化學(xué)化學(xué)反應(yīng)速率魯科選修

化學(xué)化學(xué)反應(yīng)速率魯科選修第1頁/共44頁一個化學(xué)反應(yīng)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(yīng)進行的程度,還決定于

。要想有效地控制化學(xué)反應(yīng)，必須要了解化學(xué)反應(yīng)是怎樣進行的，并能定量分析濃度、溫度、催化劑等反應(yīng)條件對化學(xué)反應(yīng)速率的影響程度引入意義化學(xué)反應(yīng)速率的快慢第2頁/共44頁影響化學(xué)反應(yīng)速率的因素有哪些?如何定量描述化學(xué)反應(yīng)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(yīng)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(yīng)，記錄比較鎂條完全溶解所需反應(yīng)時間第4頁/共44頁反應(yīng)開始第5頁/共44頁反應(yīng)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(xué)反應(yīng)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(xué)反應(yīng)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(zhǔn)確量取鹽酸的體積，并利用關(guān)系式計算出反應(yīng)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(xué)反應(yīng)速率1.概念及計算公式對于反應(yīng)體系體積不變的化學(xué)反應(yīng)，通常用單位時間內(nèi)反應(yīng)物濃度的減少或生成物濃度的增大來表示化學(xué)反應(yīng)速率2.應(yīng)用中應(yīng)注意的問題計算公式①概念中的反應(yīng)速率實際上是某段時間間隔內(nèi)的平均反應(yīng)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(yīng)速率（指在某一瞬間的反應(yīng)速率）單位mol·L-1·min-1mol·L-1·s-1②對某一具體化學(xué)反應(yīng)來說，在用不同物質(zhì)表示化學(xué)反應(yīng)速率時所得數(shù)值往往不同。用各物質(zhì)表示的化學(xué)反應(yīng)速率的數(shù)值之比等于化學(xué)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(yīng)中，下面表示的反應(yīng)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(xí)B第9頁/共44頁2.可逆反應(yīng)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(yīng)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(yīng)物的濃度與化學(xué)反應(yīng)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(xué)反應(yīng)速率的影響小組完成教材Ｐ５８《交流·研討》請找出化學(xué)反應(yīng)速率與C(HI)、C(H2O2)之間的關(guān)系,并嘗試寫出相應(yīng)的數(shù)學(xué)表達式第11頁/共44頁V=kc(H2O2)c(HI)反應(yīng)速率常數(shù)1.表示單位濃度下的化學(xué)反應(yīng)速率2.通常反應(yīng)速率常數(shù)越大，反應(yīng)進行得越

.3.與濃度無關(guān)，但受

、

、

.等因素的影響4.反應(yīng)速率常數(shù)有單位。在不同的速率表達式中，反應(yīng)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(yīng)物濃度對化學(xué)反應(yīng)速率的影響程度與其在化學(xué)方程式中的系數(shù)并無確定的關(guān)系，不能根據(jù)化學(xué)方程式寫出速率方程2.壓強對化學(xué)反應(yīng)速率的影響實質(zhì)是通過改變反應(yīng)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(xué)反應(yīng)速率產(chǎn)生影響，而對于只涉及液體和固體的反應(yīng)幾乎沒有影響第13頁/共44頁三、溫度對化學(xué)反應(yīng)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(xué)反應(yīng)速率將增大到原來的2～4倍

對于反應(yīng)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(yīng)的10%需要54min，將溫度提高到40℃完成反應(yīng)的10%需要的時間為（）

A.2min B.3min

C.6min D.9minA練習(xí)第14頁/共44頁小組交流研討教材P59表2-3-3,聯(lián)系化學(xué)反應(yīng)速率與參與反應(yīng)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(xué)反應(yīng)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(yīng)的化學(xué)反應(yīng)速率做粗略估計溫度越高,反應(yīng)速率常數(shù)越大,化學(xué)反應(yīng)速率越快升高相同溫度,對不同化學(xué)反應(yīng)的反應(yīng)速率的影響程度一樣嗎?

溫度對不同化學(xué)反應(yīng)的反應(yīng)速率的影響程度不一樣,溫度對反應(yīng)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(xué)反應(yīng)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(yīng)物分子形成活化分子所吸收的能量活化能越高,反應(yīng)越

進行,反應(yīng)速率常數(shù)越

.AB+C△HEaA···

B···CA+BC難小只有基元反應(yīng)的活化能才是活化分子平均能量與普通反應(yīng)物分子平均能量的差值Ea’反應(yīng)進程能量第16頁/共44頁K反應(yīng)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(dāng)Ea>0時,升高溫度,反應(yīng)速率常數(shù)增大,化學(xué)反應(yīng)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(yīng)速率的影響程度就越大,這就是升高相同溫度時不同化學(xué)反應(yīng)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(xué)反應(yīng)速率而在反應(yīng)前后本身的質(zhì)量和化學(xué)性質(zhì)不變的物質(zhì)催化劑通過參與反應(yīng)改變反應(yīng)歷程降低反應(yīng)的活化能來提高化學(xué)反應(yīng)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(xué)反應(yīng)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(xué)反應(yīng)速率的影響思考一催化劑對化學(xué)反應(yīng)速率有怎樣的影響?催化劑對化學(xué)反應(yīng)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(xué)反應(yīng)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(xué)反應(yīng)速率影響程度如何?為什么?由于催化劑參與反應(yīng)改變反應(yīng)歷程，因此可以較大幅度地降低反應(yīng)的活化能，從而能有效地提高化學(xué)反應(yīng)速率．能量第20頁/共44頁化學(xué)反應(yīng)速率１.概念公式單位計算課堂小結(jié)２.外界條件對化學(xué)反應(yīng)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(yīng)物濃度可以提高化學(xué)反應(yīng)速率反應(yīng)速率與反應(yīng)物濃度關(guān)系式不影響反應(yīng)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(yīng)速率提高①范托夫規(guī)則②阿侖尼烏斯公式化學(xué)反應(yīng)的活化能越大,溫度對化學(xué)反應(yīng)速率的影響越大壓強實質(zhì)是改變反應(yīng)物質(zhì)濃度只對氣體參與的化學(xué)反應(yīng)速率產(chǎn)生影響，而對于只涉及液體和固體的反應(yīng)幾乎沒有影響催化劑參與反應(yīng)，改變反應(yīng)歷程降低反應(yīng)的活化能有效地提高化學(xué)反應(yīng)速率．不能改變化學(xué)反應(yīng)的平衡常數(shù)，不能改變平衡轉(zhuǎn)化率，能改變化學(xué)反應(yīng)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?jǐn)?shù)注意濃度改變單位體積活化分子總數(shù)反應(yīng)速率與反應(yīng)物濃度關(guān)系式不變不影響反應(yīng)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?jǐn)?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(yīng)速率常數(shù)增大,化學(xué)反應(yīng)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(xué)反應(yīng)速率產(chǎn)生影響，而對于只涉及液體和固體的反應(yīng)幾乎沒有影響催化劑參與反應(yīng)改變反應(yīng)歷程降低反應(yīng)的活化能有效地提高化學(xué)反應(yīng)速率．增大不能改變化學(xué)反應(yīng)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(xué)經(jīng)過一系列測定，繪制出的溶液的PH隨反應(yīng)時間的變化曲線如下，試分析整個反應(yīng)過程中溶液PH的變化先快后慢的原因

。PH反應(yīng)時間答案鎂與鹽酸反應(yīng)放熱，隨著溶液溫度升高，反應(yīng)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(yīng)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(yīng)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(yīng)在前25秒內(nèi)的反應(yīng)進程。

（1）請計算前20秒內(nèi)氧氣

的平均生成速度：

；

（2）若反應(yīng)延續(xù)至70秒，

請在圖中用實線畫出25秒

至70秒的反應(yīng)進程曲線。

（3）若在反應(yīng)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(yīng)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(yīng)生成氮氣和二氧化碳．對此反應(yīng)，下列敘述中正確的是[]

A．使用催化劑不能改變反應(yīng)速率

B．使用催化劑能增大反應(yīng)速率或減小反應(yīng)速率

C．降低壓強能增大反應(yīng)速率

D．升高溫度能增大反應(yīng)速率第26頁/共44頁1、必修二中我們學(xué)習(xí)了哪些外界條件對化學(xué)反應(yīng)速率產(chǎn)生影響？2、化學(xué)反應(yīng)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(xué)反應(yīng)速率的影響規(guī)律：溫度升高，化學(xué)反應(yīng)速率加快

溫度降低，化學(xué)反應(yīng)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(yīng)，溫度每升高10k,反應(yīng)速率增加到2-4倍。請同學(xué)們閱讀教材58頁，討論思考以下問題：2、溫度怎樣影響化學(xué)反應(yīng)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(xué)反應(yīng)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(xué)反應(yīng)，Ea相同，當(dāng)Ea＞0時，升高溫度，反應(yīng)速率常數(shù)

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

化學(xué)反應(yīng)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(xué)反應(yīng)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(yīng)速率的大小與活化能有關(guān)，活化能越小，反應(yīng)速率越快。（2）活化分子反應(yīng)中能量較高，可能發(fā)生化學(xué)反應(yīng)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(xué)反應(yīng)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(xué)反應(yīng)速率的影響，溫度會影響反應(yīng)速率常數(shù),從而影響化學(xué)反應(yīng)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(xué)反應(yīng)速率的影響規(guī)律：加入催化劑，化學(xué)反應(yīng)速率加快第34頁/共44頁請同學(xué)們閱讀教材61～62頁，思考以下問題：（1）催化劑對化學(xué)反應(yīng)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(xué)反應(yīng)速率的？（3）從乙烯與氧氣的兩個反應(yīng)中，你發(fā)現(xiàn)催化劑具有什么特點？（4）催化劑能改變化學(xué)反應(yīng)的平衡常數(shù)嗎？交流研討第35頁/共44頁（1）催化劑對化學(xué)反應(yīng)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(xué)反應(yīng)的速率。與其他因素相比，催化劑對化學(xué)反應(yīng)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(xué)反應(yīng)速