选修四 第二章 第一节 化学反应速率(53张)

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名称 选修四 第二章 第一节 化学反应速率(53张)
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版本资源 人教版(新课程标准)
科目 化学
更新时间 2019-07-30 11:05:25

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(共53张PPT)
第二章
化学反应速率与化学平衡

化学反应进行的方向
化学反应的快慢(速率)
化学反应的限度
(反应物转变为产物的转化率)
第4节
第1、2节
第3节
学习目标:
1.掌握化学反应速率的概念
2.化学反应速率的表示方法、计算

重点、难点:
化学反应速率概念的理解和其表示方法

节日焰火
爆炸
溶洞的形成
慢慢锈蚀的铜钟
1、概念:
2、表示方法:
通常用单位时间内反应物浓度的减小或生成物浓度的增加来表示。(物质的量浓度)
3、数学表达式:
4、单位:
mol/(L·min)或mol/(L·s)
如反应方程式∶mA+nB=pY+qZ
则 VA=△c(A)/△t, VB=△c(B)/△t,
VY=△c(Y)/△t, VZ=△c(Z)/△t。
是用来表示化学反应快慢的物理量。
v=Δc/Δt
5 、计算化学反应速率的步骤:
起始浓度c (反应前)
变化浓度Δc (转化)
终了浓度c (反应后)
---- 三部曲
在体积为2L的容积不变的密闭容器中充入0.8mol的氮气与1.6mol氢气,一定条件下发生反应。4min后,测得容器内生成的氨气为0.24mol,求:
①用NH3的浓度变化表示的反应速率。
②分别用H2、N2 的浓度变化表示的反应速率。
例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______但意义
_________,速 率之比等 于该反应方程式
中相应的_____________之比。

强调:在表示某反应速率时必须注明是
哪种物质。
不同
是相同的
化学计量数
例2:反应 A + 3B = 2C + 2D 在四种不同条件
下的反应速率为:
(1)v(A)=0.3mol/(L·s ) (2)v(B)=0.6mol/(L·s) (3)v(C)=0.4mol/(L·s) (4)v(D)=0.45mol/(L·s)
则该反应速率的快慢顺序________________。
(1)>(4)>(2)=(3)
★注意:比较速率,应取同一物质,且单位相同。
(1)化学反应速率是标量,无正负号。
(2)一般来说,化学反应速率随反应的进行而逐渐
减慢。因此,某一段时间内的反应速率,是平
均速率,而不是指瞬时速率。
(3)化学反应速率一般不能用固体或纯液体(其
浓度是常数)表示。
6、其它几点说明
化学反应的速率是________测定的。
测定方法有∶
1、直接观察某些性质(如释放出气体的体积
和体系压强);
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,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。
通过实验
课本(实验2-1)实验分析∶
反应物(指气体和液体,不含纯液体和
固体)的浓度越大,反应时间越短,反应速
率越快。
1、在一定条件下2升的反应容器中充入一定量
的N2和H2发生下反应N2+3H2 2NH3,5分钟
后测的NH3的物质的量为0.5mol则NH3的反应速
率为 ;H2的反应速率为:


0.05mol/(L·min)
3/2×0.05mol/(L·min)=0.075 mol/(L·min)
练习
2、在一定条件下,密闭容器中合成 3H2+N2 2NH3,开始时测得[H2]=4mol/L ,[N2]=1mol/L,2S末,测得[N2]=0.9mol/L。求V(H2)为多大?
0.15mol/L·s
×
0.15mol/(L·s)或0.15mol·L-1·s-1
3、把下列四种X溶液,分别加进四个盛有
10mL浓度为2 mol·L-1 的盐酸的烧杯中,并都
加水稀释至50mL,此时,X和盐酸缓慢地进行
反应,其中反应速率最大的是( )
A.10 mL、2 mol·L-1 B.20 mL、2 mol·L-1
C.10 mL、4 mol·L-1 D.20 mL、3 mol·L-1

D
4、反应4NH3+5O2 = 4NO+6H2O,在5L的
密闭容器中进行半分钟后,NO的物质的量
增加了0.3mol,则此反应的平均速率υ(x)
(表示反应物的消耗速率或生成物的生成速率)为( )
A. υ(O2)=0.01 mol·L-1·s-1
B. υ(NO)=0.008 mol·L-1·s-1
C. υ(H2O)=0.003 mol·L-1·s-1
D. υ(NH3)=0.002 mol·L-1·s-1
CD
5、反应4A(气)+5B(气)== 4C(气)+6D
(气)在5L的密闭容器中进行,半分钟后,C
的物质的量增加了0.3mol。下列论述正确的是
( )
A. A的平均反应速率是0.010 mol·L-1·s-1
B. 容器中含D的物质的量至少为0.45mol
C.容器中A、B、C、D的物质的量比一定是
4:5:4:6
D. 容器中A的物质的量一定增加了0.3mol
B
6、在密闭容器中进行可逆反应,A与B反应生
成C,其反应速率分别用υ(A)、υ(B)、υ(C)
(mol·L-1·s-1)表示,且υ(A)、υ(B)、υ(C)
之间有如下所示的关系υ(B)=3υ(A);
3υ(C)=2υ(B)。则此反应可表示为 ( )
A. 2A+3B=2C B. A+3B=2C
C. 3A+B=2C D. A+B=C
B
7、将等物质的量的A 、 B混合于2L密闭容器中,发生下列反应:
3 A(g)+B(g)= x C(g)+2 D(g),
4min后测得C(D)=0.5mol/L,C(A):C(B)=3:5,C的平均反应速率为0.125mol/(L ·min),求:
(1)此时A的物质的量浓度?
(2)B的平均反应速率?
(3)x的值是多少?

8、根据右图填空:
(1)反应物是    ;生成物是  ;  
(2)在2min内A、B、C三者的反应速率值各是多少?该反应的化学方程式 。      
影响化学反应速率的因素
1.内因
2.外因
浓度
压强
温度
催化剂
其它
物质本身的结构和性质
(主要)
感受实验
实验2-2
实验2-3
实验2-4
→ v↑
c↑
→ v↑
T↑
→ v↑
加催化剂
联系理论
回忆:化学反应的碰撞理论
1.化学反应发生的充要条件:
有效碰撞
2.反应物分子要具有什么条件才能发生有效碰撞?
力量不够
取向不好
好球!有效碰撞
①必须是活化分子间的碰撞
②碰撞时要有合理的取向
3.活化分子的特点:
①活化分子具有较高的能量,能量不足的分子
获取能量(活化能)后才能变成活化分子。
②其他条件不变时,同一反应活化分子在反应物
中所占的百分数是一定的。
活化分子百分数=
活化分子数
反应物分子数
×100%
化学反应发生的条件
化学反应速率与分子间的有效碰撞次数有关;
普通
分子
活化

活化
分子
合理
取向
有效
碰撞
有效碰撞次数越多,反应速率越快。
理论分析
浓度、压强、温度、催化剂的变化对有效碰撞的频率有何影响?
反应物浓度增大,即单位体积内反应物分子总数增大
单位体积内活化分子数增加
有效碰撞次数增多
反应速率加快
一、浓度对反应速率的影响
?应用1:将盐酸滴到碳酸钠粉末上,能使反应的最初速率加快的是
A、盐酸浓度增加一倍,用量减至1/2
B、盐酸浓度不变,使用量增大一倍
C、增大Na2CO3粉末的量
?应用2:用铁片与稀硫酸反应制取氢气时,下列措施不能使氢气生成速率加大的是
A、加热
B、不用稀硫酸,改用98%的浓硫酸
C、滴加少量CuSO4溶液
D、不用铁片,改用铁粉


二、压强对反应速率的影响
压强增大
反应物浓度增大
单位体积内活化分子数增加
反应速率加快
有效碰撞次数增多
如果反应物是固体、液体或溶液时,改变压强对它们又有什么影响?
无影响
(1)减小体系压强,该反应的速率怎么变?
(2)在反应中保持体系容积不变,充入N2 ,反
应的速率怎么变?
(3)在反应中保持体系容积不变,充入He,反
应的速率怎么变?
(4)在反应中保持体系压强不变,充入He,反
应的速率怎么变?
?应用3:在N2+3H2 2NH3中,当其他外界条件不变时:

?应用4:反应C(s)+H2O(g) CO(g)+H2(g)在一可变容积的密闭容器中进行,下列条件的改变对其反应速率几乎无影响的是
A.增加C的量
B.将容器的体积缩小一半
C.保持体积不变,充入N2使体系压强增大
D.保持压强不变,充入N2使容器体积变大


温度升高
单位体积内活化分子数增多(活化分子百分数增大)
有效碰撞次数增多
反应速率加快
三、温度对反应速率的影响
分子获得更高能量
【原因】温度升高
(1)分子获得能量,活化分子百分数提高;
(2)分子热运动加快,碰撞频率提高。
?应用5:在A B+C的反应中,温度每升高10℃,反应速率增加为原来的4倍。现将反应体系的温度由12℃提高到42℃,反应速率增加为原来的           
A.8倍   B.12倍   C.24倍   D.64倍

?应用6:设NO+CO2 2CO(正反应吸热)反应速率为v1;N2+3H2 2NH3 (正反应放热)反应速率为v2。对于前述反应,当温度升高时,v1和v2变化情况为
A、同时增大 B、 同时减小
C、v1减少,v2增大
D、v1增大,v2减小

四、催化剂对反应速率的影响
使用催化剂
降低活化能
活化分子百分数增大(活化分子数目增多)
有效碰撞次数增多
化学反应速率加快
科学探究
1、Fe3+、Cu2+对H2O2的分解都有催化作用,但Cu2+催化作用强。
2、Mn2+是该反应的催化剂。
3、硫酸溶液比唾液对淀粉水解的催化效果弱。
反应过程
E2
ΔH
无催化反应
催化反应
(1)使用适当的催化剂能减少过程中的能耗。
(2)使用催化剂能改变反应速率,但反应热没变。
?应用7:下列关于催化剂的说法,正确的是
A.催化剂能使不起反应的物质发生反应
B.催化剂在化学反应前后,化学性质和质量
都不变
C.催化剂能改变化学反应速率
D.任何化学反应,都需要催化剂


?应用8:已知在一定条件下发生下列反应2X+W=Y+Z、Y+N= W+Z则总反应方程式为__________。其中X、N为______ W为_______ Y为________。
2X+N=2Z
反应物
催化剂
中间产物
小结:影响化学反应速率的外因
增加
增加
不变
增加
加快
增加
增加
不变
增加
加快
不变
增加
增加
增加
加快
不变
增加
增加
增加
加快
影响

外因 单位体积内 有效碰撞次数 化学反应速率
分子总数 活化分子数 活化分子百分数
增大反应物浓度
增大压强
升高温度
加催化剂
?应用9:
1.增大反应物的浓度使反应速率加快的主要原因( )
2.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( )
3.升高温度使反应速率加快的主要原因是( )
4.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
A
A
C
D
1.下列说法正确的是
A、一定条件下,增大反应物的量会加快化
学反应速率。
B、增大压强,肯定会加快化学反应速率。
C、活化分子间所发生的碰撞为有效碰撞。
D、能够发生有效碰撞的分子叫活化分子。

2、一定量的盐酸跟过量的铁粉反应时,为了减慢反应速率,而不影响生成H2的总量,可向其中加入适量的
A、Na2CO3晶体 B、NaOH晶体
C、水 D、CH3COONa晶体


3、硫代硫酸钠( Na2S2O3)与稀硫酸发生如下反应:Na2S2O3+H2SO4=Na2SO4+SO2+S↓+H2O
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 mL

4.在C(固)+CO2(气) 2CO(气) 的反应中。现采取下列措施:
(1)增大压强 ;(2)增加碳的量
(3)通入CO2;(4)恒容下充入N2;
(5)恒压下充入N2
哪些措施能够使反应速率增大?为什么?
答案:(1)(3)
5、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
6、对于反应M+N P,如果温度每升高10℃,反应速率增加为原来的3倍。在10℃时完成反应的10%需要54min,将温度提高到40℃完成反应的10%需要的时间为           
A.2min   B.3min   C.6min   D.9min

7、下列条件一定能使反应速率加快的是:①增加反应物的物质的量 ②升高温度 ③缩小反应容器的体积 ④加入生成物 ⑤加入MnO2
A、全部 B、 ① ② ⑤
C、 ② D、 ② ③

8.把除去氧化膜的 Mg 条,投入到盛有稀盐酸的试管中,发现 H2 的产生速率(v)与时间(t)的变化情况如右图所示,
t1 ~ t2 速率变化的主要原因是: _______ ;
t2 ~ t3 速率变化的主要原因是:_________。
关于化学反应速率的图像题:
9.反应:
进行的时间(t)和反应混合气中SO3的质量分数的关系
如下图所示。曲线P表示使用了催化剂,曲线Q表示未
使用催化剂。从图可知,催化剂可以__________,但不
能____________________。
SO3的质量分数/%
O t
P
Q
10、容积固定的2L密闭容器中进行的某一可逆反应:
A(气)+2B(气) 2C(气)
以B的物质的量浓度改变表示的反应速度υ正、υ逆与时间的关系图如所示。已知反应速率υ的单位为mol·L-1·s-1,则图中阴影部分的面积可表示
A. A的物质的量浓度的减少
B. B的物质的量浓度的减少
C. C的物质的量增加
D. B的物质的量减少

11.在500℃时,2SO2+O2 2SO3正向是放热反应
体系,只改变下列条件,请把影响结果填入下表。
(填写“增大”“减小”“不变”)

瞬间不变
变大
瞬间不变
变大
瞬间不变
变小
变大
变大
变大
变大
变大
变大
不变
不变
改变条件 正反应速率 逆反应速率
(1)增大O2的浓度
(2)增大SO3的浓度
(3)减小SO3的浓度
(4)增大压强
(5)升高温度
(6)加入催化剂
(7)恒容,充入He