81化学反应速率

物体的运动有快、慢之分！蜗牛慢爬之旅火箭冲向天空的速度你知道哪些化学反应进行快、哪些化学反应进行慢？①爆炸；②酸碱中和反应；③氢氧混合气体遇火；④溶洞形成；⑤钢铁生锈；⑥煤和石油的形成你是通过什么判断快、慢的？爆炸，瞬间完成塑料降解长达上百年定量描述快到什么程度？慢到什么程度？第2章化学反应的方向、限度与速率第3节化学反应的速率（第1课时）一、化学反应速率1、概念：衡量化学反应进行的快慢的物理量。单位时间内ΔmΔnΔcΔV等物理学中用速率来衡量物体运动的快慢：单位时间内，物体通过的路程学科连接v＝△s△t物质在化学反应中的某些量的改变活动与探究：取三个镁条，分别称重，再让它们与不同浓度的过量盐酸反应，记录镁条完全消失的时间t，记录实验数据于表中。分别取浓度为2.0、1.5、1.0（mol·L-1)的盐酸各50ml与0.3g镁条反应，记录比较镁条完全溶解所需反应时间反应开始反应结束思考二若用单位时间内盐酸浓度的减小或氯化镁浓度的增大来表示该化学反应的速率，需要哪些数据呢？思考一实验中化学反应速率可用哪些方法表示？2、表示方式：通常用单位时间内反应物浓度的减少量或生成物浓度的增加量来表示。一、化学反应速率ΔtυΔc==1)Δc表示指定物质反应前后的浓度变化量，均取正值;2)Δt为一段时间，故υ表示平均反应速率注意：数学表达式：单位：mol/(L·s)、mol/(L·min)3)固体和纯液体的c是常数，所以通常不用固体和纯液体表示化学反应速率例题1：在2L密闭容器中，在一定条件下进行合成氨的反应3H2+N22NH3，先加入H2和N2各2mol，反应经2分钟后，测得N2的物质的量浓度为0.8mol/L。求此反应的化学反应速率是多少？在应用化学方程式进行有关化学反应速率的计算时,一定弄清三个量:起始浓度(或起始量)、变化浓度(或变化量)、某时刻后的浓度(或某时刻后的量)，其中：变化量之比等于化学计量数之比。解：3H2+N22NH3起始量1mol/L1mol/L0t=2min0.4mol/L0.8mol/L0.4mol/L变化量0.6mol/L0.2mol/L0.4mol/Lmin)L/(mol.minL/mol.tC30260V(N2)=min)L/(mol.minL/mol.tC10220V(H2)=min)L/(mol.minL/mol.tC20240V(NH3)=3H2+N22NH3发现：1、在同一反应体系中用不同的物质来表示反应速率时，其数值可能不同，但是这些数值都表示同一个反应速率，且它们的数值比等于化学方程式中得系数比。因此化学反应速率的表示必须用下标说明用哪种物质来做标准。2、对于反应：aA＋bB==dD＋eE满足关系：v(A)∶v(B)∶v(D)∶v(E)＝a∶b∶d∶e；为了统一起见，将化学反应速率定义为：tEcetDcdtBcbtAca11112、对于反应：aA＋bB==dD＋eE满足关系：v(A)∶v(B)∶v(D)∶v(E)＝a∶b∶d∶e；为了统一起见，将化学反应速率定义为：tEcetDcdtBcbtAca1111生活中，我们是怎样加快和减慢化学反应速率？冶炼金属炒菜加热冷藏、冷冻在通常情况下，Na与水的反应和Mg与水的反应哪个剧烈(反应速率快)？为什么？这说明化学反应速率的决定因素是什么？一、内因：物质本身的结构和性质是化学反应速率大小的决定因素。不同化学反应反应物性质决定于同一化学反应反应条件决定于浓度温度催化剂其他因素（1）.定性规律：1、浓度对化学反应速率的影响二、外因反应物的浓度与化学反应的速率之间的定量关系探究：完成教材Ｐ５7《交流·研讨》实验编号12345C(HI)/mol·L-10.1000.2000.3000.1000.100C(H2O2)/mol·L-10.1000.1000.1000.2000.300v/mol·L-1·s-10.00760.01530.02270.01510.0228请找出化学反应速率与C(HI)、C(H2O2)之间的关系,并尝试写出相应的数学表达式其中K----反应速率常数①表示单位浓度下的化学反应速率②通常反应速率常数越大，反应进行得越.③与浓度无关，但受、、等因素的影响④反应速率常数有单位。在不同的速率表达式中，反应速率常数的单位可能不同，单位不同的速率常数没有可比性V=kc(H2O2)c(HI)快温度催化剂固体表面性质(2).定量关系：思考:能否直接根据化学方程式写出化学反应速率与反应物浓度的关系？对于很多反应，反应物浓度与化学方程式中的系数并无确定关系，因此，不能直接根据化学方程式写出反应速率与反应物浓度的关系，而必须通过实验来测定。作业：1.导与学P487(上交）2.导与学P46-48结论：1、浓度对化学反应速率的影响二、外因一、内因：物质本身的结构和性质是化学反应速率大小的决定因素。影响化学反应速率的因素没足够的能量足够的能量合适的取向类比法：借鉴投篮——获得灵感没合适的取向碰撞理论一个反应的经历过程普通分子活化分子有效碰撞新物质活化能合适的取向化学反应速率：取决于有效碰撞几率能量浓度对反应速率的影响本质原因反应物浓度增大，单位体积内活化分子数增多，有效碰撞的频率增加，反应速率增大。浓度增大单位体积内活化分子的数目增大碰撞机会增多有效碰撞增多反应速率增大请试根据浓度对化学反应速率的影响推出压强对化学反应速率的影响情况增大压强，反应物浓度增大，反应速率加快。2、压强对化学反应速率的影响压强增大体积减小浓度增大反应速率增大气体反应物浓度增大化学反应速率增大A.恒温、恒压时，充入惰性气体保持压强不变体积增大浓度减小反应速率减慢B.恒温、恒容时，充入惰性气体体积不变浓度不变反应速率不变本质原因升高温度，一部分非活化分子吸收能量转化为活化分子，使得活化分子百分数提高，活化分子间的有效碰撞频率变大，故反应速率增大。3、温度对化学反应速率的影响[经验规律]温度每升高10℃，化学反应速率通常增大到原来的2~4倍。V1=V0aT1-T0————10即：提醒：温度对任何反应的反应速率皆有影响，无论是吸热或放热反应，无论是正反应还是逆反应，都是起到加快化学反应速率的作用。【例题】对于反应M＋N→P，如果温度每升高10℃，速率增加为原来的3倍。在10℃时完成反应的10%需要54min，将温度提高到40℃完成反应的10%需要的时间为（）A.2minB.3minC.6minD.9min阿仑尼乌斯公式:k=Ae(R=8.3145J.mol-1.k-1)1.当Ea0时，升高温度，反应速率常数增大，化学反应速率随之增大。2.Ea值越大，改变温度对反应速率的影响程度就越大，这就是升高相同温度时不同化学反应的速率增加的倍数不同的原因。-Ea—RT结论：催化剂可以加快化学反应的速率。原因：在其他条件不变时，使用催化剂，通过改变反应历程、降低反应所需要的能量(活化能)，而使反应速率加快。3.催化剂对化学反应速率的影响过渡态理论简介A+B-C[A···B···C]A-B+C过渡态快慢活化能：过渡态能量与反应物的能量之差称为反应的活化能Ea。[A···B···C]EE正A+BC△HE逆AB+C△H0，放热反应△H=E正-E逆[A···B···C]E逆A+BC△HE正AB+CE△H0，吸热反应反应进程AB+C催化剂DAB+CA...B...CAC+B+DA...B...D+CA...D...CAD+B+C能量特别提醒：使用催化剂同等程度的增大（减慢）、正逆反应速率，从而改变反应到达平衡所需时间，不能改变平衡常数和转化率。没特别指明一般指正催化剂；催化剂只能催化可能发生的反应，对不发生的反应无作用，即催化剂具有选择性。4.其它因素接触面积大小微型原电池的形成可以加大反应速率。光照强度、不同的溶剂、超声波射线、激光、电磁波等对反应速率均有影响。浓度越大，化学反应速率越快内因（主要因素）：化学性质温度越高，化学反应速率越快使用适当的催化剂能加快化学反应速率影响化学反应速率的因素外因：其他条件相同时浓度：压强：温度：催化剂：压强越大，化学反应速率越快作业：自主完成导与学中相应练习