高中化学 2_1《化学反应速率》课件1 新人教版选修4 27页

第一节 化学反应速率 第二章 化学反应速率和化学平衡 化学反应原理的三个重要方面 化学反应进行的方向 --- 推动力 2 1 化学反应快慢 --- 速率 化学反应进行的限度 -- 化学平衡 3 回忆钠和钾分别与水反应的现象。 比较等物质的量浓度的盐酸和醋酸与大理石反应的快慢。 不同的化学反应快慢是不一样的。怎么来比较和描述不同反应的快慢呢？ 化学反应速率是 用来衡量化学反应进行快慢程度 的一个物理量。 一、化学反应速率 1 、 含 义： 2 、 表示方法： 3 、 数学表达式： 4 、 单 位： 化学反应速率是用来衡量化学反应进行快慢的物理量。 化学反应速率用单位时间（如每秒，每分，每小时）内反应物或生成物的物质的量的变化来表示。在容积不变的反应器中，通常是用单位时间内反应物浓度的减少或生成物浓度的增加来表示 。 V = △C/ △t mol/ （ L·s ） 或 mol/ （ L·min ）或 mol/ （ L·h ） 在 2L 的密闭容器中，加入 1mol N 2 和 3mol 的 H 2 ，发生 N 2 + 3H 2 2NH 3 ，在 2s 末时，测得容器中含有 0.4mol 的 NH 3 ，求该反应的化学反应速率。 解： N 2 + 3H 2 2NH 3 起始量（ mol ）： 1 3 0 2s 末量（ mol ）： 1-0.2 3-0.6 0.4 变化量（ mol ）： 0.2 0.6 0.4 则 V （ N 2 ） =0.2/2×2=0.05 mol/ （ L·s ） V （ H 2 ） =0.6/2×2=0.15 mol/ （ L·s ） V(NH 3 )=0.4/2×2=0.1 mol/ （ L·s ） 三步法 问题讨论 问题一、 V （ N 2 ）、 V （ H 2 ）与 V （ NH 3 ）的数值是否相同？ 问题二、是否表示此反应的同一种速率？数值上有何规律？ 问题三、由上述计算题的结果，你会得出什么结论？ 结论： 对于在一个容器中的一般反应 aA + bB = cC + dD 来说 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 理解化学反应速率的表示方法时应注意的几个问题： 1. 上述化学反应速率是 平均速率 ， 而不是瞬时速率。 2. 无论浓度的变化是增加还是减少， 一般都取正值 ，所以化学反应速率一般为正值。 3. 由于在反应中固体和纯液体的浓度是恒定不变的，因此对于有纯液体或固体参加的反应 一般不用纯液体或固体来表示化学反应速率。 4 、对于同一个反应来说，用不同的物质来表示该反应的速率时，其数值不同，但每种物质都可以用来表示该反应的快慢。因此， 表示化学反应速率时，必须指明是用反应体系中的哪种物质做标准。 5 、 在同一个反应中，各物质的反应速率之比等于方程式中的系数比。 6、在同一反应中，反应速率的大小比较， 应化为同一种物质的反应速率再进行比较 常见题型例举 1、用不同的物质来表示反应速率。 例1、反应4 NH 3 + 5O 2 === 4NO + 6H 2 O 在5 L 的密闭容器中进行，30 s 后， NO 的物质的量增加了0.3 mol ， 则此反应的平均速率可表示为： A 、 v (O 2 )=0.01 mol/L·s B 、 v (NO)=0.008 mol/L·s C 、 v (H 2 O)=0.003 mol/L·s D 、 v (NO)=0.002 mol/L·s v (NO)=0.3/ （ 5×30 ） =0.002 mol/L·s 2、比较反应速率的大小 例 2 、反应 A + 3B == 2C + 2D 在四种不同情况下的反应速率分别为① V A = 0.15mol·L -1 ·s -1 ②V B = 0.6mol·L -1 ·s -1 ③Vc = 0.4mol·L -1 ·s -1 ④V D = 0.45mol·L -1 ·s -1 则该反应在不同条件下速率快慢顺序是 ④﹥ ②= ③﹥ ① 结论 2 ： 在同一反应中，反应速率的大小不能单纯地看数值大小。应化为同一种物质的反应速率再进行比较 3、根据各物质的反应速率之比写出化学方程式。 例 3 、某温度下，浓度都是1 mol/L 的两种气体 X 2 和 Y 2 ，在密闭容器中反应生成气体 Z ，经过 t min 后，测得物质的量浓度分别为： c(X 2 )=0.4mol/L ， c(Y 2 )=0.8mol/L ， c(Z)=0.4mol/L ，则该反应的反应方程式可表示为： 3 X 2 + Y 2 === 2Z 3 X 2 + Y 2 === 2X 3 Y 习题：已知反应 N 2 +3H 2 2NH 3 ， 根据下图判断 1 、 A 是______物质的量浓度变化情况 2 、 C 是______物质的量浓度变化情况 3、2分钟内 N 2 的平均速率是多少？ H 2 NH 3 0.5 mol/(L· min ) 不同浓度的稀硫酸与锌反应的实验，你准备如何比较反应速率的快慢？ 合作探究 化学反应速率的测量 2 、化学反应进行的时候，反应物和生成物的浓度都在不断地变化，由于反应体系中一种反应物浓度的变化，必然引起其他物质浓度发生相应的变化。因此， 化学反应速率只要用反应体系中任何一种物质（反应物或生成物）的浓度变化来表示，一般以最容易测定的物质表示。 3 、在物质的诸多性质中 , 特别是在溶液中 , 当反应物或生成本身有比较明显的颜色时 , 人们常常利用颜色深浅和显色物质浓度间的正比关系来跟踪反应的过程和测量反应的速率 . 1 、化学反应速率是通过实验测定的。 化学反应速率测定的基本思路： 可用于化学反应速率测定的基本性质 ①可直接观察的性质 , 如释放出的气体的体积和体系的压强 ②依靠科学仪器才能测量的性质 , 如颜色的深浅、光的吸收、光的发射、导电能力 ③在溶液中 , 当反应物或生成本身有比较明显的颜色时 , 人们常常利用颜色深浅和显色物质浓度间的正比关系来跟踪反应的过程和测量反应的速率 . ① 观察产生气泡的快、慢； ②观察试管中剩余锌粒的质量的多、少； ③用手触摸试管感受试管外壁温度的高、低 定性描述 实验现象 判断反应的快慢 实验测量判断反应的快慢 定量描述 ① 测定气体的体积或体系的压强 ②测定物质的物质的量的变化 ③测定物质或离子的浓度变化 ④测定体系的温度或测定反应的热量变化 按图安装两套装置，在锥形瓶内各盛有 2g 锌粒（颗粒大小基本相同），然后通过分液漏斗分别加入 40mL 1mol/L 和 40mL 4mL/L 的硫酸，比较二者收集 10mLH 2 所用的时间。 二、化学反应速率的实验测定 实验步骤： 1 、连接实验装置 2 、检查装置的气密性 3 、先向锥形瓶中加入锌粒，然后再向分液漏斗中加入稀硫酸 4 、使稀硫酸滴入锥形瓶与锌粒反应 5 、观察收集 10mLH 2 所用的时间 二、化学反应速率的实验测定 注意事项： 1 、注意安全，团结协作 2 、如何检查装置的气密性 3 、何时计时，用何仪器计时 4 、稀硫酸滴入时注意： a: 保持导气管顺畅 b 液体快速滴下 c 滴完后迅速关闭分液漏斗活塞 5 、注射器读数到什么位置，是 10mL 处吗 加入试剂 反应时间 (min) 反应速率 (mL/min) 1mol/LH 2 SO 4 4mol/LH 2 SO 4 结论 ： 锌跟硫酸反应产生气泡，收集 10 mL 气体。浓硫酸所用的时间比稀硫酸所用的时间短 实验数据 ： 实验现象 ： 4mol/L 的硫酸与锌反应比 1mol/L 的硫酸 与锌反应快。 知识拓展 测量化学反应速率的常见方法 1 、量气法 2 、比色法 3 、电导法 4 、激光技术法 知识拓展 测量化学反应速率的常见方法 1 、量气法 2 、比色法 3 、电导法 4 、激光技术法 学习感悟 1 、化学反应速率的含义及 数学 表达式 2 、常见实验室测定化学反应速率 评价反馈 (1) 向 2L 的密闭容器 ( 内有催化剂 ) 充入 2mol 的 SO 2 和 1molO 2 ，经 2S ，测得容器内有 1mol 的 SO 3 ，则该反应的速率可怎样表示？ (2) 在一定条件下，密闭容器中合成氨， 3H 2 +N 2 2NH 3 ，开始时测得 C(H 2 ） =4mol/L ， C （ N 2 ） =1mol/L ， 2S 末，测得 C （ N 2 ） = 0.9mol/L 。求 V （ H 2 ）为多大？ 评价反馈 (1) 解： 2SO 2 + O 2 2SO 3 起始量（ mol ）： 2 1 0 2s 末量（ mol ）： 1 变化量（ mol ）： 1 0.5 1 则 V （ SO 2 ） = V （ SO 3 ） = 0.25 mol/ （ L·s ） V （ O 2 ） = 0.125 mol/ （ L·s ） (2) 解： V （ N 2 ） = △C( N 2 )/ △t = 0.05 mol/ （ L·s ） V （ H 2 ） = 3 V （ N 2 ） = 0.15 mol/ （ L·s ） 1 、在密闭容器中 A 与 B 反应生成 C ，其反应速率分别用 V(A) 、 V(B) 、 V(C) 表示。已知 V(A) 、 V(B) 、 V(C) 之间有以下关系 2V(B)==3V(A) ， 3V(C)==2V(B) 。则此反应可表示为 ( ) A 、 2A+3B==2C B 、 A+3B==2C C 、 3A+B==2C D 、 A+B==C A 自我评价 2 、可逆反应 A （ g ） + B （ g ） == C （ g ） + D （ g ） ，在四种不同情况下的反应速率如下，其中反应进行得最快的是（ ） A. V （ A ） = 0.15mol/ （ L · min ） B. V （ B ） = 0.5 mol/ （ L · min ） C. V （ C ） = 0.4 mol/ （ L · min ） D. V （ D ） = 0.01 mol/ （ L · s ） D 自我评价 自我评价 3 、 在 2L 的密闭容器中，发生下列反应： 3A(g)+ B(g)=2C(g)+D(g) 。 若最初加入的 A 和 B 都是 4mol ，在前 10s A 的平均反应速率为 0.12mol/ （ L·s ），则 10s 时，容器中 B 的物质的量为 。 3.2mol