化學反應快慢

化學反應快慢第1頁/共40頁第六章

揭示化學反應速率和平衡之謎6.1化學反應為什么有快有慢--化學反應速率第2頁/共40頁不同的化學反應完成所需的時間千差萬別：炸藥的爆炸

瞬間完成水溶液中的簡單離子反應

分秒內完成鋼鐵制品生銹

幾小時或幾天自然界巖石的風化

數以百年石油的形成億萬年拓展視野舉例時間第3頁/共40頁一、化學反應有快有慢【演示實驗】1.

鈉與水的反應：2.

鎂與水的反應：與冷水劇烈反應，酚酞溶液迅速變紅。與冷水不易反應；與熱水反應產生氣體，酚酞溶液變紅。2Na＋2H2O→2NaOH+H2↑Mg＋2H2O→Mg(OH)2+H2↑△結論：鈉與水的反應比鎂與水的反應快原因：鈉比鎂活潑第4頁/共40頁問題：我們可以借助哪些現象來比較化學反應進行的快慢？衡量化學反應快慢的標準——化學反應速率化學反應的快慢主要由反應物本身的性質決定。觀察同一時間內反應物消失或生成物出現的快慢（如：出現沉淀、產生氣體、變色的快慢）。第5頁/共40頁

化學反應速率用單位時間內反應物濃度的減小或生成物濃度的增大來表示。二、化學反應速率vDtDc=2、表達式：

濃度單位：摩爾/升

v為平均速率，非瞬時速率。3、單位摩爾/升·

小時mol/(L·h)摩爾/升·

分mol/(L·min)1、表示方法：摩爾/升·

秒mol/(L·S)第6頁/共40頁

，已知SO2的起始濃度為3mol/L，兩分鐘后，SO2的濃度變?yōu)?.8mol/L，則用SO2濃度的變化來表示的反應速度是________________例如反應：0.1mol/(L·min)注意固體或純液體的濃度可視為不變的常數，因此一般不用固體或純液體表示化學反應速率。2SO2+O22SO3催化劑△vDtDc=23-2.8==0.1[mol/(L·min)]第7頁/共40頁3H2＋N22NH34、研究和控制化學反應速率的意義實際生產和應用中，人們不僅需要了解一個反應是否能夠發(fā)生，而且需要了解反應所需的時間。例1：合成氨反應的轉化率隨溫度降低而顯著提高，但是常溫下反應極慢，因此實際反應溫度約為500℃。例2：汽車尾氣的無害化研究：CO和NO是汽車尾氣中的主要污染物。該反應在常溫下轉化率極大。但是因其反應速率極慢，因此在人們找到合適的用于加速反應的催化劑前，污染物無法自然消除。2CO＋2NO→2CO2+N2金屬的防腐、食品的保鮮等第8頁/共40頁各物質的反應速率存在如下關系：2:3:1::22=NH3HNvvv想一想：

從這個結果我們得到什么結論？①同一反應可用不同物質來表示反應速率，其數值可能不相同，但涵義是相同的。②化學反應中，各物質的反應速率之比=化學

方程式中各物質前面的化學計量數之比。結論P37【思考與練習】第9頁/共40頁對于反應mA+nB→

pC+qD各物質的反應速率存在如下關系：

一密閉容器中盛有N2、H2，其中C（N2

）=2mol/L，C（H2

）=5mol/L，反應進行2min后，測得N2濃度為1.8mol/L，求：這2min內反應速率（分別用N2、H2、NH3的濃度表示）。v(N2)=0.1mol/(L·min)v(H2)=0.3mol/(L·min)v(NH3)=0.2mol/(L·min)【例1】vA:vB:vC:vD=m:n:p:q第10頁/共40頁反應4NH3(g)+5O2(g)4NO(g)+6H2O(g)在10L密閉容器中進行，半分鐘后，水蒸氣的物質的量增加了0.45mol，則此反應的平均速率(x)可表示為(NH3)=0.010mol/(L·s)(O2)=0.001mol/(L·s)

C.(NO)=0.001mol/(L·s)D.(H2O)=0.045mol/(L·s)

求化學反應速率一般有兩條途徑根據化學反應速率的定義求:根據不同物質表示的反應速率之比=它們在化學方程式中的化學計量數之比C例2vDtDc=第11頁/共40頁反應A(g)+3B(g)2C(g)+2D(g)，在不同情況下測得反應速率，其中反應速率最快的是（）(D)=0.4mol/(L·s)B.(C)=0.5mol/(L·s)

C.(B)=0.6mol/(L·s)D.(D)=0.15mol/(L·s)

B解題的關鍵是把不同物質表示的反應速率換算為同一種物質表示的反應速率，然后進行比較。例3第12頁/共40頁A、B、C均是氣態(tài)物質，在mA+nBpC反應中，反應開始10s后，A減少1mol，B減少1.25mol，C增加0.5mol，則m:n:p為（）例4A.1:3:2B.3:1:2C.4:5:2D.無法確定C逆向思維反應速率之比=各物質的濃度變化之比=各物質的量變化之比=系數之比第13頁/共40頁NO2NOO2

下面是反應2NO2(g)2NO（g）+O2（g）在一定時間內反應物濃度的變化實驗數據（300℃）第14頁/共40頁2NO2(g)2NO（g）+O2（g）第15頁/共40頁飛秒化學1飛秒即千萬億分之一秒。飛秒化學的發(fā)展已有近20年的歷史，1999年，艾哈邁德·澤韋爾因他在這一領域的開創(chuàng)性研究而獲得諾貝爾化學獎。澤韋爾的研究成果可以讓人們通過“慢動作”觀察處于化學反應過程中的原子與分子的轉變狀態(tài)，從根本上改變了我們對化學反應過程的認識?？梢灶A見，運用飛秒化學，化學反應將會更為可控，新的分子將會更容易制造。1飛秒=1×10-15s1皮秒=1×10-12s1納秒=1×10-9s第16頁/共40頁練習一1、五氧化二氮氣體在一定溫度和壓強下發(fā)生分解反應：2N2O5→4NO2＋O2，現向容積為2升的密閉容器中注入432克N2O5，經1.5分鐘后，

N2O5

剩余3.4mol。計算這一反應的v(NO2)、

v(O2)。2、在一定條件下發(fā)生的某化學反應，經過4分鐘，生成Y的濃度從零增加到0.24mol/L，而反應物

X的濃度從0.3mol/L變?yōu)?.22mol/L，那么該反應可能是（）

A.3X→Y＋ZB.X＋Z→2YC.X＋2Z→3YD.X→Y＋3ZCv(NO2)=0.4mol/(L·min)v(O2)=0.1mol/(L·min)第17頁/共40頁3.合成氨的反應N2＋3H22NH3，其反應速率可分別用v(H2)、v(N2)、v(NH3)[mol/(L.s)]

表示，則正確的關系式是（）A.v(N2)=3v(H2)B.v(H2)=v(N2)=v(NH3)C.v(NH3)=3/2v(H2)D.v(H2)=3v(N2)4.對于反應A＋2B→3C＋4D，用不同物質表示不同時間的化學反應速率，最大的是（）

A.vA=2mol/L.sB.vB=3mol/L.sC.vC=4mol/L.sD.vD=6mol/L.sDA第18頁/共40頁第二課時第19頁/共40頁通常用單位時間內反應物濃度的減小或生成物濃度的增大來表示。v=DtDc化學反應速率單位為mol/(L·S)或mol/(L·min)或mol/(L·h)同一反應可用不同物質來表示化學反應速率，其數值可能不相同，但涵義是相同的。在化學反應中，各物質的反應速率之比等于化學方程式中各物質前面的化學計量數之比。思考：影響化學反應速率的因素有哪些？

=DtDnV第20頁/共40頁三、影響化學反應速率的因素內因(本質因素)：外因(外界條件)：例如：F2和H2在常溫常壓下發(fā)生爆炸反應；而O2和H2在相同條件下歷經數百萬年才有可觀察的水生成。物質本身的結構和性質是化學反應速率大小的決定因素。反應物的結構和性質反應物顆粒大小、濃度、溫度、壓強、催化劑等。第21頁/共40頁怎樣才能知道這些因素能夠影響化學反應速率的大小？問題1：問題2：問題3：我們可以借助哪些現象來比較化學反應進行的快慢？觀察出現沉淀、產生氣體、變色的快慢等如果影響因素不止一個，在實驗中應如何處理多個影響因素？對比實驗法在研究某一因素對化學反應速率影響時，其他影響因素必須完全相同。第22頁/共40頁2.濃度【實驗2】同體積不同濃度的硫代硫酸鈉（Na2S2O3）溶液與同濃度同體積的稀鹽酸反應。P39

Na2S2O3＋2HCl→S↓＋SO2

↑＋2NaCl＋H2O【結論】其它條件不變時，增大反應物的濃度，可以增大反應速率?！緦嶒?】塊狀和粉狀大理石分別與稀鹽酸反應P391.反應物顆粒大小【現象】粉狀大理石與鹽酸反應比塊狀大理石要劇烈?！窘Y論】其它條件不變時，減小固體顆粒，增大固體反應物表面積，可以增大反應速率。第23頁/共40頁注意（1）此規(guī)律只適用于氣體反應或溶液中的反應；即改變固體的量，不能改變反應速度。（2）對于可逆反應，反應物或生成物的濃度改變，其V正，V逆的變化也符合上述規(guī)律。第24頁/共40頁討論：10ml0.1mol/LNa2S2O3溶液與10ml0.1mol/LH2SO4混合；B.20ml0.1mol/LNa2S2O3溶液與20ml0.1mol/L的H2SO4混合：

20ml0.05mol/LNa2S2O3溶與20ml0.05mol/L的H2SO4混合。比較下列反應的快慢：A、B兩組濃度相等、大，故反應速率相等、快；C組濃度小、反應慢。第25頁/共40頁3.壓強溫度一定，一定量氣體的體積與其所受的壓強成反比。P=11mol1LP=20.5LC=1mol/LC=2mo/L【結論】氣體壓強增大，導致濃度增大，因此反應速率也增大。【圖1】【思考與討論】對有氣態(tài)物質參加的反應，壓強對反應速率有什么影響？參考P42圖6.18并聯系濃度對反應速率的影響來考慮。第26頁/共40頁P=1P=21molH21molN21L（a）1molH21molN22molHe1L（b）【圖2】與圖(a)

相比，圖(b)

中壓強及、有何變化？想一想：【結論】其它條件不變時，增大氣體的壓強，只有增大了氣體反應物的濃度，才能增大反應速率。改變壓強僅能改變氣體物質的反應速率！壓強與液體或固體的反應速率無關。注意！第27頁/共40頁4.溫度析出沉淀的速度熱水中：快冷水中：慢【結論】其它條件不變時，升高溫度，化學反應速率增大；降低溫度，化學反應速率減小(任何反應）?！緦嶒?】0.1mol/LNa2S2O3與0.1mol/LHCl

分別在冷水和熱水中混合。

實驗測得，溫度每升高10℃，反應速率可以增大到原來的2～4倍。

若是可逆反應，T，V正，V逆，但溫度對吸熱反應的影響大。【現象】第28頁/共40頁5.催化劑【結論】催化劑能大大加快化學反應速率。催化劑正催化劑——加大反應速率負催化劑——減小反應速率【實驗4】H2O2洗滌劑2H2O22H2O＋O2↑催化劑——可以改變其他物質的化學反應速率， 而本身的質量和化學性質在反應前后都不改變的物質。MnO2很快產生大量氣泡MnO2第29頁/共40頁在可逆反應中，催化劑對正、逆反應的作用相同，即V正，V逆加快的程度相同?！咀⒁狻卡Sa⊿b請根據下圖，從能量的角度解釋催化劑對化學反應速率的影響：【討論】催化劑通過降低反應所需要的能量，改變了化學反應歷程，從而增大了反應速率?；瘜W史話人類對催化劑的認識第30頁/共40頁6.其它條件

除上述五點外，影響化學反應速率的條件還有：光、超聲波、激光、放射線、電磁波、擴散速率和溶劑等。思考：2.要增大鋅與稀硫酸反應的化學反應速率，可以采用哪些方法？1.密閉容器中，2HI(g)H2(g)+I2(g)

當(1)增大壓強

(2)升高溫度

(3)加入HI(4)使用催化劑，分別對V正，V逆有何影響？第31頁/共40頁影響化學反應速率的因素規(guī)律影響化學反應速率的因素

內因

外因

固體顆粒的大小在其他條件相同時，固體顆粒越小，反應物的表面積越大，化學反應速率越快；固體顆粒越大，固體反應物的表面積越小，化學反應速率降低。反應物本身的性質

在其他條件相同時，反應物的化學性質越活潑，化學反應速率越快；反應物的化學性質越不活潑，化學反應速率越慢。濃度在其他條件相同時，增大反應物的濃度，化學反應速率加快；減小反應物的濃度，反應速率減慢。壓強在其他條件相同時，增大氣態(tài)反應物的壓強，化學反應速率加快；減小氣態(tài)反應物的壓強，化學反應速率降低。規(guī)律溫度在其他條件相同時，升高反應物的溫度，化學反應速率加快；降低反應物的溫度，反應速率降低。催化劑其他條件相同時，使用催化劑，改變化學反應速率。第32頁/共40頁請用化學反應速率的知識解釋下列問題：1.為什么木炭在純氧中比在空氣中燃燒劇烈？2.為什么NH4HCO3

要保存在陰涼處？4.為什么膠卷要保存在陰涼處？3.為什么面粉廠門口和汽車加油站有“嚴禁煙火”的字樣？5.只有在較高溫度時，葡萄糖才能在空氣中燃燒?？墒窃谌梭w里，葡萄糖在正常體溫（37℃)時就可以被氧化，這是為什么？第33頁/共40頁1.下列關于化學反應速率的說法正確的是____

A.化學反應速率是指一定時間內任何一種反應物濃度的減小或任何一種生成物濃度的增加。

B.化學反應速率為0.8mol/(L.s)是指1s時某物質的濃度為0.8mol/L。

C.根據化學反應速率的大小可以知道化學反應進