高中化学2.1化学反应速率苏教选修4.ppt

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1、目标导航 预习导引 目标导航 预习导引 一 二 目标导航 预习导引 一 二 预习交流1能否用物质的量的变化量的大小来比较化学反应速率的大小 提示 如果同一反应在容积相同的两个不同容器内进行 则可用物质的量的变化量的大小来比较化学反应速率的大小 若同一反应在容积不同的两个不同容器内进行 则不能用物质的量的变化量的大小来比较化学反应速率的大小 目标导航 预习导引 一 二 二 影响化学反应速率的因素影响化学反应速率的因素分为内因和外因 内因是反应物本身的性质 这是本质原因 外因包括反应物的浓度 反应体系的温度 压强和催化剂等 1 浓度 理论和实验研究表明 其他条件相同时 增大反应物的浓度 反应速率增

2、大 减小反应物的浓度 反应速率减小 因为当增加反应物的浓度时 单位体积内反应物活化分子数目增多 反应物发生有效碰撞的次数增多 所以 反应速率增大 1 有效碰撞 能发生反应的碰撞 有效碰撞必须满足两个条件 一是发生碰撞的分子具有足够高的能量 二是分子在一定的方向上发生碰撞 2 活化分子 在化学反应中 能量较高 有可能发生有效碰撞的分子 3 活化能 活化分子的平均能量与所有分子的平均能量之差 目标导航 预习导引 一 二 2 压强 实验表明 对于有气体参加的反应 在密闭容器中保持温度不变时 增大压强 气体体积必然减小 相当于增大反应物的浓度 反应速率将增大 减小压强 气体的体积增大 相当于减小反应物

3、的浓度 因而反应速率将减小 压强对反应速率的影响可以归结为浓度改变对反应速率的影响 如果反应物没有气体 即固体 液体或溶液间的反应 可以忽略改变压强对反应速率的影响 3 温度 实验表明 在其他条件相同时 升高温度 化学反应的反应速率增大 降低温度 反应速率减小 因为随着温度升高 反应物的活化分子数目增多 分子运动加快 活化分子碰撞的次数增加 反应速率增大 据测定 许多反应的温度每升高10K 其反应速率增加2 4倍 目标导航 预习导引 一 二 4 催化剂 实验表明 催化剂对化学反应速率有显著影响 反应物转化为生成物的过程中要经过能量较高的过渡状态 过渡状态的平均能量与反应物分子的平均能量的差为反

4、应的活化能 催化剂是通过降低反应所需的活化能来增大反应速率的 催化剂是改变化学反应速率最有效的手段之一 目前 各种高效 经济 选择性强的催化剂的研制是全世界科学家关心和研究的课题 5 其他因素 除以上因素之外还有一些其他方法能改变反应速率 如增大反应物间的接触面积 反应速率会随之增大 此外 光 电磁波 超声波等因素也会对反应速率产生影响 预习交流2如何增大反应物的接触面积 提示 若为有固体参加的反应 可将固体颗粒粉碎 若为固体与液体发生的反应 可不断搅拌 若为有气体参加的反应 可增大压强 问题导学 即时检测 一 二 三 四 一 化学反应速率的计算及测定活动与探究物质的哪些性质可用于化学反应速率

5、的测定 答案 1 直接可测量的性质 如释放出气体的体积和体系压强 例如 过氧化氢的分解反应中有气体生成 可以测量在一定温度和压强下释放出来的气体的体积 再进行适当的转换和计算 2 依靠物理仪器才能测量的性质 如颜色的深浅 光的吸收 光的发射 导电能力等 3 在溶液中 当反应物或产物本身有比较明显的颜色时 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定反应速率 问题导学 即时检测 一 二 三 四 迁移与应用例1在一个恒容密闭容器中 盛有N2和H2 它们的起始浓度分别是1 8mol L 1和5 4mol L 1 在一定的条件下它们反应生成NH3 10min后测得N2的浓度是0 8

6、mol L 1 则在这10min内NH3的平均反应速率是 A 0 1mol L 1 min 1B 0 2mol L 1 min 1C 0 3mol L 1 min 1D 0 6mol L 1 min 1点拨 在一个化学反应中 各物质的物质的量浓度的变化量之比等于化学计量数之比 解析 在10min内 N2的浓度变化为1 8mol L 1 0 8mol L 1 1mol L 1 则NH3的浓度变化为2mol L 1 则用NH3表示的平均反应速率为0 2mol L 1 min 1 答案 B 问题导学 即时检测 一 二 三 四 问题导学 即时检测 一 二 三 四 1 化学反应速率是平均速率而不是瞬时速

7、率且均为正值 2 对某一个具体的化学反应来说 用不同物质表示化学反应速率时 所得数值不一定相同 但表示的意义却是相同的 3 用各物质表示的化学反应速率之比等于化学方程式中各物质的化学计量数之比 4 比较同一反应的化学反应速率时 应通过反应速率和化学方程式中各物质前的化学计量数的关系 将各物质表示的反应速率转化为用同一种物质表示的反应速率 再进行比较 数值大的反应快 同时 还应注意化学反应速率单位的一致性 5 固体或纯液体的浓度可视为常数 因此 不能用固体或纯液体的浓度变化表示反应速率 问题导学 即时检测 一 二 三 四 二 浓度对化学反应速率的影响活动与探究当其他条件相同时 增大或减小反应物的

8、浓度化学反应速率如何变化 答案 其他条件相同时 增大反应物浓度反应速率增大 减小反应物浓度反应速率减小 问题导学 即时检测 一 二 三 四 迁移与应用例2A B两种物质于20 时在溶液中发生如下反应 A BC 四种情况下 A B的起始浓度及体积如下 20mL0 2mol L 1A 20mL0 2mol L 1B 50mL0 5mol L 1A 50mL0 5mol L 1B 10mL1mol L 1A 10mL1mol L 1B 30mLH2O 20mL1mol L 1A 60mL0 4mol L 1B若将各实验在反应刚开始时的反应速率按由大至小的顺序排列 正确的是 A B C D 点拨 反应

9、速率受反应物浓度的影响 要比较反应速率的大小 需计算出混合溶液中A B的起始浓度 问题导学 即时检测 一 二 三 四 解析 中 A B的起始浓度都为0 1mol L 1 中 A B的起始浓度都为0 25mol L 1 中 A B的起始浓度都为0 2mol L 1 中 A的起始浓度为0 25mol L 1 B的起始浓度为0 3mol L 1 则反应刚开始时的反应速率由大至小的顺序为 B项正确 答案 B温馨提示 因为溶质是在溶液混合后发生反应的 所以 比较反应速率大小时 不应看混合前溶液中溶质的浓度 而应看混合后溶液中溶质的起始浓度 问题导学 即时检测 一 二 三 四 迁移训练2对于合成氨反应 N

10、2 3H22NH3 提供1molN2和3molH2 在相同温度 相同催化剂 相同容器的条件下 下列情况中反应速率最大的是 A 再充入1molN2B 再充入1molNH3C 再充入3molH2D 再充入1molN2和3molH2解析 A项和C项的情况相同 都是一种反应物的浓度不变 另一种反应物的浓度增大为原来的2倍 但对反应速率的影响无法确定 B项 恒温恒容条件下 加入生成物的瞬间 并不能改变反应物的浓度 D中 各反应物浓度都变为原来的2倍 相当于加压 反应速率增大最多 答案 D 问题导学 即时检测 一 二 三 四 1 对于一个可逆反应 若增大反应物浓度导致正反应速率增大 那么逆反应速率也随之增

11、大 2 固体物质的反应速率与接触面积有关 固体颗粒越细 表面积越大 反应速率越快 故块状固体可以通过研细以增大表面积 来加快反应速率 3 对于固体或纯液体 其浓度可视为常数 它们的量的改变不影响化学反应速率 4 压强对反应速率的影响是通过改变浓度而影响反应速率的 我们在分析压强对反应速率的影响时 应最终落实到浓度上 将压强问题转化为浓度问题 问题导学 即时检测 一 二 三 四 三 温度对化学反应速率的影响活动与探究当其他条件不变时 升高或降低温度 反应速率如何变化 答案 其他条件不变时 升高温度反应速率增大 降低温度反应速率减小 问题导学 即时检测 一 二 三 四 问题导学 即时检测 一 二

12、三 四 迁移训练3等质量的铁与过量的盐酸在不同的实验条件下进行反应 测定在不同时间t时产生气体体积V的数据 根据数据绘制得到下图 则曲线a b c d所对应的实验组别可能是 A 4 3 2 1B 1 2 3 4C 3 4 1 2D 1 2 4 3 问题导学 即时检测 一 二 三 四 解析 化学反应速率与温度 浓度和固体物质表面积的大小有关 实验1中盐酸的浓度最小 反应的温度最低 且固体呈块状 所以化学反应速率最小 由于实验3的反应温度比实验2的反应温度高 所以实验3中的反应速率大于实验2中的反应速率 而实验4和实验3虽然浓度相同 但反应的温度不同 物质的状态也不相同 所以反应速率的大小不能比较

13、 答案 A 问题导学 即时检测 一 二 三 四 1 温度对反应速率的影响规律 对吸热反应 放热反应都适用 且不受反应物状态的限制 升温时 吸热反应 放热反应的反应速率均增大 降温时 吸热反应 放热反应的反应速率均减小 2 实验测得许多反应的温度每升高10K 化学反应速率增加2 4倍 3 一般来说 温度对反应速率的影响比浓度 压强要显著 也易于控制 升高温度是常用的改变化学反应速率的方法 问题导学 即时检测 一 二 三 四 四 催化剂对化学反应速率的影响活动与探究催化剂为什么能够改变反应速率 答案 使用催化剂 降低化学反应所需要的活化能 更多的反应物分子成为活化分子 单位体积活化分子百分数增加

14、化学反应速率增大 问题导学 即时检测 一 二 三 四 迁移与应用例4下列说法正确的是 A 温度越高 V2O5对SO2氧化生成SO3的催化效果越好B 温度越高 越有利于MnO2与浓盐酸反应制取Cl2C 温度越高 蛋白酶对蛋白质水解的催化效率越高D 温度越高 浓硝酸分解的速率越快点拨 从温度和催化剂两个方面 分析外界条件对反应速率的影响 解析 V2O5对SO2氧化生成SO3的催化在400 500 时效果最佳 超出了这个温度 催化效果反而变差 温度超过90 浓盐酸大量挥发 导致浓度大幅度降低 对MnO2与浓盐酸反应不利 蛋白酶是一种蛋白质 温度过高时 蛋白质变性 从而失去催化能力 答案 D温馨提示

15、催化剂的催化能力受温度的影响 温度高 虽然能加快分子的碰撞 但可能会对催化剂的催化能力产生不利影响 问题导学 即时检测 一 二 三 四 迁移训练4下列说法中正确的是 A 催化剂能使不起反应的物质发生反应B 催化剂在化学反应前后 化学性质不变 质量改变C 催化剂能改变化学反应速率D 电解水时 往水中加少量NaOH 可使电解速率明显加快 所以NaOH是这个反应的催化剂解析 催化剂能改变反应速率 但不能引发反应 故A项错 C项对 催化剂在化学反应前后质量和化学性质都不变 故B项错 D项中加入NaOH是为了增加水的导电能力 NaOH不是催化剂 故D项错 答案 C 问题导学 即时检测 一 二 三 四 1

16、 催化剂能改变化学反应速率而在反应前后本身的质量和化学性质不变 2 使用催化剂能同等程度地改变正 逆化学反应速率 3 90 以上的化学工业涉及的化学反应需要使用催化剂 在使用催化剂时应防止催化剂中毒 问题导学 即时检测 1 2 3 4 5 1 反应4A s 3B g 2C g D g 经2min后 B的浓度减少了0 6mol L 1 对此反应速率的表示中正确的是 A 用A表示的反应速率是0 4mol L 1 min 1B 分别用B C D表示的反应速率 其比值是3 2 1C 在2min末的反应速率 用B表示是0 3mol L 1 min 1D 在2min内用B表示的反应速率的值逐渐减小 用C表示的反应速率的值逐渐增大解析 A为固体 其浓度不变 浓度的变化量与时间的商 表示的是平均反应速率 不管是用反应物还是用生成物 表示的平均反应速率的数值的变化趋势是一致的 答案 B 问题导学 即时检测 1 2 3 4 5 问题导学 即时检测 1 2 3 4 5 3 下列条件的改变 一定能增大化学反应速率的是 A 增大压强B 升高温度C 增大反应物的量D 减小生成物的浓度解析 对于非气体反应体系 增大