化学反应快慢PPT课件

1、-,1,生产中必须考虑两个问题：,（1）反应进行的快慢,（2）反应进行的完全程度,在化学化工中，怎样使反应物既快又多地尽可能转变成人类需要的生成物，对人类合理利用自然资源，为生产、生活和科学实验服务，具有十分重要的意义。这就要求我们探求化学反应进行的快慢和化学反应进行的程度以及各种因素对它们影响的规律，揭示化学反应速率和化学平衡之谜。P34,化学反应速率,化学平衡,-,2,第六章揭示化学反应速率和平衡之谜,6.1化学反应为什么有快有慢,-化学反应速率,-,3,不同的化学反应完成所需的时间千差万别：,炸药的爆炸瞬间完成水溶液中的简单离子反应分秒内完成钢铁制品生锈几小时或几天自然界岩石的风化数以百

2、年石油的形成亿万年,拓展视野,举例时间,-,4,一、化学反应有快有慢,【演示实验】,1.钠与水的反应：,2.镁与水的反应：,与冷水剧烈反应，酚酞溶液迅速变红。,与冷水不易反应；与热水反应产生气体，酚酞溶液变红。,2Na2H2O2NaOH+H2,结论：钠与水的反应比镁与水的反应快,原因：钠比镁活泼,-,5,问题：我们可以借助哪些现象来比较化学反应进行的快慢？,衡量化学反应快慢的标准,化学反应速率,化学反应的快慢主要由反应物本身的性质决定。,观察同一时间内反应物消失或生成物出现的快慢（如：出现沉淀、产生气体、变色的快慢）。,-,6,化学反应速率用单位时间内反应物浓度的减小或生成物浓度的增大来表示。

3、,二、化学反应速率,v,Dt,Dc,=,2、表达式：,3、单位,摩尔/升小时mol/(Lh),摩尔/升分mol/(Lmin),1、表示方法：,摩尔/升秒mol/(LS),-,7,，已知SO2的起始浓度为3mol/L，两分钟后，SO2的浓度变为2.8mol/L，则用SO2浓度的变化来表示的反应速度是_,例如反应：,0.1mol/(Lmin),注意,固体或纯液体的浓度可视为不变的常数，因此一般不用固体或纯液体表示化学反应速率。,v,Dt,Dc,=,2,3-2.8,=,=,0.1mol/(Lmin),-,8,4、研究和控制化学反应速率的意义,实际生产和应用中，人们不仅需要了解一个反应是否能够发生，而

4、且需要了解反应所需的时间。,例1：,合成氨反应的转化率随温度降低而显著提高，但是常温下反应极慢，因此实际反应温度约为500。,例2：,汽车尾气的无害化研究：CO和NO是汽车尾气中的主要污染物。该反应在常温下转化率极大。但是因其反应速率极慢，因此在人们找到合适的用于加速反应的催化剂前，污染物无法自然消除。,2CO2NO2CO2+N2,金属的防腐、食品的保鲜等,-,9,各物质的反应速率存在如下关系：,想一想：从这个结果我们得到什么结论？,同一反应可用不同物质来表示反应速率，其数值可能不相同，但涵义是相同的。,化学反应中，各物质的反应速率之比=化学方程式中各物质前面的化学计量数之比。,结论,P37【

5、思考与练习】,-,10,对于反应mA+nBpC+qD,各物质的反应速率存在如下关系：,一密闭容器中盛有N2、H2，其中C（N2）=2mol/L，C（H2）=5mol/L，反应进行2min后，测得N2浓度为1.8mol/L，求：这2min内反应速率（分别用N2、H2、NH3的浓度表示）。,v(N2)=0.1mol/(Lmin),v(H2)=0.3mol/(Lmin),v(NH3)=0.2mol/(Lmin),【例1】,vA:vB:vC:vD=m:n:p:q,-,11,反应4NH3(g)+5O2(g)4NO(g)+6H2O(g)在10L密闭容器中进行，半分钟后，水蒸气的物质的量增加了0.45mol

6、，则此反应的平均速率(x)可表示为,(NH3)=0.010mol/(Ls)(O2)=0.001mol/(Ls)C.(NO)=0.001mol/(Ls)D.(H2O)=0.045mol/(Ls),求化学反应速率一般有两条途径,根据化学反应速率的定义求:,根据不同物质表示的反应速率之比=它们在化学方程式中的化学计量数之比,C,例2,-,12,反应A(g)+3B(g)2C(g)+2D(g)，在不同情况下测得反应速率，其中反应速率最快的是（）,(D)=0.4mol/(Ls)B.(C)=0.5mol/(Ls)C.(B)=0.6mol/(Ls)D.(D)=0.15mol/(Ls),B,解题的关键是把不同物

7、质表示的反应速率换算为同一种物质表示的反应速率，然后进行比较。,例3,-,13,A、B、C均是气态物质，在mA+nBpC反应中，反应开始10s后，A减少1mol，B减少1.25mol，C增加0.5mol，则m:n:p为（）,例4,A.1:3:2B.3:1:2C.4:5:2D.无法确定,C,反应速率之比=各物质的浓度变化之比=各物质的量变化之比=系数之比,-,14,下面是反应2NO2(g)2NO（g）+O2（g）在一定时间内反应物浓度的变化实验数据（300）,-,15,2NO2(g)2NO（g）+O2（g）,-,16,飞秒化学,1飞秒即千万亿分之一秒。飞秒化学的发展已有近20年的历史，1999年

8、，艾哈迈德泽韦尔因他在这一领域的开创性研究而获得诺贝尔化学奖。泽韦尔的研究成果可以让人们通过“慢动作”观察处于化学反应过程中的原子与分子的转变状态，从根本上改变了我们对化学反应过程的认识。可以预见，运用飞秒化学，化学反应将会更为可控，新的分子将会更容易制造。,1飞秒=110-15s,1皮秒=110-12s,1纳秒=110-9s,-,17,练习一,1、五氧化二氮气体在一定温度和压强下发生分解反应：2N2O54NO2O2，现向容积为2升的密闭容器中注入432克N2O5，经1.5分钟后，N2O5剩余3.4mol。计算这一反应的v(NO2)、v(O2)。,2、在一定条件下发生的某化学反应，经过4分钟，

9、生成Y的浓度从零增加到0.24mol/L，而反应物X的浓度从0.3mol/L变为0.22mol/L，那么该反应可能是（）A.3XYZB.XZ2YC.X2Z3YD.XY3Z,C,v(NO2)=0.4mol/(Lmin),v(O2)=0.1mol/(Lmin),-,18,A.v(N2)=3v(H2)B.v(H2)=v(N2)=v(NH3)C.v(NH3)=3/2v(H2)D.v(H2)=3v(N2),4.对于反应A2B3C4D，用不同物质表示不同时间的化学反应速率，最大的是（）A.vA=2mol/L.sB.vB=3mol/L.sC.vC=4mol/L.sD.vD=6mol/L.s,D,A,-,19

10、,第二课时,-,20,通常用单位时间内反应物浓度的减小或生成物浓度的增大来表示。,v=,Dt,Dc,化学反应速率,单位为mol/(LS)或mol/(Lmin)或mol/(Lh),同一反应可用不同物质来表示化学反应速率，其数值可能不相同，但涵义是相同的。,在化学反应中，各物质的反应速率之比等于化学方程式中各物质前面的化学计量数之比。,思考：影响化学反应速率的因素有哪些？,=,Dt,DnV,-,21,三、影响化学反应速率的因素,内因(本质因素)：,外因(外界条件)：,例如：F2和H2在常温常压下发生爆炸反应；而O2和H2在相同条件下历经数百万年才有可观察的水生成。,物质本身的结构和性质是化学反应速

11、率大小的决定因素。,反应物的结构和性质,反应物颗粒大小、浓度、温度、压强、催化剂等。,-,22,怎样才能知道这些因素能够影响化学反应速率的大小？,问题1：,问题2：,问题3：,我们可以借助哪些现象来比较化学反应进行的快慢？,观察出现沉淀、产生气体、变色的快慢等,如果影响因素不止一个，在实验中应如何处理多个影响因素？,对比实验法,在研究某一因素对化学反应速率影响时，其他影响因素必须完全相同。,-,23,2.浓度,【实验2】同体积不同浓度的硫代硫酸钠（Na2S2O3）溶液与同浓度同体积的稀盐酸反应。P39,Na2S2O32HClSSO22NaClH2O,【结论】其它条件不变时，增大反应物的浓度，可

12、以增大反应速率。,【实验1】块状和粉状大理石分别与稀盐酸反应P39,1.反应物颗粒大小,【现象】粉状大理石与盐酸反应比块状大理石要剧烈。,【结论】其它条件不变时，减小固体颗粒，增大固体反应物表面积，可以增大反应速率。,-,24,注意,（1）此规律只适用于气体反应或溶液中的反应；即改变固体的量，不能改变反应速度。,（2）对于可逆反应，反应物或生成物的浓度改变，其V正，V逆的变化也符合上述规律。,-,25,讨论：,10ml0.1mol/LNa2S2O3溶液与10ml0.1mol/LH2SO4混合；B.20ml0.1mol/LNa2S2O3溶液与20ml0.1mol/L的H2SO4混合：20ml0.

13、05mol/LNa2S2O3溶与20ml0.05mol/L的H2SO4混合。,比较下列反应的快慢：,A、B两组浓度相等、大，故反应速率相等、快；C组浓度小、反应慢。,-,26,3.压强,温度一定，一定量气体的体积与其所受的压强成反比。,【结论】气体压强增大，导致浓度增大，因此反应速率也增大。,【图1】,【思考与讨论】对有气态物质参加的反应，压强对反应速率有什么影响？参考P42图6.18并联系浓度对反应速率的影响来考虑。,-,27,【图2】,与图(a)相比，图(b)中压强及、有何变化？,想一想：,【结论】其它条件不变时，增大气体的压强，只有增大了气体反应物的浓度，才能增大反应速率。,改变压强仅能

14、改变气体物质的反应速率！压强与液体或固体的反应速率无关。,注意！,-,28,4.温度,析出沉淀的速度,热水中：快,冷水中：慢,【结论】其它条件不变时，升高温度，化学反应速率增大；降低温度，化学反应速率减小(任何反应）。,【实验3】0.1mol/LNa2S2O3与0.1mol/LHCl分别在冷水和热水中混合。,实验测得，温度每升高10，反应速率可以增大到原来的24倍。,若是可逆反应，T，V正，V逆，但温度对吸热反应的影响大。,【现象】,-,29,5.催化剂,【结论】催化剂能大大加快化学反应速率。,催化剂,正催化剂加大反应速率,负催化剂减小反应速率,【实验4】,H2O2,2H2O2,2H2OO2,

15、催化剂可以改变其他物质的化学反应速率，而本身的质量和化学性质在反应前后都不改变的物质。,很快产生大量气泡,-,30,在可逆反应中，催化剂对正、逆反应的作用相同，即V正，V逆加快的程度相同。,【注意】,a,b,请根据下图，从能量的角度解释催化剂对化学反应速率的影响：,【讨论】,催化剂通过降低反应所需要的能量，改变了化学反应历程，从而增大了反应速率。,化学史话,人类对催化剂的认识,-,31,6.其它条件,除上述五点外，影响化学反应速率的条件还有：光、超声波、激光、放射线、电磁波、扩散速率和溶剂等。,思考：,2.要增大锌与稀硫酸反应的化学反应速率，可以采用哪些方法？,-,32,影响化学反应速率的因素

16、规律,固体颗粒的大小,在其他条件相同时，固体颗粒越小，反应物的表面积越大，化学反应速率越快；固体颗粒越大，固体反应物的表面积越小，化学反应速率降低。,反应物本身的性质,在其他条件相同时，反应物的化学性质越活泼，化学反应速率越快；反应物的化学性质越不活泼，化学反应速率越慢。,浓度,在其他条件相同时，增大反应物的浓度，化学反应速率加快；减小反应物的浓度，反应速率减慢。,压强,在其他条件相同时，增大气态反应物的压强，化学反应速率加快；减小气态反应物的压强，化学反应速率降低。,规律,温度,在其他条件相同时，升高反应物的温度，化学反应速率加快；降低反应物的温度，反应速率降低。,催化剂,其他条件相同时，使

17、用催化剂，改变化学反应速率。,-,33,请用化学反应速率的知识解释下列问题：,1.为什么木炭在纯氧中比在空气中燃烧剧烈？,2.为什么NH4HCO3要保存在阴凉处？,4.为什么胶卷要保存在阴凉处？,3.为什么面粉厂门口和汽车加油站有“严禁烟火”的字样？,5.只有在较高温度时，葡萄糖才能在空气中燃烧。可是在人体里，葡萄糖在正常体温（37)时就可以被氧化，这是为什么？,-,34,1.下列关于化学反应速率的说法正确的是_A.化学反应速率是指一定时间内任何一种反应物浓度的减小或任何一种生成物浓度的增加。B.化学反应速率为0.8mol/(L.s)是指1s时某物质的浓度为0.8mol/L。C.根据化学反应速率的大小可以知道化学反应进行的快慢D.对于任何化学反应来说，反应速率越大，反应现象就越明显,练习二,C,-,35,2、下列化学反应进行得最慢的是_A.在硫酸钠溶液中滴加氯化钡溶液B.在过氧化氢溶液中加入二氧化锰C.在加热条件下使硫粉与氢气反应D.点燃氢气与氧气的混合气体,C,-,36,3、NO和CO都是汽车尾气中的物质，它们能很缓慢地反应生成CO2和N2，对此反应有关的叙述中不正确的是_A.降低压强能加快化学反应