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1、第二章 第一節(jié) 化學反應速率一一.化學反應速率化學反應速率下列化學反應進行快慢是否一樣？下列化學反應進行快慢是否一樣？氫氧混合氣體遇火氫氧混合氣體遇火。酸堿中和反應。酸堿中和反應。鋼鐵生銹鋼鐵生銹。煤和石油的形成。煤和石油的形成。1 1、定義：、定義：注：注： 通常用單位時間內(nèi)反應物濃度的減小或生成物通常用單位時間內(nèi)反應物濃度的減小或生成物濃度的增加來表示。所以反應速率是正值。濃度的增加來表示。所以反應速率是正值。中學階段的化學反應速率是平均速率。中學階段的化學反應速率是平均速率。3.3.單位：單位：molL-1s-1 或或 molL-1min-1 或或molL-1h-1 用單位時間內(nèi)反應物或
2、生成物物質的量的變用單位時間內(nèi)反應物或生成物物質的量的變化來表示。在容積不變的反應器中，通常用反應物濃度化來表示。在容積不變的反應器中，通常用反應物濃度的減少或生成物濃度的增加來表示。的減少或生成物濃度的增加來表示。 2 2、表達式：、表達式：v= v= c ct化學反應速率化學反應速率tc時間（時、分、秒）度的變化反應物（或生成物）濃濃度僅指溶液或氣體的。濃度僅指溶液或氣體的。固體、純液體無濃度可言。固體、純液體無濃度可言。例例1：在：在18 L容積的容器中，容積的容器中，5 h內(nèi)產(chǎn)生內(nèi)產(chǎn)生180 mol物物質；在另一容器為質；在另一容器為12 L的容器中，的容器中，10 h內(nèi)產(chǎn)生內(nèi)產(chǎn)生60
3、 mol物質，問哪個反應速率快？物質，問哪個反應速率快？V（生成物）（生成物）= = = 2 mol/（Lh）V（生成物）（生成物）= 0.5 mol/（Lh） 前者快前者快 tchLmol518180例題：例題： 在在2L2L密閉容器中，在一定條件下進行合成密閉容器中，在一定條件下進行合成 氨的反應氨的反應 3H3H2 2+N+N2 2 2NH 2NH3 3，先加入，先加入 H H2 2和和 N N2 2 各各 2 mol2 mol，反應經(jīng)，反應經(jīng) 2 min2 min鐘后，測得鐘后，測得N N2 2 的物質的量濃度為的物質的量濃度為0.8 mol/L0.8 mol/L。求此反應。求此反應
4、的化學反應速率是多少？的化學反應速率是多少？ 解： 3H2 + N2 2NH3 起始量 1mol/L 1mol/L 0 t=2min 0.4mol/L 0.8mol/L 0.4mol/L 變化量 0.6mol/L 0.2mol/L 0.4mol/L 在應用化學方程式進行有關化學反應速率的計在應用化學方程式進行有關化學反應速率的計算時算時,一定弄清三個量一定弄清三個量:起始濃度起始濃度(或起始量或起始量)、變化、變化濃度濃度(或變化量或變化量)、某時刻后的濃度、某時刻后的濃度(或某時刻后的或某時刻后的量量)，其中：其中：變化量之比變化量之比等于等于化學計量數(shù)之比化學計量數(shù)之比。 V(H2)= m
5、in)/(3 . 0min2/6 . 0LmolLmoltC化學反應速率之比等于它們的計量數(shù)之比化學反應速率之比等于它們的計量數(shù)之比認真觀察分析：認真觀察分析：上述化學反應速率的比值與上述化學反應速率的比值與它們在方程式中的化學計量數(shù)的比值之間有它們在方程式中的化學計量數(shù)的比值之間有什么關系什么關系？V(N2)=V(NH3)=min)/(1 . 0min2/2 . 0LmolLmoltCmin)/(2 . 0min2/4 . 0LmolLmoltC 2.同一反應用不同物質的濃度變化來表示，反同一反應用不同物質的濃度變化來表示，反應速率的數(shù)值可能不同。但它們的速率之比一定應速率的數(shù)值可能不同。但
6、它們的速率之比一定等于其化學計量數(shù)之比。等于其化學計量數(shù)之比。 注意：注意： 1.同一反應各物質的反應速率之比一定等于其同一反應各物質的反應速率之比一定等于其化學計量數(shù)之比?；瘜W計量數(shù)之比。 對反應：對反應： mA + nB = pY + qZ (A) (B) (Y) (Z) = mnpq合成氨反應：合成氨反應：3H2+N2 2NH3，其反應速率可分別為V(H2)，V (N2)，V(NH3)用mol/(Ls)表示，則正確的關系（ ） A. V V (H2) = V V (N2) = V V (NH3) B. V V (N2) = 2V V (NH3) C. V V (H2) = 3/2V V
7、(NH3) D. V V (N2) = 3 V V (H2)C課堂練習課堂練習1、根據(jù)化學反應、根據(jù)化學反應CO+H2O CO2+H2，填寫下表中的空白：，填寫下表中的空白： CO H2O CO2 H2 濃度 (mol/l) t=0時 0.02 0.02 0 0 1min后 0.005 化學反應速率 (mol/(Lmin)0.0050.0150.0150.015 0.0150.015 0.015 例例: 設有以下的氣態(tài)反應：設有以下的氣態(tài)反應：A + 2 B 2 C，起始濃度起始濃度c（A）=1 mol/L、c（B） = 1 mol/L、c（C）= 0，1 min后的濃度后的濃度c（A）= 0
8、.8 mol/L、c（B）= 0.6 mol/L、c（C）= 0.4 mol/L，試分別，試分別用用A、B、C物質濃度的變化來表示這個反應的速物質濃度的變化來表示這個反應的速率。率。 析析: A + 2 B 2 C起始濃度（起始濃度（mol/L） 1 1 0變化濃度（變化濃度（mol/L） 10.8 10.6 0.40終時濃度（終時濃度（mol/L） 0.8 0.6 0.4V（A）= 0.2 mol/（Lmin）V（B）= 0.4 mol/（Lmin）V（C）= 0.4 mol/（Lmin）小結：小結：反應速率是物質單位時間內(nèi)濃度的變化量反應速率是物質單位時間內(nèi)濃度的變化量（mol/Ls），不
9、是物質的量的變化（），不是物質的量的變化（mol/s）。）。求得的反應速率是某一段時間內(nèi)的平均反應求得的反應速率是某一段時間內(nèi)的平均反應速率，而不是某時刻的瞬時反應速率。速率，而不是某時刻的瞬時反應速率。同一反應中，選用不同物質的濃度變化來表同一反應中，選用不同物質的濃度變化來表示反應速率時，所得的反應速率值不一定相等，示反應速率時，所得的反應速率值不一定相等，但這些數(shù)值所表示的意義是相同的，并且這些速但這些數(shù)值所表示的意義是相同的，并且這些速率數(shù)值之比等于化學方程式中的相應各物質系數(shù)率數(shù)值之比等于化學方程式中的相應各物質系數(shù)比。（重要：速率應指同一方向下的）比。（重要：速率應指同一方向下的）
10、.表示某一反應的速率時，必須說明以反應中表示某一反應的速率時，必須說明以反應中哪一個物質作標準哪一個物質作標準 學生實驗學生實驗測量化學反應速率的實驗測量化學反應速率的實驗 2.化學反應進行的時候，反應物和生成物的濃化學反應進行的時候，反應物和生成物的濃度都在不斷地變化，由于反應體系中一種反應物度都在不斷地變化，由于反應體系中一種反應物濃度的變化，必然引起其他物質濃度發(fā)生相應的濃度的變化，必然引起其他物質濃度發(fā)生相應的變化。因此，化學反應速率只要用反應體系中任變化。因此，化學反應速率只要用反應體系中任何一種物質（反應物或生成物）的濃度變化來表何一種物質（反應物或生成物）的濃度變化來表示，一般以
11、最容易測定的物質表示。示，一般以最容易測定的物質表示。 3.在物質的諸多性質中在物質的諸多性質中,特別是在溶液中特別是在溶液中,當反當反應物或生成本身有比較明顯的顏色時應物或生成本身有比較明顯的顏色時,人們常常利人們常常利用顏色深淺和顯色物質濃度間的正比關系來跟蹤用顏色深淺和顯色物質濃度間的正比關系來跟蹤反應的過程和測量反應的速率反應的過程和測量反應的速率.從實驗認識從實驗認識:1.化學反應速率是通過實驗測定的?；瘜W反應速率是通過實驗測定的。 化學反應速率測定的基本思路：化學反應速率測定的基本思路：1.化學反應速率是通過實驗測定的。因為化學反應化學反應速率是通過實驗測定的。因為化學反應中發(fā)生變
12、化的是體系中的化學物質，所以與此其中發(fā)生變化的是體系中的化學物質，所以與此其中任一種物質相關的濃度（或質量）相關的性質中任一種物質相關的濃度（或質量）相關的性質在測量反應速率時都可以利用。在測量反應速率時都可以利用。 2.可用于化學反應速率測定的基本性質可用于化學反應速率測定的基本性質可直接觀察的性質可直接觀察的性質,如釋放出的氣體的體積和體如釋放出的氣體的體積和體系的壓強系的壓強依靠科學儀器才能測量的性質依靠科學儀器才能測量的性質,如顏色的深淺、如顏色的深淺、光的吸收、光的發(fā)射、導電能力光的吸收、光的發(fā)射、導電能力在溶液中在溶液中,當反應物或生成本身有比較明顯的顏當反應物或生成本身有比較明顯
13、的顏色時色時,人們常常利用顏色深淺和顯色物質濃度間的人們常常利用顏色深淺和顯色物質濃度間的正比關系來跟蹤反應的過程和測量反應的速率正比關系來跟蹤反應的過程和測量反應的速率.練習：練習： 1.下列反應中下列反應中 2 SO2 + O2 2 SO3 起始濃度（起始濃度（mol/L） 0.4 0.2 0 2 s后濃度（后濃度（mol/L） 0.2求：求：V（SO2）、）、V（O2）、）、V（SO3）2.在在500 mL的密閉容器中裝入的密閉容器中裝入1.5 mol H2，0.5 mol N2和和0.05 mol NH3。若該反應的反應速率。若該反應的反應速率 V（H2）= 0.3 mol/（Lmin
14、）時，求）時，求3分鐘末時分鐘末時NH3的濃度？的濃度？ 3、把、把0.6molX氣體的氣體的0.4molY氣體混合于氣體混合于2L容容器中，使它們發(fā)生如下反應：器中，使它們發(fā)生如下反應：3X+Y= nZ+2W。2min末已生成末已生成0.2molW，若測知，若測知V(z)=0.1mol/(Lmin)，則，則上述反應中上述反應中Z氣體的計量數(shù)氣體的計量數(shù)n的值是的值是( )A.1 B.2C.3D.4上述反應在上述反應在2min末時，已消耗的末時，已消耗的Y占原來的占原來的百分比是百分比是( )A.20% B.25%C.33%D.50%DB反應物的消耗量反應物的消耗量轉化率轉化率=反應物的起始量
15、反應物的起始量100%4、在、在4個不同的容器中，在不同的條件下進行合個不同的容器中，在不同的條件下進行合成氨反應，根據(jù)在相同時間內(nèi)測定的結果判斷，成氨反應，根據(jù)在相同時間內(nèi)測定的結果判斷，生成氨的速率最快的是（生成氨的速率最快的是（ ） AV（H2）= 0.1 mol/Lmin BV（N2）= 0.2 mol/Lmin CV（NH3）= 0.15 mol/Lmin DV（H2）= 0.3 mol/Lmin注：此類題均換算為同一物質的速率為標準比較注：此類題均換算為同一物質的速率為標準比較 B5、一定溫度下，向一個容積為、一定溫度下，向一個容積為2L的事先的事先裝入催化劑的真空密閉容器中通入裝
16、入催化劑的真空密閉容器中通入1molN2 和和 3molH2，3min末測此容器內(nèi)壓強是起末測此容器內(nèi)壓強是起始時壓強的始時壓強的0.9倍。在此時間內(nèi)用倍。在此時間內(nèi)用 H2的量的量的變化來表示該反應的平均反應速率的變化來表示該反應的平均反應速率 是是（ ）A0.2 mol/Lmin B0.6 mol/Lmin C 0.1 mol/Lmin D0.1 mol/LminC6、將固體、將固體NH4Br置于密閉容器中，在某溫置于密閉容器中，在某溫度下，發(fā)生下列反應：度下，發(fā)生下列反應： NH4Br(s) NH3(g)+HBr(g),2HBr(g) Br2(g)+H2(g)2min后，測知后，測知H2
17、的濃度為的濃度為0.5mol/L，HBr的濃度為的濃度為4mol/L，若上述反應速率用表，若上述反應速率用表V(NH3)示，求示，求V(NH3)7、某溫度時，在、某溫度時，在2 L容器中，容器中，X、Y、Z三種氣體三種氣體物質的物質的量隨時間變化的曲線圖，由圖中物質的物質的量隨時間變化的曲線圖，由圖中數(shù)據(jù)分析，該反應的化學方程式為？反應開始數(shù)據(jù)分析，該反應的化學方程式為？反應開始至至2 min，Z的平均反應速率？的平均反應速率？ 由圖知，由圖知，2 min內(nèi)內(nèi)X、Y、Z物質的量的變化為物質的量的變化為0.3 mol、0.1 mol、0.2 mol比值為比值為3 1 2，可知，可知3 X + Y
18、 = 2 Z，V（Z）= = 0.05 mol/（Lmin） min222.0Lmol8、見優(yōu)化設計、見優(yōu)化設計P31-12結論：結論：第二節(jié) 影響化學反應速率的因素一、內(nèi)因物質自身的性質是物質自身的性質是決定化學反應速率決定化學反應速率的主要原因的主要原因二、外因溫度溫度濃度濃度壓強壓強催化劑催化劑1、濃度對化學反應速率的影響、濃度對化學反應速率的影響當其它條件不變時，增加反應物的當其它條件不變時，增加反應物的濃度，可以增大化學反應速率；減濃度，可以增大化學反應速率；減小反應物的濃度，可以減小化學反小反應物的濃度，可以減小化學反應速率。應速率。這是為什么呢？這是為什么呢？ 有效碰撞：我們把能
19、夠發(fā)生化學反應的碰撞叫做有效碰撞。 活化分子：我們把能夠發(fā)生有效碰撞的分子叫作活化分子。 在其它條件不變時,一定量的物質中的活化分子百分數(shù)是一定的，因此，反應物的活化分子數(shù)與反應物的濃度成正比，所以增大反應物的濃度可以加快化學反應速率；減小反應物的濃度可以減化學反應速率。注意：注意：增加氣體或液體的濃度增加氣體或液體的濃度反應速率增大；固體或純液體反應速率增大；固體或純液體濃度為常數(shù)，所以增減對速率濃度為常數(shù)，所以增減對速率無影響。無影響。2、壓強對化學反應速率的影響對于氣體反應來說，增大壓強就是增加反應物的濃度，可以增大化學反應速率；減小壓強就是減小濃度，因而，化學反應速率減小。這是為什么呢
20、？注意：注意：1、固體或液體受壓強影響極小，、固體或液體受壓強影響極小，可忽略?？珊雎?。2、一定溫度下，容積固定的容器的反、一定溫度下，容積固定的容器的反應體系中充入與體系無關的氣體，因反應體系中充入與體系無關的氣體，因反應氣體分壓沒變，所以速率不變。應氣體分壓沒變，所以速率不變。3、溫度對化學反應的影響、溫度對化學反應的影響升高溫度化學反應速率加快，降低溫升高溫度化學反應速率加快，降低溫度化學反應速率減小。度化學反應速率減小。這是為什么呢？這是為什么呢？注意：注意：1、升溫無論是吸熱反應還是放、升溫無論是吸熱反應還是放熱反應速率都加快。熱反應速率都加快。 2、通常情況下，溫度每升、通常情況下
21、，溫度每升高高10，反應速率增大到原來的，反應速率增大到原來的24倍。倍。4、催化劑對化學反應速率的影響、催化劑對化學反應速率的影響催化劑能成千上萬倍地加快化學反應催化劑能成千上萬倍地加快化學反應速率。速率?？偨Y總結v溫度溫度濃度濃度壓強壓強催化劑催化劑小結：影響化學反應速率的外因小結：影響化學反應速率的外因 影響影響外因外因 單單 位位 體體 積積 內(nèi)內(nèi)有效有效碰撞碰撞次數(shù)次數(shù)化學化學反應反應速率速率分子分子總數(shù)總數(shù)活化活化分子分子數(shù)數(shù)活化活化分子分子百分百分數(shù)數(shù)增大反應物增大反應物濃度濃度增大壓強增大壓強升高溫度升高溫度使用催化劑使用催化劑增加增加增加增加不變不變增加增加加快加快增加增加增
22、加增加不變不變增加增加加快加快不變不變增加增加增加增加增加增加加快加快不變不變增加增加增加增加增加增加加快加快思考：思考： 采用哪些方法可以加快鹽酸與鐵的化采用哪些方法可以加快鹽酸與鐵的化學反應速率？在這些方法中，哪些是學反應速率？在這些方法中，哪些是由于增加了活化分子在反應物中的百由于增加了活化分子在反應物中的百分數(shù)所造成的？分數(shù)所造成的？3、下列哪些方法可以加快鐵與鹽酸的化學、下列哪些方法可以加快鐵與鹽酸的化學反應速率？反應速率？Fe+2HCl=FeCl2+H2不斷的補充鐵不斷的補充鐵鹽酸改用濃硫酸鹽酸改用濃硫酸加入銅片加入銅片加入加入CuSO4溶液溶液通入通入HCl氣體氣體不用鐵片改用鐵
23、粉不用鐵片改用鐵粉1、濃度對化學反應速率的影響、濃度對化學反應速率的影響 題型分析題型分析1已知反應，比較下列反應的快慢已知反應，比較下列反應的快慢10 mL0.1 mol/L H2SO4跟跟10 mL0.1 mol/L Na2S2O3 溶液混合溶液混合20 mL0.1 mol/L H2SO4跟跟20 mL0.1 mol/L Na2S2O3 溶液混合溶液混合 20 mL0.05 mol/L H2SO4跟跟20 mL0.05 mol/L Na2S2O3 溶液混合溶液混合分析：分析：理解影響反應速率的條件是反應物的理解影響反應速率的條件是反應物的濃度，而不是物質的量。濃度，而不是物質的量。、中，中
24、，中反應物的量比中反應物的量比大，但大，但反應物的濃度兩者相等，反應物的濃度兩者相等，V1=V2、中，反應物的量相等，但中，反應物的量相等，但的反的反應物濃度小于應物濃度小于，V1V32、 N2+3H2 2NH3 V正正V逆逆濃度改變濃度改變V正正 V逆逆如何變?nèi)绾巫冏兓潭仁欠褡兓潭仁欠?一樣一樣C(N2) 或或C(H2) V正正 V逆逆C(NH3) V正正 V逆逆C(N2) 或或C(H2) V正正 V逆逆C(NH3) V正正 V逆逆V正正增大得更快增大得更快即即V正正 V逆逆V逆逆增大得更快增大得更快即即V逆逆 V正正 V正正減少得更快減少得更快即即V逆逆V正正 V正正減少得更快減少得更
25、快即即V正正 V逆逆2、壓強對化學反應速率的影響、壓強對化學反應速率的影響 1 1、3Fe3Fe(s)(s)+4H+4H2 2O O(g)(g)= Fe= Fe3 3O O4(s)4(s)+ 4H+ 4H2(g)2(g)在一在一 可變?nèi)莘e的密閉容器中進行，下列條件的改可變?nèi)莘e的密閉容器中進行，下列條件的改變對其化學反應速率幾乎無影響的是：變對其化學反應速率幾乎無影響的是： A A、增加、增加 Fe Fe 的量的量 B B、將容器的體積減小一半、將容器的體積減小一半 C C、保持體積不變，充入氮氣使體系、保持體積不變，充入氮氣使體系 壓強增大壓強增大 D D、保持壓強不變，充入氮氣使容器、保持壓
26、強不變，充入氮氣使容器 體積增大體積增大 E E、不斷的補充水蒸氣、不斷的補充水蒸氣AC對于氣體反應體系，有以下幾種情況：對于氣體反應體系，有以下幾種情況： 恒溫恒溫時，增大壓強時，增大壓強引起引起體積縮小體積縮小引起引起濃度增大濃度增大引起引起反應速率加快反應速率加快 恒容恒容時時 a、充入氣體反應物、充入氣體反應物引起引起引起引起引起引起引起引起濃度增大濃度增大反應速率加快反應速率加快b、充入、充入“惰氣惰氣”總壓增大，但各分壓總壓增大，但各分壓不變，即各物質的的不變，即各物質的的濃度不變濃度不變 恒壓恒壓時：充入時：充入“惰氣惰氣”體積增大體積增大引起引起引起引起各反應物濃度減小各反應物
27、濃度減小反應速率減慢反應速率減慢恒壓恒壓時，充入等量的反應物時，充入等量的反應物引起引起濃度增大濃度增大引起引起速率加快速率加快2、 N2+3H2 2NH3 V正正V逆逆壓強改變壓強改變V正正 V逆逆如何變?nèi)绾巫冏兓潭仁欠褚粯幼兓潭仁欠褚粯釉龃髩簭娫龃髩簭奦正正 V逆逆減小壓強減小壓強V正正 V逆逆氣體分子數(shù)多得增大氣體分子數(shù)多得增大得更快即得更快即V正正 V逆逆氣體分子數(shù)少得減氣體分子數(shù)少得減小的少即小的少即V逆逆V正正 3、溫度對化學反應速率的影響、溫度對化學反應速率的影響 1 1、設、設C+COC+CO2 2=2CO(=2CO(吸熱），反應速率為吸熱），反應速率為 1 1 ； N N
28、2 2+3H+3H2 2=2NH=2NH3 3（放熱），反應速率為（放熱），反應速率為 2 2 ； 對于上述反應，當溫度升高時，對于上述反應，當溫度升高時，1 1和和2 2 的變化情況為的變化情況為 A A、都增大、都增大 B B、同時減小、同時減小 C C、1 1增大增大2 2減小減小 D D、1 1減小減小2 2增大增大2、 N2+3H2 2NH3 H0V正正V逆逆 壓強改變壓強改變V正正 V逆逆如何變?nèi)绾巫冏兓潭仁欠褡兓潭仁欠?一樣一樣 升高溫度升高溫度V正正 V逆逆 降低溫度降低溫度V正正 V逆逆吸熱反應方向速吸熱反應方向速率增大的倍數(shù)大率增大的倍數(shù)大即即V逆逆V正正 吸熱反應方向速吸熱反應方向速率減慢的倍數(shù)大率減慢的倍數(shù)大即即V正正 V逆逆
高中化學第二章 第一節(jié) 化學反應速率課件選修四
