化學(xué)反應(yīng)快慢

化學(xué)反應(yīng)快慢第1頁/共40頁第六章

揭示化學(xué)反應(yīng)速率和平衡之謎6.1化學(xué)反應(yīng)為什么有快有慢--化學(xué)反應(yīng)速率第2頁/共40頁不同的化學(xué)反應(yīng)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(yīng)

分秒內(nèi)完成鋼鐵制品生銹

幾小時或幾天自然界巖石的風(fēng)化

數(shù)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(xué)反應(yīng)有快有慢【演示實(shí)驗(yàn)】1.

鈉與水的反應(yīng)：2.

鎂與水的反應(yīng)：與冷水劇烈反應(yīng)，酚酞溶液迅速變紅。與冷水不易反應(yīng)；與熱水反應(yīng)產(chǎn)生氣體，酚酞溶液變紅。2Na＋2H2O→2NaOH+H2↑Mg＋2H2O→Mg(OH)2+H2↑△結(jié)論：鈉與水的反應(yīng)比鎂與水的反應(yīng)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(xiàn)象來比較化學(xué)反應(yīng)進(jìn)行的快慢？衡量化學(xué)反應(yīng)快慢的標(biāo)準(zhǔn)——化學(xué)反應(yīng)速率化學(xué)反應(yīng)的快慢主要由反應(yīng)物本身的性質(zhì)決定。觀察同一時間內(nèi)反應(yīng)物消失或生成物出現(xiàn)的快慢（如：出現(xiàn)沉淀、產(chǎn)生氣體、變色的快慢）。第5頁/共40頁

化學(xué)反應(yīng)速率用單位時間內(nèi)反應(yīng)物濃度的減小或生成物濃度的增大來表示。二、化學(xué)反應(yīng)速率vDtDc=2、表達(dá)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(yīng)速度是________________例如反應(yīng)：0.1mol/(L·min)注意固體或純液體的濃度可視為不變的常數(shù)，因此一般不用固體或純液體表示化學(xué)反應(yīng)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(xué)反應(yīng)速率的意義實(shí)際生產(chǎn)和應(yīng)用中，人們不僅需要了解一個反應(yīng)是否能夠發(fā)生，而且需要了解反應(yīng)所需的時間。例1：合成氨反應(yīng)的轉(zhuǎn)化率隨溫度降低而顯著提高，但是常溫下反應(yīng)極慢，因此實(shí)際反應(yīng)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(yīng)在常溫下轉(zhuǎn)化率極大。但是因其反應(yīng)速率極慢，因此在人們找到合適的用于加速反應(yīng)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(zhì)的反應(yīng)速率存在如下關(guān)系：2:3:1::22=NH3HNvvv想一想：

從這個結(jié)果我們得到什么結(jié)論？①同一反應(yīng)可用不同物質(zhì)來表示反應(yīng)速率，其數(shù)值可能不相同，但涵義是相同的。②化學(xué)反應(yīng)中，各物質(zhì)的反應(yīng)速率之比=化學(xué)

方程式中各物質(zhì)前面的化學(xué)計量數(shù)之比。結(jié)論P(yáng)37【思考與練習(xí)】第9頁/共40頁對于反應(yīng)mA+nB→

pC+qD各物質(zhì)的反應(yīng)速率存在如下關(guān)系：

一密閉容器中盛有N2、H2，其中C（N2

）=2mol/L，C（H2

）=5mol/L，反應(yīng)進(jìn)行2min后，測得N2濃度為1.8mol/L，求：這2min內(nèi)反應(yīng)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(yīng)4NH3(g)+5O2(g)4NO(g)+6H2O(g)在10L密閉容器中進(jìn)行，半分鐘后，水蒸氣的物質(zhì)的量增加了0.45mol，則此反應(yīng)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(xué)反應(yīng)速率一般有兩條途徑根據(jù)化學(xué)反應(yīng)速率的定義求:根據(jù)不同物質(zhì)表示的反應(yīng)速率之比=它們在化學(xué)方程式中的化學(xué)計量數(shù)之比C例2vDtDc=第11頁/共40頁反應(yīng)A(g)+3B(g)2C(g)+2D(g)，在不同情況下測得反應(yīng)速率，其中反應(yīng)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(guān)鍵是把不同物質(zhì)表示的反應(yīng)速率換算為同一種物質(zhì)表示的反應(yīng)速率，然后進(jìn)行比較。例3第12頁/共40頁A、B、C均是氣態(tài)物質(zhì)，在mA+nBpC反應(yīng)中，反應(yīng)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(yīng)速率之比=各物質(zhì)的濃度變化之比=各物質(zhì)的量變化之比=系數(shù)之比第13頁/共40頁NO2NOO2

下面是反應(yīng)2NO2(g)2NO（g）+O2（g）在一定時間內(nèi)反應(yīng)物濃度的變化實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)（300℃）第14頁/共40頁2NO2(g)2NO（g）+O2（g）第15頁/共40頁飛秒化學(xué)1飛秒即千萬億分之一秒。飛秒化學(xué)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(lǐng)域的開創(chuàng)性研究而獲得諾貝爾化學(xué)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(xué)反應(yīng)過程中的原子與分子的轉(zhuǎn)變狀態(tài)，從根本上改變了我們對化學(xué)反應(yīng)過程的認(rèn)識?？梢灶A(yù)見，運(yùn)用飛秒化學(xué)，化學(xué)反應(yīng)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(xí)一1、五氧化二氮?dú)怏w在一定溫度和壓強(qiáng)下發(fā)生分解反應(yīng)：2N2O5→4NO2＋O2，現(xiàn)向容積為2升的密閉容器中注入432克N2O5，經(jīng)1.5分鐘后，

N2O5

剩余3.4mol。計算這一反應(yīng)的v(NO2)、

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

X的濃度從0.3mol/L變?yōu)?.22mol/L，那么該反應(yīng)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(yīng)N2＋3H22NH3，其反應(yīng)速率可分別用v(H2)、v(N2)、v(NH3)[mol/(L.s)]

表示，則正確的關(guān)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(yīng)A＋2B→3C＋4D，用不同物質(zhì)表示不同時間的化學(xué)反應(yīng)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(nèi)反應(yīng)物濃度的減小或生成物濃度的增大來表示。v=DtDc化學(xué)反應(yīng)速率單位為mol/(L·S)或mol/(L·min)或mol/(L·h)同一反應(yīng)可用不同物質(zhì)來表示化學(xué)反應(yīng)速率，其數(shù)值可能不相同，但涵義是相同的。在化學(xué)反應(yīng)中，各物質(zhì)的反應(yīng)速率之比等于化學(xué)方程式中各物質(zhì)前面的化學(xué)計量數(shù)之比。思考：影響化學(xué)反應(yīng)速率的因素有哪些？

=DtDnV第20頁/共40頁三、影響化學(xué)反應(yīng)速率的因素內(nèi)因(本質(zhì)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(yīng)；而O2和H2在相同條件下歷經(jīng)數(shù)百萬年才有可觀察的水生成。物質(zhì)本身的結(jié)構(gòu)和性質(zhì)是化學(xué)反應(yīng)速率大小的決定因素。反應(yīng)物的結(jié)構(gòu)和性質(zhì)反應(yīng)物顆粒大小、濃度、溫度、壓強(qiáng)、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(xué)反應(yīng)速率的大?。繂栴}1：問題2：問題3：我們可以借助哪些現(xiàn)象來比較化學(xué)反應(yīng)進(jìn)行的快慢？觀察出現(xiàn)沉淀、產(chǎn)生氣體、變色的快慢等如果影響因素不止一個，在實(shí)驗(yàn)中應(yīng)如何處理多個影響因素？對比實(shí)驗(yàn)法在研究某一因素對化學(xué)反應(yīng)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(shí)驗(yàn)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(yīng)。P39

Na2S2O3＋2HCl→S↓＋SO2

↑＋2NaCl＋H2O【結(jié)論】其它條件不變時，增大反應(yīng)物的濃度，可以增大反應(yīng)速率?！緦?shí)驗(yàn)1】塊狀和粉狀大理石分別與稀鹽酸反應(yīng)P391.反應(yīng)物顆粒大小【現(xiàn)象】粉狀大理石與鹽酸反應(yīng)比塊狀大理石要劇烈?！窘Y(jié)論】其它條件不變時，減小固體顆粒，增大固體反應(yīng)物表面積，可以增大反應(yīng)速率。第23頁/共40頁注意（1）此規(guī)律只適用于氣體反應(yīng)或溶液中的反應(yīng)；即改變固體的量，不能改變反應(yīng)速度。（2）對于可逆反應(yīng)，反應(yīng)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(yīng)的快慢：A、B兩組濃度相等、大，故反應(yīng)速率相等、快；C組濃度小、反應(yīng)慢。第25頁/共40頁3.壓強(qiáng)溫度一定，一定量氣體的體積與其所受的壓強(qiáng)成反比。P=11mol1LP=20.5LC=1mol/LC=2mo/L【結(jié)論】氣體壓強(qiáng)增大，導(dǎo)致濃度增大，因此反應(yīng)速率也增大?！緢D1】【思考與討論】對有氣態(tài)物質(zhì)參加的反應(yīng)，壓強(qiáng)對反應(yīng)速率有什么影響？參考P42圖6.18并聯(lián)系濃度對反應(yīng)速率的影響來考慮。第26頁/共40頁P(yáng)=1P=21molH21molN21L（a）1molH21molN22molHe1L（b）【圖2】與圖(a)

相比，圖(b)

中壓強(qiáng)及、有何變化？想一想：【結(jié)論】其它條件不變時，增大氣體的壓強(qiáng)，只有增大了氣體反應(yīng)物的濃度，才能增大反應(yīng)速率。改變壓強(qiáng)僅能改變氣體物質(zhì)的反應(yīng)速率！壓強(qiáng)與液體或固體的反應(yīng)速率無關(guān)。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(jié)論】其它條件不變時，升高溫度，化學(xué)反應(yīng)速率增大；降低溫度，化學(xué)反應(yīng)速率減小(任何反應(yīng)）?！緦?shí)驗(yàn)3】0.1mol/LNa2S2O3與0.1mol/LHCl

分別在冷水和熱水中混合。

實(shí)驗(yàn)測得，溫度每升高10℃，反應(yīng)速率可以增大到原來的2～4倍。

若是可逆反應(yīng)，T，V正，V逆，但溫度對吸熱反應(yīng)的影響大?！粳F(xiàn)象】第28頁/共40頁5.催化劑【結(jié)論】催化劑能大大加快化學(xué)反應(yīng)速率。催化劑正催化劑——加大反應(yīng)速率負(fù)催化劑——減小反應(yīng)速率【實(shí)驗(yàn)4】H2O2洗滌劑2H2O22H2O＋O2↑催化劑——可以改變其他物質(zhì)的化學(xué)反應(yīng)速率， 而本身的質(zhì)量和化學(xué)性質(zhì)在反應(yīng)前后都不改變的物質(zhì)。MnO2很快產(chǎn)生大量氣泡MnO2第29頁/共40頁在可逆反應(yīng)中，催化劑對正、逆反應(yīng)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(jù)下圖，從能量的角度解釋催化劑對化學(xué)反應(yīng)速率的影響：【討論】催化劑通過降低反應(yīng)所需要的能量，改變了化學(xué)反應(yīng)歷程，從而增大了反應(yīng)速率?；瘜W(xué)史話人類對催化劑的認(rèn)識第30頁/共40頁6.其它條件

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

當(dāng)(1)增大壓強(qiáng)

(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(xué)反應(yīng)速率的因素規(guī)律影響化學(xué)反應(yīng)速率的因素

內(nèi)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(yīng)物的表面積越大，化學(xué)反應(yīng)速率越快；固體顆粒越大，固體反應(yīng)物的表面積越小，化學(xué)反應(yīng)速率降低。反應(yīng)物本身的性質(zhì)

在其他條件相同時，反應(yīng)物的化學(xué)性質(zhì)越活潑，化學(xué)反應(yīng)速率越快；反應(yīng)物的化學(xué)性質(zhì)越不活潑，化學(xué)反應(yīng)速率越慢。濃度在其他條件相同時，增大反應(yīng)物的濃度，化學(xué)反應(yīng)速率加快；減小反應(yīng)物的濃度，反應(yīng)速率減慢。壓強(qiáng)在其他條件相同時，增大氣態(tài)反應(yīng)物的壓強(qiáng)，化學(xué)反應(yīng)速率加快；減小氣態(tài)反應(yīng)物的壓強(qiáng)，化學(xué)反應(yīng)速率降低。規(guī)律溫度在其他條件相同時，升高反應(yīng)物的溫度，化學(xué)反應(yīng)速率加快；降低反應(yīng)物的溫度，反應(yīng)速率降低。催化劑其他條件相同時，使用催化劑，改變化學(xué)反應(yīng)速率。第32頁/共40頁請用化學(xué)反應(yīng)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(yán)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(guān)于化學(xué)反應(yīng)速率的說法正確的是____

A.化學(xué)反應(yīng)速率是指一定時間內(nèi)任何一種反應(yīng)物濃度的減小或任何一種生成物濃度的增加。

B.化學(xué)反應(yīng)速率為0.8mol/(L.s)是指1s時某物質(zhì)的濃度為0.8mol/L。

C.根據(jù)化學(xué)反應(yīng)速率的大小可以知道化學(xué)反應(yīng)進(jìn)