人教版高中化学选修四 2.1化学反应速率(56张)

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名称 人教版高中化学选修四 2.1化学反应速率(56张)
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资源类型 教案
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科目 化学
更新时间 2018-12-01 22:58:14

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课件56张PPT。2018-12-21、什么是有效碰撞? 有效碰撞—— 能够导致分子中化学键断裂,引起化学反应的碰撞。 Ⅰ分子有合适的碰撞取向 Ⅱ分子有足够的能量3、什么是活化分子 活化分子:具较高能量,有可能发生有效碰撞的分子2.有效碰撞的条件 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。4.活化分子与有效碰撞2018-12-25、活 化 能 活化能:活化分子最低能量高出反应物分子平均能量的部分。6、活化能的作用是什么? 提高普通分子能量使普通分子变成活化分子使反应变成可能。 活化能是决定化学反应难易的关键 活化能大小是由反应物分子本身的性质决定的。内因解释:活化能越小,一般分子成为活化分子越容易,则反应条件越简单,反应越易发生。活化能越小,则单位体积中活化分子数越多,单位时间内的有效碰撞越多,反应速率越快。7、活化能有什么意义2018-12-28、活化能的大小决定了反应的难易,它会影响反应热的大小吗?能量反应过程E1E2反应物生成物活化分子活化能活化分子变成生成物分子放出的能量该反应是吸热反应还是放热反应?活化能与反应热有关吗?反应热2018-12-29、活化能为“0”的例子是怎么回事?活化能为零意味着不需外界提供能量相遇即反应,即不需破坏旧键如原子之间的反应和离子反应。例如酸碱中和反应,气态原子之间的反应2018-12-2化学反应速率的大小→
(单位时间单位体积)有效碰撞次数→
(单位时间单位体积)活化分子数目→
(单位时间单位体积)分子数×活化分子百分数2018-12-2练习
1.实验室制氢气时,若向稀硫酸中加几滴硫酸铜溶液,则产生氢气的速率加快,该反应中硫酸铜 催化剂(填:是、不是)。
2.单独加热氯酸钾,产生氧气的速率小,而将少量高锰酸钾和氯酸钾混合共热制氧气,产生氧气的速率明显加快,该实验中高锰酸钾 催化剂(填:是、不是)。不是不是 在化学反应中能改变其他物质的反应速率,而本身质量和化学性质在反应前后不变的物质。三、催 化 剂(触媒)2018-12-2 在化学反应中能改变其他物质的反应速率,而本身质量和化学性质在反应前后不变的物质。三、催 化 剂(触媒)它是怎样来加快反应的速率?是何措施?能量反应过程生成物反应物反应热E1E2活化分子加了催化剂没加催化剂降低反应的活化能2018-12-2 催化剂与反应物结合为中间产物,降低了反应的活化能,使活化分子百分数大大增加,反应速率大大加快。反应结束,中间产物消失,催化剂复原。催化原理:中间产物理论催化剂有正催化剂和负催化剂之分。2018-12-2解 释 问 题1、为什么可燃物有氧气存在时,还必
须达到着火点才能燃烧?2、催化剂在我们提高生产效率和经济效益中起关键作用,它主要作用是提高化学反应速率,试想一下为什么
催化剂能提高反应速率?第一主题 化学反应速率 第二章 化学反应速率和化学平衡1表示方法:
化学反应速率用单位时间内反应物或生成物浓度的变化来表示。
用单位时间内某一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示。2. 化学反应速率的表示方法数学表达式:v = ——— = ———单位:mol/(L ?min ) mol/(L ? s)等 化学反应速率是用来衡量化学反应进行快慢程度的物理量。定义化学反应速率一般不能用固体或纯液体表示。2018-12-2 速率概念计算密闭容器中,合成氨反应∶
N2 + 3H2 = 2NH3
起始浓度(mol/L) 8 20 0
5min后浓度(mol/L) 6 则V(N2)=△C/△t= 2mol·L-1/5min= 0.4mol/(L·min);V(H2 )=6 mol ·L-1 /5min=1.2mol/( L·min);
V(NH3)=4 mol · L-1 / 5min=0.8mol /(L·min)。
①一个化学反应的速率用不同的反应物或生成物来表示,数值可能不同但含意是一致的 。③同一反应中,各物质的反应速率之比,浓度变化之比,物质的量变化之比,均等于化学方程式中化学式前面的计量系数之比。
②表示化学反应的速率时,必须说明反应物中哪种物质做标准.由以上可知∶ V(N2): V(H2 ): V(NH3)=0.4:1.2:0.8=1:3:2求算化学反应速率时应注意:③ 同一反应的反应速率用不同的物质表示时,其数值可能不同,但所表示的意义是相同的。②用不同的物质表示同一反应的反应速率时,反应速率的数值之比等于化学方程式中各物质的计量数之比。
即对于反应: aA + bB = cC + dD
vA : vB : vC : vD = a : b : c : d①一个化学反应涉及反应物生成物多种物质时,表示化学反应速率时必须指明用哪种物质做标准。④一般来说,化学反应速率随反应的进行而逐渐减慢.⑤某一段时间内的反应速率,是平均速率,而不是指瞬时速率.⑥化学反应速率一般不能用固体或纯液体表示。
应用1:比较反应速率的大小例2、反应A + 3B == 2C + 2D在四种不同情况下的反应速率分别为①VA = 0.15mol·L-1·s-1 ②VB = 0.6mol·L-1·min-1
③Vc = 0.4mol·L-1·s-1 ④VD = 0.45mol·L-1·s-1
则该反应在不同条件下速率快慢顺序是 ④﹥ ③﹥ ①〉② 结论2:在同一反应中,反应速率的大小不能单纯地看数值大小。应先统一单位后统一种物质再比较数值。应用2:根据各物质的反应速率之比写出化学方程式例3、某温度下,浓度都是1mol/L的两种气体X2和Y2,在密闭容器中反应生成气体Z,经过t min后,测得物质的量浓度分别为:c(X2)=0.4mol/L,c(Y2)=0.8mol/L ,c(Z)=0.4mol/L,则该反应的反应方程式可表示为:3X2 + Y2 === 2Z3X2 + Y2 === 2X3Y3.化学反应速率的计算模式 在解题过程中经常用“起始量、变化量、某时刻量”的“ 三段式”格式来分析解决问题。例:对于反应: mA+nB=pC+qD ,A的浓度为a mol/L,B的浓度为b mol/L,反应进行至t1时,A消耗了χ mol/L,试用A、B、C、D的浓度变化分别表示的反应速率。解: mA + nB = pC + qD t0s起始浓度(mol/ L) a b 0 0变化量浓度(mol/ L) χ —— —— ——t1s浓度(mol/ L) 则a - χ 变化量之比=计量系数比
某时刻反应物量=起始量- 变化量
某时刻产物的量=起始量+变化量
2018-12-2①从上到下依次:起始量、变化量、某时刻量三段式解决速率和平衡问题解题模式②物理量可以是物质的量也可以是物质的量浓度,但必须一致,不可混用。③(物质的量或者物质的量浓度)变化量之比 = 计量系数比④某时刻反应物量 = 起始量 - 变化量
某时刻产物的量 = 起始量 + 变化量求算化学反应速率时应注意:③ 同一反应的反应速率用不同的物质表示时,其数值可能不同,但所表示的意义是相同的。②用不同的物质表示同一反应的反应速率时,反应速率的数值之比等于化学方程式中各物质的计量数之比。
即对于反应: aA + bB = cC + dD
vA : vB : vC : vD = a : b : c : d①一个化学反应涉及反应物生成物多种物质时,表示化学反应速率时必须指明用哪种物质做标准。④一般来说,化学反应速率随反应的进行而逐渐减慢.⑤某一段时间内的反应速率,是平均速率,而不是指瞬时速率.⑥化学反应速率一般不能用固体或纯液体表示。
4.化学反应速率的测量 2) 化学反应进行的时候,反应物和生成物的浓度都在不断地变化,由于反应体系中一种反应物浓度的变化,必然引起其他物质浓度发生相应的变化。因此,化学反应速率只要用反应体系中任何一种物质(反应物或生成物)的浓度变化来表示,一般以最容易测定的物质表示。 3)具体方法例如 ①直接观察某些性质(如释放出气体的体积和体系压强的变化);
②科学仪器测定(如颜色的深浅、光的吸收和发射、导电能力等);
③溶液中,当反应物或生成本身有比较明显的颜色时,常利用颜色深浅和显色物质浓度间的正比关系来跟踪反应的过程和测量反应速率。1) 化学反应速率是通过实验测定的。 观察思考 实验2-1中可根据哪些相关的变化来测定该反应的反应速率?新设计:硫酸:相同体积不同浓度(足量)
方法和结论:
相同质量锌完全溶解于硫酸所用时间的不同
条件:
硫酸:相同体积不同浓度
锌粒:形状和量完全一样
方法和结论:
产生相同体积H2所用的时间越少或者相同时间收集H2越多,速率越快
硫酸浓度的变化①观察产生气泡或浑浊的快、慢;
②观察试管中剩余固体的质量的多、少;
③用手触摸试管感受试管外壁温度的高、低定性描述实验现象 判断反应的快慢实验测量判断反应的快慢定量描述①测定气体的体积或体系的压强
②测定物质的物质的量的变化
③测定物质或离子的浓度变化
④测定体系的温度或测定反应的热量变化知识拓展测量化学反应速率的常见方法1、量气法2、比色法3、电导法4、激光技术法用碰撞模型解释外在条件对化学反应速率的影响第二节 影响化学反应速率的因素化学反应速率的大小→
(单位时间单位体积)有效碰撞次数→
(单位时间单位体积)活化分子数目→
(单位时间单位体积)分子数×活化分子百分数 对比实验一: 探究浓度对化学反应速率的影响已知:2KMnO4+5H2C2O4+3H2SO4=K2SO4+2MnSO4+10CO2↑+8H2OKMnO4溶液褪色快慢加入较浓草酸溶液的试管溶液褪色更快些实验步骤:P20实验2-2①浓度对反应速率的影响活%→有效碰撞→单位体积内n总浓度→V 结论:当其他条件不变时,
增大反应物的浓度反应速率增大;
减小反应物的浓度反应速率减小。不变①适用对象:只适用于气体反应和在溶液中 进行的反应,对于纯液体和固体不谈浓度,因此改变它们的量不会改变化学反应速率。
注意
此规律只适用于气体反应和在溶液中 进行的反应,对于纯液体和固体不谈浓度,因此改变它们的量不会改变化学反应速率。练习:
1、一定条件下,在CaCO3(状)+2HCl=CaCl2+H2O+CO2
反应中,为了加快反应速率,下列哪些方法可行( )
A、增加HCl的浓度 B、加入CaCl2溶液
C、增加同浓度HCl的量 D、把CaCO3磨成粉
E、增加CaCO3的量
2、在恒温恒容条件下,能使反应A(g)+B(g)≒C(g)+D(g),正反应速率增大的措施是( )
A、减少C或D的浓度 B、增大D的浓度
C、减少C的浓度 D、增加A或B的浓度ADD增大固体或纯液体的量不会改变浓度也就没法改变速率。对比实验二: 探究温度对化学反应速率的影响 已知:Na2S2O3 + H2SO4 ==Na2SO4 +SO2↑+S↓+H2O实验步骤P21 实验2-3快慢温度高的一组首先出现浑浊②温度对反应速率的影响T普通分子变成活化分子活%n活有效碰撞V 结论:当其它条件不变时,
  升高温度反应速率增大;
  降低温度反应速率减小。适用对象:所有反应(不管是吸热反应还是放热反应,正反应还是逆反应。)
注意
温度对反应速率的影响适用于任何反应。(不管是吸热反应还是放热反应)
一般说来,温度每升高10℃,速率增加2-4倍。对比实验三: 探究催化剂对化学反应速率的影响取2支试管,各加入2 mL 过氧化氢溶液,在其中一支试管中加入少量MnO2粉末加入二氧化锰的试管产生的气体快使用催化剂能加快反应速率已知:2H2O2 === 2H2O + O2↑结论:当其他条件不变时,通常情况下,不特别指明,催化剂都是指正催化剂催化剂减慢化学反应速率。正催化剂加快化学反应速率;负催化剂③催化剂——能改变化学反应速率而自身的化学组成和质量在反应前后保持不变活%
催化剂降低反应的活化能 Vn活
n总不变能量反应过程E1E2反应物生成物活化分子活化能活化分子变成生成物分子放出的能量反应热没加催化剂加了催化剂2018-12-2注意
1)催化剂能同等程度的改变可逆反应不同方向的速率。
2)催化剂只能改变反应速率,不能将不反应变成反应
3)催化剂有一定的选择性和活化温度:
4)催化剂中毒:催化剂的活性往往因接触少量杂质而明显下降,甚至遭到破坏,这种现象叫催化剂中毒。
催化剂中毒会严重影响反应的顺利进行。工业上为了防止催化剂中毒,要把原料进行净化除去毒物。
注意
1)催化剂能同等程度的改变可逆反应不同方向的速率。
2)催化剂只能改变反应速率,不能将不反应变成反应
3)催化剂有一定的选择性和活化温度:
4)催化剂中毒:催化剂的活性往往因接触少量杂质而明显下降,甚至遭到破坏,这种现象叫催化剂中毒。催化剂中毒会严重影响反应的顺利进行。工业上为了防止催化剂中毒,要把原料进行净化除去毒物。反应物的表面积压强 影响化学反应速率的外界因素除了浓度、温度、催化剂外,还有没有其他的因素?请看下面的例子: 2.烧柴煮饭,先将木柴劈小1.工业合成氨,通常在2×107 ~ 5×107 Pa的压强下进行。④.压强对反应速率的影响对于只有固体或液体参加的反应,压强的变化对反应速率的影响可以忽略不计.适用对象:对于气体反应P → 体积减小→参加反应的气体分子C增大→V( 其他条件不变) 压强对于反应速率的影响是通过对浓度的影响实现的
P增大→C成比例增大,
P减小→C成比例减小
不变通常压强对速率和平衡的影响是指所有气体物质浓度同等比例的改变的情况,其他压强的改变不包含在内。1⑤.充入不参加反应气体对反应速率的影响充入不参加反应的气体分子 (1)体积不变→参加反应的气体分子C不变不变不变 (1)→V不变不变1⑤.充入不参加反应气体对反应速率的影响充入不参加反应的气体分子 (2) (2)压强不变
则体积增大→参加反应的气体分子C→V减少不变1 例、在N2+3H2 =2NH3中,当其他外界条件不变时:
?减小体系压强,该反应的速率怎么变?
?在反应中保持体系容积不变,充入N2 ,反应的速率怎么变?
在反应中保持体系容积不变,充入He,反应的速率怎么变?
在反应中保持体系压强不变,充入He,反应的速率怎么变?压强?对反应速率的影响本质是减小压强,速率降低本质是增大反应物浓度,速率增大本质是压强无变化,速率不变本质是减小压强,速率降低注意 恒容时加入稀有气体使压强增大,反应物和生成
物的浓度都没有变化,所以化学反应速率不变。

恒压时加入稀有气体使体积增大,反应物和生成
物的浓度都减小,所以化学反应速率减小。 压强的“真变”与“假变” 压强对速率的影响是通过改变气体的浓度来改变的;若压强变化之后,气体的浓度未变,其化学反应速率不变。假变,即压强不变真变,压强变小 如下图所示,相同体积的a、b、c三密闭容器,其中c容器有一上下移动的活塞,a、b两容器为定容容器,起始向三容器中都加入相同量的SO2和O2使三容器压强相等,一定条件下发生2SO2+O2=2SO3的
反应。问:③ 如起始在a、c两容器中通入同量的N2, 则此时三容器起始压强为Pa ___Pb  Pc;① 起始a、c两容器的反应速率大小关系为Va ___Vc;② 反应一段时间后a、c中速率大小关系为Va ___Vc ;=<> =  = >起始反应速率关系为Va ___Vb ___Vc巩固练习例、对于反应N2+O2=2NO在密闭容器中进行,下列条件哪些不能加快该反应的化学反应速率(  )          
A、缩小体积使压强增大
B、体积不变充入 N2 使压强增大
C、体积不变充入 O2使压强增大
D、使体积增大到原来的2倍
E、体积不变充入氦气使压强增大压强对反应速率的影响DE增大压强增大反应物的浓度增大反应物的浓度减小压强压强不变  ⑥.固体表面积对反应速率的影响结论:当其它条件不变时,
增大接触面积加快反应的速率;
减小接触面积减慢反应的速率。一.内因:反应物的性质(决定因素)
二.外因:
1.浓度
2.温度
3.催化剂
4.压强
5.充入不参加反应气体
6.接触面积影响化学反应速率的因素:小结:本节课你主要学习了哪些内容?
还存在哪些问题?5.影响化学反应速率的因素及结论2.温度1.浓度3.催化剂内因:反应物本身的性质决定性作用外因:4.压强其他条件不变,浓度增大,反应速率加快其他条件不变,温度升高,反应速率加快其他条件不变,使用催化剂,反应速率加快其他条件不变,压强增大,有气体参加的反应速率加快小 结增加增加增加加快增加增加增加加快不变增加增加加快影响化学反应速率的因素不变增加增加加快不变不变增大增大X=对反应速率的影响:一般是:
催化剂>温度>浓度。
2、硫代硫酸钠( Na2S2O3)与稀硫酸发生如下反应:Na2S2O3+H2SO4=Na2SO4+SO2+S↓+H2O外在条件对反应速率的影响——综合——实践应用类 下列四种情况中最早出现浑浊的是:    (  )
(1)10℃时0.1 mol /L Na2S2O3和0.1 mol /L H2SO4各 5 mL
(2)10℃时0.1 mol /L Na2S2O3和0.1 mol /L H2SO4 各5 mL,加水10mL
(3)20℃ 时0.1 mol /L Na2S2O3和0.1 mol /L H2SO4各 5 mL
(4) 20℃ 时0.2mol /L Na2S2O3和0.1 mol /L H2SO4各5 mL,加水10 mLC反应物本身的性质活化能的大小单位体积内活化分子的多少单位时间内有效碰撞次数的多少化学反应速率的快慢内 因外 因6.用碰撞模型解释外在条件对化学反应速率的影响主要因素: 参加反应物质的性质①浓度;②压强;③温度;④催化剂;
⑤其他因素:光、颗粒大小、溶剂等。 增大反应物的浓度使反应速率加快的主要原因( )
对于气体参与体系,增大压强使反应速率加快的主要原因是( )
升高温度使反应速率加快的主要原因是( )
使用催化剂使反应速率加快的主要原因是( )
A、活化分子百分数不变,但提高单位体积内活化分子的总数
B、 增大分子的运动速率而使有效碰撞增加
C、 升高反应物分子的能量,使活化分子的百分数增加
D、降低反应所需的能量,使活化分子百分数增加AAC D外在条件对反应速率的影响——综合——理论分析类1、将一定浓度的盐酸倒入碳酸钙中,若作如下改变的情况,其中能使最初的化学反应速率增大的是       (    )
A、盐酸的浓度不变,而使盐酸的用量一倍
B、盐酸的浓度增大一倍,而使盐酸的用量减少到原来的一半
C、盐酸的浓度和用量都不变,增加碳酸钙的量
D、盐酸和碳酸钙不变,增大压强一倍
E、加入CaCl2溶液
F、加入CaCl2固体
G、将CaCO3用CaCO3粉末代替BG①恒温②恒温恒容a.充入反应物气体b.充入惰性气体V不变③恒温恒压a.充入反应物气体b.充入惰性气体1 分析下列实例,根据已有的知识和经验,填写下表。 温度温度越高,变质越快浓度越大,反应越快反应物浓度反应物接触面积催化剂通常都会加快反应速度接触面积越大,反应越快 课堂练习: A.反应物的浓度 B.反应温度
C.使用催化剂 D.反应物的性质2.下列因素中,决定化学反应速率的主要因素是( ) D 3.要增大铁与盐酸反应速率,所采取的下列措施中无效的是 ( )A.增大盐酸的浓度 B.提高反应的温度 C.增大压强 D.用铁粉代替铁片C4.在C(固)+CO2(气)=2CO(气) 的反应中。现采取下列哪些措施可以增大反应速率( )
A.增大压强 B.增加碳的量
C.恒容下通入CO2 D.恒容下充入N2A C⑴减小体系压强,该反应的速率怎么变?
5.在N2+3H2 == 2NH3中,当其他外界条件不变时
⑵在反应中保持体系容积不变,充入N2 ,反 应的速率怎么变?
减小
增大