魯科版化學(xué)選修 化學(xué)反應(yīng)原理 化學(xué)反應(yīng)的速率 學(xué)習(xí)目標(biāo) 1 了解化學(xué)反應(yīng)速率的概念及表示方法 2 理解濃度 壓強(qiáng) 溫度和催化劑等條件對(duì)化學(xué)反應(yīng)速率的影響 3 能初步運(yùn)用有效碰撞 碰撞的取向和活化分子等來解釋濃度 壓強(qiáng) 溫度和催化劑等條件對(duì)化學(xué)反應(yīng)速率的影響 你知道下列化學(xué)變化進(jìn)行得快還是慢 如何描述化學(xué)反應(yīng)的快慢 想一想 化學(xué)反應(yīng)速率 一 化學(xué)反應(yīng)速率 1 定義 化學(xué)反應(yīng)速率用單位時(shí)間 如每秒 每分鐘 內(nèi)反應(yīng)物濃度的減小量或生成物濃度的增加量來表示 3 單位 2 表達(dá)式為 mol L s 1或mol L min 1 隨堂練習(xí) 1 在某一化學(xué)反應(yīng)里 反應(yīng)物A的濃度在10s內(nèi)從4 0mol L 1變成1 0mol L 1 在這10s內(nèi)A的化學(xué)反應(yīng)速率為多少 根據(jù)定義進(jìn)行練習(xí) 0 3mol L S 1 2 反應(yīng)4NH3 5O24NO 6H2O在5L的密閉容器中進(jìn)行 30秒后 NO的物質(zhì)的量增加了0 3mol 此反應(yīng)的反應(yīng)速率用NO來表示為多少 1 若用O2的濃度變化來表示此反應(yīng)速率是多少 2 v NO 0 002mol L s 與v O2 0 0025mol L s 是否表示此反應(yīng)的同一種速率 數(shù)值上有何規(guī)律 v NO 0 002mol L s v O2 0 0025mol L s 關(guān)于化學(xué)反應(yīng)速率應(yīng)注意的幾個(gè)問題 1 化學(xué)反應(yīng)速率是標(biāo)量 即只有大小而沒有方向 2 一般地計(jì)算出來的化學(xué)反應(yīng)速率是一段時(shí)間內(nèi)的平均反應(yīng)速率 不同時(shí)刻的化學(xué)反應(yīng)速率是不相同的 3 對(duì)于固體物質(zhì)或氣態(tài)反應(yīng)中的液體物質(zhì) 反應(yīng)在其表面進(jìn)行 它們的 濃度 是不變的 因此不用液體和固體表示化學(xué)反應(yīng)速率 4 對(duì)于同一化學(xué)反應(yīng) 用不同的物質(zhì)表示其化學(xué)反應(yīng)速率可能不相同 但其化學(xué)反應(yīng)速率比等于化學(xué)方程式中化學(xué)計(jì)量數(shù)之比 例如在N2 3H2 2NH3中 N2 H2 NH3 1 3 2 練習(xí)3 反應(yīng)A 3B 2C 2D在四種不同條件下的反應(yīng)速率為 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 則該反應(yīng)速率的快慢順序?yàn)?1 4 2 3 比較反應(yīng)速率大小時(shí) 不能只看數(shù)值的大小 還要將反應(yīng)速率換算為用同一種物質(zhì)表示才能進(jìn)行比較 練習(xí)4 在25 時(shí) 向100mL含HCl14 6g的鹽酸中 放入5 6g鐵粉 反應(yīng)進(jìn)行到2s時(shí)收集到氫氣1 12L 標(biāo)況 之后反應(yīng)又進(jìn)行了4s 鐵粉全溶解 若不考慮體積變化 則 1 前2s內(nèi)用FeCl2表示的平均反應(yīng)速率為 2 后4s內(nèi)用HCl表示的平均反應(yīng)速率為 3 前2s與后4s比較 反應(yīng)速較快 其原因可能 0 25mol L s 0 25mol L s 前2s 前2s時(shí)段鹽酸濃度比后4s時(shí)段大 4 能否用Fe表示化學(xué)反應(yīng)速率嗎 注意 對(duì)于固體物質(zhì)或氣態(tài)反應(yīng)中的液體物質(zhì) 反應(yīng)在其表面進(jìn)行 它們的 濃度 是不變的 因此不用液體和固體表示化學(xué)反應(yīng)速率 有些化學(xué)反應(yīng)需要加快 如塑料的降解 有些化學(xué)反應(yīng)就需要減慢 如鐵橋生銹 那么如何按照我們的需要來控制化學(xué)反應(yīng)速率來為我們服務(wù)呢 化學(xué)反應(yīng)速率跟哪些因素有關(guān) 二 影響化學(xué)反應(yīng)速率的因素 一 內(nèi)因 主要因素由于參加反應(yīng)的不同物質(zhì)的結(jié)構(gòu)和反應(yīng)的歷程不同 即不同物質(zhì)性質(zhì)不同 所以不同的物質(zhì)進(jìn)行的反應(yīng)速率不同 5 把下列金屬分別投入0 1mol l硫酸中 能發(fā)生反應(yīng)但反應(yīng)最快的是 AFeBZnCMgDCu 二 外因 1 濃度對(duì)化學(xué)反應(yīng)速率的影響 1 規(guī)律 當(dāng)其他條件不變時(shí) 增加反應(yīng)物的濃度 化學(xué)反應(yīng)速率加快 降低反應(yīng)物的濃度 化學(xué)反應(yīng)速率減慢 強(qiáng)調(diào) 對(duì)于固體和純液體來說 濃度都是不變的 固體和純液體的量對(duì)于化學(xué)反應(yīng)速率幾乎不產(chǎn)生影響 2 原因 化學(xué)反應(yīng)的過程就是反應(yīng)物分子中的原子重新組合成生成物分子的過程 也就是反應(yīng)物分子中化學(xué)鍵斷裂 生成物分子化學(xué)鍵形成的過程 舊鍵的斷裂和新鍵的形成都是通過反應(yīng)物分子 或離子的相互碰撞來實(shí)現(xiàn)的 而反應(yīng)物的分子的每次碰撞不一定都能發(fā)生化學(xué)反應(yīng) 我們把能夠發(fā)生化學(xué)反應(yīng)的碰撞叫有效碰撞 能夠發(fā)生有效碰撞的分子稱為活化分子 在其他條件不變時(shí) 對(duì)某一反應(yīng)來說 活化分子在反應(yīng)物分子中占的百分?jǐn)?shù)是一定的 因此單位體積內(nèi)活化分子的數(shù)目與單位體積內(nèi)反應(yīng)物分子的總數(shù)成正比 也就是和反應(yīng)物的濃度成正比 當(dāng)反應(yīng)物濃度增大時(shí) 單位體積內(nèi)分子數(shù)增多 活化分子數(shù)也相應(yīng)增加 反應(yīng)速率必然增大 2 溫度對(duì)化學(xué)反應(yīng)速率的影響 1 規(guī)律 當(dāng)其他條件不變時(shí) 升高溫度 可以增大反應(yīng)速率 降低溫度可以減慢反應(yīng)速率 2 原因 在濃度一定時(shí) 升高溫度 反應(yīng)物分子的能量增加 使一部分原來能量較低的分子變成活化分子 從而增加了反應(yīng)物分子中活化分子的百分?jǐn)?shù) 這樣單位時(shí)間內(nèi)反應(yīng)物分子間的碰撞次數(shù)增加 反應(yīng)速率也會(huì)相應(yīng)地加快 3 注意 a 溫度對(duì)反應(yīng)速率影響的經(jīng)驗(yàn)公式 6 在10 時(shí)某化學(xué)反應(yīng)速率為0 1mol l 1 S 1 若溫度每升高10 反應(yīng)速率增加到原來的2倍 為了把該反應(yīng)速率提高到1 6mol l 1 S 1則該反應(yīng)需在什么溫度下進(jìn)行 A30 B40 C50 D60 分析 根據(jù)經(jīng)驗(yàn)公式 V2 1 6mol l 1 S 1V1 0 1mol l 1 S 1t1 10 代入算出t2 50 b 溫度對(duì)反應(yīng)速率影響的規(guī)律 對(duì)吸熱反應(yīng) 放熱反應(yīng)都適用 c 反應(yīng)若是可逆反應(yīng) 升高溫度 正 逆反應(yīng)速率都加快 降低溫度 正 逆反應(yīng)速率都減小 1 范托夫規(guī)律的內(nèi)容是什么 對(duì)于在溶液中發(fā)生的反應(yīng) 溫度每升高10k 反應(yīng)速率增加到2 4倍 請同學(xué)們閱讀教材58頁 討論思考以下問題 2 溫度怎樣影響化學(xué)反應(yīng)速率常數(shù) 溫度升高速率常數(shù)增大 3 升高相同溫度 對(duì)不同的化學(xué)反應(yīng)影響程度一樣嗎 不一樣 交流研討 阿倫尼烏斯經(jīng)驗(yàn)公式的表達(dá)式為 1 對(duì)同一化學(xué)反應(yīng) Ea相同 當(dāng)Ea 0時(shí) 升高溫度 反應(yīng)速率常數(shù)化學(xué)反應(yīng)速率隨之加快 2 對(duì)不同的化學(xué)反應(yīng) Ea不同 若反應(yīng)溫度相同 Ea越大 反應(yīng)速率常數(shù)化學(xué)反應(yīng)速率越慢 k Ae Ea RT 增大 越小 想一想 阿倫尼烏斯經(jīng)驗(yàn)公式 2 壓強(qiáng)對(duì)化學(xué)反應(yīng)速率的影響 1 規(guī)律 對(duì)于有氣體參加的化學(xué)反應(yīng) 若其他條件不變 增大壓強(qiáng) 反應(yīng)速率加快 減小壓強(qiáng) 反應(yīng)速率減慢 2 原因 壓強(qiáng)的變化是通過濃度的變化來實(shí)現(xiàn)的 對(duì)于氣體來說 若其他條件不變 增大壓強(qiáng) 就是增加單位體積內(nèi)反應(yīng)物的物質(zhì)的量 即增大反應(yīng)物濃度 因而可以增大化學(xué)反應(yīng)速率 3 注意 a 若參加反應(yīng)的物質(zhì)為固體或液體 溶液 由于壓強(qiáng)的變化對(duì)它們的濃度幾乎無影響 可以認(rèn)為反應(yīng)速率不變 b 對(duì)于有氣體參加的可逆反應(yīng) 增大壓強(qiáng) 正反應(yīng)速率 逆反應(yīng)速率都增大 減小壓強(qiáng) 正反應(yīng)速率 逆反應(yīng)速率都減小 3 注意 a 若參加反應(yīng)的物質(zhì)為固體或液體 溶液 由于壓強(qiáng)的變化對(duì)它們的濃度幾乎無影響 可以認(rèn)為反應(yīng)速率不變 b 對(duì)于有氣體參加的可逆反應(yīng) 增大壓強(qiáng) 正反應(yīng)速率 逆反應(yīng)速率都增大 減小壓強(qiáng) 正反應(yīng)速率 逆反應(yīng)速率都減小 二 催化劑對(duì)化學(xué)反應(yīng)速率的影響 規(guī)律 加入催化劑 化學(xué)反應(yīng)速率加快 請同學(xué)們閱讀教材61 62頁 思考以下問題 1 催化劑對(duì)化學(xué)反應(yīng)速率的影響跟其它因素相比程度如何 為什么 2 從圖2 3 9你能看出催化劑是如何提高化學(xué)反應(yīng)速率的 3 從乙烯與氧氣的兩個(gè)反應(yīng)中 你發(fā)現(xiàn)催化劑具有什么特點(diǎn) 4 催化劑能改變化學(xué)反應(yīng)的平衡常數(shù)嗎 交流研討 1 催化劑對(duì)化學(xué)反應(yīng)速率的影響跟其它因素相比程度如何 為什么 從表2 3 5中的數(shù)據(jù)可以看出催化劑能大幅度的提高化學(xué)反應(yīng)的速率 與其他因素相比 催化劑對(duì)化學(xué)反應(yīng)的影響更明顯 使用催化劑可以使活化能降低幾萬焦耳 而濃度增大幾萬倍 溫度升高幾萬度 都是不可能的 因此催化劑是加速化學(xué)反應(yīng)速率的最有效途徑 2 從圖2 3 9你能看出催化劑是如何提高化學(xué)反應(yīng)速率的 催化劑通過改變反應(yīng)歷程 降低反應(yīng)的活化能 來提高化學(xué)反應(yīng)速率 3 從乙烯與氧氣的兩個(gè)反應(yīng)中 你發(fā)現(xiàn)催化劑具有什么特點(diǎn) 選擇性 4 催化劑能改變化學(xué)反應(yīng)的平衡常數(shù)嗎 使用催化劑不能改變化學(xué)反應(yīng)的平衡常數(shù) 不能改變平衡轉(zhuǎn)化率 但可以縮短達(dá)到化學(xué)平衡的時(shí)間 7 下列說法中正確的是 A 0 1mol L 1鹽酸和0 1mol L 1硫酸與2mol L 1NaOH溶液反應(yīng)速率相同B 大理石塊和大理石粉與0 1mol L 1鹽酸反應(yīng)的速率相同C Mg Al和0 1mol L 1鹽酸反應(yīng)速率相同D 0 1mol L 1鹽酸和0 1mol L 1硝酸與相同形狀和大小的大理石反應(yīng)的速率相同 D 8 對(duì)于反應(yīng)2SO2 O22SO3 當(dāng)其他條件不變時(shí) 只改變一個(gè)反應(yīng)條件 將生成SO3反應(yīng)速率的變化填入空格里 填寫 增大 減小 或 不變 增大 增大 減小 增大