化學化學反應速率魯科選修

化學化學反應速率魯科選修第1頁/共44頁一個化學反應是否具有利用價值不僅決定于它是否有可能發(fā)生以及反應進行的程度,還決定于

。要想有效地控制化學反應，必須要了解化學反應是怎樣進行的，并能定量分析濃度、溫度、催化劑等反應條件對化學反應速率的影響程度引入意義化學反應速率的快慢第2頁/共44頁影響化學反應速率的因素有哪些?如何定量描述化學反應的速率知識重溫濃度溫度壓強催化劑體驗教材P56《活動·探究》反應物間的接觸面積第3頁/共44頁分別取濃度為2.0、1.5、1.0（mol·L-1)的鹽酸各50ml與0.3g鎂條反應，記錄比較鎂條完全溶解所需反應時間第4頁/共44頁反應開始第5頁/共44頁反應結(jié)束第6頁/共44頁思考二若用單位時間內(nèi)鹽酸濃度的減小或氯化鎂濃度的增大來表示該化學反應的速率，需要哪些數(shù)據(jù)呢？二者在數(shù)值上相等嗎？為什么？思考一實驗中化學反應速率可用哪些方法表示？單位時間內(nèi)鹽酸溶液或氯化鎂的濃度變化單位時間內(nèi)鎂的質(zhì)量變化單位時間內(nèi)鎂的物質(zhì)的量的變化需要準確量取鹽酸的體積，并利用關(guān)系式計算出反應中消耗的氯化氫或生成的氯化鎂的物質(zhì)的量第7頁/共44頁一、化學反應速率1.概念及計算公式對于反應體系體積不變的化學反應，通常用單位時間內(nèi)反應物濃度的減少或生成物濃度的增大來表示化學反應速率2.應用中應注意的問題計算公式①概念中的反應速率實際上是某段時間間隔內(nèi)的平均反應速率。時間間隔越短，在這段時間發(fā)生的濃度變化越接近瞬時反應速率（指在某一瞬間的反應速率）單位mol·L-1·min-1mol·L-1·s-1②對某一具體化學反應來說，在用不同物質(zhì)表示化學反應速率時所得數(shù)值往往不同。用各物質(zhì)表示的化學反應速率的數(shù)值之比等于化學方程式中各物質(zhì)的系數(shù)之比第8頁/共44頁在2A＋B==3C＋4D反應中，下面表示的反應速率最快的是（）

A.VA＝3.0mol·L－1·min－1

B.VB＝0.28mol·L－1·S－1

C.VC＝4.8mol·L－1·min－1

D.VD＝1.0mol·L－1·S－1

練習B第9頁/共44頁2.可逆反應mA(g)+nB(g)xC(g)，已知VA=amol/L.min，VB=bmol/L.min，VC=cmol/L.min，則x的值為

A.bc/nB.ac/m

C.nc/bD.mc/a

3.已知4NH3+5O24NO+6H2O,若反應速率分別用υ(NH3)、υ(O2)、υ(NO)、υ(H2O)[mol/（L·s）]表示，下列關(guān)系式正確的是A．4υ(NH3)=5υ(O2)Ｂ．5υ(O2)=6υ(H2O)

Ｃ.2υ(NH3)=3υ(H2O)Ｄ.4υ(O2)=5υ(NO)

CDD第10頁/共44頁反應物的濃度與化學反應的速率之間的定量關(guān)系探究：實驗編號12345C(HI)/mol·L-10.1000.2000.3000.1000.100C(H2O2)/mol·L-10.1000.1000.1000.2000.300v/mol·L-1·s-10.00760.01530.02270.01510.0228二、濃度對化學反應速率的影響小組完成教材Ｐ５８《交流·研討》請找出化學反應速率與C(HI)、C(H2O2)之間的關(guān)系,并嘗試寫出相應的數(shù)學表達式第11頁/共44頁V=kc(H2O2)c(HI)反應速率常數(shù)1.表示單位濃度下的化學反應速率2.通常反應速率常數(shù)越大，反應進行得越

.3.與濃度無關(guān)，但受

、

、

.等因素的影響4.反應速率常數(shù)有單位。在不同的速率表達式中，反應速率常數(shù)的單位可能不同，單位不同的速率常數(shù)沒有可比性快溫度催化劑固體表面性質(zhì)第12頁/共44頁結(jié)合教材P58表2-3-2，理解如下兩點：1.反應物濃度對化學反應速率的影響程度與其在化學方程式中的系數(shù)并無確定的關(guān)系，不能根據(jù)化學方程式寫出速率方程2.壓強對化學反應速率的影響實質(zhì)是通過改變反應物質(zhì)濃度實現(xiàn)的，因此壓強的改變會對氣體參與的化學反應速率產(chǎn)生影響，而對于只涉及液體和固體的反應幾乎沒有影響第13頁/共44頁三、溫度對化學反應速率的影響經(jīng)驗規(guī)律（范托夫經(jīng)驗規(guī)則）通常情況下，溫度每升高10℃，化學反應速率將增大到原來的2～4倍

對于反應M＋N→P，如果溫度每升高10℃，速率增加為原來的3倍。在10℃時完成反應的10%需要54min，將溫度提高到40℃完成反應的10%需要的時間為（）

A.2min B.3min

C.6min D.9minA練習第14頁/共44頁小組交流研討教材P59表2-3-3,聯(lián)系化學反應速率與參與反應的物質(zhì)的濃度的關(guān)系式,分析表中提供的數(shù)據(jù)思考:范托夫經(jīng)驗規(guī)則是否普遍適用?溫度對化學反應速率有怎樣的影響?范托夫經(jīng)驗規(guī)則與表中提供的數(shù)據(jù)相矛盾,這說明此規(guī)則適用范圍有限,只能對一些反應的化學反應速率做粗略估計溫度越高,反應速率常數(shù)越大,化學反應速率越快升高相同溫度,對不同化學反應的反應速率的影響程度一樣嗎?

溫度對不同化學反應的反應速率的影響程度不一樣,溫度對反應速率常數(shù)的影響與活化能有關(guān)第15頁/共44頁2.活化能(Ea)能發(fā)生化學反應的分子必須是吸收能量后形成的活化分子,而活化能是普通反應物分子形成活化分子所吸收的能量活化能越高,反應越

進行,反應速率常數(shù)越

.AB+C△HEaA···

B···CA+BC難小只有基元反應的活化能才是活化分子平均能量與普通反應物分子平均能量的差值Ea’反應進程能量第16頁/共44頁K反應速率常數(shù)A

比例常數(shù)e

自然對數(shù)的底R

摩爾氣體常量阿侖尼烏斯公式阿侖尼烏斯工作照Ea

活化能活化能單位:J·mol-1kJ·mol-1第17頁/共44頁當Ea>0時,升高溫度,反應速率常數(shù)增大,化學反應速率隨之增大由阿侖尼烏斯公式可知,Ea值越大,改變溫度對反應速率的影響程度就越大,這就是升高相同溫度時不同化學反應的速率增加的倍數(shù)不同的原因阿侖尼烏斯公式第18頁/共44頁小組交流研討分析教材P62表2-3-5所列出的數(shù)據(jù)信息,并根據(jù)表中數(shù)據(jù)討論:概念：能加快化學反應速率而在反應前后本身的質(zhì)量和化學性質(zhì)不變的物質(zhì)催化劑通過參與反應改變反應歷程降低反應的活化能來提高化學反應速率（以氯催化臭氧分解歷程為例分析）催化劑不能改變化學反應的平衡常數(shù)，不能改變平衡轉(zhuǎn)化率催化劑具有選擇性，催化活性受

影響較大．四、催化劑對化學反應速率的影響思考一催化劑對化學反應速率有怎樣的影響?催化劑對化學反應速率常數(shù)是否有影響?思考二實驗與其他因素相比,催化劑對化學反應速率影響程度如何?為什么?溫度第19頁/共44頁思考二實驗與其他因素相比,催化劑對化學反應速率影響程度如何?為什么?由于催化劑參與反應改變反應歷程，因此可以較大幅度地降低反應的活化能，從而能有效地提高化學反應速率．能量第20頁/共44頁化學反應速率１.概念公式單位計算課堂小結(jié)２.外界條件對化學反應速率的影響第21頁/共44頁外界條件作用規(guī)律實質(zhì)相關(guān)公式注意濃度通常增大反應物濃度可以提高化學反應速率反應速率與反應物濃度關(guān)系式不影響反應速率常數(shù)，關(guān)系式與方程式中系數(shù)并無確定的關(guān)系溫度溫度升高速率常數(shù)增大反應速率提高①范托夫規(guī)則②阿侖尼烏斯公式化學反應的活化能越大,溫度對化學反應速率的影響越大壓強實質(zhì)是改變反應物質(zhì)濃度只對氣體參與的化學反應速率產(chǎn)生影響，而對于只涉及液體和固體的反應幾乎沒有影響催化劑參與反應，改變反應歷程降低反應的活化能有效地提高化學反應速率．不能改變化學反應的平衡常數(shù)，不能改變平衡轉(zhuǎn)化率，能改變化學反應速率常數(shù);具有選擇性第22頁/共44頁外界條件作用實質(zhì)相關(guān)公式活化分子百分數(shù)注意濃度改變單位體積活化分子總數(shù)反應速率與反應物濃度關(guān)系式不變不影響反應速率常數(shù)關(guān)系式與方程式中系數(shù)并無確定的關(guān)系溫度改變單位體積活化分子百分數(shù)①范托夫規(guī)則②阿侖尼烏斯公式增大Ea>0時,升高溫度,反應速率常數(shù)增大,化學反應速率增大壓強改變單位體積活化分子總數(shù)不變壓強的改變只對氣體參與的化學反應速率產(chǎn)生影響，而對于只涉及液體和固體的反應幾乎沒有影響催化劑參與反應改變反應歷程降低反應的活化能有效地提高化學反應速率．增大不能改變化學反應的平衡常數(shù)不能改變平衡轉(zhuǎn)化率;具有選擇性第23頁/共44頁思考三某同學經(jīng)過一系列測定，繪制出的溶液的PH隨反應時間的變化曲線如下，試分析整個反應過程中溶液PH的變化先快后慢的原因

。PH反應時間答案鎂與鹽酸反應放熱，隨著溶液溫度升高，反應速率加快；經(jīng)過一段時間后，溶液溫度不再有明顯變化，溶液濃度降低，反應速率減慢第24頁/共44頁二氧化氮在加熱條件下能夠分解成一氧化氮和氧氣。該反應進行到45秒時，達到平衡（NO2濃度約為0.0125mol/L）。右圖中的曲線表示二氧化氮分解反應在前25秒內(nèi)的反應進程。

（1）請計算前20秒內(nèi)氧氣

的平均生成速度：

；

（2）若反應延續(xù)至70秒，

請在圖中用實線畫出25秒

至70秒的反應進程曲線。

（3）若在反應開始時加入

催化劑（其他條件都不變），

請在圖上用虛線畫出加催化

劑后的反應進程曲線。第25頁/共44頁2．一氧化氮與一氧化碳都是汽車尾氣里的有害物質(zhì)，它們能緩慢地起反應生成氮氣和二氧化碳．對此反應，下列敘述中正確的是[]

A．使用催化劑不能改變反應速率

B．使用催化劑能增大反應速率或減小反應速率

C．降低壓強能增大反應速率

D．升高溫度能增大反應速率第26頁/共44頁1、必修二中我們學習了哪些外界條件對化學反應速率產(chǎn)生影響？2、化學反應速率常數(shù)k受哪些因素的影響？溫故知新第27頁/共44頁一、溫度對化學反應速率的影響規(guī)律：溫度升高，化學反應速率加快

溫度降低，化學反應速率減慢第28頁/共44頁1、范托夫規(guī)律的內(nèi)容是什么？對于在溶液中發(fā)生的反應，溫度每升高10k,反應速率增加到2-4倍。請同學們閱讀教材58頁，討論思考以下問題：2、溫度怎樣影響化學反應速率常數(shù)？溫度升高速率常數(shù)增大3、升高相同溫度，對不同的化學反應影響程度一樣嗎？不一樣交流研討第29頁/共44頁阿倫尼烏斯經(jīng)驗公式的表達式為

，(1)對同一化學反應，Ea相同，當Ea＞0時，升高溫度，反應速率常數(shù)

化學反應速率隨之加快；(2)對不同的化學反應，Ea不同,若反應溫度相同,Ea越大，反應速率常數(shù)

化學反應速率越慢。k=Ae-Ea/RT增大越小想一想阿倫尼烏斯經(jīng)驗公式第30頁/共44頁（1）活化能不同的化學反應有不同的活化能。它是活化分子的平均能量與普通分子的平均能量的差值。反應速率的大小與活化能有關(guān)，活化能越小，反應速率越快。（2）活化分子反應中能量較高，可能發(fā)生化學反應的分子。其具有的能量等于或大于活化能。相關(guān)概念第31頁/共44頁與必修二相比，你對“溫度對化學反應速率的影響”這一問題又有何新的認識？從定量的角度進一步了解溫度對化學反應速率的影響，溫度會影響反應速率常數(shù),從而影響化學反應速率交流討論第32頁/共44頁第33頁/共44頁二、催化劑對化學反應速率的影響規(guī)律：加入催化劑，化學反應速率加快第34頁/共44頁請同學們閱讀教材61～62頁，思考以下問題：（1）催化劑對化學反應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反應速率的？（3）從乙烯與氧氣的兩個反應中，你發(fā)現(xiàn)催化劑具有什么特點？（4）催化劑能改變化學反應的平衡常數(shù)嗎？交流研討第35頁/共44頁（1）催化劑對化學反應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反應的速率。與其他因素相比，催化劑對化學反應的影響更明顯。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反應速