化学第二章 化学反应速率与化学平衡第一节 化学反应速率优质课ppt课件

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第二章 化学反应速率和化学平衡
人教版高中化学选择性必修一
第一节 化学反应速率第1课时 影响化学反应速率的因素
目录
上述化学反应进行快慢是否一样？
黎巴嫩首都爆炸
岩石风化
火柴燃烧的过程
橡胶老化
结论：不同化学反应的速率有大有小
导入思考
那么，该如何表示化学反应的速率呢？
还记得物理上速度的概念吗？速度在数值上等于物体运动的位移跟发生这段位移所用的时间的比值。速度的计算公式为v=Δs/Δt
化学反应速率
头脑风暴
一、化学反应速率：
1．定义：
注意：① 反应速率都是正值，只有大小，没有方向 ②化学反应速率是一段时间内的平均速率,而不是瞬时速率
用单位时间内反应物或生成物浓度的变化来表示。在容积不变的反应容器中，通常用反应物浓度的减少或生成物浓度的增加来表示。
2.数学表达式：
v(B)表示B物质的化学反应速率；Δc(B)表示B物质的物质的量浓度的改变量；Δt表示时间的改变量。
温馨提醒
由于固体和纯液体的浓度是恒定不变的，浓度仅指溶液或气体的，固体、纯液体无浓度变化可言。不能用固体或纯液体表示反应速率
3.单位：
mol/(L·s) 、mol/(L·min)、 mol/(L·h)或 mol•L-1•min-1、mol•L-1•s-1 、mol•L-1•h-1
1、公式的简单应用
学以致用
例1、某一反应物的浓度是1.0 mol·L－1，经过20s后，它的浓度变成了0.2 mol·L－1，在这20 s内用该物质浓度变化表示的化学反应速率为(　　)
A.0.04 B.0.04 mol·L－1·s－1C.0.08 mol·L－1·s－1 D.0.04 mol·L－1
B
例2．反应2SO2＋O2⇌2SO3经一段时间后，SO3的浓度增加了0.4 mol·L-1，在这段时间内用O2表示的反应速率为0.04 mol·L-1·s-1 ，则这段时间为（ ）A．0.1 s B．2.5 s C．5 s D．10 s
C
例．在2L密闭容器中，在一定条件下进行合成氨的反应 3H2+N2⇌2NH3，先加入 H2和N2 各 2 mol，反应经 2 min钟后，测得N2的物质的量浓度为0.8 mol/L， H2的物质的量浓度为0.4 mol/L , NH3的物质的量浓度为0.4 mol/L 。求此反应的化学反应速率是多少？
解： 3H2 + N2 ⇌ 2NH3 起始量 1mol/L 1mol/L 0变化量 0.6mol/L 0.2mol/L 0.4mol/L2 min钟量 0.4mol/L 0.8mol/L 0.4mol/L
该计算模式被称为“三段式”
2、速率快慢的比较
问题讨论
问题一、V（N2）、 V（H2 ）与 V（NH3）的数值是否相同？
 
 
 
结论：同一个反应，用不同的物质来表示反应速率，数值是不一样的，所以应注明是由哪种物质表示的。
问题二、数值上有何规律？
物质的量之间的关系：变化量之比等于化学计量数之比
物质速率之间的关系：化学反应速率之比等于它们的计量数之比
结论：同一反应各物质的反应速率之比一定等于其化学计量数之比。对反应： mA + nB = pY + qZ v (A) ︰v(B)︰v(Y)︰v(Z) = m︰n︰p︰q
常见题型：
1．用不同的物质来表示反应速率。
例1．反应4NH3 + 5O2 =4NO + 6H2O 在5L的密闭容器中进行，30s后，NO的物质的量增加了0.3mol，则此反应的平均速率可表示为（ ）A、v (O2)=0.01 mol/L·s B、 v (NO)=0.008 mol/L·sC、 v (H2O)=0.003 mol/L·s D、 v (NH3)=0.002 mol/L·s
v (NO)=0.3/（5×30） =0.002 mol/L·s
再根据各物质的反应速率之比等于计量数之比。
D
例2：合成氨反应：3H2+N2 ⇌ 2NH3，其反应速率可分别为V(H2)，V (N2)，V(NH3)[用mol/(L·s)表示]，则正确的关系（ ）A. V (H2) = V (N2) = V (NH3) B. V (N2) = 2V (NH3) C. V (H2) = 3/2V (NH3) D. V (N2) = 3 V (H2)
C
例3: 设有以下的气态反应：A + 2 B⇌2 C，起始浓度c（A）=1 mol/L、c（B） = 1 mol/L、c（C）= 0，1 min后的浓度c（A）= 0.8 mol/L、c（B）= 0.6 mol/L、c（C）= 0.4 mol/L，试分别用A、B、C物质浓度的变化来表示这个反应的速率。
A + 2 B ⇌ 2 C起始量（mol/L） 1 1 0变化量（mol/L） 0.2 0.4 0.4平衡量（mol/L） 0.8 0.6 0.4
∴V（A）= 0.2 mol/（L•min） V（B）= 0.4 mol/（L•min） V（C）= 0.4 mol/（L•min）
例1、对化学反应2A(g)＋B(g)＝3C(g)＋4D(g)，下列选项中表示该反应速率最快的是A．v(A)＝0.6 mol/(L·s) B．v(B)＝0.2 mol/(L·s)C．v(C)＝0.8 mol/(L·s) D．v(D)＝1.0 mol/(L·s)
方法归纳：比较反应速率常用方法1、归一法，即按速率之比等于化学计量数之比转化为用同一物质表示的速率，2、比值法，即由某物质表示的速率与该物质的化学计量数之比，比值越大，速率越快．
A
2．比较反应速率的大小
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·s-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﹥②= ③﹥①
随堂小练
3．根据各物质的反应速率之比写出化学方程式。
例．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 = 2Z
3X2 + Y2 = 2X3Y
一定温度下，在2 L密闭容器中，A、B、C三种气体的物质的量随时间变化的曲线如图所示。下列说法正确的是A.a点时，υ(A) =υ(B)B.反应开始到5min，B的物质的量增加了0.2 molC.反应的化学方程式为：3A 2B＋CD.反应开始到5min，υ(C) =0.04 mol/(L·min)
C
小试牛刀
根据下图回答：
1、反应物是__________.
2、2min内A的平均速率是___________
3、写出化学方程式
A、B
2.5mol/(L·s)
5A + 4B⇌4C
4．测量
化学反应速率是通过实验测定的。
定性描述:（根据实验现象）
①观察产生气泡的快、慢；②观察试管中剩余锌粒的质量的多、少；③用手触摸试管，感受试管外壁温度的高、低
定量描述：（根据实验测量）
单位时间内①测定气体的体积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
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
知识拓展
重点回顾
1、化学反应速率的含义及数学表达式2、化学反应速率的有关计算3、化学反应速率的实验测定
第2课时影响化学反应速率的因素
影响化学反应速率的因素
1、 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？2、将等物质的量的碳酸钠放入等体积等浓度的盐酸和醋酸中，产生CO2的速率哪个较快？为什么？3、石油的形成要多少年？炸药的爆炸呢？以上说明化学反应速率的决定因素是什么？
结论：决定化学反应速率的因素是参加反应的物质本身的化学性质（即反应物的组成、结构和性质等因素）。
还要那些因素会影响反应速率呢？
浓度、压强、温度及催化剂等
一、浓度对反应速率的影响
在其他条件不变时，增大反应物浓度，可以增大反应速率；减小反应物的浓度，可以减小化学反应的速率。
a、此规律只适用于气体或溶液的反应，对于纯固体或液体的反应物，一般情况下其浓度是常数，因此改变它们的量一般不会改变化学反应速率。
c、随着化学反应的进行，反应物的浓度会逐渐减小，因此一般反应速率也会逐渐减小。
注意：
b、一般来说，固体反应物表面积越大，反应速率越大，固体反应物表面积越小，反应速率越小。
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，下列那些方法可行：A、增加HCl的浓度 B、加水 C、增加同浓度盐酸的量 D、改加CaCO3粉末
AD
随堂小练
二、压强对反应速率的影响
其它条件不变时，有气体参加的反应中，增大压强，反应速率加快；减小压强，反应速率减慢。
1、压强对反应速率的影响适用于有气体参加的反应。2、由于固体、液体粒子间的空隙很小，增大压强几乎不能改变它们的浓度，因此对只有固体或液体参加的反应，压强的变化对于反应速率的影响可以忽略不计。
注意：
在N2+3H2⇌ 2NH3中，当其他外界条件不变时：Ⅰ、减小体系压强，该反应的速率怎么变？Ⅱ、在反应中保持体系容积不变，充入N2 ，反应的速率怎么变？Ⅲ、在反应中保持体系容积不变，充入He，反应的速率怎么变？Ⅳ、在反应中保持体系压强不变，充入He，反应的速率怎么变？
压强影响反应速率，必须伴随体积的改变即浓度的变化。若容器的体积不变，各气体的浓度不变，则速率不变（如在密闭容器中通入惰性气体）
头脑风暴
对于气体有下列几种情况:
1、恒温时：增大压强→体积减少→C增大→反应速率增大
2、恒容时：A、充入气体反应物→反应物浓度增大→总压增大→反应速率增大；B、冲入“无关气体”（如He、N2等）→引起总压增大，但各反应物的分压不变，各物质的浓度不变→反应速率不变
3、恒压时：冲入“无关气体”（如He等）→引起体积增大， →各反应物浓度减少→反应速率减慢。
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
DE
随堂小练
三、温度对反应速率的影响
1、其他条件不变，温度升高，反应速率加快
2、温度对反应速率影响的规律，对吸热反应，放热反应都适用。
3、反应若是可逆反应，升高温度，正、逆反应速率都加快，降低温度，正、逆反应速率都减小。
大量实验证明，温度每升高10℃，化学反应速率通常增大为原来的2-4倍，表明温度对速率的影响非常显著
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
√
随堂小练
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
√
四、催化剂对反应速率的影响
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
加快化学反应速率
减慢化学反应速率
使用催化剂同等程度的增大（减慢）正逆反应速率，从而改变反应到达平衡所需时间。没特别指明一般指正催化剂催化剂只能催化可能发生的反应，对不发生的反应无作用催化剂一定的具有选择性催化剂中毒：催化剂的活性因接触少量的杂质而明显下降甚至遭到破坏，这种现象叫催化剂中毒。
注意：
五、其他如光照、反应物固体的颗粒大小、电磁波、超声波、溶剂的性质等，也会对化学反应的速率产生影响。
1、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
2、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
3：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 。
加快
加快
加快
减慢
不变
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）
课程结束