人教版選修4第2章第1節(jié) 化學反應速率(黃岳新)

1、新課標人教版選修四新課標人教版選修四第一節(jié)化學反應速率第一節(jié)化學反應速率第二章第二章 化學反應速率和化學平衡化學反應速率和化學平衡 化學反應進行的方向（推動力）化學反應進行的方向（推動力）本章學習內(nèi)容本章學習內(nèi)容 化學反應的快慢（速率）化學反應的快慢（速率） 化學反應的限度（反應物能否全化學反應的限度（反應物能否全部轉(zhuǎn)變?yōu)楫a(chǎn)物）部轉(zhuǎn)變?yōu)楫a(chǎn)物） 本節(jié)學習目標本節(jié)學習目標、掌握化學反應速率的概念、掌握化學反應速率的概念 2 2、化學反應速率的表示方法、化學反應速率的表示方法重點、難點：重點、難點：化學反應速率概念的理解和其表示方法化學反應速率概念的理解和其表示方法 炸藥的爆炸、水溶液中的酸堿反應、

2、炸藥的爆炸、水溶液中的酸堿反應、感光反應等瞬間即可完成。感光反應等瞬間即可完成?！舅伎寂c交流】【思考與交流】 在化學實驗和日常生活中，我們經(jīng)常觀察到在化學實驗和日常生活中，我們經(jīng)常觀察到這樣的現(xiàn)象，有的化學反應進行得快，有的化學這樣的現(xiàn)象，有的化學反應進行得快，有的化學反應進行得慢。反應進行得慢。快！快！快！快！ 室溫下金屬生銹、溶洞形成和塑料或橡室溫下金屬生銹、溶洞形成和塑料或橡膠的老化速率按年計，而地殼內(nèi)煤或石油膠的老化速率按年計，而地殼內(nèi)煤或石油的形成要經(jīng)過幾十萬年的時間。的形成要經(jīng)過幾十萬年的時間。慢比較下列反應速率的快慢比較下列反應速率的快慢:炸藥爆炸炸藥爆炸 金屬銹蝕金屬銹蝕 食物

3、腐敗食物腐敗 離子反應離子反應 塑料老化塑料老化 溶洞形成溶洞形成石油形成石油形成 瓦斯爆炸瓦斯爆炸 森林火災森林火災 巖石風化巖石風化這些化學變化有何差異？這些化學變化有何差異？爆炸爆炸牛奶腐壞牛奶腐壞鐵棒生銹鐵棒生銹溶洞形成溶洞形成很快很快 較快較快較慢較慢很慢很慢 50年前年前,故宮太和殿臺階的欄桿上雕刻著故宮太和殿臺階的欄桿上雕刻著各式各樣精美浮雕花紋還清晰可見各式各樣精美浮雕花紋還清晰可見,而現(xiàn)而現(xiàn)在卻大多是模糊不清在卻大多是模糊不清,部分已成光板部分已成光板造成這些災難的元兇是什么呢？造成這些災難的元兇是什么呢？為什么幾百年腐蝕很慢，而近幾為什么幾百年腐蝕很慢，而近幾十年腐蝕卻變快

4、了呢？十年腐蝕卻變快了呢？這就涉及到這就涉及到化學反應速率化學反應速率問題問題 化學反應的速率千差化學反應的速率千差萬別萬別, ,有的進行得有的進行得極其緩極其緩慢慢, ,要幾百年甚至幾千年要幾百年甚至幾千年才能完成；有的則才能完成；有的則一觸即一觸即發(fā)發(fā), ,瞬間完成；更多的則瞬間完成；更多的則介于二者之間。介于二者之間。 100100多年多年來來, ,科學家們進行了大量科學家們進行了大量的研究的研究, ,正在逐步揭開化正在逐步揭開化學反應速率之謎。學反應速率之謎。下列過程中，需要加快化學反應速率的是下列過程中，需要加快化學反應速率的是（ ）A.鋼鐵腐蝕鋼鐵腐蝕 B.食物腐壞食物腐壞 C.煉

5、鋼煉鋼 D.塑料老化塑料老化C物體運動的快慢可以用速度來表示（v=s/t)，物質(zhì)變化的快慢該怎么表示呢？化學反應速率化學反應速率 化學反應速率是用來衡量化學反應進行化學反應速率是用來衡量化學反應進行快慢的尺度?？炻某叨?。它與兩個因素有關(guān)：一個是反它與兩個因素有關(guān)：一個是反應的應的時間時間；另一個是反應物或生成物的；另一個是反應物或生成物的濃度濃度。反應物濃度反應物濃度隨著反應的進行而不斷隨著反應的進行而不斷減小減小，生生成物濃度成物濃度隨著反應的不斷進行而隨著反應的不斷進行而增大。增大。 化學反應速率化學反應速率是用來衡量是用來衡量化學反應進行快慢程度化學反應進行快慢程度的的物物理量理量。是

6、指單位時間、單位體積內(nèi)反應物或生成物的物質(zhì)。是指單位時間、單位體積內(nèi)反應物或生成物的物質(zhì)的量的量(mol) 的變化的變化一、化學反應的速率一、化學反應的速率化學反應速率的表示：化學反應速率的表示： 化學反應速率化學反應速率用用單位時間單位時間（如每秒，每分鐘）（如每秒，每分鐘）內(nèi)反應物內(nèi)反應物濃度的減小量濃度的減小量或生成物或生成物濃度的增加量濃度的增加量（均取正值）（均取正值）來表示。來表示。 v = c t試根據(jù)以上計算式推出試根據(jù)以上計算式推出v的單位是什么的單位是什么？某一物質(zhì)的化學反應速率的計算式為：某一物質(zhì)的化學反應速率的計算式為：mol/（L min）或）或 mol/（L s）注

7、意單位換算！注意單位換算！如反應方程式如反應方程式 mA+nB=pY+qZ 則則VA=C（A）/t VB=C（B）/t VY=C（Y）/t VZ=C（Z）/t。v=tc注意注意：1. v表示平均反應速率；表示平均反應速率；2. c表示指定物質(zhì)的反應前后的變化濃度表示指定物質(zhì)的反應前后的變化濃度（均（均取正值）取正值） ；3. t表示變化所對應的時間表示變化所對應的時間；4.濃度常用濃度常用mol.L-1，時間常用，時間常用s，min?；瘜W反應的速率單位為：化學反應的速率單位為：mol/(Lmin)或或mol/(Ls)例例1 1、某反應的反應物濃度在、某反應的反應物濃度在5 5分鐘內(nèi)由分鐘內(nèi)由6

8、 6摩摩/ /升變成升變成2 2摩摩/ /升升, ,則該反應在這段時間內(nèi)的平均反應速率是多少？則該反應在這段時間內(nèi)的平均反應速率是多少？ . mol/（L min）有關(guān)化學反應速率的簡單計算有關(guān)化學反應速率的簡單計算例例2 2、在某一化學反應中，反應物、在某一化學反應中，反應物B B的濃度在的濃度在5s5s內(nèi)從內(nèi)從2.0mol/L2.0mol/L變成變成0.5mol/L0.5mol/L，在這，在這5s5s內(nèi)內(nèi)B B的化學反應速率為的化學反應速率為_。0.3mol/(Ls)課堂練習課堂練習一個一個5L的容器中，盛入的容器中，盛入8.0mol某氣體反應物，某氣體反應物，5min后，測得這種氣體反應

9、物還剩余后，測得這種氣體反應物還剩余6.8mol，這種反應物的化學反應速率為這種反應物的化學反應速率為_。0.048mol/(Lmin)各物質(zhì)速率與化學計量關(guān)系各物質(zhì)速率與化學計量關(guān)系一定條件下，用不同的物質(zhì)來表示某反應的速率，一定條件下，用不同的物質(zhì)來表示某反應的速率，其數(shù)值可能不同，但表示的意義相同。且它們的其數(shù)值可能不同，但表示的意義相同。且它們的數(shù)值之比等于反應方程式中數(shù)值之比等于反應方程式中系數(shù)比系數(shù)比。如 N2+3H2=2NH3 1 3 2V VN2N2:V:VH2H2:V:VNH3NH3=1:3:2=1:3:2例例3.3.在給定條件下，氮氣與氫氣在密閉容器中合成氨。在給定條件下，

10、氮氣與氫氣在密閉容器中合成氨。起始時加入氮氣和氫氣且濃度分別為起始時加入氮氣和氫氣且濃度分別為1 mol/L 1 mol/L 和和1 mol/L1 mol/L，2min2min后，氮氣的濃度為后，氮氣的濃度為0.8 0.8 mol/L mol/L ，氫氣的濃度為，氫氣的濃度為0.4 mol/L0.4 mol/L，氨氣的濃度為，氨氣的濃度為0.4 0.4 mol/L mol/L 。分別用氮氣、氫氣和氨氣的濃度變化表示的。分別用氮氣、氫氣和氨氣的濃度變化表示的這這2min2min內(nèi)的化學反應速率是多少？有什么關(guān)系？內(nèi)的化學反應速率是多少？有什么關(guān)系？ 例題例題3： 3H2 + N2 = 2NH3

11、初始量初始量 1mol/L 1mol/L 0t=2min 0.4mol/L 0.8mol/L 0.4mol/L 變化量變化量 0.6mol/L 0.2mol/L 0.4mol/LV(H2)=V(N2)=V(NH3)=min)/(1 . 0min2/2 . 0LmolLmoltCmin)/(2 . 0min2/4 . 0LmolLmoltCmin)/(3 . 0min2/6 . 0LmolLmoltC 化學反應速率之比等于方程式中它化學反應速率之比等于方程式中它們的計量數(shù)之比。們的計量數(shù)之比。課堂練習課堂練習在一定條件下在一定條件下2升的反應容器中充入一定量的升的反應容器中充入一定量的N2和和H

12、2發(fā)生下反應，發(fā)生下反應，N2+3H2=2NH3，5分鐘后測分鐘后測的的NH3的物質(zhì)的量為的物質(zhì)的量為0.5mol則則NH3的反應速率為的反應速率為_；H2的反應速率為的反應速率為_。0.05mol/(Lmin)32 0.05mol/(Lmin)=學與問一個化學反應的速率用不同的一個化學反應的速率用不同的反應物或或生成物來表示，數(shù)值可能生成物來表示，數(shù)值可能 但含但含意意 , 速速 率之比等率之比等 于該反應方于該反應方程式中對應程式中對應 之比。之比。不同不同是一致的是一致的物質(zhì)的系數(shù)物質(zhì)的系數(shù)如反應方程式如反應方程式 mA+nB=pY+qZ 則則VA=C（A）/t VB=C（B）/t VY

13、=C（Y）/t VZ=C（Z）/t。V(A):V(B):V(Y):V(Z)=mk:n:p:q反應反應 4NH4NH3 3（g g）5O5O2 2（g g） 4NO（g）6H2O（g） 在在10L10L密閉容器中進行，半分鐘后，水蒸氣的物質(zhì)的量密閉容器中進行，半分鐘后，水蒸氣的物質(zhì)的量增加了增加了0.45mol,0.45mol,則此反應的平均速率則此反應的平均速率 A、(NH3)=0.0101mol.L-1.s-1 B、 (O2)=0.0010mol.L-1.s-1 C、 (NO)=0.0010mol.L-1.s-1 D、 (H2O)=0.045mol.L-1.s-1 課堂練習：課堂練習：C對于

14、反應對于反應A A2 2+3B+3B2 2 2AB 2AB3 3以下表示的反應速率中，以下表示的反應速率中，速率最大的是速率最大的是A A、v(Av(A2 2)=0.4molL)=0.4molL-1-1minmin-1-1B B、v(Bv(B2 2)=0.8molL)=0.8molL-1-1minmin-1-1C C、v(ABv(AB3 3)=0.6molL)=0.6molL-1-1minmin-1-1D D、v(Av(A2 2)=0.01molL)=0.01molL-1-1ss-1-1 課堂練習：課堂練習：在一定條件下，在一定條件下，mA + nB = pC的反應中，各的反應中，各物質(zhì)的化學

15、反應速率為物質(zhì)的化學反應速率為v(A)=amol/(Ls),v(B)=0.5amol/(Ls),v(C)=amol/(Ls),則該反應的化學方程式為：則該反應的化學方程式為：_答案：答案： 2A+B=2C課堂練習：課堂練習：課后練習課后練習： (1)在一定條件下，密閉容器中合成在一定條件下，密閉容器中合成3H2+N2=2NH3，開，開始時測得始時測得H2=4mol/L ，N2=1mol/L，2s末，測得末，測得N2=0.9mol/L。求。求V H2為多大？為多大？(2)向向2L的密閉容器的密閉容器(內(nèi)有催化劑內(nèi)有催化劑)充入充入2mol的的SO2和和1molO2，經(jīng)，經(jīng)2s，測得容器內(nèi)有，測得

16、容器內(nèi)有1mol的的SO3，則該反應的，則該反應的速率可怎樣表示。速率可怎樣表示。0.15mol/Ls(3)某溫度時，圖中曲線某溫度時，圖中曲線X，Y，Z是在是在2L容器中容器中X，Y，Z三種物質(zhì)的物質(zhì)的量隨時間的變化曲線。由圖中數(shù)三種物質(zhì)的物質(zhì)的量隨時間的變化曲線。由圖中數(shù)據(jù)分析，該反應的據(jù)分析，該反應的化學方程式為；化學方程式為；反應從開始計時，反應從開始計時，2分鐘分鐘內(nèi)內(nèi)Z的平均反應速率為的平均反應速率為_。3X+Y=2Z二、化學反應的速率是通過實驗測定的。二、化學反應的速率是通過實驗測定的。測定方法有測定方法有 、直接觀察某些性質(zhì)（如釋放出氣體的體、直接觀察某些性質(zhì)（如釋放出氣體的體

17、積和體系壓強）；積和體系壓強）；、科學儀器測定（如顏色的深淺、光的吸、科學儀器測定（如顏色的深淺、光的吸收和發(fā)射、導電能力等）；收和發(fā)射、導電能力等）；、溶液中，常利用顏色深淺和顯色物質(zhì)濃、溶液中，常利用顏色深淺和顯色物質(zhì)濃度間的正比關(guān)系來跟蹤反應的過程和測量度間的正比關(guān)系來跟蹤反應的過程和測量反應速率。反應速率。（實驗（實驗-）實驗分析）實驗分析 反應物（指氣體和液體，不含純液體和固體）的反應物（指氣體和液體，不含純液體和固體）的濃度越大，反應時間越短，反應速率越快。濃度越大，反應時間越短，反應速率越快。注意問題注意問題 (1)化學反應速率是用來衡量化學反應的化學反應速率是用來衡量化學反應的

18、快慢快慢的尺的尺度度,它與它與時間時間和和濃度濃度變化有關(guān)變化有關(guān).(2)在同一反應中用在同一反應中用不同物質(zhì)不同物質(zhì)來表示時來表示時,其數(shù)值可其數(shù)值可以不同以不同,但都但都表示同一個反應的速率表示同一個反應的速率.因此因此,表示表示化學反應的速率時化學反應的速率時,必須說明反應物中必須說明反應物中哪種物質(zhì)哪種物質(zhì)做標準做標準.不同物質(zhì)的速率的不同物質(zhì)的速率的比值比值一定等于化學方一定等于化學方程式中相應的程式中相應的化學計量數(shù)之比化學計量數(shù)之比.(3)一般來說一般來說,化學反應速率隨反應的進行而逐漸化學反應速率隨反應的進行而逐漸減慢減慢.因此因此,某一段時間內(nèi)的反應速率某一段時間內(nèi)的反應速率

19、,是是平均速平均速率率,而不是指瞬時速率而不是指瞬時速率,且且V0.(4)化學反應速率一般不能用化學反應速率一般不能用固體固體或或純液體純液體表示。表示。 （5）比較反應速率大小比較反應速率大小時，不僅要看反應速率數(shù)時，不僅要看反應速率數(shù)值本身的大小，還要結(jié)合化學方程式中物質(zhì)的值本身的大小，還要結(jié)合化學方程式中物質(zhì)的化學計量數(shù)化學計量數(shù)的大小來說明。的大小來說明。學生練習：學生練習：1把下列四種把下列四種X溶液，分別加進四個盛有溶液，分別加進四個盛有10mL濃濃度為度為2 molL-1 的鹽酸的燒杯中，并都加水稀釋的鹽酸的燒杯中，并都加水稀釋至至50mL，此時，此時，X和鹽酸緩慢地進行反應，其

20、和鹽酸緩慢地進行反應，其中反應速率最大的是（中反應速率最大的是（ ）。）。（A）10 mL、2 molL-1 （B）20 mL、2 molL-1（C）10 mL、4 molL-1 （D）20 mL、3 molL-1答案：答案：D D 2反應反應4NH3+5O2 = 4NO+6H2O，在，在5L的密的密閉容器中進行半分鐘后，閉容器中進行半分鐘后，NO的物質(zhì)的量增加的物質(zhì)的量增加了了0.3mol，則此反應的平均速率，則此反應的平均速率（x）（表）（表示反應物的消耗速率或生成物的生成速率）示反應物的消耗速率或生成物的生成速率）為（為（ ）。）。（A）(O2)=0.01 molL-1s-1 （B）(N

21、O)=0.008 molL-1s-1 （C）(H2O)=0.003 molL-1s-1 （D）(NH3)=0.002 molL-1s-1 答案： CD3反應反應4A（氣）（氣）+5B（氣）（氣）= 4C(氣氣)+6D（氣）（氣）在在5L的密閉容器中進行，半分鐘后，的密閉容器中進行，半分鐘后，C的物質(zhì)的的物質(zhì)的量增加了量增加了0.3mol。下列論述正確的是（。下列論述正確的是（ ）。）。（A）A的平均反應速率是的平均反應速率是0.010 molL-1s-1（B）容器中含）容器中含D的物質(zhì)的量至少為的物質(zhì)的量至少為0.45mol（C）容器中）容器中A、B、C、D的物質(zhì)的量比一定是的物質(zhì)的量比一定是

22、4:5:4:6（D）容器中）容器中A的物質(zhì)的量一定增加了的物質(zhì)的量一定增加了0.3mol答案：答案：B B4在密閉容器中進行可逆反應，在密閉容器中進行可逆反應，A與與B反應生反應生成成C，其反應速率分別用，其反應速率分別用(A)、(B)、(C)（molL-1s-1）表示，且）表示，且(A)、(B)、(C)之之間有如下所示的關(guān)系：間有如下所示的關(guān)系： (B)=3(A)； 3(C)=2(B)。則此反應可表示為（。則此反應可表示為（ ）（A）2A+3B2C （B）A3B2C（C）3A+B2C （D）AB答案：答案：B B 預習第二節(jié)影響化學反應速率的因素預習第二節(jié)影響化學反應速率的因素1、化學反應速率與分子間的有效碰撞頻率有、化學反應速率與分子間的有效碰撞頻率有關(guān)。想一想，我們以前學過的、用過的和關(guān)。想一想，我們以前學過的、用過的和日常生活中改變速率的方法有哪些？日常生活中改變速率的方法有哪些？2、我們知道的改變反應速率的措施有、我們知道的改變反應速率的措施有 加熱、加熱、攪拌、增大反應物的濃度、使用催化劑、攪拌、增大反應物的濃度、使用催化劑、汽車加大油門、爐膛安裝鼓風機、把煤塊汽車加大油門、爐膛安裝鼓風機、把煤塊粉碎后使用、用冰箱保存食物、糕點盒裝粉碎后使用、用冰箱保存食物、糕點盒裝小包除氧劑等等。小包除氧劑等等。 練習練習1.反應反應N23H2