化學(xué)反應(yīng)的速率與影響化學(xué)速率的因素新課

第一節(jié)化學(xué)反應(yīng)的速率

很快很慢在化學(xué)實(shí)驗(yàn)和日常生活中，我們經(jīng)常觀察到這樣的現(xiàn)象：有的反應(yīng)進(jìn)行的快，有的進(jìn)行的慢。●炸藥爆炸●金屬銹蝕●食物腐敗●離子反應(yīng)●塑料老化●溶洞形成快快慢慢慢慢化學(xué)反應(yīng)的快慢是相對的！不同的化學(xué)反應(yīng)進(jìn)行的快慢千差萬別，快和慢是相對而言的，我們以上的判斷方法都是定性地描述反應(yīng)的快慢。而在科學(xué)研究和實(shí)際應(yīng)用中，往往需要定量地描述一個(gè)反應(yīng)的快慢。如何定量地判斷一個(gè)化學(xué)反應(yīng)的速率呢?在物理中我們是如何定量地判斷一個(gè)物體移動速度快慢的？v＝△s△t一、化學(xué)反應(yīng)速率1、定義：2、表達(dá)式：3、單位：mol/(L?min)或mol/(L?s)通常用單位時(shí)間內(nèi)反應(yīng)物濃度的減少或生成物濃度的增加來表示。注意:

.

（1）v

(A)表示平均反應(yīng)速率，且為正值；需要指明具體物質(zhì)（2）Δc(A)

表示指定物質(zhì)的反應(yīng)前后的變化濃度；

（3）Δt表示濃度變化所對應(yīng)的時(shí)間變化值；

（4）固體與純液體的濃度視為常數(shù)例1、反應(yīng)4A(g)+5B(g)＝4C(g)＋6D(l)在2L的密閉容器中進(jìn)行，1分鐘后，A的物質(zhì)的量減少了0.12mol,判斷下列說法是否正確,并說明理由。①在該時(shí)間段內(nèi)，v（A）=0.12mol/(L·min)②A在1min末的反應(yīng)速率為0.06mol/(L·min)③此時(shí)間段內(nèi)的平均反應(yīng)速率V=0.06mol/(L·min)④在該時(shí)間段內(nèi)，v（A）=3.6mol/(L·s)

⑤在該時(shí)間段內(nèi)，v（C）=0.06mol/(L·min)，

v（D）=0.09mol/(L·min)錯(cuò)誤，注意容器的體積為2L錯(cuò)誤，計(jì)算出來的應(yīng)為平均速率錯(cuò)誤，要指明具體的物質(zhì)錯(cuò)誤，單位的換算。應(yīng)為0.06÷60=0.001mol/(L·s)錯(cuò)誤，固體與純液體的濃度視為常數(shù)速率計(jì)算結(jié)果mol/(L·min)速率之比化學(xué)計(jì)量系數(shù)之比v(A)

0.06v(B)

0.075v(C)

0.06454454數(shù)值可以不同4、速率之比=化學(xué)計(jì)量數(shù)之比請分別計(jì)算出上述反應(yīng)中A(g),B(g),C(g)的反應(yīng)速率,并思考其中的關(guān)系??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，數(shù)值可能不相同，但意義相同，均表示這段時(shí)間內(nèi)該反應(yīng)的化學(xué)反應(yīng)速率。例2、反應(yīng)A+3B=2C+2D在4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)在4種不同的條件下速率的快慢順序?yàn)椤?1)>(4)>(2)=(3)注意：比較反應(yīng)速率大小時(shí)，要結(jié)合化學(xué)方程式中物質(zhì)的化學(xué)計(jì)量數(shù)的大小來說明，需要用同一物質(zhì)的速率來表示。例3、在反應(yīng)mA＋nB＝pC中，已知A的反應(yīng)速率為0.5mol/(L?s)，B的反應(yīng)速率為1mol/(L?s)，C的反應(yīng)速率為1.5mol/(L?s)則該反應(yīng)的化學(xué)方程式為：_________________A＋2B=3C注意事項(xiàng)：（1）v

表示平均反應(yīng)速率，不是瞬時(shí)速率且為正值；（2）同一反應(yīng)的速率如果用不同物質(zhì)表示，數(shù)值可能不同，但表示的意義是相同的，所以表示速率時(shí)應(yīng)用下標(biāo)注明是哪種物質(zhì)的速率。（3）同一化學(xué)反應(yīng)中各物質(zhì)的反應(yīng)速率之比=反應(yīng)方程式中化學(xué)計(jì)量數(shù)之比。（4）固體與純液體的濃度視為常數(shù)。因此不用純固體或純液體來表示化學(xué)反應(yīng)速率1、在2L的密閉容器中，發(fā)生下列反應(yīng)：3A(g)+B(g)=2C(g)+D(g)若最初加入的A和B都是4mol，在前10sA的平均反應(yīng)速率為0.12mol/(L·s)，則10s時(shí)，容器中B的物質(zhì)的量為

。3.2mol3A(g)+B(g)2C(g)+D(g)始轉(zhuǎn)終44002.40.81.60.81.63.21.60.8化學(xué)平衡的計(jì)算——“三段法”mA(g)+nB(g)pC(g)+qD(g)始轉(zhuǎn)終ab00mxnxpxqxa-mxb-nxpxqx(2)體積分?jǐn)?shù)(1)轉(zhuǎn)化率(3)平均摩爾質(zhì)量假定反應(yīng)物A、B的起始量分別為amol和bmol；達(dá)到平衡時(shí)，A物質(zhì)轉(zhuǎn)化的物質(zhì)的量為mxmol2、把0.6molX氣體和0.6molY氣體混合于2L體積不變的密閉容器中，發(fā)生下列反應(yīng)：2X(g)+Y(g)=nZ(g)+2W(g)測得2min末有0.2molW生成，同時(shí)測得v(Z)=0.1mol/(L·min);求：（1）前2min內(nèi)v(X)（2）2min時(shí)，Y的濃度（3）n的值（4）2min時(shí)X的轉(zhuǎn)化率3、一定溫度下，向一容積為2L的真空容器中加入1mol氮?dú)猓?mol氫氣，3min后測得容器內(nèi)的壓強(qiáng)是起始時(shí)壓強(qiáng)的0.9倍。求：（1）3min內(nèi)V（H2）（2）反應(yīng)后混合氣體的平均摩爾質(zhì)量0.1mol/(L·min)9.44g/mol4、某可逆反應(yīng)在一定溫度時(shí)，X、Y、Z三種物質(zhì)在2L容器中的變化曲線如圖所示：①該反應(yīng)的化學(xué)方程式：_______，②反應(yīng)開始至2min，z的平均速率是___

。③2min末時(shí)X的轉(zhuǎn)化率？0.7yxz時(shí)間/min0.20.90.81

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40.201.00.40.6物質(zhì)的量/mol第二節(jié)影響化學(xué)反應(yīng)速率的因素普通分子活化能活化分子合理取向有效碰撞新物質(zhì)能量化學(xué)反應(yīng)速率理論——有效碰撞理論活化分子：在相同溫度下，分子的能量并不完全相同，有些分子的能量高于分子的平均能量，這些能量超過某一數(shù)值而可能發(fā)生化學(xué)反應(yīng)的分子稱為活化分子有效碰撞：能夠發(fā)生化學(xué)反應(yīng)的碰撞（足夠的能量和合適的取向）。能夠發(fā)生有效碰撞的一定是活化分子，但是活化分子不一定發(fā)生有效碰撞?；罨埽夯罨肿拥钠骄芰颗c所有分子的平均能量之差一、反應(yīng)速率理論——有效碰撞理論活化分子數(shù)=反應(yīng)物分子數(shù)×活化分子百分?jǐn)?shù)1、鎂條和鋁條+2mL3mol/LH2SO4？2、銅片+2mL3mol/LH2SO4？比較反應(yīng)快慢？原因？科學(xué)探究參加反應(yīng)的物質(zhì)的本身性質(zhì)（由分子結(jié)構(gòu)和原子結(jié)構(gòu)決定）規(guī)律：（1）反應(yīng)物的化學(xué)性質(zhì)越活潑，化學(xué)反應(yīng)速率越快；反之則越慢（2）反應(yīng)類型不同，原理不同，速率不同，如離子反應(yīng)通常比有機(jī)反應(yīng)要快得多1.內(nèi)因二、反應(yīng)速率的影響因素主要因素化學(xué)反應(yīng)速率內(nèi)因：由物質(zhì)本身的性質(zhì)決定外因：反應(yīng)物濃度、體系壓強(qiáng)、溫度、催化劑等條件Na、Mg、Al分別與酸反應(yīng)如何改變化學(xué)反應(yīng)速率？怎樣理解這種改變？

通過實(shí)驗(yàn)探究外部條件改變與反應(yīng)速率變化的關(guān)系，并用有效碰撞理論解釋。1、鎂條+2mL1mol/L和0.1mol/L的H2SO4？2、4mL0.01mol/LKMnO4+2mL0.1mol/L和0.2mol/L的H2C2O4

？（1）實(shí)驗(yàn)1、2各可以通過什么實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象來判斷化學(xué)反應(yīng)快慢？結(jié)論是什么？（2）KMnO4在酸性條件下氧化性更強(qiáng)，可以用什么酸來酸化？科學(xué)探究2KMnO4+5H2C2O4+3H2SO4=K2SO4+2MnSO4+10CO2↑+8H2O活化能活化能增大濃度活化能增大壓強(qiáng)活化能活化能活化能升高溫度活化能活化能正催化劑規(guī)律：當(dāng)其他條件不變時(shí)，

增加任一反應(yīng)物的濃度,

化學(xué)反應(yīng)速率加快；反之，減慢。注意：

①對于固體和純液體來說，濃度都是不變的，改變固體和純液體的量對于化學(xué)反應(yīng)速率幾乎不產(chǎn)生影響。

②反應(yīng)若是可逆反應(yīng)，增大任一反應(yīng)物濃度，正、逆反應(yīng)速率都加快；反之，正、逆反應(yīng)速率都減小。（1）.濃度二、反應(yīng)速率的影響因素2.外因濃度對反應(yīng)速率的影響濃度增大→單位體積內(nèi)n總↑T不變，活化分子%不變C活增大→有效碰撞↑→V↑科學(xué)探究2H2S+SO2=3S+2H2O

規(guī)律：當(dāng)其他條件不變時(shí)，增大壓強(qiáng)，濃度增大，化學(xué)反應(yīng)速率增大；反之，減小。（2）、壓強(qiáng)對象：只適合于有氣體參加的反應(yīng)注意：①只適合于有氣體參加的反應(yīng)，如果反應(yīng)物只有固體，液體、溶液時(shí)，改變壓強(qiáng)對反應(yīng)速率沒有影響。②反應(yīng)若是可逆反應(yīng)，增大壓強(qiáng)，濃度增大，正、逆反應(yīng)速率都加快；反之，正、逆反應(yīng)速率都減小。增大壓強(qiáng)，反應(yīng)物濃度增大，活化分子濃度增大，反應(yīng)速率加快。壓強(qiáng)對反應(yīng)速率的影響1、下列反應(yīng)，壓強(qiáng)對反應(yīng)速率無影響的是（）A、C(s)+H2O(g)=CO(g)+H2(g)B、AgNO3(aq)+HCl(aq)=AgCl(s)+HNO3(l)C、CO2(g)+Ca(OH)2(aq)=CaCO3(s)+H2O(l)D、2Al(s)+Fe2O3(s)=Al2O3(s)+2Fe(s)BD2.對于在一個(gè)密閉容器中進(jìn)行的可逆反應(yīng)：C(s)+O2(g)

=CO2(g)，下列說法中錯(cuò)誤的是()A、將碳塊粉碎成粉末可以加快化學(xué)反應(yīng)速率

B、增大氧氣的量可以加快化學(xué)反應(yīng)速率

C、增大壓強(qiáng)（改變體積）可以加快化學(xué)反應(yīng)速率

D、增加碳的量可以加快化學(xué)反應(yīng)速率D思考:3、在N2+3H22NH3中，當(dāng)其他外界條件不變時(shí)：①減小體系壓強(qiáng)，該反應(yīng)的速率怎么變？②在反應(yīng)中保持體系容積不變，充入N2

，反應(yīng)的速率怎么變？③在反應(yīng)中保持體系容積不變，充入He，反應(yīng)的速率怎么變？④在反應(yīng)中保持體系壓強(qiáng)不變，充入He，反應(yīng)的速率怎么變？幾種情況:①、恒溫時(shí)：體積減少→增大壓強(qiáng)→反應(yīng)物濃度增大→反應(yīng)速率增大②、恒容時(shí)：A、充入氣體反應(yīng)物→反應(yīng)物濃度增大→總壓增大→反應(yīng)速率增大；B、充入“與反應(yīng)無關(guān)的氣體”（如He、Ne等）→引起總壓增大（但各反應(yīng)物的分壓不變）→各物質(zhì)的濃度不變→反應(yīng)速率不變③、恒壓時(shí)：充入“無關(guān)氣體”（如He等）→引起體積增大→各反應(yīng)物濃度減小→反應(yīng)速率減小。3．對于反應(yīng)：N2＋O22NO，在密閉容器中進(jìn)行，下列條件能加快反應(yīng)速率的是（）；減慢化學(xué)反應(yīng)速率的是（）；無影響的是（）A．縮小體積使壓強(qiáng)增大B．體積不變減少N2的量C．體積不變充入He使壓強(qiáng)增大D．壓強(qiáng)不變，充入氣體NeE．體積不變，充入氣體NOAECBD實(shí)質(zhì)：壓強(qiáng)改變是否引起參加反應(yīng)的物質(zhì)的濃度發(fā)生改變；若改變體系的壓強(qiáng)，若不能改變

反應(yīng)物的濃度，則不能改變反應(yīng)速率。增大體系的壓強(qiáng)是否一定加快反應(yīng)速率，該如何正確理解壓強(qiáng)對化學(xué)反應(yīng)速率的影響？5mL0.1mol/L的H2SO4+5mL0.1mol/LNa2S2O3熱水冷水快慢Na2S2O3+H2SO4=Na2SO4+SO2+S↓+H2O科學(xué)探究生活體驗(yàn)：食物腐敗（3）、溫度規(guī)律：其它條件不變時(shí)，

①升高溫度，化學(xué)反應(yīng)速率增大；反之，減小。②實(shí)驗(yàn)測得，溫度每升高10℃，化學(xué)反應(yīng)速率通常增大原來的2-4倍。注意：

①溫度對反應(yīng)速率的影響不受反應(yīng)物狀態(tài)的限制②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。有效碰撞理論解釋溫度增加→普通分子變?yōu)榛罨肿印罨肿影俜致试黾印罨肿优鲎差l率增加→單位體積內(nèi)活化分子數(shù)增加→有效碰撞次數(shù)增加→v增大溫度增加→有效碰撞次數(shù)增加→v增大實(shí)驗(yàn)反應(yīng)溫度/℃Na2S2O3溶液稀H2SO4H2OV/mLc/（mol·L-1）V/mLc/（mol·L-1）V/mLA2550.1100.15B2550.250.210C3550.1100.15D3550.250.2101.硫代硫酸鈉溶液與稀硫酸反應(yīng)的化學(xué)方程式為：Na2S2O3+H2SO4=Na2SO4+SO2+S↓+H2O,下列各組實(shí)驗(yàn)中最先出現(xiàn)渾濁的是()

注意：

1、濃度是指反應(yīng)物在混合后的濃度，而不是加入時(shí)的濃度；2、實(shí)際參加反應(yīng)的物質(zhì)的濃度發(fā)生改變時(shí)，才能引起化學(xué)反應(yīng)速率的變化。D2、設(shè)2NO+CO

CO2+N2(正反應(yīng)吸熱)反應(yīng)速率為v1；N2+3H22NH3(正反應(yīng)放熱)反應(yīng)速率為v2。對于上述兩個(gè)反應(yīng)，當(dāng)溫度升高時(shí)，v1和v2變化情況為（）A、同時(shí)增大B、同時(shí)減小C、v1減小，v2增大D、v1增大，v2減小√A科學(xué)探究〖探究1〗設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)比較在2mL5%的H2O2中分別加入0.1mol/LFeCl3和CuSO4溶液各1mL，比較二者分解速率？加入試劑FeCl3

CuSO4

產(chǎn)生氣泡快慢結(jié)論很快慢FeCl3對該反應(yīng)的催化效果更好（選擇性）

最慢科學(xué)探究〖探究2〗設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)比較在4mL0.01mol/LKMnO4和2mL0.1mol/LH2C2O4，加不加MnSO4對反應(yīng)速率有否影響？加入試劑0.01mol/LKMnO4

0.1mol/LH2C2O40.01mol/LKMnO4

0.1mol/LH2C2O4MnSO4溶液褪色時(shí)間結(jié)論很快慢MnSO4對該反應(yīng)有催化作用

科學(xué)探究〖探究3〗現(xiàn)有5mL淀粉溶液、碘水、2mol/L硫酸溶液。設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)比較唾液、稀硫酸對反應(yīng)速率影響效果如何？加入試劑硫酸溶液、淀粉溶液、碘水唾液、淀粉溶液碘水反應(yīng)現(xiàn)象結(jié)論藍(lán)色很快褪去藍(lán)色難褪去唾液對該反應(yīng)的催化效果更好

催化劑有選擇性，對溫度有要求規(guī)律：其他條件不變時(shí)，催化劑能大幅改變化學(xué)反應(yīng)的速率。催化劑：參加反應(yīng)，但反應(yīng)前后自身的組成、化學(xué)性質(zhì)和質(zhì)量不發(fā)生變化，具有高度的選擇性（或?qū)Ｒ恍裕Ｕ呋瘎┴?fù)催化劑催化劑中毒：因接觸少量的雜質(zhì)而使催化性能明顯下降甚至遭破壞的現(xiàn)象。（4）、催化劑如沒有特殊說明，凡說催化劑都是指正催化劑。具有高度的選擇性和對溫度有要求。反應(yīng)進(jìn)程反應(yīng)物生成物能量E1E2活化分子正反應(yīng)活化能逆反應(yīng)活化能反應(yīng)熱沒加催化劑加催化劑加入催化劑→降低活化能→普通分子變?yōu)榛罨肿印鷙增大→活化分子→活化分子濃度增加→有效碰撞次數(shù)增加百分率增加1.某反應(yīng)在催化劑的作用下進(jìn)行：C+B==F+GA＋B==C+D此反應(yīng)的催化劑是

，總反應(yīng)的方程式為

。CA＋2B==D+F+G2.已知在一定條件下發(fā)生下列反應(yīng)2X+W=Y+ZY+N=W+Z；則總反應(yīng)方程式為__________。其中X、N為______；W為_______；Y為________。2X+N=2Z反應(yīng)物催化劑中間產(chǎn)物規(guī)律：當(dāng)其它條件不變時(shí)，增大固體反應(yīng)物的表面積，化學(xué)反應(yīng)速率增大。反之，減小。（5）、固體反應(yīng)物的表面積其他：

①反應(yīng)物的狀態(tài)：一般配制成溶液或使反應(yīng)物成為氣體，能夠增大反應(yīng)物之間的接觸機(jī)會②溶劑的性質(zhì)、光、超聲波、磁