(共22张PPT)
H2O2分解的浓度变化直角坐标系中表示如下
请同学们根据图像分别计算0~20、60~80分钟内的平均速率。
通过计算某段时间内的化学反应速率,可见,在不同的时间内,化学反应的速率可能不同。
我们通常计算的是某时间段内化学反应的平均速率。当Δt非常小时,就是某时刻的即时速率,在该图像上就是某时刻对应的斜率。
即时速率常用于反应、平衡以及图象的分析,没有信息不要求计算。平均速率多出现在高中计算中,必须掌握计算技巧。
三、影响化学反应速率的因素
(一)内因(主要因素):反应物的性质
(二)外因(外界条件):反应物颗粒大小、 浓度、温度、压强、催化剂等。
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 才有可观的水生成。
[准备与导入]
化学反应有快有慢,影响化学反应速率
的因素有哪些?
你怎样才能知道这些因素能够影响化学反应速率的快慢?
你可以借助于哪些化学反应现象来判断
化学反应的快慢?
观察产生气泡的快慢、沉淀产生的快慢、
颜色变化的快慢等来判断化学反应的快慢。
[准备与导入]
一个实验的结果会受到多种因素的影响,
为了使实验结论更加具有说服力,最好
采用哪种实验的方法?
对比实验:
即在研究某一项条件对化学反应速率的影响时,其他影响化学反应速率的条件必须完全相同
?
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。
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(固体例外)。
【实验1】块状和粉状大理石分别与稀盐酸反应
1. 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,增大固体反应物表面积,可以增大反应速率。
1、浓度对反应速率的影响,只适用于气体与液体,不适用于固体。
备注
2、反应速率快慢与浓度有关, 而与物质的总量无关。
3、相同量的固体参加反应,表面积越大,反应速率越快。
固体的浓度可以看作为定值
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两组浓度相等且大,故速率相等且快;
C组浓度小故反应慢。
3、温度
析出沉淀的速度
热水中:快
冷水中:慢
【结论】其他条件不变时,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)。
【演示实验】 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。
【现象】
4. 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】
H2O2
2H2O2
2H2O + 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
各因素原理解释——催化剂
加入正催化剂,有效碰撞 几率提高,反应速率增大
结论
催化剂能够改变化学反应速率
改变反应的路径,使发生
反应所需的能量降低
提高了反应体系中活化分子百分数
5. 压强
温度一定,一定量气体的体积与其所受的压强成反比(V∝1/P)。
【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】
【图2】
【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!
例、在一密闭容器中,加入SO2和O2发生 2SO2 + O2 = 2SO3,试分析下列情况对反应速率的影响。
1、容器体积变为原来的2/3
2、容器体积不变,加入SO2或O2
3、恒温、恒压时,充入惰性气体
4、恒温、恒容时,充入惰性气体
减小
增大
增大
不变
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。
金属的防腐
食品的保鲜
探求常温常压下生化制剂的合成途径
汽车尾气中的无害化
四、研究和控制化学反应速率的重要意义
影响反应速率的因素
内因(主要因素):
光、超声波、激光、放射线、
电磁波、扩散速度和溶剂等
此外:
反应物的性质
固体颗粒(表面积)大小
浓度 (固体除外)
外因
温度(任何反应)
压强(气体反应)
催化剂(特定反应)
(外界条件)
练习
1、请利用所学知识回答问题:消防队员救火时,开门都很小心,因为门一打开就有可能发生爆炸。请解释其中的原因。
2、一定量的盐酸跟过量的铁粉反应,为了减缓反应速率且不影响生成H2的总量,可向盐酸中加入适量的( )
A、NaOH(s) B、H2O C、Na2CO3(s) D、CH3COONa(s)
3、从化学反应的角度分析,使用电冰箱的主要目的是 ,某反应在20 0C时V=2mol·(L·S)-1,根据经验规律,在40 0C时的反应速率的范围是 。
BD
在低温条件下,食物的变质速率降低
8—32 mol·(L·S)-1
4、把空气中久置的铝片5.0g投入盛有500ml0.5mol/l硫酸溶液的烧杯中,该铝片与硫酸反应产生氢气的速率与反应时间可用图所示的坐标曲线来表示,回答下列问题:
(1)曲线0→a段不产生氢气的原因
有关化学方程式为
(2)曲线a→c段,产生氢气的速率增加较快的主要原因
(3) 曲线c点后,产生氢气的速率逐渐下降的主要原因
?
铝片表面有氧化膜,硫酸先和氧化铝反应,不产生氢气
Al2O3+3H2SO4=Al2(SO4)3+3H2 O
该反应是放热反应,使温度升高,化学反应速率加快
硫酸的浓度渐小,化学反应速率逐渐下降。
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?