化学反应的速率与影响化学速率的因素[新课]

第一节化学反应的速率很快很慢在化学实验和日常生活中，我们经常观察到这样的现象：有的反应进行的快，有的进行的慢。●炸药爆炸●金属锈蚀●食物腐败●离子反应●塑料老化●溶洞形成快快慢慢慢慢化学反应的快慢是相对的！不同的化学反应进行的快慢千差万别，快和慢是相对而言的，我们以上的判断方法都是定性地描述反应的快慢。而在科学研究和实际应用中，往往需要定量地描述一个反应的快慢。如何定量地判断一个化学反应的速率呢?在物理中我们是如何定量地判断一个物体移动速度快慢的？v＝△s△t一、化学反应速率1、定义：2、表达式：3、单位：tntcvAAAV)()()(mol/(L•min)或mol/(L•s)通常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。注意:.（1）v(A)表示平均反应速率，且为正值；需要指明具体物质（2）Δc(A)表示指定物质的反应前后的变化浓度；（3）Δt表示浓度变化所对应的时间变化值；（4）固体与纯液体的浓度视为常数例1、反应4A(g)+5B(g)＝4C(g)＋6D(l)在2L的密闭容器中进行，1分钟后，A的物质的量减少了0.12mol,判断下列说法是否正确,并说明理由。①在该时间段内，v（A）=0.12mol/(L·min)②A在1min末的反应速率为0.06mol/(L·min)③此时间段内的平均反应速率V=0.06mol/(L·min)④在该时间段内，v（A）=3.6mol/(L·s)⑤在该时间段内，v（C）=0.06mol/(L·min)，v（D）=0.09mol/(L·min)错误，注意容器的体积为2L错误，计算出来的应为平均速率错误，要指明具体的物质错误，单位的换算。应为0.06÷60=0.001mol/(L·s)错误，固体与纯液体的浓度视为常数速率计算结果mol/(L·min)速率之比化学计量系数之比v(A)0.06v(B)0.075v(C)0.06454454数值可以不同4、速率之比=化学计量数之比请分别计算出上述反应中A(g),B(g),C(g)的反应速率,并思考其中的关系??同一化学反应，用不同的物质表示其化学反应速率，数值可能不相同，但意义相同，均表示这段时间内该反应的化学反应速率。例2、反应A+3B=2C+2D在4种不同条件下的反应速率为：(1)v(A)=0.3mol/(L·s)(2)v(B)=0.6mol/(L·s)(3)v(C)=0.4mol/(L·s)(4)v(D)=0.45mol/(L·s)则该反应在4种不同的条件下速率的快慢顺序为—————————。(1)(4)(2)=(3)注意：比较反应速率大小时，要结合化学方程式中物质的化学计量数的大小来说明，需要用同一物质的速率来表示。例3、在反应mA＋nB＝pC中，已知A的反应速率为0.5mol/(L•s)，B的反应速率为1mol/(L•s)，C的反应速率为1.5mol/(L•s)则该反应的化学方程式为：_________________A＋2B=3C注意事项：（1）v表示平均反应速率，不是瞬时速率且为正值；（2）同一反应的速率如果用不同物质表示，数值可能不同，但表示的意义是相同的，所以表示速率时应用下标注明是哪种物质的速率。（3）同一化学反应中各物质的反应速率之比=反应方程式中化学计量数之比。（4）固体与纯液体的浓度视为常数。因此不用纯固体或纯液体来表示化学反应速率1、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10sA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。3.2mol3A(g)+B(g)2C(g)+D(g)始转终44002.40.81.60.81.63.21.60.8化学平衡的计算——“三段法”mA(g)+nB(g)pC(g)+qD(g)始转终ab00mxnxpxqxa-mxb-nxpxqx(2)体积分数(1)转化率(3)平均摩尔质量假定反应物A、B的起始量分别为amol和bmol；达到平衡时，A物质转化的物质的量为mxmol2、把0.6molX气体和0.6molY气体混合于2L体积不变的密闭容器中，发生下列反应：2X(g)+Y(g)=nZ(g)+2W(g)测得2min末有0.2molW生成，同时测得v(Z)=0.1mol/(L·min);求：（1）前2min内v(X)（2）2min时，Y的浓度（3）n的值（4）2min时X的转化率3、一定温度下，向一容积为2L的真空容器中加入1mol氮气，3mol氢气，3min后测得容器内的压强是起始时压强的0.9倍。求：（1）3min内V（H2）（2）反应后混合气体的平均摩尔质量0.1mol/(L·min)9.44g/mol4、某可逆反应在一定温度时，X、Y、Z三种物质在2L容器中的变化曲线如图所示：①该反应的化学方程式：_______，②反应开始至2min，z的平均速率是___。③2min末时X的转化率？0.7yxz时间/min0.20.90.812340.201.00.40.6物质的量/mol第二节影响化学反应速率的因素普通分子活化能活化分子合理取向有效碰撞新物质能量化学反应速率理论——有效碰撞理论活化分子：在相同温度下，分子的能量并不完全相同，有些分子的能量高于分子的平均能量，这些能量超过某一数值而可能发生化学反应的分子称为活化分子有效碰撞：能够发生化学反应的碰撞（足够的能量和合适的取向）。能够发生有效碰撞的一定是活化分子，但是活化分子不一定发生有效碰撞。活化能：活化分子的平均能量与所有分子的平均能量之差一、反应速率理论——有效碰撞理论活化分子数=反应物分子数×活化分子百分数1、镁条和铝条+2mL3mol/LH2SO4？2、铜片+2mL3mol/LH2SO4？比较反应快慢？原因？科学探究参加反应的物质的本身性质（由分子结构和原子结构决定）规律：（1）反应物的化学性质越活泼，化学反应速率越快；反之则越慢（2）反应类型不同，原理不同，速率不同，如离子反应通常比有机反应要快得多1.内因二、反应速率的影响因素主要因素化学反应速率内因：由物质本身的性质决定外因：反应物浓度、体系压强、温度、催化剂等条件Na、Mg、Al分别与酸反应如何改变化学反应速率？怎样理解这种改变？通过实验探究外部条件改变与反应速率变化的关系，并用有效碰撞理论解释。1、镁条+2mL1mol/L和0.1mol/L的H2SO4？2、4mL0.01mol/LKMnO4+2mL0.1mol/L和0.2mol/L的H2C2O4？（1）实验1、2各可以通过什么实验现象来判断化学反应快慢？结论是什么？（2）KMnO4在酸性条件下氧化性更强，可以用什么酸来酸化？科学探究2KMnO4+5H2C2O4+3H2SO4=K2SO4+2MnSO4+10CO2↑+8H2O活化能活化能增大浓度活化能增大压强活化能活化能活化能升高温度活化能活化能正催化剂规律：当其他条件不变时，增加任一反应物的浓度,化学反应速率加快；反之，减慢。注意：①对于固体和纯液体来说，浓度都是不变的，改变固体和纯液体的量对于化学反应速率几乎不产生影响。②反应若是可逆反应，增大任一反应物浓度，正、逆反应速率都加快；反之，正、逆反应速率都减小。（1）.浓度二、反应速率的影响因素2.外因浓度对反应速率的影响浓度增大→单位体积内n总↑T不变，活化分子%不变C活增大→有效碰撞↑→V↑科学探究2H2S+SO2=3S+2H2O规律：当其他条件不变时，增大压强，浓度增大，化学反应速率增大；反之，减小。（2）、压强对象：只适合于有气体参加的反应注意：①只适合于有气体参加的反应，如果反应物只有固体，液体、溶液时，改变压强对反应速率没有影响。②反应若是可逆反应，增大压强，浓度增大，正、逆反应速率都加快；反之，正、逆反应速率都减小。增大压强，反应物浓度增大，活化分子浓度增大，反应速率加快。压强对反应速率的影响1、下列反应，压强对反应速率无影响的是（）A、C(s)+H2O(g)=CO(g)+H2(g)B、AgNO3(aq)+HCl(aq)=AgCl(s)+HNO3(l)C、CO2(g)+Ca(OH)2(aq)=CaCO3(s)+H2O(l)D、2Al(s)+Fe2O3(s)=Al2O3(s)+2Fe(s)BD2.对于在一个密闭容器中进行的可逆反应：C(s)+O2(g)=CO2(g)，下列说法中错误的是()A、将碳块粉碎成粉末可以加快化学反应速率B、增大氧气的量可以加快化学反应速率C、增大压强（改变体积）可以加快化学反应速率D、增加碳的量可以加快化学反应速率D思考:3、在N2+3H22NH3中，当其他外界条件不变时：①减小体系压强，该反应的速率怎么变？②在反应中保持体系容积不变，充入N2，反应的速率怎么变？③在反应中保持体系容积不变，充入He，反应的速率怎么变？④在反应中保持体系压强不变，充入He，反应的速率怎么变？几种情况:①、恒温时：体积减少→增大压强→反应物浓度增大→反应速率增大②、恒容时：A、充入气体反应物→反应物浓度增大→总压增大→反应速率增大；B、充入“与反应无关的气体”（如He、Ne等）→引起总压增大（但各反应物的分压不变）→各物质的浓度不变→反应速率不变③、恒压时：充入“无关气体”（如He等）→引起体积增大→各反应物浓度减小→反应速率减小。3．对于反应：N2＋O22NO，在密闭容器中进行，下列条件能加快反应速率的是（）；减慢化学反应速率的是（）；无影响的是（）A．缩小体积使压强增大B．体积不变减少N2的量C．体积不变充入He使压强增大D．压强不变，充入气体NeE．体积不变，充入气体NOAECBD实质：压强改变是否引起参加反应的物质的浓度发生改变；若改变体系的压强，若不能改变反应物的浓度，则不能改变反应速率。增大体系的压强是否一定加快反应速率，该如何正确理解压强对化学反应速率的影响？5mL0.1mol/L的H2SO4+5mL0.1mol/LNa2S2O3热水冷水快慢Na2S2O3+H2SO4=Na2SO4+SO2+S↓+H2O科学探究生活体验：食物腐败（3）、温度规律：其它条件不变时，①升高温度，化学反应速率增大；反之，减小。②实验测得，温度每升高10℃，化学反应速率通常增大原来的2-4倍。注意：①温度对反应速率的影响不受反应物状态的限制②反应若是可逆反应，升高温度，正、逆反应速率都加快；降低温度，正、逆反应速率都减小。有效碰撞理论解释温度增加→普通分子变为活化分子→活化分子百分率增加→活化分子碰撞频率增加→单位体积内活化分子数增加→有效碰撞次数增加→v增大温度增加→有效碰撞次数增加→v增大实验反应温度/℃Na2S2O3溶液稀H2SO4H2OV/mLc/（mol·L-1）V/mLc/（mol·L-1）V/mLA2550.1100.15B2550.250.210C3550.1100.15D3550.250.2101.硫代硫酸钠溶液与稀硫酸反应的化学方程式为：Na2S2O3+H2SO4=Na2SO4+SO2+S↓+H2O,下列各组实验中最先出现浑浊的是()注意：1、浓度是指反应物在混合后的浓度，而不是加入时的浓度；2、实际参加反应的物质的浓度发生改变时，才能引起化学反应速率的变化。D2、设2NO+COCO2+N2(正反应吸热)反应速率为v1；N2+3H22NH3(正反应放热)反应速率为v2。对于上述两个反应，当温度升高时，v1和v2变化情况为（）A、同时增大B、同时减小C、v1减小，v2增大D、v1增大，v2减小√A科学探究〖探究1〗设计实验比较在2mL5%的H2O2中分别加入0.1mol/LFeCl3和CuSO4溶液各1mL，比较二者分解速率？加入试剂FeCl3CuSO4产生气泡快慢结论很快慢FeCl3对该反应的催化效果更好（选择性）最慢科学探究〖探究2〗设计实验比较在4mL0.01mol/LKMnO4和2mL0.1mol/LH2C2O4，加不加MnSO4对反应速率有否影响？加入试剂0.01mol/LKMnO40.1mol/LH2C2O40.01mol/LKMnO40.1mo