第二章化学反应速.ppt

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1、第二章第二章 化学反应速率和化学平化学反应速率和化学平衡衡 化学反应进行的方向（推动力）本章学习内容 化学反应的快慢（速率）化学反应的限度（反应物能否全部 转变为产物）第一节 化学反应速率 下列化学反应进行快慢是否一样？下列化学反应进行快慢是否一样？神七点火神七点火溶洞形成溶洞形成氢氧混合气体遇火氢氧混合气体遇火酸碱中和反应酸碱中和反应钢铁生锈钢铁生锈煤和石油的形成煤和石油的形成1、描述化学反应快慢的现象有、描述化学反应快慢的现象有 反应物消失的快慢或生成物出现的快慢反应物消失的快慢或生成物出现的快慢气泡逸出的快慢气泡逸出的快慢 浑浊出现的快慢浑浊出现的快慢 颜色变化的快慢颜色变化的快慢2、以

2、上这种判断方法的缺点是什么呢？不能定量描述化学反应的快慢一、一、化学反应速率化学反应速率1.定义：是描述定义：是描述化学反应进行快慢的化学反应进行快慢的物理物理 量。量。2.表示方法表示方法：用单位时间单位时间内某一反应物的物质的量反应物的物质的量浓度的减少或生成物的物质的量浓度的增加来表浓度的减少或生成物的物质的量浓度的增加来表示。示。3.公式：公式：V=C/t4.单位:mol/（L.h）、mol/（L.min）、mol/（L.s）如反应方程式如反应方程式 mA+nB=pY+qZ则则VA=C（A）/t，VB=C（B）/t，VY=C（Y）/t，VZ=C（Z）/t。例析密闭容器中，合成氨反应 N

3、2 +3H2 =2NH3起始浓度（mol/L）8 20 05min后（mol/L）6 浓度变化（mol/L）-2推出 -6 推出 +4也可判断 14 也可判断 4 则V（N2）=C/t=2mol L-1/5min=0.4mol/（Lmin）；V（H2）=6 mol L-1/5min=1.2mol/（Lmin）；V（NH3）=4 mol L-1 /5min=0.8mol/（Lmin）。由以上可知 V（N2）:V（H2）:V（NH3）=0.4:1.2:0.8=1:3:2 即同一反应中，各物质的反应速率之比为化学方程式中化学式前面的计量数之比。2、在同一反应体系中用不同的物质来表示反应速率时，在同一

4、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，但是这些数值都表示同一个反应其数值是可以不同的，但是这些数值都表示同一个反应速率。因此速率。因此化学反应速率的表示必须用下标说明用哪种化学反应速率的表示必须用下标说明用哪种物质来做标准物质来做标准。注意：注意：1 1、一般来说一般来说,化学反应速率随反应的进行而逐渐减慢化学反应速率随反应的进行而逐渐减慢.因因此此,某一段时间内的反应速率某一段时间内的反应速率,是是平均速率平均速率,而不是指而不是指瞬时瞬时速率速率.无论浓度的变化是增加还是减少，规定反应速率无论浓度的变化是增加还是减少，规定反应速率都取正值都取正值,所以为统一起见，有些

5、书本将化学反应速率所以为统一起见，有些书本将化学反应速率定义为：定义为：4、用化学反应速率来比较不同反应进行得快慢或同、用化学反应速率来比较不同反应进行得快慢或同一反应在不同条件下反应的快慢时，应转化同一一反应在不同条件下反应的快慢时，应转化同一物质来比较。物质来比较。3、用同一反应体系中、用同一反应体系中不同物质不同物质表示表示同一速率同一速率时，其时，其数数值比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量数之比化学计量数之比。5、化学反应速率一般不能用固体或纯液体表示。、化学反应速率一般不能用固体或纯液体表示。练习练习 (1)在一定条件下，密闭容器中合成氨，在一定条件下

6、，密闭容器中合成氨，3H2+N2=2NH3，开始时测得，开始时测得H2=4mol/L，N2=1mol/L，2S末，测得末，测得N2=0.9mol/L。求。求 V H2为多大？为多大？(2)实验室利用氯酸钾制氧气。实验室利用氯酸钾制氧气。某学生测得生成氧气的平均某学生测得生成氧气的平均速率为速率为0.01mol/Lmin，氧气，氧气的密度的密度z约为约为1.28g/L，欲制，欲制取取500mL（标态下）的氧气，（标态下）的氧气，需要时间为：（需要时间为：（）A、2min B、4min C、6min D、8min (3)向向2L的密闭容器的密闭容器(内有内有催化剂催化剂)充入充入2mol的的SO2

7、和和1molO2，经，经2S，测得容器内，测得容器内有有1mol的的SO3，则该反应的，则该反应的速率可怎样表示？速率可怎样表示？练习(4)在下列过程，需要加快化学反应速率的是在下列过程，需要加快化学反应速率的是A、钢铁腐蚀、钢铁腐蚀 B、塑料老化、塑料老化 C、食物腐烂、食物腐烂D、工业炼钢、工业炼钢(5)某温度时，图中曲线某温度时，图中曲线X，Y，Z是在是在2L容器中容器中X，Y，Z三种物质的物质的量随时间的变化曲线。由图中数据三种物质的物质的量随时间的变化曲线。由图中数据分析，该反应的分析，该反应的化学方程式为；化学方程式为；反应从开始计时，反应从开始计时，2分钟分钟内内Z的平均反应速率

8、为的平均反应速率为_。练习练习6在一定条件下，在一定条件下，mA+nB=pCmA+nB=pC的反应中，的反应中，各物质的化学反应速率为各物质的化学反应速率为V(A)=amolV(A)=amolL L-1-1s s-1-1,V(B)=a/2mol V(B)=a/2molL L-1-1s s-1-1,V(C)=amol V(C)=amolL L-1-1s s-1-1,则该反应的化学方程式是则该反应的化学方程式是 。2A+B=2C练习练习7 7则该反应速率的快慢顺序为则该反应速率的快慢顺序为:反应反应 A+3B=2C+2D A+3B=2C+2D 在四种不同条在四种不同条件下的反应速率为：件下的反应速

9、率为：(1)(A)=0.3mol/(Ls)(2)(B)=0.6mol/(Ls)(3)(C)=0.4mol/(Ls)(4)(D)=0.45mol/(Ls)(1)(4)(2)=(3)反思反思:比较反应的快慢比较反应的快慢,应取同一参照物应取同一参照物 五、化学反应的速率是通过实验测定的。测定方法有测定方法有、直接观察某些性质（如释放出气体的、直接观察某些性质（如释放出气体的体积和体系压强）；体积和体系压强）；、科学仪器测定（如颜色的深浅、光的、科学仪器测定（如颜色的深浅、光的吸收和发射、导电能力等）；吸收和发射、导电能力等）；、溶液中，常利用颜色深浅和显色物质、溶液中，常利用颜色深浅和显色物质浓度

10、间的正比关系来跟踪反应的过程和测浓度间的正比关系来跟踪反应的过程和测量反应速率。量反应速率。课本上的演示实验注意事项：1、为了使实验结果更准确，将气体收集装置改为用量筒用排水法收集。2、组装好仪器后，用液差法检测装置的气密性。3、读液体体积的注意事项：室温、室压、眼睛与凹液面最低处平齐。实验结果1、可以通过测量气体体积来判断速率的快慢。2、也可以通过测得的数据，算出该反应的平均速率。3、反应物浓度不同，化学反应速率不一样。第二节影响化学反应速率的因素想一想，我们以前学过的、用过的和日常生活中改变速率的方法有哪些？我们知道的改变反应速率的措施有我们知道的改变反应速率的措施有 加热、加热、搅拌、增

11、大反应物的浓度、使用催化剂、搅拌、增大反应物的浓度、使用催化剂、汽车加大油门、炉膛安装鼓风机、把煤块汽车加大油门、炉膛安装鼓风机、把煤块粉碎后使用、用冰箱保存食物、糕点盒装粉碎后使用、用冰箱保存食物、糕点盒装小包除氧剂等等。小包除氧剂等等。思考：思考：1、在通常情况下，、在通常情况下，Na与水的反应和与水的反应和Mg与与水的反应哪个剧烈水的反应哪个剧烈(反应速率快反应速率快)？为什么？为什么？2、夏天，人们常把事物存放在冰箱中，、夏天，人们常把事物存放在冰箱中，这样做的依据是什么？这样做的依据是什么？3、实验室中用双氧水制氧气为什么通常、实验室中用双氧水制氧气为什么通常加入二氧化锰？加入二氧化

12、锰？一、速率理论（碰撞理论）1、微观粒子都看成是小球（且处在不停的运动中）。2、物质间要发生反应首先要发生碰撞。3、能发生反应碰撞称为有效碰撞。4、能发生有效碰撞的分子是活化分子。5、能量较高的分子称为活化分子，活化分子必须按一定的方向才能发生有效碰撞。6、一定温度下，活化分子百分数是一个定值与浓度无关。化学反应的过程是反应物分子中的原子化学反应的过程是反应物分子中的原子重新组合重新组合，生，生成生成物分子的过程成生成物分子的过程；也是也是反应物分子中化学键的断裂、生成物分子反应物分子中化学键的断裂、生成物分子化学键的形成的过程。化学键的形成的过程。如如化学键的形成的过程化学键的形成的过程旧键

13、的断裂、旧键的断裂、新键的形成都是通过反应物分子新键的形成都是通过反应物分子(或离子或离子)的相互碰撞来实现的，如果反应物分子的相互碰撞来实现的，如果反应物分子(或或离子离子)的相互不接触、不碰撞，就不可能发的相互不接触、不碰撞，就不可能发生化学反应生化学反应；因此，；因此，反应物分子反应物分子(或离子或离子)的碰撞的碰撞是发生反应的前提条件。是发生反应的前提条件。例如在例如在101k Pa和和500OC时，时，0.001mol/L的的 HI气体，气体，每升气体中，分子碰撞达每秒每升气体中，分子碰撞达每秒3.5x103.5x102828 次之多。又如次之多。又如2 2，在常温下常，在常温下常

14、压压下下,H H2 2和和O O2 2混合可以长时间共存而不发生明混合可以长时间共存而不发生明显反应，可见显反应，可见反应物分子反应物分子(或离子或离子)的的每次每次碰撞碰撞不一定都能发生化学反应。不一定都能发生化学反应。我们把能够发生化学反应的我们把能够发生化学反应的碰撞碰撞叫做有叫做有效效碰撞碰撞，把能够发生有效，把能够发生有效碰撞碰撞的分子叫活的分子叫活化分子。化分子。2.2.活化能活化能(E Ea)a)能发生化学反应的分子必须是吸收能量后能发生化学反应的分子必须是吸收能量后形成的活化分子形成的活化分子,而活化能是普通反应物分而活化能是普通反应物分子形成活化分子所吸收的能量子形成活化分子

15、所吸收的能量活化能越高活化能越高,反应越反应越 进行进行,反应速率常数反应速率常数越越 .AB+C HEaA BCA+BC难难小小Ea反应进程反应进程能量能量 影响速率的因素一、内因：物质本身的结构和性质是化学化学反应速率大小的决定因素，反应类反应速率大小的决定因素，反应类型不同有不同的化学反应速率，反型不同有不同的化学反应速率，反应类型相同但反应物不同，化学反应类型相同但反应物不同，化学反应速率也不同。应速率也不同。影影响响化化学学反反应应速速率率的的因因素素二、外因(反应物的浓度、温度、反应物的浓度、温度、体系的压强、催化剂、溶剂、体系的压强、催化剂、溶剂、光辐射、放射线辐射、超声波、光辐

16、射、放射线辐射、超声波、电弧、强磁场、高速研磨、颗电弧、强磁场、高速研磨、颗粒大小等等粒大小等等)影响化学反应速率的因素影响化学反应速率的因素：二二.外因 (1)回顾浓度对化学反应速率大小的影响化学反应速率大小的影响（实验一）（实验一）2KMnO4+5H2C2O4+3H2SO4=K2SO4+2MnSO4+10CO2+8H2O 实验表明，加入较浓的草酸溶液的试管溶液褪色实验表明，加入较浓的草酸溶液的试管溶液褪色更快些。更快些。结论结论 其他条件相同时，增大反应物浓度反应其他条件相同时，增大反应物浓度反应速率加快，反之减慢。（适宜有溶液和气体参加速率加快，反之减慢。（适宜有溶液和气体参加的反应）的

17、反应）(2)压强对化学反应速率的影响压强对化学反应速率的影响:对于气体反应，当其它条件不变时，增对于气体反应，当其它条件不变时，增大压强相当于增大反应物的浓度，反应速大压强相当于增大反应物的浓度，反应速率加快；减小压强相当于减少反应物的浓率加快；减小压强相当于减少反应物的浓度，反应速率减慢。度，反应速率减慢。（只适宜有气体参加或生成的反应，如果（只适宜有气体参加或生成的反应，如果只有固体或液体参加的反应，压强的变化只有固体或液体参加的反应，压强的变化对于反应速率可以忽略不计。）对于反应速率可以忽略不计。）实验一 Na2S2O4+H2SO4=Na2SO4+SO2+S+H2O从实验中可以得出结论加

18、热的一组首先出现浑浊。科学探究碘化钾加入稀硫酸，振荡加淀粉溶液，加热的试管先出现蓝色。(3)温度对化学反应速率的影响：化学反应速率的影响：当其它条件不变时，升高温度，化学反应速率化学反应速率加快；降低温度，化学反应速率化学反应速率减慢。实验测得：温度每升高100C,化学反应速率通常 增大到原来的2-4倍。在浓度一定时，升高温度，反应物分子的能量增加,使原来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的活化分子数，使有效碰撞次数增多，因而使反应速率增大。当然，由于升高温度，会使 分子的运动加快，单位时间里反应物分子间的碰撞次数增加，反应也会相应加快，但这不是主要原因。（）（）催化

19、剂催化剂对化学反应速率的影响对化学反应速率的影响 催化剂能够降低反应所需要的催化剂能够降低反应所需要的活化活化能，这样使更多的反应物分子成为活化能，这样使更多的反应物分子成为活化分子，大大增加单位体积内反应物分子分子，大大增加单位体积内反应物分子中活化分子所占百分数，从而中活化分子所占百分数，从而提高了有提高了有效碰撞的频率，成千上万倍地效碰撞的频率，成千上万倍地增大化学增大化学反应速率反应速率。如以下反应，加入二氧化锰。如以下反应，加入二氧化锰加速过氧化氢的分解速度。加速过氧化氢的分解速度。（实验一）（实验一）MnO22H2O=2H2O+O2 影响化学反应速率的因素影响化学反应速率的因素 内

20、因：反应物本身的性质内因：反应物本身的性质(决定因素）决定因素）外因：外因：浓度、温度、压强、浓度、温度、压强、催化剂催化剂 固体接触面的大小固体接触面的大小 光、电磁波等光、电磁波等2 2、催化剂催化剂：催化剂能成千上万倍地加快化学反应催化剂能成千上万倍地加快化学反应速率。速率。3 3、浓度浓度：当其它条件不变时，增加反应物的浓：当其它条件不变时，增加反应物的浓度，可以增大化学反应速率；减小反应物的浓度，度，可以增大化学反应速率；减小反应物的浓度，可以减小化学反应速率。可以减小化学反应速率。4 4、压强压强：对于：对于气体气体反应来说，增大压强若增加反应来说，增大压强若增加了反应物的浓度，可

21、以增大化学反应速率；减小了反应物的浓度，可以增大化学反应速率；减小压强若减小了浓度，化学反应速率减小。压强若减小了浓度，化学反应速率减小。5 5、固体的表面积固体的表面积：化学反应时，与：化学反应时，与固体固体的接触面的接触面积越大，化学反应速率就越快。反之，就越慢。积越大，化学反应速率就越快。反之，就越慢。如：把固体粉碎、溶解、液化或气化。如：把固体粉碎、溶解、液化或气化。小结：外界条件对化学反应速率的影响小结：外界条件对化学反应速率的影响1 1、温度温度：升高温度化学反应速率加快，降低温：升高温度化学反应速率加快，降低温度化学反应速率减小。度化学反应速率减小。练习题对于在一个密闭容器中进行

22、的可逆反应：对于在一个密闭容器中进行的可逆反应：C C(s)(s)+O+O2 2 =CO=CO2(s)2(s)下列说法中错误的是下列说法中错误的是(D )(D )A A将碳块粉碎成粉末可以加快化学反应速率将碳块粉碎成粉末可以加快化学反应速率B B增大氧气的量可以加快化学反应速率增大氧气的量可以加快化学反应速率C C增大增大压强可以加快化学反应速率压强可以加快化学反应速率D D增加碳的量增加碳的量可以可以加加快化学反应速率快化学反应速率 练习题NONO和和 COCO都是汽车尾气中的物质，它们能很都是汽车尾气中的物质，它们能很缓慢地反应生成缓慢地反应生成COCO2 2 和和 N N2 2，对此反应

23、有关对此反应有关的叙述中不正确的是的叙述中不正确的是(A(A、D )D )A A、降低温度能加快化学反应速率；、降低温度能加快化学反应速率；B B、使用适当催化剂可以、使用适当催化剂可以加加快化学反应速快化学反应速率；率；C C、增大一氧化氮的量可以加快化学反应、增大一氧化氮的量可以加快化学反应速率；速率；D D改变压强对化学反应速率没有影响。改变压强对化学反应速率没有影响。科学探究（教材页）、滴加0.1mol/L三氯化铁溶液到过氧化氢中比滴加0.1mol/L硫酸铜溶液到过氧化氢中，使过氧化氢的分解速率快很多，因此过氧化氢分解用三氯化铁作催化剂比用硫酸铜好得多；、高锰酸钾溶液（紫红色）加入草酸

24、溶液，紫红色褪色，如果同时再加硫酸锰则褪色慢些。、硫酸溶液比唾液对淀粉水解的催化效果差。催化剂的应用从以上三个实验（科学探究）中可以看到，催化剂不同，化学反应的速率有着显著的区别，因此催化剂具有选择性。目前，催化作用的研究一直是受到高度重视的高科技领域。催化剂能极大地改变反应速率，而自身的催化剂能极大地改变反应速率，而自身的组成、化学性质和质量在反应前后不发生变组成、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）化，具有高度的选择性（或专一性）练习与思考1、对于反应N2+O2 2NO，在密闭容器中进行，下列条件能加快反应速率的是 （A、B ）A、缩小体积使压强增大；B、体积不

25、变充入氮气使压强增大；C、体积不变充入惰性气体；D、使总压强不变，充入惰性气体。练习与思考2、一定量的盐酸跟过量的铁粉反应时，为了减缓反应速率且不影响生成氢气的总量，可向盐酸中加入适量的（B.D ）A、氢氧化钠固体；B、水；C、氯化铵固体；D、醋酸钠固体。3 3、把镁条投入到盛有盐酸的敞口容器、把镁条投入到盛有盐酸的敞口容器中中,产生氢气的速率变化如图产生氢气的速率变化如图,分析其分析其原因原因:为了研究碳酸钙与稀盐酸反应的反应速率，一位同学通过为了研究碳酸钙与稀盐酸反应的反应速率，一位同学通过实验测定反应中生成的实验测定反应中生成的CO2气体气体体积随反应时间体积随反应时间变化的情况，变化的

26、情况，绘制如图曲线。请分析讨论以下问题。绘制如图曲线。请分析讨论以下问题。（1）在）在0t1、t1t2、t2t3各相同各相同的时间段里的时间段里,反应速率最大的是反应速率最大的是_时间段，收集到气体最时间段，收集到气体最多的是多的是_时间段。时间段。（2）试分析三个时间段里，反应速率）试分析三个时间段里，反应速率不同的可能原因不同的可能原因(该反应是放热反应该反应是放热反应)。（3 3）在）在t t4 4后，为什么收集到的气体的体积不再增加？后，为什么收集到的气体的体积不再增加？开始时开始时C(H+)大大,该反应的反应速该反应的反应速率大率大;t1t2由于反应放热温度升高由于反应放热温度升高,所以速率迅速增大所以速率迅速增大;最后是因为最后是因为C(H+)减小了，反应速率减慢减小了，反应速率减慢.