2.1.1 化学反应速率 影响化学反应速率的因素(共28张PPT).pptx

(共28张PPT)
第二章 化学反应速率和化学平衡
第一节　化学反应速率
第1课时　化学反应速率及影响因素
在化学实验和日常生活中，我们经常观察到有些反应进行得快，有些反应进行得慢。
爆炸
牛奶变质
橡胶老化
溶洞形成
【思考与讨论】
只能粗略地估计化学反应进行的快慢 （定性角度）
准确表示化学
反应的快慢
需要统一的定量标准
是物体运动的快慢 ，即运动物体经过的路程△s和通过这一路程所用时间△t的比值。
——物理定义
小型车的行驶速率控制在100km/h以内
v＝
Δs
Δt
速度
化学反应的快慢
1.定义：
3.公式：
4.常用单位：
用单位时间内反应物浓度的减小量或生成物浓度的增加量来表示。（反应体系的体积恒定）
2.表示方法：
一、化学反应速率
1mol/（L·s）= 60 mol/（L·min）
mol·L-1·s-1 或 mol/（L·s），mol·L-1·min-1 或 mol/（L·min）
v(B) = —— = —— (v只为正值)
Δc(B)
Δt
Δn(B)
V.Δt
表示化学反应进行快慢的物理量。
对于一个化学反应：mA+nB pC+qD,可用任一种物质的物质的量浓度随时间 变化来表示该化学反应的速率
ν(A) =
Δc(A)
Δt
ν(B) =
Δc(B)
Δt
ν(C) =
Δc(C)
Δt
ν(D) =
Δc(D)
Δt
且有：
ν(A)
m
=
ν(B)
n
=
ν(C)
p
=
ν(D)
q
即：同一反应，化学反应速率之比=化学计量数之比
Δc ＝ c末－c始
(4) 同一反应用不同物质表示的化学反应速率，其值不一定相同，但其表示反应的快慢程度相同——指明具体物质v(A)
(5) 用不同物质表示的：化学反应速率之比=化学计量数之比
反应：mA + nB == pC + qD
v(A): v(B): v(C): v(D)==m:n:p:q
(2) 反应速率为平均速率，不是瞬时速率
(3) 不用固体或纯液体表示化学反应速率
(1) 反应速率都为正数
化学反应速率的正确理解
知识拓展：
1、公式法
化学反应速率的计算
【例1】某一反应物的浓度是1.0 mol·L－1，经过20s后，它的浓度变成了0.2 mol·L－1，在这20 s内用该物质浓度变化表示的化学反应速率为(　　)
A.0.04 B.0.04 mol·L－1·s－1 C.0.08 mol·L－1·s－1 D.0.04 mol·L－1
B
【例2】反应2SO2＋O2 2SO3经一段时间后，SO3的浓度增加了0.4 mol·L-1，在这段时间内用O2表示的反应速率为0.04 mol·L-1·s-1 ，则这段时间为（ ）
A．0.1 s B．2.5 s C．5 s D．10 s
C
[例1]在2 L的密闭容器中，加入1 mol N2和3 mol H2，发生 N2+3H2 2NH3 ,在2 s末时，测得容器中含有0.4 mol的NH3，求该反应的化学反应速率及N2的转化率？
C起始
C2 s末
△C
0.5
1.5
0
0.2
0.3
0.1
0.2
0.4
1.2
2、三段式法
N2转化率=100%
=×100%=20%
①化学反应速率之比
=化学计量数之比
=变量之比
1、根据下图填空：
(1)反应物是 ；
生成物是 ；
(2)2min内A、B、C三者的反应速率是多少？
该反应的化学方程式是 。
A、B
C
【课堂练习】
3A+2B 3C
1、已知 4NH3+5O2=4NO+6H2O，则下列关系式正确的是( )
A. 4v(NH3)=5v(O2) B. 4v(NO)=6v(H2O)
C. 5v(O2)=6v(H2O) D. 4v (O2)=5v(NO)
D
2.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-1
B.分别用B、C、D表示的反应速率其比值为3：2：1
C.B在2min末的反应速率是0.3mol L-1 min-1
D.B在2min内的平均反应速率是3mol L-1 min-1
B
3、一定温度下,在2 L的密闭容器中，X、Y、Z三种气体的物质的量随时间变化的曲线如图所示。下列描述正确的是(　　)
A. 反应开始到10 s，用Z表示的反应速率为0.158 mol·L－1·s－1
B. 反应开始到10 s时，Y的转化率为79.0%
C. t1 s时Z和X的浓度相等，达到了化学平衡状态
D. 反应的化学方程式为X(g)＋Y(g) Z(g)
B
4.反应 A + 3B = 2C + 2D 在四种不同条件下的化学反应速率为：
(1) v(A) = 0.3 mol/(L·s) (2) v(B) = 0.6 mol/(L·s)
(3) v(C) = 2.4 mol/(L·min) (4) v(D) = 0.45 mol/(L·s)
则该反应速率的快慢顺序为 。
(1) > (4) > (2) > (3)
归一法
比值法
用同一物质来表示化学反应速率
比较反应速率与化学计量数的比值大小
应换算成同一物质，并统一单位，再比较
若： > ，则 >
选择可观测、
易操作的变量
pH计
气体
离子浓度
电导率
pH
颜色
浑浊度
颜色
体积
压强
υ＝
Δc
Δt
实验原理
找与该物理量化学变化对应的时间
化学反应速率的测定
找与化学反应物质的浓度相关的物理量
浊度仪
高锰酸钾溶液与草酸反应，记录溶液褪色的时间
离子浓度检测仪
思考讨论
对于下列这些反应，我们希望它反应速率快还是慢呢？
食物变质
橡胶老化
金属生锈
炼铁
工业制氨
反应速率可人为调控？
1、内因
二、影响化学反应速率的因素
相同温度下，相同形状、大小的锌片和铁片与等浓度的盐酸反应，锌片反应进行的更快其原因是？
等体积等浓度的盐酸
等体积等浓度的盐酸
（决定因素：反应物自身的性质——反应物的组成、结构和性质等）
2、外因
(1)温度对化学反应速率影响的探究
结论1：温度越高，反应速率越快。
a、其他条件不变，温度升高，反应速率加快
b、温度对反应速率影响的规律，对吸热反应，放热反应都适用。
c、反应若是可逆反应，升高温度，正、逆反应速率都加快，降低温度，正、逆反应速率都减小。
大量实验证明，温度每升高10℃，化学反应速率通常增大为原来的2-4倍，表明温度对速率的影响非常显著。
(2)浓度对化学反应速率影响的探究
实验结论2：浓度越大，反应速率越快。
a、此规律只适用于气体或溶液的反应，对于固体或纯液体的反应物，一般情况下其浓度是常数，因此改变它们的量一般不会改变化学反应速率。
c、随着化学反应的进行，反应物的浓度会逐渐减小，因此一般反应速率也会逐渐减小。
注意：
b、一般来说，固体反应物表面积越大，反应速率越大，固体反应物表面积越小，反应速率越小。
(3)催化剂对化学反应速率影响的探究
实验结论3：加入催化剂可以改变反应速率
1.催化剂有选择性和高效性，若无特别指明指增大反应速率的正催化剂。
2.催化剂可同等程度增大正逆反应速率，不改变转化率和反应热。
3.催化剂参与反应，改变反应历程，反应前后质量、化学性质不变，物理性质改变。
4.选择催化剂所需要的适宜温度，要防止催化剂失效
5.催化剂中毒：催化剂的活性因接触少量的杂质而明显下降甚至遭到破坏，这种现象叫催化剂中毒。
(3)压强对化学反应速率影响的探究
有气体参加的反应，增大压强，若使反应物的浓度增大，则可以加快反应速率
注意：
（1）只适用于有气体参加的反应，对固体或液体的浓度影响
忽略不计。
（2）压强的变化只有引起浓度的变化，才能使化学反应速率改变
讨论1：取一个容积固定的密闭容器，充入He气后，对速率如何影响？
N2 H2
He
总压强增大
N2、H2浓度不变
速率不变
恒容时，充入不反应气体，虽总压增加，但各反应物浓度不变，反应速率不变
讨论2：向一个容积可变的容器中充入He气后，分析速率变化情况？
N2 H2
He
活塞
容器体积增大
N2、H2浓度减小
速率减小
恒压时，充入不反应气体，容器体积增加，各反应物浓度减小，反应速率减慢
N2+3H2 2NH3
高温、高压
催化剂
①在相同温度下,对于有气体参加的反应
a.增大压强→容器体积　　　→反应物浓度　　　→化学反应速率　　 。
b.减小压强→容器体积　　　→反应物浓度　　　→化学反应速率　　。
减小
增大
增大
增大
减小
减小
②在相同温度下,充入非反应物气体对化学反应速率的影响
a.恒容时:充入非反应物气体→压强　　　,但各物质浓度　　　→化学反应速率　　　　。
增大
不变
不变
b.恒压时:充入非反应物气体 → 压强　　　 → 体系体积　　　 → 各物质浓度　　　 → 化学反应速率　　　。
不变
减小
减小
增大
③对于没有气体参加的反应,改变压强时,各物质的浓度　　　　,化学反应速率 　　　　。
不变
不变
内因 反应物本身的性质 反应物的化学性质越活泼，化学反应速率越快
外因 温度 温度越高，化学反应速率越快
浓度 增大反应物的浓度，可以加快化学反应速率
催化剂 催化剂可以改变化学反应速率
压强 有气体参加的反应，增大压强（减小容器容积），反应速率加快
其他 ①增大固体反应物的表面积（即粉碎成小颗粒），反应速率加快
②形成原电池，通常能加快反应速率
③超声波、电磁波、光照等也能影响反应速率
归纳总结——影响化学反应速率的因素
1、下列关于化学反应速率的说法，不正确的是（ ）
A、化学反应速率是衡量化学反应进行快慢程度的物理量
B、化学反应速率的大小主要取决于反应物的性质
C、化学反应速率可以用单位时间内生成某物质的质量的多少来表示
D、化学反应速率常用单位有 mol·L-1·s-1 和 mol·L-1·min-1
C
课堂练习
3.把下列四种X溶液分别加入四个盛有10 mL 2 mol·L－1盐酸的烧杯中，均加水稀释到50 mL，此时，X和盐酸缓慢地进行反应，其中反应最快的是( )
A.10 ℃ 20 mL 3 mol·L－1的X溶液
B.20 ℃ 30 mL 2 mol·L－1的X溶液
C.20 ℃ 10 mL 4 mol·L－1的X溶液
D.10 ℃ 10 mL 2 mol·L－1的X溶液
B
1
2
3
4
4.一定温度下，反应N2(g)＋O2(g)===2NO(g)在密闭容器中进行，下列措施不能改变化学反应速率的是（ ）
A.缩小容积使压强增大 B.恒容，充入N2
C.恒容，充入He D.恒压，充入He
C
4.对于反应4NH3＋5O2 4NO＋6H2O，下列为4种不同情况下测得的反应速率，其中能表明该反应进行最快的是(　　)
A．v(NH3)＝0.2 mol·L－1·s－1 B．v(O2)＝0.24 mol·L－1·s－1
C．v(H2O)＝15 mol·L－1·min－1 D．v(NO)＝9 mol·L－1·min－1
A
5、一定条件下，分别对反应 C(s)＋CO2(g) 2CO(g) 进行如下操作(只改变该条件)：
① 升高反应体系的温度；② 增加反应物C的用量；③ 缩小反应体系的体积；④ 减少体系中CO的量
上述措施中一定能使反应速率显著变大的是（ ）
A、①②③④ B、①③④
C、①② D、①③
高温
D
6.将等物质的量的A、B混合于2 L的密闭容器中，发生如下反应：
3A(g)＋B(g) xC(g)＋2D(g)，经5 min后测得D的浓度为0.5 mol/L，c(A)∶c(B)＝3∶5，C的反应速率为0.1 mol/(L·min)。
（1）x的值是 。
（2）A在5min末的浓度是 。
（3）5min内B的平均反应速率是 ，D的平均反应速率是 。
2
0.75mol/L
0.05mol/(L.min)
0.1mol/(L.min)