高二化学 第三节化学反应的速率.pdf

第三节化学反应的速率 一个化学反应是否具有利用价值不仅决定于它是 否有可能发生以及反应进行的程度，还决定于化学反应速率的快慢。要想有效地控制化学反应，必须要了解化学反应 是怎样进行的，并能定量分析浓度、温度、催化 剂等反应条件对化学反应速率的影响程度影响化学反应速率的因素有哪些？浓度温度压强催化剂反应物间的接触面点如何定量描述化学反应的速率体验教材P56活动探究分别取浓度为2.0、1.5、1.0（molL）的盐骏各50ml与0.3g铁条反应，记录比较铁 条完全漆解所需反应时间反应开始思考一实睑中化学反应速率可用哪些方法表示？单住时间内盐酸溶液或氯化镁的浓度变化单住时间内镁的质量变化单住时间内镁的物质的量的变化思若用单住时间内盐酸浓度的减小或氟化镁浓度 的增大来表示该化学反应的速率，需要哪些教 据呢？二者在数值上相等吗？为什么？需要准确量取盐骏的体积，并利用关余式讨算出反 应中消耗的氯化氮或生成的氯化镁的物质的量一、化学反应速率1.概念及计算公式对于反应体系体积不变的化学反应，通常用单位时间内反 应物浓度的减少或生成物浓度的增大来表示化学反应速率计算公式v=单住 molL-1-min-1At2.应用中应注意的问题 mo卜L4s概念中的反应速率实际上是某段时间间隔内的平均反应 速率。时间间隔越短，在这段时间发生的浓度变化越接近 瞬时反应速率（指在某一瞬间的反应速率）对某一具体化学反应来说，在用不同物质表示化学反应 速率时所得数值往往不同。用各物质表示的化学反应速率 的数值之比等于化学方程式中各物质的条数之比1.在2A+B=3C+4D反应中，下面表 示的反应速率最快的是（B）A.VA=3.0mol-L1-min-1B.VB=0.28mol L-1S-1C.Vc=4.8molL-1-min-1D.VD=1.0mol L-1S-12.可逆反应m A(g)+n B(g)C(g),已 知Va=h mol/L.min,VB=b mol/L.min,Vc=c mol/L.min,贝！Jx的值为 CDA.bc/n B.ac/mC.nc/b D.mc/a3.S4NH3+5O2 4NO+6H2O,若反应速率 分别用WN%)、u(O2)u(NO)u(H2O)mol/(Ls)表示，下列关系式正确的是A.4i|NH3=5u(O2)B.5u(O2)=6u(H2O)C.2u(NH3)=3u(H2O)D.4u(O2)=5u(NO)八浓度对化学反应速率的影响反应物的浓度与化学反应的速率之间的定量关条 探究：小组完成教材P 5 8支流研讨实验编号12345C(HI)/molL-10.1000.2000.3000.1000.100C(H2O2)/molL-10.1000.1000.1000.2000.300v/mol,Lsi0.00760.0153 0.02270.01510.0228请找出化学反应速率与C(HI)、C(H2()2)之间的关 船并套试写出相应的教学表达式V=kc(H2O2)c(HI)反应速率常数1.表示单位浓度下的化学反应速率2.通常反应速率常数越大，反应进行得越区.3.与浓度无关，但受温度催化剂、固体表面性质 等因素的影响4.反应速率常数有单位。在不同的速率表达式中,反应速率常数的单位可能不同，单位不同的速 率常数没有可比性结合教材P58表232,理解如下两点：1.反应物浓度对化学反应速率的影响程度与其在 化学方程式中的系数并无确定的关系，不能根 据化学方程式写出速率方程2.压强对化学反应速率的影响实质是通过改变反 应物质浓度实现的，因此压强的改变会对气体 参与的化学反应速率产生影响，而对于只涉及 液体和固体的反应几乎没有影响三、温度对化学反应速率的影响1.经睑规律r范托火线睑规则）通常情况下，温度每升高10C,化学反应速率曾大到原来的24倍:麻I对于反应M+NP,如果温度每升高10,速率增加为原来的3倍。在10时完成反应的10%需要54min,将 温度提高到40 完成反应的10%需要的时间为（A）A.2min B.3minTT。C.6min D.9min匕二匕）4 10小组交流研讨教材P59表2.33,联系化学反应 速率与参与反应的物质的浓度的关系式，分析 表中提供的数据思考：A范托夫经验规则是否普遍适用？范托夫经验规则与表中提供的数据相矛盾，这说明此规 则适用范围有限，只能对一些反应的化学反应速率做粗 略估计A温度对化学反应速率有怎样的影响？温度越高，反应速率常数越大，化学反应速率越快A升高相同温度，对不同化学反应的反应速率的影响程度一样吗？温度对不同化学反应的反应速率的影响程度不一样，温度对反应速率常数的影响与活化能有关2.活化能（自）能发生化学反应的分子必须是吸收能量后 形成的活化分子，而活化能是普通反应物分活化能越高，反应越 越 能量八只有基元反应的 活化能才是活化 分子平均能量与 普通反应物分子）平均能量的差值I能量阿仑尼乌斯公式EakAeRTK反应速率带数A比例常教eil然对数的底R摩东专体带量Ea活化能活化能单住:阿仑尼乌斯工作照J-mok1 kJ-mok1阿仑尼乌斯公式Eak-Ae RT当Ea0时，升高温度，反应速率常数增大，化 学反应速率随之增大由阿仑尼乌斯公式可知,Ea值越大，改变温度 对反应速率的影响程度就越大，这就是升高 相同温度时不同化学反应的速率增加的倍 数不同的原因四、催化剂对化学反应速率的影响 小组交流研讨分析教材P62表235所 列出的数据信息，并根据表中数据讨论:思考一催化剂对化学反应速率有怎样的影响？思考二.实睑与其他因素相比，催化赳对化学反应速率影响程度如何？为什么？催化齐（JH右匕匚1 A/tB恁二将物 7r右匕*吊C B依二杜/I,缶.催化7催化剂对化学反应速率常数是否有影响？思卖睑与其他因素相比，催化到对化学反应速 率影响程度如何？为什么？由于催化剂参与反应改变反应历程，因此可以较大幅度地 降低反应的活化能，从而能有效地提高化学反应速率.化学反应速率1.概念公式单位计算2.外界条件对化学反应速率的影响外界 条件作用规律实质相关公式注意浓度通常增大反应物浓 度可.以提高化学反 应速率反应速率与反应 物浓度关系式不影响反应速率常 数，关系式与方程 式中系数并无确定 的关系温度温度升高速率常数 增大反应速率提高范托夫规则阿仑尼乌斯公 式化学反应的活化能 越大,温度对化学反 应速率的影响越大压强实质是改变反应物 质浓度只对气体参与的化学反应速率产生影 响，而对于只涉及液体和固体的反应 几乎没有影响催 化 剂参与反应，改变反 应历程降低反应的 活化能有效地提高 化学反应速率.不能改变化学反应的平衡常数，不能 改变平衡转化率，能改变化学反应速 率常数;具有选择性外界 条件作用实质相关公式活化分 子百分 数注意浓度改变单位体积活 化分子总数反应速率与反应 物浓度关系式不变不影响反应速率常数 关系式与方程式中系 数并无确定的关系温度改变单位体积活 化分子百分数范托夫规则阿仑尼乌斯公 式增大Ea0时，升高温度，反 应速率常数增大，化 学反应速率增大压强改变单位体积活 化分子总数不变压强的改变只对气体 参与的化学反应速率 产生影响，而对于只 涉及液体和固体的反 应几乎没有影响催化剂参与反应改变反 应历程降低反应 的活化能有效地 提高化学反应速 率.增大不能改变化学反应的 平衡常数不能改变平 衡转化率;具有选择 性思考三某同学经过一条列测定，绘制出的漆 液的PH随反应时间的主化西线如下，试分析整个反应过程中液PH的变化 先快后慢的原因 O答案镁与盐酸反应放热，随着溶液 温度升高，反应速率加快；经 过一段时间后，溶液温度不再 有明显变化，溶液浓度降低，反应速率减慢反应时间 二氧化氮在加热条件下能够分解成一氧化氮和氧气。该反应进行到45秒时，达到平衡（NO2浓度约为 0.0125mol/L）o右图中的曲线表示二氧化氮分解 反应在前25秒内的反应进程。（1）请计算加20秒内氧气 二K化&浓度与时同的的平均生成速度：；（2）若反应延续至70秒，请在图中用实线画出25秒 至70秒的反应进程曲线。（3）若在反应开始时加入 催化剂（其他条件都不变）请在图上用虚线画出加催化 剂后的反应进程曲线。(mol/L)0 10 15 20 2S IQ J5 3”50 5S 60 b、70MM 11位能一郁裳1T 恒2里成述A氏反U ABC活化配合物气 求生 可叙切、反应过程-图6-4反应过程的能量图1、必修二中我们学习了哪些外界条 件对化学反应速率产生影响？2、化学反应速率常数k受哪些因素 的影响？S温度对化学反应速率的影响规律：温度升高，化学反应速率加快温度降低，化学反应速率减慢交流研讨请同学们阅读教材58页，讨论思考以下问题:1、范托夫规律的内容是什么?对于在溶液中发生的反应，温度每 升高10K,反应速率增加到倍。2、温度怎样影响化学反应速率常数?温度升高速率常数增大3、升高相同温度，对不同的化学反应 影响程度一样吗？不一样阿伦尼乌斯经验公式的表达式为k=Ae-Ea/RT,(1)对同一化学反应，Ea相同、，当Ea0时，升 高温度，反应速率常数 增大化学反应速率 随之加快；(2)对不同的化学反应，Ea不同,若反应温度相 同,Ea越大，反应速率常数越小化学反应速 率越慢。相关概念(1)活化能不同的化学反应有不同的活化能。它是活 化分子的平均能量与普通分子的平均能量 的差值。反应速率的大小与活化能有关，活化能越小，反应速率越快。(2)活化分子反应中能量较高，可能发生化学反应瞰分 子。其具有的能量等于或大于活化育曝交流讨论与必修二相比，你对“温度对化学反应 速率的影响”这一问题又有何新的认识？从定量的角度进一步了解温度对化 学反应速率的影响，温度会影响反 应速率常数,从而影响化学反应速率-化剂对化学反应速率的影响规律:加入催化剂，化学反应速率加快交流研讨请同学们阅读教材6162页，思考以下问题:(1)催化剂对化学反应速率的影响跟其它因素相比程度如何？为什么？(2)从图239你能看出催化剂是如何提高化学反应速率的？(3)从乙烯与氧气的两个反应中，你发现催化剂具有什么特点？(4)催化剂能改变化学反应的平衡常数吗?.(1)催化剂对化学反应速率的影响跟 其它因素相比程度如何？为什么?从表中的数据可以看出催化剂能 大幅度的提高化学反应的速率。与其他 因素相比，催化剂对化学反应的影响更 明显。使用催化剂可以使活化能降低几 万焦耳，而浓度增大几万倍，温度升高 几万度，都是不可能的。因此催化剂是 加速化学反应速率的最有效途径。(2)从图239你能看出催化剂是如何 提高化学反应速率的？催化剂通过改变反应历程，降低反应的活化能，来提高化学反应速率。（3）从乙烯与氧气的两个反应中,你发现催化剂具有什么特点?选择性（4）催化剂能改变化学反应的平衡常数吗?使用催化剂不能改变化学反应的平衡 常数，不能改变平衡转位豆但亩以 缩短达到化学平衡鬲再间MF1、解释“在28时，鲜牛奶4小时后变质,但在冰箱中，鲜牛奶48小时候后变质”的原因温度降低，使牛奶变质的速率减慢2.对于反应2s02+02=2S03,当其他条件不变时，只改变一个反应条件，将生成SO3 反应速率的变化填入空格里(填写“增大”“减小”或“不变”)编号改变的条件生成SO3的速率1增大氧气的浓度增大2压缩体积增大3降低温度减小4加入催化剂增大落结通过本节课的学习，我们了解了浓度,温度，催化剂对化学反应速率的影响,在这些理论的指引下，我们可以控制化学反应速率来更好的为人类所利用。作业：教材P64第3题