课件39张PPT。生产中必须考虑两个问题:(1)反应进行的快慢(2)反应进行的完全程度 在化学化工中,怎样使反应物既快又多地尽可能转变成人类需要的生成物,对人类合理利用自然资源,为生产、生活和科学实验服务,具有十分重要的意义。这就要求我们探求化学反应进行的快慢和化学反应进行的程度以及各种因素对它们影响的规律,揭示化学反应速率和化学平衡之谜。P34——化学反应速率——化学平衡第六章 揭示化学反应速率和平衡之谜 6.1 化学反应为什么有快有慢--化学反应速率不同的化学反应完成所需的时间千差万别:炸药的爆炸 瞬间完成
水溶液中的简单离子反应 分秒内完成
钢铁制品生锈 几小时或几天
自然界岩石的风化 数以百年
石油的形成 亿万年拓展视野举例 时间一、化学反应有快有慢【演示实验】1. 钠与水的反应:2. 镁与水的反应:与冷水剧烈反应,酚酞溶液迅速变红。与冷水不易反应;与热水反应产生气体,酚酞溶液变红。2Na + 2H2O → 2NaOH + H2 ↑结论:钠与水的反应比镁与水的反应快原因:钠比镁活泼问题:我们可以借助哪些现象来比较化学反应
进行的快慢?衡量化学反应快慢的标准——化学反应速率化学反应的快慢主要由反应物本身的性质决定。观察同一时间内反应物消失或生成物出现的快慢(如:出现沉淀、产生气体、变色的快慢)。 化学反应速率用单位时间内反应物浓度的减小或生成物浓度的增大来表示。二、化学反应速率vDtDc=2、表达式:3、单位摩尔/升 · 小时 mol / (L · h)摩尔/升 · 分 mol / (L · min)1、表示方法:摩尔/升 · 秒 mol / (L · S) ,已知SO2的起始浓度为3mol/L,两分钟后, SO2的浓度变为2.8mol/L,则用SO2浓度的变化来表示的反应速度是________________例如反应:0.1mol / (L· min)注
意固体或纯液体的浓度可视为不变的常数,因此一般不用固体或纯液体表示化学反应速率。vDtDc=23 - 2.8==0.1[mol / (L· min)]4、研究和控制化学反应速率的意义实际生产和应用中,人们不仅需要了解一个反应是否能够发生,而且需要了解反应所需的时间。例 1:合成氨反应的转化率随温度降低而显著提高,但是常温下反应极慢,因此实际反应温度约为500℃。例 2:汽车尾气的无害化研究:CO和NO是汽车尾气中的主要污染物。该反应在常温下转化率极大。但是因其反应速率极慢,因此在人们找到合适的用于加速反应的催化剂前,污染物无法自然消除。2CO + 2NO → 2CO2 + N2金属的防腐、食品的保鲜等各物质的反应速率存在如下关系:想一想:
从这个结果我们得到什么结论?①同一反应可用不同物质来表示反应速率,
其数值可能不相同,但涵义是相同的。 ②化学反应中,各物质的反应速率之比=化学
方程式中各物质前面的化学计量数之比。结论P37【思考与练习】对于反应 mA + nB → pC + qD各物质的反应速率存在如下关系: 一密闭容器中盛有N2、H2,其中C(N2 )= 2mol/L,C(H2 )= 5mol/L,反应进行2min后,测得N2浓度为1.8 mol/L,求:这2min内反应速率(分别用N2、H2、NH3的浓度表示)。v(N2)= 0.1 mol / (L · min)v(H2)= 0.3 mol / (L · min)v(NH3)= 0.2 mol / (L · min)【例1】vA : vB : vC : vD = m : n : p : q反应4NH3(g) + 5O2(g) 4NO(g) + 6H2O(g)在10L密闭容器中进行,半分钟后,水蒸气的物质的量增加了0.45mol,则此反应的平均速率?(x) 可表示为?(NH3) = 0.010 mol/(L·s)
?(O2) = 0.001 mol/(L·s)
C. ?(NO) = 0.001 mol/(L·s)
D. ?(H2O) = 0.045 mol/(L·s) 求化学反应速率
一般有两条途径根据化学反应速率的定义求:根据不同物质表示的反应速率之比=它们在化学方程式中的化学计量数之比C例2反应A(g) + 3B(g) 2C(g) + 2D(g),在不同情况下测得反应速率,其中反应速率最快的是 ( )?(D) = 0.4 mol/(L·s) B. ?(C) = 0.5 mol/(L·s)
C. ?(B) = 0.6 mol/(L·s) D. ?(D) = 0.15 mol/(L·s) B解题的关键是把不同物质表示的反应速率换算为同一种物质表示的反应速率,然后进行比较。例3A、B、C均是气态物质,在mA + nB pC反应中,反应开始10s后,A减少1mol,B减少1.25mol,C增加0.5mol,则m:n:p 为( )例4A. 1:3:2 B. 3:1:2 C. 4:5:2 D.无法确定C反应速率之比 = 各物质的浓度变化之比
= 各物质的量变化之比 = 系数之比 下面是反应2NO2(g) 2NO(g)+O2(g)在一定
时间内反应物浓度的变化实验数据(300℃)2NO2(g) 2NO(g)+O2(g)飞秒化学 1飞秒 即千万亿分之一秒。
飞秒化学的发展已有近20年的历史,1999年,艾哈迈德 · 泽韦尔因他在这一领域的开创性研究而获得诺贝尔化学奖。
泽韦尔的研究成果可以让人们通过“慢动作”观察处于化学反应过程中的原子与分子的转变状态,从根本上改变了我们对化学反应过程的认识。可以预见,运用飞秒化学,化学反应将会更为可控,新的分子将会更容易制造。1飞秒 = 1×10-15s1皮秒 = 1×10-12s1纳秒 = 1×10-9s练习一1、五氧化二氮气体在一定温度和压强下发生分解
反应:2N2O5 →4NO2+O2,现向容积为2升的
密闭容器中注入432克N2O5 ,经1 . 5分钟后,
N2O5 剩余3.4mol。计算这一反应的 v(NO2 )、 v(O2) 。2、在一定条件下发生的某化学反应, 经过4分钟,
生成Y的浓度从零增加到0.24mol/L,而反应物
X的浓度从0.3mol/L变为0.22mol/L,那么该反
应可能是( )
A. 3X→Y+Z B. X+Z → 2Y
C. X+2Z → 3Y D. X → Y+3ZCv(NO2)=0.4 mol / (L · min)v(O2)= 0.1 mol / (L · min)A. v(N2)=3 v(H2) B. v(H2)=v(N2)=v(NH3)
C. v(NH3)=3/2v(H2) D. v(H2)=3v(N2) 4. 对于反应 A+2B→3C+4D,用不同物质表示
不同时间的化学反应速率,最大的是( )
A. vA=2mol/L.s B. vB=3mol/L.s
C. vC=4mol/L.s D. vD=6mol/L.sDA第二课时 通常用单位时间内反应物浓度的减小或生成物浓度的增大来表示。v =DtDc化学反应速率单位为mol / (L · S) 或mol / (L · min) 或mol / (L · h)同一反应可用不同物质来表示化学反应速率,
其数值可能不相同,但涵义是相同的。 在化学反应中,各物质的反应速率之比等于化学方程式中各物质前面的化学计量数之比。思考:影响化学反应速率的因素有哪些? =DtDn
V三、影响化学反应速率的因素内因(本质因素):外因(外界条件):例如:F2和H2在常温常压下发生爆炸反应;
而O2和H2在相同条件下历经数百万年
才有可观察的水生成。物质本身的结构和性质是化学反应
速率大小的决定因素。反应物的结构和性质反应物颗粒大小、浓度、
温度、压强、催化剂等。怎样才能知道这些因素能够影响化学反应速率的大小? 问题1:问题2:问题3:我们可以借助哪些现象来比较化学反应进行的快慢?观察出现沉淀、产生气体、变色的快慢等如果影响因素不止一个,在实验中应如何处理多个影响因素?对比实验法在研究某一因素对化学反应速率影响时,其他影响因素必须完全相同。2. 浓度【实验2】同体积不同浓度的硫代硫酸钠(Na2S2O3)
溶液与同浓度同体积的稀盐酸反应。P39 Na2S2O3+2HCl → S↓ +SO2 ↑+2NaCl +H2O 【结论】其它条件不变时,增大反应物的浓度,可以
增大反应速率。【实验1】块状和粉状大理石分别与稀盐酸反应P391. 反应物颗粒大小【现象】粉状大理石与盐酸反应比块状大理石要剧烈。【结论】其它条件不变时,减小固体颗粒,增大固体
反应物表面积,可以增大反应速率。 注意(1)此规律只适用于气体反应或溶液中的反应;
即改变固体的量,不能改变反应速度。(2)对于可逆反应,反应物或生成物的浓度
改变,其V正,V逆的变化也符合上述规律。讨论: 10ml 0.1mol/L Na2S2O3溶液与10ml
0.1mol/LH2SO4混合;
B. 20ml 0.1mol/L Na2S2O3溶液与20ml
0.1mol/L的H2SO4混合:
20ml 0.05mol/L Na2S2O3溶与20ml
0.05mol/L的H2SO4混合。比较下列反应的快慢:A、B两组浓度相等、大,故反应速率相等、快;
C组浓度小、反应慢。3. 压强温度一定,一定量气体的体积与其所受的压强成反比。【结论】气体压强增大,导致浓度增大,因此反应
速率也增大。【图1】【思考与讨论】对有气态物质参加的反应,压强对反应速率有什么影响?参考P42图6.18并联系浓度对反应速率的影响来考虑。【图2】想一想:【结论】其它条件不变时,增大气体的压强,只有增大
了气体反应物的浓度,才能增大反应速率。改变压强仅能改变气体物质的反应速率!
压强与液体或固体的反应速率无关。注意!4. 温度析出沉淀的速度热水中:快冷水中:慢【结论】其它条件不变时,升高温度,化学反应速率增
大;降低温度,化学反应速率减小 (任何反应)。 【实验3】 0.1mol/L Na2S2O3与 0.1mol/L HCl
分别在冷水和热水中混合。 实验测得,温度每升高10℃,反应速率可以增大
到原来的2~4倍。 若是可逆反应,T?,V正? ,V逆?, 但温度对吸热
反应的影响大。【现象】5. 催化剂【结论】催化剂能大大加快化学反应速率。催化剂正催化剂——加大反应速率负催化剂——减小反应速率【实验4】H2O22H2O22H2O + O2↑催化剂——可以改变其他物质的化学反应速率, 而本身的质量和化学性质在反应前后
都不改变的物质。很快产生大量气泡在可逆反应中,催化剂对正、逆反应的作用相同,即V正,V逆加快的程度相同。【注意】⊿a⊿b请根据下图,从能量的角度解释催化剂对化学反应速率的影响:【讨论】催化剂通过降低反应所需要的能量,改变了
化学反应历程,从而增大了反应速率。 化学史话人类对催化剂的认识6. 其它条件 除上述五点外,影响化学反应速率的条件还有:光、 超声波、激光、放射线、电磁波、扩散速率和溶剂等。思 考:2. 要增大锌与稀硫酸反应的化学反应速率,
可以采用哪些方法?影响化学反应速率的因素规律 固体颗粒
的大小在其他条件相同时,固体颗粒越小,反应物的表面
积越大,化学反应速率越快;固体颗粒越大,固体
反应物的表面积越小,化学反应速率降低。反应物本
身的性质 在其他条件相同时,反应物的化学性质越活泼,
化学反应速率越快;反应物的化学性质越不活泼,化学反应速率越慢。浓度在其他条件相同时,增大反应物的浓度,化学反应
速率加快;减小反应物的浓度,反应速率减慢。压强在其他条件相同时,增大气态反应物的压强,化学
反应速率加快;减小气态反应物的压强,化学反应
速率降低。规 律温度在其他条件相同时,升高反应物的温度,化学反应
速率加快;降低反应物的温度,反应速率降低。催化剂其他条件相同时,使用催化剂,改变化学反应速率。请用化学反应速率的知识解释下列问题:1. 为什么木炭在纯氧中比在空气中燃烧剧烈?2. 为什么NH4HCO3 要保存在阴凉处?4. 为什么胶卷要保存在阴凉处?3. 为什么面粉厂门口和汽车加油站有“严禁烟火”
的字样?5. 只有在较高温度时,葡萄糖才能在空气中燃烧。
可是在人体里,葡萄糖在正常体温(37℃)时就
可以被氧化,这是为什么?1. 下列关于化学反应速率的说法正确的是____
A. 化学反应速率是指一定时间内任何一种反应物
浓度的减小或任何一种生成物浓度的增加。
B. 化学反应速率为0.8mol/(L.s)是指 1s时某物质
的浓度为0.8mol/L。
C. 根据化学反应速率的大小可以知道化学反应进
行的快慢
D. 对于任何化学反应来说,反应速率越大,反应
现象就越明显练习二C2、下列化学反应进行得最慢的是_____
A. 在硫酸钠溶液中滴加氯化钡溶液
B. 在过氧化氢溶液中加入二氧化锰
C. 在加热条件下使硫粉与氢气反应
D. 点燃氢气与氧气的混合气体C3、NO和CO都是汽车尾气中的物质,它们能很缓
慢地反应生成CO2 和 N2 ,对此反应有关的叙述
中不正确的是______
A. 降低压强能加快化学反应速率 B. 使用适当催化剂可以加快化学反应速率
C. 升高温度可以加快化学反应速率
D. 改变压强对化学反应速率没有影响2CO + 2NO → 2CO2 + N2A D4、对于在一个密闭容器中进行的可逆反应:
C(s)+ O2(g) → CO2 (g)
下列说法中错误的是_______
A.将碳块粉碎成粉末可以加快化学反应速率
B.升高温度可以加快化学反应速率
C.增大压强可以化学反应速率
D.增加碳的量可以加快化学反应速率
D把镁带投入盛有稀盐酸的容器里,产生氢气
的速率与下列因素:①盐酸浓度 ②温度 ③镁带的表面积 ④容器的密闭情况 ⑤溶液的氯离子浓度有关的是( )
A. ①② B. ③④
C. ①②③ D. ①②③④⑤C谢谢!