資源簡介

(共46張PPT)
在化學反應中，如炸藥的爆炸的計時最好能夠精確到10－2～10－ 3 s。
而研究某些巖石變化可能要用106～108 年為計時。
這是為什么？
化學反應速率及測定
學習目標0102概念單位計算化學反應速率直接觀察法比色法速率的測定有的反應進行地轟轟烈烈瞬間完成
鉀與水反應
房屋定向爆破
有些反應卻是在潛移默化中完成的
煤的形成
經過幾億年的時間
01
PART ONE
如何表示化學反應的快慢
化學反應速率及計算
交流討論
如何判斷誰跑的快？
化學反應中，怎樣定量判斷反應的快、慢？
υ＝
ΔS
Δt
單位時間或單位體積中，反應物或生成物物質的量變化來表示
如反應體系的體積是恒定的，則
用反應物或生成物物質的量濃度變化來表示
化學反應速率
1
概念
1
2
表達式
單位時間內反應物濃度的減少量或生成物濃度的增加量來表示
υ＝
Δc
Δt
3
單位
mol·L－1·s－1或 mol·L－1·min－1
Mol/(L·s)或 mol/(L·min)
一般來說，化學反應不是等速進行的，因此某一時間內的反應速率實際上是這一段時間內的平均速率。
化學反應速率無論是用反應物還是生成物表示，其化學反應速率都為正值。
固體或純液體的濃度視為常數，Δc = 0，因此不用固體或純液體表示化學反應速率。
C(s) ＋ H2O(g) ＝ CO ＋ H2
請分別用一種物質的濃度隨時間變化來表示下列反應速率：
υ(C)＝
Δc(C)
Δt
你學會了嗎？
υ(H2O)＝
Δc(H2O)
Δt
υ(H2)＝
Δc(H2)
Δt
υ(CO)＝
Δc(CO)
Δt
① 在反應中，用濃度變化表示化學反應速率只適用于氣體和溶液中的溶質。
② 純液體和純固體的濃度視為常數，Δc＝0，因此不用固體或純液體濃度來表示化學反應速率。
合成氨反應的反應速率計算
合成氨的簡要流程圖
問題解決
在2 L的密閉容器中，通入1.0 mol N2和3.0 mol H2發生反應： ，2秒末時，測得生成0.6 mol NH3，求氨的反應速率。
合成氨反應的反應速率計算
看誰做得既準又快
Δc(NH3)＝
0.6 mol
2 s
＝0.3 mol·L－1
υ(NH3)＝
Δc(NH3)
Δt
＝
0.3 mol·L－1
2 s
＝
0.15 mol·L－1·s－1
若用H2的濃度變化來表示，則反應速率是多少？
若用N2的濃度變化來表示，則反應速率是多少？
在2 L的密閉容器中，通入1.0 mol N2和3.0 mol H2發生反應：
，2秒末時，測得生成0.6 mol NH3。
合成氨反應的反應速率計算
看誰做得既準又快
若用H2的濃度變化來表示，則反應速率是多少？
若用N2的濃度變化來表示，則反應速率是多少？
起始量/mol·L－1
轉化量/mol·L－1
2 s量/mol·L－1
0.5
1.5
0.15
0.45
0.3
0.3
在2 L的密閉容器中，通入1.0 mol N2和3.0 mol H2發生反應：
，2秒末時，測得生成0.6 mol NH3。
合成氨反應的反應速率計算
看誰做得既準又快
起始量/mol·L－1
轉化量/mol·L－1
2 s量/mol·L－1
0.5
1.5
0.15
0.45
0.3
0.3
υ(N2)＝
Δc(N2)
Δt
＝
0.15 mol·L－1
2 s
＝
0.075 mol·L－1·s－1
υ(H2)＝
Δc(H2)
Δt
＝
0.45 mol·L－1
2 s
＝
0.225 mol·L－1·s－1
不同物質表示的反應速率可能不相同
要指明是哪種物質的反應速率
物質 N2 H2 NH3
反應速率/0.15 mol·L－1·s－1 0.075 0.225 0.15
溫馨提醒
化學反應速率
1
概念
單位時間內反應物濃度的減少量或生成物濃度的增加量來表示
1
2
3
4
表達式
單位
計算
三段式
mol·L－1·s－1或 mol·L－1·min－1
v＝
Δt
Δc
“三段式”計算模板
規律方法點撥
第一步：寫出有關反應的化學方程式
第二步：設未知數，列出各物質的起始量、轉化量、某時刻量
a b 0 0
起始量/mol·L－1
轉化量/mol·L－1
mx nx px qx
某時刻量/mol·L－1
a-mx b-nx px qx
第三步：根據已知條件列方程式計算，得出各物質的轉化濃度(Δc)
第四步：根據 計算反應速率
υ＝
Δc
Δt
不同物質表示的反應速率可能不相同
物質 N2 H2 NH3
反應速率/0.15 mol·L－1·s－1 0.075 0.225 0.15
溫馨提醒
對于同一化學反應，不同物質表示化學反應速率，其數值有何關系？
化學反應速率之比＝化學計量數之比
化學反應速率
1
概念
1
2
表達式
單位時間內反應物濃度的減少量或生成物濃度的增加量來表示
3
單位
mol·L－1·s－1或 mol·L－1·min－1
4
計算
三段式
技巧
各物質的反應速率之比等于各物質的化學計量數之比
v(A)∶v(B)∶v(C)∶v(D)＝m∶n∶p∶q
H2與N2在一密閉容器中生成NH3，在不同的條件下測得反應速率如下：
①v(N2)＝3 mol·L－1·s－1
②v(H2)＝6 mol·L－1·min－1
哪種條件下反應速率最慢？
③v(NH3)＝2 mol·L－1·s－1
考考你自己
v(H2)＝0.1 mol·L－1·s－1
以v(N2)為基準
①v(N2)＝3 mol·L－1·s－1
②v(H2)＝6 mol·L－1·min－1
v(N2)＝1/3 v(H2)＝1/3 × 0.1 mol·L－1·s－1
③v(NH3)＝2 mol·L－1·s－1
v(N2)＝1/2 v(H2)＝1/2 × 2 mol·L－1·s－1
不能單純看數值大小
反應速率的大小比較
歸納與整理
規律方法點撥
歸一法
不同物質表示的反應速率，換算成同一物質來表示反應速率；再比較數值的大小。
若單位不統一，則要換算成相同的單位
比值法
比較化學反應速率與化學計量數的比值，如
＞
v(A)
m
v(B)
n
則說明用A表示的化學反應速率大于用B表示的化學反應速率。
　 可逆反應A(g)＋2B(g)＝3C(g)＋D(g)，在四種不同情況下的反應速率如下，其中反應進行得最快的是
A．v(A)＝0.15 mol·L－1·min －１
B．v(B)＝0.6 mol·L－1·min－1
C．v(C)＝0.4 mol·L－1·min－1
D．v(D)＝0.01 mol·L－1·s－1
看誰做得既準又快
在同一反應中，反應速率的大小不能單純地看數值大小，應化作相同的物質并統一單位進行比較。
一定溫度下，在2 L的密閉容器中，X、Y、Z三種氣體的物質的量隨時間變化的曲線如下圖所示
① 反應開始到10 s，用Z表示的反應速率為____________________
② 反應化學方程式_______________
0.079 mol·L－1·s－1
挑戰自我
02
PART TWO
如何通過實驗測定反應速率？
思考﹒ 討論
根據哪些實驗現象可判斷鋅和不同濃度的稀硫酸反應的快慢？
定性描述
① 觀察產生氣泡的快慢
② 觀察試管中剩余鋅粒的大小
③ 用手觸摸試管，感受試管壁溫度高低
測定溶液渾濁程度、顏色變化
思考﹒ 討論
如何測定鋅和某濃度的稀硫酸的反應速率？
2.1 測定原理
反應速率的測定
2
υ＝
Δc
Δt
找與化學反應物質的濃度相關的物理量
找與該物理量化學變化對應的時間
選擇可觀測、易操作的變量
定量描述——化學反應速率
思考﹒ 討論
測量化學反應速率的方法
其他物理量
2.2 測定項目
反應速率的測定
2
氣體
氣體的體積
體系的壓強
顏色的深淺
測量氣體體積的裝置
資料在線
測定放出一定體積的氣體的時間以測定反應速率
測定一定時間內氣體體積/壓強的變化以測定反應速率
2.2 測定項目
反應速率的測定
2
氣體
氣體的體積
體系的壓強
顏色的深淺
離子濃度
導電能力
渾濁度
酸堿度
資料在線
測量離子濃度的儀器
電導率
pH
顏色
渾濁度
pH計
濁度計
離子濃度檢測儀
便攜式電導率儀
2.3 測定方法
反應速率的測定
2
比色法
溶液中，有顏色變化時，利用顏色深淺和顯色物質濃度間的正比關系，測量反應速率
01
03
量氣法
02
電導法
激光技術法
牛刀小試
在一定溫度下，10 mL 0.40 mol/L H2O2溶液發生催化分解。測定0 ～ 6 min內的化學反應速率。
2H2O2 2H2O ＋ O2 ↑
催化劑
選擇可觀測、易操作的變量
濃度變化容易測量嗎？
我們有沒有測量濃度的儀器呢？
如果沒有，那么我們可以測量哪些物理量呢？
氣體體積
牛刀小試
t/min 0 2 4 6 8 10
V(O2)/mL 0.0 9.9 17.2 22.4 26.5 29.9
在一定溫度下，10 mL 0.40 mol/L H2O2 溶液發生催化分解，不同時刻測得生成的 O2 的體積(已折算為標準狀況)如下表(溶液體積變化忽略不計)。求0～6 min時段的化學反應速率。
Δn(O2)＝
＝ 1.0×10-3 mol
Vm
Δ V(O2)
0.0224 L
22.4 L/mol
＝
2H2O2 2H2O ＋ O2 ↑
催化劑
1.0×10-3 mol
2.0×10－3
n /(mol)
＝
Δn(H2O2)
V ·Δt
Δc(H2O2)
Δt
υ(H2O2)＝
0.01L×6 min
2.0×10－3 mol
＝
≈ 3.3×10－2 mol/(L·min)
觀察與思考
鋅粒和 1 mol/L H2SO4 溶液、4 mol/L H2SO4 溶液
化學反應速率的大小測定
測定項目
Zn＋H2SO4 ＝ ZnSO4＋H2 ↑
設計方案
c(H+)
c(Zn2 +)
V(H2)
m(Zn)
確定變量
硫酸的濃度
控制變量
鋅粒的質量
鋅粒的表面積
溶液的體積
溫度
壓強
觀察與思考
鋅粒和 1 mol/L H2SO4 溶液、4 mol/L H2SO4 溶液
化學反應速率的大小測定
測定數據
固定體積，測時間
固定時間，測體積
測10 mL H2所用時間
觀察與思考
鋅粒和 1 mol/L H2SO4 溶液、4 mol/L H2SO4 溶液
化學反應速率的大小測定
加入試劑 反應時間/s 化學反應速/( mL·s-1) 結論
1 mol/L H2SO4
4 mol/L H2SO4 19
10.1
10
19
10
10.1
其他條件相同，4 mol/L H2SO4 硫酸溶液比 1 mol/L H2SO4 硫酸溶液化學反應速率大
這節課我學到了什么？
（用一句話表示）
還有什么疑問？
課堂小結
課堂小結
化學反應速率
1
2
表達式
v＝
Δc
Δt
注意
指明具體的物質(固體、純液體不可以)，帶單位
是平均速度(不是瞬時速率)，為正值
也可從其他角度或現象描述反應速率
3
規律
反應速率之比等于其化學計量數之比
歸一法比較化學反應速率
規律方法
變換單拉
1
2
3
轉換物質
比較大小
將各反應速率的單位統一
將各反應速率轉換為同一物質(化學計量數最小)的反應速率
據各物質速率的數值排序
三步驟
變量控制法測定化學反應速率
規律方法
1
2
3
測定項目
測定方法
控制單一變量
(1)任何化學反應都可以通過反應現象判斷化學反應的快慢
(2)測定化學反應速率，可以用比色的方法測定溶液顏色的深淺進行比較
×
(3)可用裝置 測定過氧化氫分解的化學反應速率
√
×
(4)鋅與H2SO4反應，H2SO4的濃度越大，產生H2的速率越快
×
看誰做得既準又快
看誰做得既準又快
控制變量法是化學實驗的常用方法之一。下圖實驗探究影響反應速率的因素是
A．濃度 　B ．溫度 C ．催化劑 D ．固體質量

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