对化学反应速率的影响外界条件对化学反应速率的影响1 浓度对化学反应速率的影响浓度对化学反应速率的影响(1)浓度与化学反应速率的关系)浓度与化学反应速率的关系实验实验2
11、-2课本课本p-20规律:其他条件不变,增加反应规律:其他条件不变,增加反应物的浓度,加快化学反应速率。物的浓度,加快化学反应速率。第18页/共67页(2)浓度影响化学反应速率的原因化学反应的过化学反应的过程、实质程、实质具有足够能量的分子具有足够能量的分子(活化分子)(活化分子)合适的取向合适的取向发生化学反应的发生化学反应的先决条件:反应先决条件:反应物分子的相互碰物分子的相互碰撞撞有效碰撞有效碰撞 化学反应化学反应注意:对于固体或纯液体,无浓度可言,反应速率与接触面积有关 原因:当浓度增大时 单位体积内活化分子增多 有效碰撞次数增多 反应速率加快。第19页/共67页2 压强对化学反应速率
12、的影响压强对化学反应速率的影响 规律:其他条件不变,规律:其他条件不变,对于气体对于气体,增大,增大压强,加快化学反应速率。压强,加快化学反应速率。注意:对于固体、液体或溶液,改变压强,可注意:对于固体、液体或溶液,改变压强,可以认为对化学反应速率无影响。以认为对化学反应速率无影响。原因:原因:增大压强增大压强 增加单位体积分子数增加单位体积分子数 即增大浓度即增大浓度 活化分子增多活化分子增多 有效碰撞次数有效碰撞次数增多增多 反应速率加快。反应速率加快。第20页/共67页 恒容条件下,往合成氨的反应:N2+3H2 2NH3充入适量的He,体系的压强如何变化?反应速率是否改变?第21页/共6
13、7页思考:恒容时,向反应2SO2+O2 2SO3充入N2气,化学反应速率如何变化?若恒压时向反应2SO2+O2 2SO3充入N2时化学反应速率又该如何变化?充入稀有气体,体系的总压强增大,但是各组充入稀有气体,体系的总压强增大,但是各组分的气体的分压并没有改变,即各反应成分的分的气体的分压并没有改变,即各反应成分的浓度并没有发生改变,化学反应速率不变浓度并没有发生改变,化学反应速率不变 充入稀有气体,容器容积增加,各组分的浓度降低,化充入稀有气体,容器容积增加,各组分的浓度降低,化学反应速率降低学反应速率降低 讨论第22页/共67页3 温度对化学反应速率的影响温度对化学反应速率的影响实验规律:
14、其他条件不变,升高温度,化学反应速率加快。规律:其他条件不变,升高温度,化学反应速率加快。注意:该规律对固、液、气三态都适应,注意:该规律对固、液、气三态都适应,对放热反应、吸热反应都适应。对放热反应、吸热反应都适应。原因:升高温度原因:升高温度 活化分子百分比增大活化分子百分比增大(主要原因)(主要原因)单位体积内有效碰撞次数增多单位体积内有效碰撞次数增多 反应速率加快。反应速率加快。第23页/共67页吸热反应吸热反应放热反应放热反应升高温度升高温度反应速率大幅度增加反应速率大幅度增加升高温度升高温度反应速率小幅度增加反应速率小幅度增加吸热反应吸热反应放热反应放热反应降低温度降低温度反应速率
15、大幅度降低反应速率大幅度降低降低温度降低温度反应速率小幅度降低反应速率小幅度降低第24页/共67页4 催化剂对化学反应速率的影响催化剂对化学反应速率的影响实验2-3规律:适当的催化剂能加快化学反应速率。规律:适当的催化剂能加快化学反应速率。注意:加快化学反应速率的催化剂叫正催化剂注意:加快化学反应速率的催化剂叫正催化剂 减缓化学反应速率的催化剂叫负催化剂减缓化学反应速率的催化剂叫负催化剂 如无特殊说明,凡是说催化剂都是指正催化剂如无特殊说明,凡是说催化剂都是指正催化剂原因:催化剂能够降低反应所需的能量原因:催化剂能够降低反应所需的能量 更多的更多的反应物分子成为活化分子反应物分子成为活化分子
16、活化分子百分比增大活化分子百分比增大 有效碰撞次数增多有效碰撞次数增多 加快反应速率。加快反应速率。第25页/共67页5 其他因素对化学反应速率的影响其他因素对化学反应速率的影响 如反应物颗粒的大小、溶剂的性质、光、超声波、磁场等第26页/共67页二二外界条件对化学反应速率的影响外界条件对化学反应速率的影响影响因素化学反应速率浓度增加减少压强增大减小温度升高降低催化剂加入加快减慢加快减慢加快减慢加快第27页/共67页影响化学反应影响化学反应速率的因素速率的因素第28页/共67页知识回顾化学反应的本质:化学反应的本质:旧化学键的断裂和新化学键的旧化学键的断裂和新化学键的形成。形成。第29页/共6
17、7页普通分子普通分子普通分子普通分子活化能活化能活化能活化能活化分子活化分子活化分子活化分子合理取向合理取向合理取向合理取向的碰撞的碰撞有效碰撞有效碰撞有效碰撞有效碰撞新物质新物质新物质新物质能量能量能量能量一个反应要发生一般要经历哪些过程?一个反应要发生一般要经历哪些过程?第30页/共67页内因:内因:反应物自身的性质。反应物自身的性质。外因:外因:温度温度浓度浓度压强压强催化剂催化剂影响化学反应影响化学反应速率的因素速率的因素第31页/共67页(一)温度:温度升高温度升高分子活化能升高分子活化能升高活化分子数增多活化分子数增多活化分子百活化分子百分含量增大分含量增大单位时间单位单位时间单位
18、体积内有效碰体积内有效碰撞次数增多撞次数增多反应速反应速率增大率增大温度降低温度降低分子活化分子活化能降低能降低活化分子数减少活化分子数减少活化分子百活化分子百分含量降低分含量降低单位时间单位单位时间单位体积内有效碰体积内有效碰撞次数减少撞次数减少反应速反应速率降低率降低第32页/共67页吸热反应吸热反应放热反应放热反应升高温度升高温度反应速率大幅度增加反应速率大幅度增加升高温度升高温度反应速率校小幅度增加反应速率校小幅度增加吸热反应吸热反应放热反应放热反应降低温度降低温度反应速率大幅度降低反应速率大幅度降低降低温度降低温度反应速率校小幅度降低反应速率校小幅度降低第33页/共67页(二)浓度:
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- 选修 化学反应 速率
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