2.1 化学反应速率 课件(47张ppt)

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名称 2.1 化学反应速率 课件(47张ppt)
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资源类型 教案
版本资源 人教版(2019)
科目 化学
更新时间 2020-12-25 14:15:36

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文档简介

化学反应速率
1.5~5 mm/s


如何定量的描述一个反应的快慢程度?
N2 + 3H2
2NH3
高温、高压
催化剂
比一比,议一议
70~100 m/s
定性描述
定量描述
1、概念
2、公式
化学反应速率用单位时间(如每秒,每分钟,每小时)内反应物浓度的减小量或生成物浓度的增加量来表示。
ν=
c
t
n

?t
V
物质的量浓度:单位体积溶液里所含溶
质的物质的量,符号c,
3、单位
mol/ L·min 和 mol/ L·s
注意:
②单位的转换关系:
1mol/(L ? s)=60mol/(L ? min)
mol·L-1·min-1 和 mol·L-1·s-1
( ) ( )
①上面单位的写法均表示:

1、在某一化学反应里,反应物A的浓度在10s内从4.0mol/L变成1.0mol/L,在这10s内A的化学反应速率为 .
2、向4L容器中充入0.7molSO2和0.4molO2,4s末测得剩余SO2是0.3mol,则v(SO2)= .
0.3mol/(L·s)
0.025mol·L-1·s-1
练习
思考
N2 + 3H2
2NH3
高温、高压
催化剂
①这个反应的速率用哪种物质表示(N2、H2、NH3)?,ν(N2)、ν(H2)、ν(NH3)在反应中表示的意义是什么?在选择反应中的物质来表示该反应的速率时要注意什么?
②比如ν(N2)=1 mol·L-1·s-1,表示的平均速率还是瞬时速率?它的瞬时速率是固定的还是变化的(反应未达到平衡状态)?
学法P79 T2
③三段式中存在那些计算关系?
在2L的密闭容器中,加入1molN2和3molH2,发生 N2+3H2 =?2NH3 ,在2s末时,测得容器中含有0.4mol的NH3,求该反应的化学反应速率。
起始浓度(mol/L)
终点浓度(mol/L)
变化浓度(mol/L)
0.5
1.5
0
0.2
0.2
0.3
0.1
0.4
1.2
N2 + 3H2
2NH3
高温、高压
催化剂
v(N2)=△C/△t= 0.1mol/L/2s = 0.05mol/(L·s)
v(H2) = △C/△ t = 0.3mol/L/2s = 0.15mol/(L·s)
v(NH3) = △C/△ t = 0.2mol/L/2s = 0.10 mol/(L·s)
在同一个化学反应中,反应物浓度的减少和生成物浓度的增加都是按照化学方程式中各物质的计量数关系成比例变化的。当计量数不同时,在相同的时间内浓度变化量是按照其计量数关系增大或减少的,反应速率值自然不同。所以,在同一个化学反应中以不同物质为标准时,速率值可能不同,反应速率之比等于其计量数之比。
④如何比较不同条件下同一反应的反应速率的快慢?
学法P13 知能溯源
6、有两位同学在条件相同的情况下,测定可逆反应:A2+3B2 C2的化学反应速率。甲测得:v(A2)=0.5 mol·L-1·min-1,乙测得:v(B2)=1.5 mol·L-1·min-1,则这两位同学的测定(  )
A.都正确      B.都不正确
C.甲正确乙不正确 D.都对或都错
D
影响化学反应速率的因素
化学反应速率与活化分子、有效碰撞的关系:单位体积内活化分子数越多,单位时间内有效碰撞次数越多,化学反应速率越快。
普通
分子
活化能
活化
分子
合理
取向
碰撞
有效
碰撞
新物质
能量
从碰撞理论角度回忆下发生一个化学反应一般要经历哪些过程?
以下化学反应速率的决定因素是什么?
1、石油的形成要多少年?炸药的爆炸呢?
2、在通常情况下,Na与水的反应和Mg与水的反应哪个剧烈(反应速率快)?为什么??
3、将等物质的量的Na2CO3与NaHCO3放入等体积等浓度的盐酸中,产生CO2的速率哪个较快?为什么?
思考
内因
(1)温度:体系温度越高,速率越大
(2)浓度:反应物浓度越大,速率越大
(3)催化剂:能大大改变速率
(4)固体表面积:块装固体反应速率小于粉末状
固体反应速率。
(5)溶剂的性质、光、超声波、磁场等
外因
(6)压强:有气体参与的反应压强越大,速率越大
化学反应速率的影响因素之——
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
决定
决定
决定
决定
内 因
外 因
碰撞理论与影响化学反应速率快慢的因素
结合碰撞理论,探讨外因的改变影响化学反应速率的原因:
1、温度
Na2S2O3+H2SO4=Na2SO4+SO2↑+S↓+H2O
P21 实验2-3
+2
结论:热水的一组先出现浑浊
原因:①浓度一定时,升高温度,分子的能量增加,
增加,反应速率增大;
②温度升高,使分子运动的速度加快,单位时间内反应物分子间的碰撞次数增加,反应速率也会相应的加快。
活化分子
百分数
活化分子百分数 =
×100%
活化分子数
反应物分子总数
一定温度下活化分子占分子总数的百分比是固定的,升高温度,增加分子能量,普通分子得到活化能后变成活化分子,所以升高温度活化分子的数量增加,即活化分子百分数增加
30%
70%
升高温度
练习2: 设2NO+2CO?2CO2+N2(△H>0)反应速率为v1;N2+3H2?2NH3(△H<0)反应速率为v2,对于前述两反应,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减小,v2增大
D、 v1增大,v2减小
A
练习1:升高温度能加快反应速率的主要原因是(  )
A.活化分子能量明显增加
B.降低活化分子的能量
C.增加活化分子百分数
D.降低反应所需的能量
C
注意:
1.温度对反应速率影响适用于任何反应,无论是吸热反应或放热反应。
2.对于可逆反应,温度升高,正、逆反应速率都加快,温度降低,正、逆反应速率都减小。
3.一般地,温度每升高10℃,反应速率增大至原来的2~4倍。
练习3: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
A
练习4:已知FeCl3和MnO2都可作H2O2分解制O2的催化剂,为了探究温度对化学反应速率的影响,下列实验方案可行的是( )
A. B.
C. D.
D
P21 科学探究
实验原理
4H++4I-+O2 = 2I2 +2H2O
试剂种类及用量
1mol/LKI(aq) 2mL、
3滴淀粉(aq)、
0.1mol/L H2SO4 (aq)2mL
实验温度


试剂加入顺序及理由
①KI(aq)→②淀粉(aq)→③ H2SO4 (aq)

实验现象
溶液变蓝较晚
溶液变蓝较早
结论
温度越高,反应速率越快
避免生成I2时,还没开始计时,导致误差
2、浓度
2KMnO4+5H2C2O4+3H2SO4 == K2SO4+2MnSO4+10CO2↑+8H2O
P20 实验2-2
+3
结论:H2C2O4浓度较大的一组先褪色
原因:反应物浓度增大,单位体积内活化分子数增多,有效碰撞的几率增加,反应速率增大。
思考:其他条件不变时,反应物浓度增大,①分子总数如何变化?②活化分子数如何变化?③活化分子百分数如何变化?④单位体积内活化分子百分数为什么不增大?
答:①变大;②变大;③不变;④一定温度下活化分子占分子总数的百分比是固定的。
10/容器
20/容器
30%
30%
浓度较小
浓度较大
练习5:下列有关化学反应速率的说法中,正确的是( )
A.100mL 2mol·L-1的盐酸与锌反应时,加入100ml 2mol·L-1氯化钠溶液,生成氢气的反应速率不变
B.100mL 1mol·L-1稀硫酸与锌反应时,加入100ml 10mol·L-1盐酸,生成氢气的反应速率变大
C.用铁片和稀硫酸反应制取氢气时,硫酸浓度越高,产生氢气的速率越快
D.在碳酸钙和盐酸反应中,增加碳酸钙的量可加快反应速率
B
注意事项:
①固体或纯液体的浓度为常数,改变其物质的量,对反应速率无影响;
②增大固体的表面积或将固体溶于一定溶剂,反应速率加快;
③若物质的浓度变化改变了其性质,则反应实质发生改变。
④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(瞬时速率和平均速率都)会逐渐减小。
练习6:一定条件下,在CaCO3(块状)+2HCl=CaCl2+H2O+CO2↑ 反应中,为了加快反应的速率,下列哪些方法可行( )
A、增加CaCO3(块状) 的量 B、加水
C、增加同浓度盐酸的量 D、改加CaCO3粉末
D
练习7:若将物质的量相等的HI气体分别放在等容积的两个针筒中,一个保持体积不变,另一个压缩为原来的1/2。其它条件不变,哪种情况下HI的分解反应速率谁快?
根据c=n/V,压缩体积,浓度变大,所以后面一个反应速率快?
{5940675A-B579-460E-94D1-54222C63F5DA} 影响
外因
单位体积内
活化分子百分数
有效碰撞
次数
化学反应速率
分子总数
活化分子数
升高温度
增大反应物浓度
总结对比:
增加
增加
不变
加快
不变
增加
增加
加快
增加
增加
3、催化剂
P22 实验2-4
结论:催化剂能加快反应速率
原因:加入催化剂改变了反应的路径,降低反应所需的活化能,反应体系中活化分子百分数提高,有效碰撞几率提高,反应速率增大。
能量
活化能E1
能量
活化能E1
能量
活化能E1
加入催化剂
能量
活化能E2
E2<E1,当活化能的“门槛”降低了以后,活化分子百分数会增加,所以加入催化剂能加快反应速率
30%
50%
思考1:为什么加入催化剂降低活化能就能提高活化分子百分数?
H2O2+MnO2+2H+=Mn2++O2↑+2H2O ……… ①
Mn2++H2O2=MnO2+2H+ …………………… ②
思考2:加入催化剂改变反应路径是怎么回事?为什么加入催化剂能降低活化能?
2H2O2 ====== O2↑+2H2O …………………… ③
MnO2
=②+①
简化后
2H2O2 ====== O2↑+2H2O
注意事项:
①催化剂不改变反应热,即△H不变;
②催化剂具有一定的选择性,只能催化可发生的反应;
③催化剂可同等程度的改变正、逆反应速率;
④催化剂中毒:催化剂的活性因接触少量的杂质明显下降甚至遭到破坏,催化作用减弱。(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能让催化剂中毒的杂质。)
练习9:某反应过程能量变化如下图,下列说法不正确的是( )
A.反应过程b有催化剂参与。
B.该反应的焓变△H<0。
C.改变催化剂,会改变该反应的活化能。
D.图中有催化剂条件下,反应的活化能等于E1+E2 。
练习8: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次数增加
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
D
D
{5940675A-B579-460E-94D1-54222C63F5DA} 影响
外因
单位体积内
活化分子百分数
有效碰撞
次数
化学反应速率
分子总数
活化分子数
升高温度
增大反应物浓度
使用催化剂
总结对比:
增加
增加
不变
加快
不变
增加
增加
加快
增加
增加
不变
增加
增加
加快
增加
4、压强
请尝试根据反应物浓度对化学反应速率的影响推测压强对化学反应速率的影响情况。
不参加反应的气体分子
同温、同物质的量时
(同T、n)有:
同温、同体积时
(同T、V)有:
不参加反应的气体分子
4、压强
请尝试根据反应物浓度对化学反应速率的影响推测压强对化学反应速率的影响情况。
不参加反应的气体分子
压强增大
体积缩小
反应物浓度增大
反应速率加快



压强增大
体积不变、增加不参加反应的物质的量
反应物浓度不变
反应速率不变



4、压强
请尝试根据反应物浓度对化学反应速率的影响推测压强对化学反应速率的影响情况。
不参加反应的气体分子
结论:增大压强(减小容器容积),相当于增大反应物浓度,反应速率加快。
注意:①压强对于反应速率的影响是通过对浓度的影响来实现;
②由于压强对固体、液体的体积几乎无影响,因此,压强只对于有气体参加的反应的速率有影响。
练习10:在一密闭容器中充入1molH2和1molI2,发生反应:H2(g)+I2(g) ?2HI(g),判断下列各条件的改变对反应速率的影响(填“变大”、“变小”或“不变”)?
(1)减小体系压强(增大体积) ………………………… ( )
(2)保持体系容积不变,充入1molH2(g) ……………… ( )
(3)保持体系容积不变,充入1molHe(g) ……………… ( )
(4)保持体系压强不变,充入1molHe(g) ……………… ( )
(5)保持体系压强不变,充入1molH2(g)和1molI2(g)…… ( )
变小
变大
不变
变小
不变
学法P15~16 要点一 第4条
练习11:对于反应N2+3H2 ? 2NH3,不同条件下,压强对化学反应速率的影响(填“增大”、“减小”、“不变”、“加快”或“减慢”)
(1)恒温恒容密闭容器
①充入N2,压强 ,c(N2) ,化学反应速率 。
②充入He,压强 ,但c(N2)、c(H2)、c(NH3)都 ,化学反应速率 。
(2)恒温恒压密闭容器
充入He,体积 ,c(N2)、c(H2)、c(NH3)都 ,化学反应速率 。
增大
增大
加快
增大
不变
不变
增大
减小
减慢
压强对于反应速率的影响是通过对浓度的影响来实现
练习12: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
E.保持压强不变,充入CO使容器体积变大
AC
练习13:铁片与100mL 1mol/L盐酸反应制H2的速率较慢,下列措施不能加快反应速率的是( )
A.用铁粉代替铁片
B.改用300mL 1mol/L盐酸
C.加入少量CuSO4
D.适当升高溶液温度
B
①增大固体表面积;②金属与酸反应生成H2时,构成原电池;③光照、电磁波、超声波、放射性辐射、高速研磨等向反应体系输入能量,都有可能改变反应速率
各条件对速率的影响大小是:
催化剂 >>温度>浓度=压强(体积变化引起的)。
各种影响都有其局限性,要针对具体反应具体分析。
5、其它因素
{5940675A-B579-460E-94D1-54222C63F5DA} 影响
外因
单位体积内
活化分子百分数
有效碰撞
次数
化学反应速率
分子总数
活化分子数
升高温度
增大反应物浓度
使用催化剂
增大压强(缩小体积)
总结对比:
增加
增加
不变
加快
不变
增加
增加
加快
增加
增加
增加
增加
不变
加快
不变
增加
增加
加快
增加
增加
课后练习:
1、下列说法正确的是(  )
增大反应物浓度,可增大单位体积内活化分子的百分数,从而使有效碰撞次数增多
有气体参加的化学反应,若增大压强(即缩小反应容器的容积),可增大活化分子的百分数,从而使反应速率增大
升高温度能使化学反应速率增大的主要原因是减小了反应物分子中活化分子的百分数
催化剂能增大单位体积内活化分子的百分数,从而成千上万倍地增大反应速率
D
2、在气体参与的反应中,能使反应物中活化分子数和活化分子百分数同时增大的方法是(  )
  ①增大反应物的浓度
  ②升高温度
  ③增大压强
  ④加入催化剂
①②
②③
②④
③④
C
3、对于在溶液间进行的反应,对反应速率影响最小的因素是( )
A、温度 B、浓度 C、压强 D、催化剂
4、下列条件的变化,是因为降低反应所需的能量而增加单位体积内的反应物活化分子百分数致使反应速率加快的是( )
A、增大浓度 B、增大压强 C、升高温度 D、使用催化剂
C
D
5、硫代硫酸钠溶液与稀硫酸反应的化学方程式为:Na2S2O3+H2SO4══Na2SO4+SO2↑+S↓+H2O下列各组实验中最先出现浑浊的是(  )
D
实验
反应温度

Na2S2O3溶液
稀H2SO4
H2O
V
mL
c
mol/L
V
mL
c
mol/L
V
mL
A
25
5
0.1
10
0.1
5
B
25
5
0.2
5
0.2
10
C
35
5
0.1
10
0.1
5
D
35
5
0.2
5
0.2
10
6、在恒温、恒容的密闭容器中进行反应 A(g)=B(g)+C(g)。若反应物的浓度从3mol/L降至1.8mol/L需30s,那么反应物浓度由0.8mol/L降至0.2mol/L所需反应的时间为( )
A.15s B.大于15s
C.小于15s D.无法确定
B
7、在密闭容器里,通入x mol H2和y molI2(g),改变下列条件,反应速率将如何改变?
(1)升高温度 ;
(2)加入催化剂 ;
(3)充入更多的H2 ;
(4)扩大容器的体积 ;
(5)容器容积不变,通入氖气 。
增大
增大
增大
减小
不变
【课后作业】
学法P81~82 所有题目全部通关
不看起步看进步,
不比实力比努力!
1.在2L 密闭容器中充有2 mol SO2和一定量的O2,发生下列反应2SO2+O2 ?2SO3,假设反应过程中温度恒定,当反应进行到4 min时,测得SO2为0.4 mol,若反应进行到2 min时,密闭容器中SO2的物质的量为( )
A.1.6 mol B.1.2 mol C.大于1.6 mol D.小于1.2 mol