資源簡介

(共27張PPT)
在化學反應的研究和實際應用
關注點1：選擇合適的化學反應以實現所期待的物質轉化或能量轉化
關注點2：化學反應進行的快慢和程度，以提高生產效率
第六章 化學反應與能量
第二節 化學反應的速率與限度
6.2.1 化學反應的速率
學習目標
1.理解化學反應速率的概念和表示方法，能從定量的角度描述化學反應快慢，進行簡單計算。
2.通過探究影響化學反應速率的因素，初步設計實驗，學會變量控制的科學方法，增強證據推理的意識，提高科學探究能力 。
3.嘗試用化學原理解釋生活生產中有關化學反應快慢的現象。
課堂導入
爆炸
生銹
溶洞
化學反應也有快有慢！如何界定化學反應的快慢？
想一想
物理上：
速度：單位時間內物體運動的位移
單位時間
某個變化量
化學反應速率：單位時間內 ？的改變
質量？物質的量？體積？物質的量濃度？
一、化學反應速率
1.定義：
通常用單位時間內反應物濃度的減小或生成物濃度的增大來表示(取正值) 。
4.單位：mol·L－1·s－1 或 mol·L－1·min－1
2.計算式：v＝
v=
Δc
Δt
Δn
V
=
Δn
VΔt
mol
L
s、min
3.變式：
1 mol·L－1·s－1 = 60 mol·L－1·min－1
隨堂檢測
[例1] 在2L含有0.8mol的HCl溶液中放入56g鐵粉，發生反應Fe(s)+2HCl (aq) ===FeCl2 (aq)+H2 (g)，2min后HCl物質的量為0.2mol，在這2min內用鹽酸表示的該反應速率為_______________，用氯化亞鐵表示的反應速率為_______________
Fe(s)+2HCl (aq) ===FeCl2 (aq)+H2 (g)
起始
0.8mol
0mol
0mol
轉化
2min末
0.6mol
0.2mol
0.3mol
0.3mol
0.3mol
0.3mol
0mol
0mol
0mol
v(HCl) =
Δc (HCl)
Δt
V·△t
=
△n(HCl)
0.15mol/(L·min)
0.075mol/(L·min)
v(B) =
Δc (B)
Δt
容器的體積
V·△t
=
△n(B)
指明具體物質
2 2
=
0.6
0.15mol/(L·min)
=
思考討論：
Fe(s) + 2HCl (aq) ===FeCl2 (aq)+H2 (g)
起始
0.8mol
0mol
0mol
轉化
2min末
0.6mol
0.2mol
0.3mol
0.3mol
0.3mol
0.3mol
0mol
0mol
0mol
Δc (Fe)
=
0
v(B) =
Δc (B)
Δt
V·△t
=
△n(B)
思考討論：
思考1：
同一反應中，速率之比等于化學方程式中的系數之比。
aA＋bB = cC＋dD，V(A)︰V(B)︰V(C)︰V(D)＝a︰b︰c︰d
思考2：
固體或純液體其濃度可視為常數，不用固體或純液體表示化學反應速率。
下列反應，其反應速率越快越好還是越慢越好？
■鋼鐵腐蝕 ■ 食物腐壞
■ 煉鋼 ■ 合成氨
調控化學反應速率常常是決定化學實驗成敗或化工生產成本的關鍵。
有哪些因素能夠影響化學反應速率呢？
二、影響化學反應速率的因素
（1）把食物存放在冰箱里，在糕點包裝內放置除氧劑可以延長食品保質期。
（2）鐵在空氣中和在純氧中反應的劇烈程度明顯不同。
（3）向爐膛內鼓風，用煤粉代替煤塊可以使爐火更旺。
（4）做化學實驗時，為加速反應的進行，通常將塊狀或顆粒狀的固體藥品研細并混勻，或者將固體試劑溶于水配成溶液后再進行實驗。
（5）鈉與冷水反應劇烈，鐵與冷水不反應
注：參加反應的物質自身的性質是決定化學反應速率的主要原因。
二、影響化學反應速率的因素
下列案例中，分別利用或體現了哪些影響反應速率的因素？
影響化學反應速率的因素
【問題】我們已經知道催化劑可以影響化學反應速率，此外，還有哪些反應條件會影響化學反應的速率？
【假設】
影響化學反應速率的因素可能有反應溫度、反應物濃度等。
【實驗用品】
5%H2O2溶液、1mol/LFeCl3溶液、0.1mol/L鹽酸、1mol/L鹽酸、大理石碎塊、冷水、熱水、試管、試管夾、燒杯。
實驗探究
方法導引
變量控制
科學研究中，對于多因素（多變量）的問題，常常采用只改變其中的某一個因素，控制其他因素不變的研究方法，使多因素的問題變成幾個單因素的問題分別加以研究，最后再將幾個單因素問題的研究結果加以綜合。這種變量控制的方法是科學探究中常用的方法。
實驗設計
實驗方案設計
【實驗用品】5%H2O2溶液、1mol/LFeCl3溶液、0.1mol/L鹽酸、1mol/L鹽酸、大理石碎塊、冷水、熱水、試管、試管夾、燒杯。
其它因素···
二、影響化學反應速率的因素
升高溫度， v 加快 ；
降低溫度， v 減慢
增大濃度， v 加快 ；
減小濃度， v 減慢
固體和純液體無影響
催化劑，加快v
增大比表面積， v 加快
如：塊狀 → 粉末狀
二、影響化學反應速率的因素
有氣體參加的反應，改變壓強時，只有導致參加反應的氣體濃度改變，反應速率才會改變
壓強對反應速率的影響
——有氣體參與的反應
增大壓強(減小容器的體積),
減小壓強(減小容器的體積),
改變
濃度
C↑ , v 加快
C , v 減小
二、影響化學反應速率的因素
(1)內因
化學反應速率的大小主要取決于反應物本身的性質。
(2)外因
在其他條件相同時。
二、影響化學反應速率的因素
課堂小結
一、化學反應速率
課堂小結
二、影響化學反應速率的因素
(1)內因
化學反應速率的大小主要取決于反應物本身的性質。
(2)外因
在其他條件相同時。
課堂練習
1.在某一化學反應中，反應物A的濃度在10 s內從0.8 mol·L－1變為0.2 mol·L－1，則在這10 s內A的化學反應速率為(　　)
A.0.02 mol·L－1 B.0.02 mol·L－1·s－1
C.0.06 mol·L－1·s－1 D.0.06 mol·L－1·min－1
解析　10 s內A的化學反應速率為(0.8 mol·L－1－0.2 mol·L－1)÷10 s＝
0.06 mol·L－1·s－1。
C
課堂練習
則該反應速率的快慢順序為:_____________________
2.反應 A + 3B = 2C + 2D 在四種不同條件下的反應速率為：
(1)V(A)=0.3mol/(L·s )
(2) V(B)=0.6mol/(L·s)
(3) V(C)=0.4mol/(L·min)
(4) V(D)=0.45mol/(L·s)
(1)>(4)>(2)>(3)
化學反應速率大小的比較
歸一法
A + 3B = 2C + 2D
(1)V(A)=0.3mol/(L·s )
(2) V(B)=0.6mol/(L·s)
(3) V(C)=0.4mol/(L·min)
(4) V(D)=0.45mol/(L·s)
(1)V(A)=0.3mol/(L·s )
(2) V(A)=0.2mol/(L·s)
(3) V(A)=0.003mol/(L·s)
(4) V(A)=0.225mol/(L·s)
統一單位
同一物質
(1)>(4)>(2)>(3)
比值法
A + 3B = 2C + 2D
(1)V(A)=0.3mol/(L·s )
(2) V(B)=0.6mol/(L·s)
(3) V(C)=0.4mol/(L·min)
(4) V(D)=0.45mol/(L·s)
(1) =0.3mol/(L·s )
(2) =0.2mol/(L·s)
(3) =0.2mol/(L·min)
(4) =0.225mol/(L·s)
(1)>(4)>(2)>(3)
化學反應速率大小的比較
課堂練習
3.反應A(g)＋3B(g)===2C(g)＋2D(g)在四種不同情況下的反應速率最快的是(　　)
A.v(A)＝0.15 mol/(L·s) B.v(B)＝0.6 mol/(L·s)
C.v(C)＝2.4 mol/(L·min) D.v(D)＝0.45 mol/(L·s)
D
課堂練習
4. 在密閉容器里，通入x mol H2 (g)和y mol O2(g)，改變下列條件，反應速率將如何改變？
(1)升高溫度：________(填“增大”、“減小”、“不變”)；
(2)加入催化劑：______________；
(3)充入更多的H2：________；
(4)擴大容器的容積：_______；
(5)容器容積不變，通入氖氣：___________。
減小
增大
增大
增大
不變

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