苏教版高中化学选修四课件：2.1化学反应速率.ppt

1、 专题2 化学反应速率与化学平衡 第一单元化学反应速率 烟花的爆炸是瞬间完成烟花的爆炸是瞬间完成 溶洞的形成需要亿万年时间溶洞的形成需要亿万年时间 CaCO3+CO2+H2O=Ca(HCO3)2 Ca(HCO3)2=CaCO3+CO2+H2O 一次性快餐盒、聚乙烯等塑料制品分解需一次性快餐盒、聚乙烯等塑料制品分解需 要几百年。要几百年。 汽车尾气汽车尾气NONO、COCO反应能生成反应能生成N N2 2、COCO2 2，但汽，但汽 车尾气中仍有车尾气中仍有NONO、COCO排放，因为反应太慢了排放，因为反应太慢了 有的反应我们认为快一点好有的反应我们认为快一点好! 一、化学反应速率一、化学反应

2、速率 1 1、定义：、定义：用来衡量化学反应进行快慢程度。用来衡量化学反应进行快慢程度。 通常用单位时间内通常用单位时间内反应物浓度的减少反应物浓度的减少或或生成生成 物的浓度的增加物的浓度的增加来表示。来表示。 t c v 3、单位：、单位：mol/(L s)或或mol L-1 min-1 2 2、数学表达式、数学表达式 () cc v t （始）-（末） 反应物 () cc v t （末）-（始） 生成物 看课本第看课本第32页页H2O2分解的浓度变化表格，求分解的浓度变化表格，求020分钟内分钟内 过氧化氢分解的平均速率。过氧化氢分解的平均速率。 H2O2浓度变化量：浓度变化量：0.80

3、mol L-1-0.40mol L-1=0.40mol L-1 时间变化量：时间变化量：20min 所以所以V（ H2O2 ） = =0.02mol L-1 min-1 0.40mol L-1 20min 练习：请计算练习：请计算2040分钟内过氧化氢分解的平均速率分钟内过氧化氢分解的平均速率 V（ H2O2 ） = 0.01mol L-1 min-1 观察与思考观察与思考 0.1 0.2 0.3 0.4 0.5 0.6 0.7 0.8 10 20 30 40 50 60 70 80 t/min 请同学们把表中的数据在左图的直角坐标系中表示出来请同学们把表中的数据在左图的直角坐标系中表示出来

4、当当tt非常小时，就是某时刻的瞬时速率，非常小时，就是某时刻的瞬时速率， 在该图像上就是某时刻对应的斜率。在该图像上就是某时刻对应的斜率。 1、请同学们根据图像分别计算第、请同学们根据图像分别计算第1020、第、第6070 分钟的速率。分钟的速率。 2、从得到的数据看，在不同的时间内，化、从得到的数据看，在不同的时间内，化 学反应的速率可能不同。所求是平均速率还学反应的速率可能不同。所求是平均速率还 是瞬时速率？是瞬时速率？ 3、什么时候可以得到瞬时速率？、什么时候可以得到瞬时速率？ 一个化学反应既有反应物又有生成物，表示化学反一个化学反应既有反应物又有生成物，表示化学反 应速率时，即可用某反

5、应物的浓度变化来表示，还应速率时，即可用某反应物的浓度变化来表示，还 可以用其它反应物或生成物的浓度变化来表示。例可以用其它反应物或生成物的浓度变化来表示。例 如：请同学们看课本第如：请同学们看课本第33页的化学反应，该反应的页的化学反应，该反应的 速率即可以用单位时间内速率即可以用单位时间内N2O5的浓度减少来计算，的浓度减少来计算， 还可以用单位时间内还可以用单位时间内NO2或或O2的浓度增加来表示。的浓度增加来表示。 请同学们分别用三种物质来表示第请同学们分别用三种物质来表示第34分钟内该反分钟内该反 应的平均速率。应的平均速率。 V(N2O5)=0.10mol L-1 min-1 V(

6、NO2)=0.20mol L-1 min-1 V(O2)=0.05mol L-1 min-1 这三个数字都可用于表示第这三个数字都可用于表示第34分钟内该反应的平均分钟内该反应的平均 速率，也就是说，它们表示的化学反应速率是速率，也就是说，它们表示的化学反应速率是一样一样 快快的，但三者有什么关系？的，但三者有什么关系？ 结论：同一化学反应其速率可以用不同结论：同一化学反应其速率可以用不同 物质浓度变化表示，其数值之比等于方物质浓度变化表示，其数值之比等于方 程式中的化学计量数之比。只要知道某程式中的化学计量数之比。只要知道某 种物质的化学反应速率，就可以换算成种物质的化学反应速率，就可以换算

7、成 用其它物质来表示该反应速率。用其它物质来表示该反应速率。 小结：小结： 化学反应速率是化学反应速率是平均平均速率，且均取速率，且均取正值正值。但在时。但在时 间速率图像中某时刻对应的速率为瞬时速率。间速率图像中某时刻对应的速率为瞬时速率。 在同一个反应里，各物质表示的速率比等于该反在同一个反应里，各物质表示的速率比等于该反 应方程式的系数比。应方程式的系数比。 例：对于反应：例：对于反应：mA+nB=pC+qD mA+nB=pC+qD V(A)V(B)V(C)V(D)V(A)V(B)V(C)V(D)mnpqmnpq 用化学反应速率来比较不同反应进行得快慢或同用化学反应速率来比较不同反应进行

8、得快慢或同 一反应在不同条件下反应的快慢时，一反应在不同条件下反应的快慢时，应选择同一物应选择同一物 质来比较，且单位统一。质来比较，且单位统一。 在一定温度下，在一定温度下，固态和纯液态物质，固态和纯液态物质，物质的量浓物质的量浓 度视为常数，它们的反应速率也视为常数，不用度视为常数，它们的反应速率也视为常数，不用 这些物质表示反应速率。如这些物质表示反应速率。如CaCOCaCO3 3 、浓硫酸等。、浓硫酸等。 例例1在在2L的密闭容器中，加入的密闭容器中，加入1mol和和3mol的的H2和和N2，发，发 生生 N2 + 3H2 2NH3 ，在，在2s末时，测得容器中含有末时，测得容器中含有

9、0.4mol 的的NH3 求该反应的化学反应速率。求该反应的化学反应速率。 【说明说明】计算反应速率一般运用“三段思维法”，即计算反应速率一般运用“三段思维法”，即“起始”、“起始”、 “转化”、“平衡”“转化”、“平衡”时的情况来考虑，这种方法的优点在于各物时的情况来考虑，这种方法的优点在于各物 质的量质的量 及变化非常清晰，一目了然。及变化非常清晰，一目了然。 例例2 向一个容积为向一个容积为2L的密闭容器中加入的密闭容器中加入 1molN2和和3molH2，在一定条件下发生反应，在一定条件下发生反应 N2+3H2 2NH3 ,在在2s末时，测得容器中含末时，测得容器中含 有有0.4mol

10、的的NH3 （1）已知在某条件下，测得该反应中）已知在某条件下，测得该反应中V(NH3) =0.6 mol/(L s)，则，则V(N2)= ，V(H2)= 。 （2）判断该反应中各物质反应速率关系正确）判断该反应中各物质反应速率关系正确 的是（的是（ ） A：V(H2)=V(N2)=V(NH3) B：3V(H2)=V(N2) C：V(NH3) = 1.5 V(H2) D：V(H2)=3V(N2) （3）已知）已知N2和和H2在四种不同的情况下分别发生在四种不同的情况下分别发生 反应。反应速率如下反应。反应速率如下 V(N2)=0.2mol/(L s) V(H2)= 0.6 mol/(L s)

11、V(NH3)=0.8 mol/(L s)V(N2)=0.3 mol/(L s) 其中反应进行快慢的顺序是其中反应进行快慢的顺序是 。 单位要一样单位要一样、换算成用同种物质来表示换算成用同种物质来表示 1、某化合物某化合物A的蒸气的蒸气1mol充入充入0.5L容器中容器中 加热分解：加热分解：2A(g)=B(g)+nC(g)，反应到反应到 3min时，容器内时，容器内A的浓度变为的浓度变为0.8mol/L， 测得这段时间内，平均速率测得这段时间内，平均速率v(c)=0.6mol/ (L.min),则化学反应方程式中则化学反应方程式中n值为值为_， v(B)=_mol/(L.min)。 3 0.

12、2 知识应用知识应用 2、某温度时，在某温度时，在2L容器中容器中，x、y、z三种物质随时三种物质随时 间的变化曲线如图所示。由图中数据分析，该反应间的变化曲线如图所示。由图中数据分析，该反应 的化学方程式是：的化学方程式是：_，反应开始至，反应开始至 2min，z的平均速率是的平均速率是 。 3x+y=2z 0.05mol/(L.min) y x z 时间/min 0.9 0.7 0.2 1.0 0.8 0.6 0.4 0.2 0.0 物 质 的 量 mol 1 2 3 4 5 知识应用知识应用 3、在2L密闭容器中，发生3A+B = 2C 的 反应，若最初加入A和B都是4mol，前，前 1

13、0s A的平均反应速率是0.12mol/(L.s)，则 第10s末容器中的B的物质的量是（ ） A、1.6mol B、2.8mol C、3.2mol D、3.6mol C 知识应用知识应用 2、测定一定时间所释放出气体的体积。、测定一定时间所释放出气体的体积。 1、测定溶液浓度的变化、测定溶液浓度的变化 二、化学反应速率的实验测定：二、化学反应速率的实验测定： 例如测定二氧化碳气体体积的方法例如测定二氧化碳气体体积的方法 量量 气气 管管 3.根据在溶液中的颜色变化，当反应物或产物本身根据在溶液中的颜色变化，当反应物或产物本身 有较明显的颜色时，人们常利用有较明显的颜色时，人们常利用颜色深浅颜

14、色深浅和和显色物显色物 质的浓度质的浓度间的正比关系来测量反应速率。间的正比关系来测量反应速率。 双氧水试纸双氧水试纸 .使用方法与使用方法与PH试纸方法相同。试纸方法相同。 比色分析分光光度计比色分析分光光度计 作业布置作业布置 一、作业本一、作业本 P46-47第第1、6、7题题 二、课课练（课时二、课课练（课时13） 二、化学反应速率的测定 1测定原理 测定不同反应时刻反应物或生成物的 ， 可 通 过 观 察和测量体系中的 ， 再 进 行 适 当的转换和计算。 2测定方法 (1)量气法 对 于 反 应 2H2O2=2H2O O2 ， CaCO3 2HCl=CaCl2CO2H2O等有气体生

15、成的 反应，可测量反应在一定温度和压强下释放出 来的气体的体积。 浓度浓度 某一物质的相关性质某一物质的相关性质 (2)比色法 有些反应物(或生成物)有颜色，随着反应的进行，溶液 的颜色不断变化，可以用 方法测定溶液的颜色深 浅，换算成反应物(或生成物)在不同反应时刻的 。 比色比色 浓浓 度度 例如测定二氧化碳气体体积的方法例如测定二氧化碳气体体积的方法 量量 气气 管管 双氧水试纸双氧水试纸 .使用方法与使用方法与PH试纸方法相同。试纸方法相同。 比色分析分光光度计比色分析分光光度计 实验测定盐酸与碳酸钙的反应速率实验测定盐酸与碳酸钙的反应速率 1.1.从反应原理分析测定方法从反应原理分析

16、测定方法: : 2.2.考虑实验设计依据（测量二氧化碳的体积）考虑实验设计依据（测量二氧化碳的体积）: : 3.3.设计实验方案设计实验方案: : 4.4.实验操作与现象实验操作与现象( (数据数据) )记录记录: : 5.5.现象分析与数据处理现象分析与数据处理: : 活动探究活动探究 如图：在具支试管中加一小块大理石，如图：在具支试管中加一小块大理石， 再加入再加入5毫升毫升1 molmol L L - -1 1的盐酸。每隔的盐酸。每隔 10S，读一次数据。，读一次数据。 思考思考 测定二氧化碳的体积的方法测定二氧化碳的体积的方法 量量 气气 管管 化学反应速率的测定方法化学反应速率的测定

17、方法 小结小结 2.测定一定时间所释放出气体的体积。测定一定时间所释放出气体的体积。 3.根据在溶液中的颜色变化，当反应物或产物本身根据在溶液中的颜色变化，当反应物或产物本身 有较明显的颜色时，人们常利用有较明显的颜色时，人们常利用颜色深浅颜色深浅和和显色物显色物 质的浓度质的浓度间的正比关系来测量反应速率。间的正比关系来测量反应速率。 1、测定溶液浓度的变化、测定溶液浓度的变化 比色分析分光光度计比色分析分光光度计 双氧水试纸双氧水试纸 .使用方法与使用方法与 PH试纸方法相同。试纸方法相同。 4 4、化学反应的速率的实验测定：、化学反应的速率的实验测定： 测定方法有测定方法有 、直接观察某些性质（如释放出气体的体、直接观察某些性质（如释放出气体的体 积和体系压强）；积和体系压强）； 、科学仪器测定（如颜色的深浅、光的吸、科学仪器测定（如颜色的深浅、光的吸 收和发射、导电能力等）；收和发射、导电能力等）；