化学反应速率和速率的测定省公共课一等奖全国赛课获奖课件.pptx

第二章第二章 化学反应速率和化学平衡化学反应速率和化学平衡 化学反应原理三个化学反应原理三个主要方面主要方面化学反应进行方向化学反应进行方向-推进力推进力2 21 1化学反应快慢化学反应快慢-速率速率化学反应进行程度化学反应进行程度-化学平衡化学平衡3 3第1页回想钠和钾分别与水反应现象。回想钠和钾分别与水反应现象。比较等物质量浓度盐酸和醋酸与大理石比较等物质量浓度盐酸和醋酸与大理石反应快慢。反应快慢。不一样化学反应快慢是不一样。怎么来不一样化学反应快慢是不一样。怎么来比较和描述不一样反应快慢呢？比较和描述不一样反应快慢呢？化学反应速率是化学反应速率是用来衡量化学用来衡量化学反应进行快慢程度反应进行快慢程度一个物理量。一个物理量。第2页溶液中溶质物质量浓度公式是什么？若已知某物质质量，怎样求其物质量。第3页自主学习1.A物质在物质在2min内浓度由内浓度由1mol/L到到2mol/L，求以，求以A表示化学反应表示化学反应V。2.B物质在反应前浓度为物质在反应前浓度为3mol/L，3min后变为后变为1.5mol/L，求以，求以B表示化表示化学反应学反应V。3.在在V为为10L容器中，气体质量为容器中，气体质量为10g,5min后后H2被消耗完，求以被消耗完，求以H2表示化学表示化学反应反应V。第4页一、化学反应速率一、化学反应速率 1、含含 义：义：2、表示方法：表示方法：3、数学表示式：数学表示式：4、单单 位：位：化学反应速率是用来衡量化学反应进行快慢物化学反应速率是用来衡量化学反应进行快慢物理量。理量。化学反应速率用单位时间（如每秒，每分，每化学反应速率用单位时间（如每秒，每分，每小时）内反应物或生成物物质量改变来表示。小时）内反应物或生成物物质量改变来表示。在容积不变反应器中，通常是用单位时间内反在容积不变反应器中，通常是用单位时间内反应物浓度降低或生成物浓度增加来表示应物浓度降低或生成物浓度增加来表示。V=C/t mol/（Ls）或或 mol/（Lmin）或或 mol/（Lh）第5页设问设问1：在以下方程式中，哪些物：在以下方程式中，哪些物质可表示化学反应速率？质可表示化学反应速率？2Na(s)+2H2O(l)=2NaOH(aq)+H2(g)C(s)+CO2(g)=CO(g)设问设问2：化学反应速率是平均值还：化学反应速率是平均值还是瞬时值？是瞬时值？第6页问题问题一、一、V（N2）、）、V（H2）与）与 V（NH3）数）数值值是否相同？是否相同？问题二、是否表示此反应同一个速率？数值上有何规律？问题二、是否表示此反应同一个速率？数值上有何规律？问题三、由上述计算题结果，你会得出什么结论？问题三、由上述计算题结果，你会得出什么结论？结论结论：对对于在一个容器中普通反于在一个容器中普通反应应 aA+bB=cC+dD来来说说 V(A)：V(B)：V(C)：V(D)=C(A)：C(B)：C(C)：C(D)=n(A)：n(B)：n(C)：n(D)=a：b：c：d 第7页了解化学反应速率表示方法时了解化学反应速率表示方法时应注意几个问题：应注意几个问题：1.1.上述化学反应速率是平均速率，而不是瞬时速率。上述化学反应速率是平均速率，而不是瞬时速率。2.2.化学反应速率是标量，化学反应速率是标量，无正负号无正负号。普通都普通都取正值，所以化学反应速率普通为正值。取正值，所以化学反应速率普通为正值。3.3.因为在反应中固体和纯液体浓度是恒定不变，因为在反应中固体和纯液体浓度是恒定不变，所以对于有纯液体或固体参加反应普通不用所以对于有纯液体或固体参加反应普通不用 纯液体或固体来表示化学反应速率。纯液体或固体来表示化学反应速率。第8页4 4、对于同一个反应来说，用不一样物质来表示该、对于同一个反应来说，用不一样物质来表示该反应速率时，其数值不一样，反应速率时，其数值不一样，但表示意义相同。但表示意义相同。所以，表示化学反应速率时，必须指明是用反应体所以，表示化学反应速率时，必须指明是用反应体系中哪种物质做标准。系中哪种物质做标准。每种物质都能够用来每种物质都能够用来表示同一反应快慢。表示同一反应快慢。5 5、在同一个反应中，各物质反应速率之比等于方、在同一个反应中，各物质反应速率之比等于方程式中系数比。程式中系数比。了解化学反应速率表示方法时了解化学反应速率表示方法时应注意几个问题：应注意几个问题：第9页常见题型例举常见题型例举1、用不一样物质来表示反应速率。、用不一样物质来表示反应速率。例例1、反应、反应4NH3+5O2=4NO+6H2O 在在5L密闭容器中密闭容器中进行，进行，30s后，后，NO物质量增加了物质量增加了0.3mol，则此反应平均则此反应平均速率可表示为：速率可表示为：A、v(O2)=0.01 mol/Ls B、v(NO)=0.008 mol/LsC、v(H2O)=0.003 mol/Ls D、v(NH3)=0.002 mol/Ls v(NO)=0.3/（530）=0.002 mol/Ls 第10页2、比较反应速率大小、比较反应速率大小例例2、反应、反应A+3B=2C+2D在四种不一样情况下反应速在四种不一样情况下反应速率分别为率分别为VA=0.15molL-1s-1 VB=0.6molL-1s-1 Vc=0.4molL-1s-1 VD=0.45molL-1s-1 则该反应在不一样条件下速率快慢次序是则该反应在不一样条件下速率快慢次序是 =结论结论2：在同一反应中，反应速率大小不能单纯地看数在同一反应中，反应速率大小不能单纯地看数值大小，值大小，还要结合化学方程式中物质化学计还要结合化学方程式中物质化学计量数大小来说明。量数大小来说明。应化为同一个物质反应速率再应化为同一个物质反应速率再进行比较（进行比较（标准一致，单位统一，标准一致，单位统一，）第11页3、依据各物质反应速率之比写出化学方程式。、依据各物质反应速率之比写出化学方程式。例例3、某温度下，浓度都是、某温度下，浓度都是1mol/L两种气体两种气体X2和和Y2，在，在密闭容器中反应生成气体密闭容器中反应生成气体Z，经过，经过t min后，测得物质后，测得物质量浓度分别为：量浓度分别为：c(X2)=0.4mol/L，c(Y2)=0.8mol/L，c(Z)=0.4mol/L，则该反应反应方程式可表示为：，则该反应反应方程式可表示为：3X2 +Y2 =2Z3X2 +Y2 =2X3Y第12页习题：已知反应习题：已知反应N2+3H2 2NH3，依据下列图判断依据下列图判断1、A是是_物质量浓度改物质量浓度改变情况变情况2、C是是_物质量浓度改物质量浓度改变情况变情况3、2分钟内分钟内N2平均速率是多少平均速率是多少？H2NH30.5mol/(L min)第13页 在在2L密闭容器中，加入密闭容器中，加入1mol N2和和3molH2，发生，发生 N2+3H2 2NH3，在，在2s末时，测得容器中含有末时，测得容器中含有0.4molNH3，求该反应化学反应速率。，求该反应化学反应速率。解：N2 +3H2 2NH3 起始量（mol）：1 3 0 2s末量（mol）：1-0.2 3-0.6 0.4改变量（mol）：0.2 0.6 0.4 则 V（N2）=0.2/22=0.05 mol/（Ls）V（H2）=0.6/22=0.15 mol/（Ls）V(NH3)=0.4/22=0.1 mol/（Ls）第14页注意：计算化学反应速率步骤注意：计算化学反应速率步骤:起始浓度起始浓度c（起始起始）改变浓度改变浓度 c 终了浓度终了浓度c（终了终了）-三段式三段式第15页例例2:将等物质量将等物质量A、B混合于混合于2L密闭容器中，密闭容器中，发生以下反应：发生以下反应：3 A（g）+B（g）=x C（g）+2 D（g），），4min后测得后测得C（D）=0.5mol/L，C(A):C(B)=3:5，C平均反应速率为平均反应速率为0.125mol/(L min)，求：，求：(1)此时此时A物质量浓度物质量浓度?(2)B平均反应速率平均反应速率?(3)x值是多少值是多少?第16页 不一样浓度稀硫酸与锌反应试验，不一样浓度稀硫酸与锌反应试验，你准备怎样比较反应速率快慢？你准备怎样比较反应速率快慢？第17页化学反应速率测量化学反应速率测量 2、化学反应进行时候，反应物和生成物浓度都在不停地改变，因为反应体系中一个反应物浓度改变，必定引发其它物质浓度发生对应改变。所以，化学反应速率只要用反应体系中任何一个物质（反应物或生成物）浓度改变来表示，普通以最轻易测定物质表示。3 3、在物质很多性质中、在物质很多性质中,尤其是在溶液中尤其是在溶液中,当反应物当反应物或生成本身有比较显著颜色时或生成本身有比较显著颜色时,人们经常利用颜色人们经常利用颜色深浅和显色物质浓度间正比关系来跟踪反应过程和深浅和显色物质浓度间正比关系来跟踪反应过程和测量反应速率测量反应速率.1、化学反应速率是经过试验测定。第18页化学反应速率测定基本思绪：可用于化学反应速率测定基本性质可直接观察性质,如释放出气体体积和体系压强依靠科学仪器才能测量性质,如颜色深浅、光吸收、光发射、导电能力在溶液中,当反应物或生成本身有比较显著颜色时,人们经常利用颜色深浅和显色物质浓度间正比关系来跟踪反应过程和测量反应速率.第19页观察产生气泡快、慢；观察产生气泡快、慢；观察试管中剩下锌粒质量多、少；观察试管中剩下锌粒质量多、少；用手触摸试管，感受试管外壁温度高、低用手触摸试管，感受试管外壁温度高、低定性描述定性描述试验现象试验现象 判断反应快慢判断反应快慢第20页试验测量判断反应快慢试验测量判断反应快慢定量描述定量描述试验测量判断反应快慢试验测量判断反应快慢定量描述定量描述测定气体体积或体系压强测定气体体积或体系压强测定物质物质量改变测定物质物质量改变测定物质或离子浓度改变测定物质或离子浓度改变测定体系温度或测定反应热量改变测定体系温度或测定反应热量改变试验测量判断反应快慢试验测量判断反应快慢定量描述定量描述第21页 按图安装两套装置，按图安装两套装置，在锥形瓶内各盛有在锥形瓶内各盛有2g2g锌粒锌粒（颗粒大小基本相同），（颗粒大小基本相同），然后经过分液漏斗分别加然后经过分液漏斗分别加入入40mL 1mol/L40mL 1mol/L和和40mL 40mL 4mL/L4mL/L硫酸，比较二者搜硫酸，比较二者搜集集10mLH10mLH2 2所用时间。所用时间。二、化学反应速率试验测定二、化学反应速率试验测定第22页试验步骤：试验步骤：1 1、连接试验装置、连接试验装置2 2、检验装置气密性、检验装置气密性3 3、先向锥形瓶中加入锌粒，然后再向分液漏斗中、先向锥形瓶中加入锌粒，然后再向分液漏斗中 加入稀硫酸加入稀硫酸4 4、使稀硫酸滴入锥形瓶与锌粒反应、使稀硫酸滴入锥形瓶与锌粒反应5 5、观察搜集、观察搜集10mLH10mLH2 2所用时间所用时间 二、化学反应速率试验测定二、化学反应速率试验测定第23页注意事项：注意事项：1 1、注意安全，团结协作、注意安全，团结协作2 2、怎样检验装置气密性、怎样检验装置气密性3 3、何时计时，用何仪器计时、何时计时，用何仪器计时 4 4、稀硫酸滴入时注意：、稀硫酸滴入时注意：a:a:保持导气管顺畅保持导气管顺畅 b b液体快速滴下液体快速滴下 c c滴完后快速关闭分液漏斗活塞滴完后快速关闭分液漏斗活塞5 5、注射器读数到什么位置，是、注射器读数到什么位置，是10mL10mL处吗处吗第24页加入试剂加入试剂反应时间反应时间(min)(min)反应速率反应速率(mL/min)(mL/min)1mol/LH1mol/LH2 2SOSO4 44mol/LH4mol/LH2 2SOSO4 4结论结论：锌跟硫酸反应产生气泡，搜集锌跟硫酸反应产生气泡，搜集10 mL10 mL气体。浓硫酸气体。浓硫酸所用时间比稀硫酸所用时间短所用时间比稀硫酸所用时间短试验数据试验数据：试验现象试验现象：4mol/L4mol/L硫酸与锌反应比硫酸与锌反应比1mol/L1mol/L硫酸硫酸与锌反应快。与锌反应快。第25页测量化学反应速率常见方法测量化学反应速率常见方法1 1、量气法、量气法2 2、比色法、比色法3 3、电导法、电导法4 4、激光技术法、激光技术法第26页测量化学反应速率常见方法测量化学反应速率常见方法1 1、量气法、量气法2 2、比色法、比色法3 3、电导法、电导法4 4、激光技术法、激光技术法1 1、化学反应速率含义及、化学反应速率含义及数学数学表示式表示式2 2、常见试验室测定化学反应速率、常见试验室测定化学反应速率第27页 (1)向向2L密闭容器密闭容器(内有催化剂内有催化剂)充入充入2molSO2和和1molO2，经，经2S，测得容器内有，测得容器内有1molSO3，则该，则该反应速率可怎样表示？反应速率可怎样表示？(2)在一定条件下，密闭容器中合成氨，在一定条件下，密闭容器中合成氨，3H2+N2 2NH3，开始时测得，开始时测得C(H2）=4mol/L，C（N2）=1mol/L，2S末，测得末，测得C（N2）=0.9mol/L。求。求V（H2）为多大？）为多大？第28页(1)解：解：2SO2 +O2 2SO3 起始量（起始量（mol）：）：2 1 0 2s末量（末量（mol）：）：1改变量（改变量（mol）：）：1 0.5 1 则则 V（SO2）=V（SO3）=0.25 mol/（Ls）V（O2）=0.125 mol/（Ls）(2)解：解：V（N2）=C(N2)/t=0.05 mol/（Ls）V（H2）=3 V（N2）=0.15 mol/（Ls）第29页1 1、在密闭容器中、在密闭容器中A A与与B B反应生成反应生成C C，其反应速率，其反应速率分别用分别用V(A)V(A)、V(B)V(B)、V(C)V(C)表示。已知表示。已知V(A)V(A)、V(B)V(B)、V(C)V(C)之间有以下关系之间有以下关系2V(B)=3V(A)2V(B)=3V(A)，3V(C)=2V(B)3V(C)=2V(B)。则此反应可表示为。则此反应可表示为()()A A、2A+3B=2C B2A+3B=2C B、A+3B=2CA+3B=2C C C、3A+B=2C D3A+B=2C D、A+B=CA+B=CA第30页2 2、可逆反应、可逆反应A A（g g）+B+B（g g）=C=C（g g）+D+D（g g），在四种不一样情况下反应速率以下，其中反应进，在四种不一样情况下反应速率以下，其中反应进行得最快是（行得最快是（）A.V A.V（A A）=0.15mol/=0.15mol/（L Lminmin）B.V B.V（B B）=0.5 mol/=0.5 mol/（L Lminmin）C.VC.V（C C）=0.4 mol/=0.4 mol/（L Lminmin）D.VD.V（D D）=0.01 mol/=0.01 mol/（L Ls s）D第31页3 3、在在2L密闭容器中，发生以下反应：密闭容器中，发生以下反应：3A(g)+B(g)=2C(g)+D(g)。若最初加入若最初加入A 和和B 都是都是4mol，在前，在前10s A 平均反应速率为平均反应速率为0.12mol/（Ls），则），则10s时，容器中时，容器中B物质量为物质量为 。3.2mol第32页1 1、预习下节内容、预习下节内容2 2、书本、书本:P:P18 18 1-5 1-5 题题第33页第34页