資源簡介

(共32張PPT)
選 擇 性 必 修 一
學(xué)
化
J
S
第一單元 化學(xué)反應(yīng)速率
1 化學(xué)反應(yīng)速率的表示方法
室溫下，有少量催化劑存在時，過氧化氫在水溶液中發(fā)生分解反應(yīng)：
觀察思考
反應(yīng)過程中過氧化氫的物質(zhì)的量濃度變化如表2-1所示。
1. 在右邊的坐標(biāo)中作出H2O2分解反應(yīng)的濃度-時間曲線。
2. 以10 min為時間間隔，請觀察任意一個
10 min間隔內(nèi)H2O2的物質(zhì)的量濃度的改變
值。這些數(shù)據(jù)給你什么啟迪？
化學(xué)反應(yīng)速率可以用單位時間內(nèi)反應(yīng)物濃度（通常使用物質(zhì)的量濃度）的減少或者生成物濃度的增加來表示。
對于化學(xué)反應(yīng)：
aA＋bB=cC＋dD
若以v表示化學(xué)反應(yīng)速率，Δc表示反應(yīng)物或生成物物質(zhì)的量濃度的變化（取絕對值），Δt表示一定的時間間隔，則A、B、C、D四種物質(zhì)對應(yīng)的化學(xué)反應(yīng)速率為：
反應(yīng)物或生成物的濃度變化的單位可以用mol·L－1表示，反應(yīng)時間的單位可以用s、min、h（秒、分鐘、小時）等表示。
根據(jù) 求得的反應(yīng)速率是在時間間隔Δt內(nèi)化學(xué)反應(yīng)的平均速率。若時間間隔Δt非常小，則平均速率接近某一時刻的瞬時速率。瞬時速率也可以在物質(zhì)的濃度隨時間的變化曲線上通過數(shù)學(xué)方法求得。
③速率關(guān)系式： aA＋bB＝cC＋dD，　
v(A)∶v(B)∶v(C)∶v(D) ＝ a : b : c : d
化學(xué)反應(yīng)速率的特點：
①化學(xué)反應(yīng)速率表示的是一段時間內(nèi)的平均速率，均取正值。
②同一反應(yīng)的速率可用不同物質(zhì)來表示，其數(shù)值可能不同，但意義相同，表示反應(yīng)速率的物質(zhì)不用純固體或純液體。
補充：△c(A):△c(B):△c(C):△c(D)= a : b : c : d
△n(A):△n(B):△n(C):△n(D)= a : b : c : d
N2O5在四氯化碳溶液中的分解反應(yīng)為：
2N2O5 === 4NO2＋O2
實驗測得，在67 °C時，反應(yīng)體系中各物質(zhì)的濃度隨時間的變化如表2-2所示。
交流討論
1. 請分別用反應(yīng)物和生成物的物質(zhì)的量濃度在單位時間內(nèi)的變化來表示該反應(yīng)的速率，將計算結(jié)果填入表2-2。
2. 通過計算可以發(fā)現(xiàn)，雖然反應(yīng)物和生成物的物質(zhì)的量濃度在單位時間內(nèi)的變化都可表示該反應(yīng)的速率，但是其數(shù)值卻不一定相同。請將其數(shù)值與化學(xué)方程式中相應(yīng)物質(zhì)前的化學(xué)計量數(shù)進(jìn)行比較，歸納總結(jié)它們之間的關(guān)系。
化學(xué)反應(yīng)速率可通過實驗測定。要測定不同時刻反應(yīng)物或生成物的濃度，可觀察、測量體系中某一物質(zhì)的相關(guān)性質(zhì)，再進(jìn)行適當(dāng)?shù)霓D(zhuǎn)換和計算。例如，過氧化氫的分解反應(yīng)中有氣體生成，可以測量在一定溫度和壓強下釋放出來的氣體的體積；當(dāng)溶液中存在有色物質(zhì)時，隨著反應(yīng)的進(jìn)行，溶液的顏色不斷變化，可以用比色的方法測定溶液顏色的深淺，再根據(jù)溶液顏色的深淺與有色物質(zhì)濃度的正比關(guān)系，確定反應(yīng)物或生成物在不同時刻的濃度。
1．在一密閉的2L容器中裝有4molSO2和2molO2，在一定條件下開始反應(yīng)。2min末測得容器中SO3的體積分?jǐn)?shù)占混合氣體的50％，請計算：
(1)2min末SO3的濃度；(2)2min內(nèi)SO2的平均反應(yīng)速率。
化學(xué)反應(yīng)速率的計算方法
“三段式”法
△n的比等于化學(xué)計量數(shù)之比
根據(jù)題意可知：
解得：x=1.2mol
2.
△c的比等于化學(xué)計量數(shù)之比
鹽酸與大理石反應(yīng)生成CO2氣體，通過測量一定時間內(nèi)產(chǎn)生CO2氣體的體積，可測定該反應(yīng)的速率。請完成下列化學(xué)反應(yīng)速率的測定實驗。
實驗探究
1. 如圖2-4所示，在錐形瓶中放入5 g大理石，加入20 mL1 mol ·L－1鹽酸。每隔10 s觀測玻璃注射器中氣體的體積，將實驗數(shù)據(jù)記錄到表2-3中。
2. 以mL·s－1為反應(yīng)速率的單位，計算每10 s時間間隔內(nèi)的反應(yīng)速率，將計算結(jié)果填入表2-3中。
3. 以反應(yīng)時間為橫坐標(biāo)，產(chǎn)生氣體的體積為縱坐標(biāo)，在右邊的坐標(biāo)中繪制CO2氣體體積［V(CO 2 )］-反應(yīng)時間（t）曲線圖。
4. 比較你與其他同學(xué)的實驗結(jié)果，如有明顯
差異，分析產(chǎn)生差異的可能原因。
0.4
1.0
1.1
1.3
0.9
0.8
4
14
25
38
47
55
（1）連接好儀器后，需要檢查___________,再加入藥品進(jìn)行實驗.
（2）從反應(yīng)速率隨時間變化的數(shù)據(jù)可知，本實驗中反應(yīng)速率與________和__________有關(guān).
裝置氣密性
溶液溫度
H+的濃度
本實驗除了以上方法測定反應(yīng)速率外，你還能提出其他方法測定反應(yīng)速率嗎？
1.測定相同時間內(nèi)收集CO2的體積或收集等量CO2所用的時間。
2.測定一段時間內(nèi)剩余CaCO3的質(zhì)量。
3.測定一段時間內(nèi)H+濃度的變化。
上述實驗是在一定溫度和壓強下，測定一定時間內(nèi)釋放的二氧化碳?xì)怏w體積，直接求得其平均速率（用mL·s－1來表示），也可將CO2的體積差轉(zhuǎn)化成鹽酸的濃度差求算反應(yīng)速率（用mol·L－1·s－1表示）。
總結(jié)：化學(xué)反應(yīng)速率的測定
1.量氣法
鹽酸與大理石反應(yīng)生成CO2氣體，通過測量一定時間內(nèi)產(chǎn)生CO2氣體的體積，可測定該反應(yīng)的速率。
2.比色法
當(dāng)溶液中存在有色物質(zhì)時，隨著反應(yīng)的進(jìn)行，溶液的顏色不斷變化，可以用比色的方法測定溶液顏色的深淺，再根據(jù)溶液顏色的深淺與有色物質(zhì)濃度的正比關(guān)系，確定反應(yīng)物或生成物在不同時刻的濃度。
3.電導(dǎo)法
根據(jù)離子導(dǎo)電能力的差異，通過電導(dǎo)率的變化測定反應(yīng)物中離子濃度變化，從而計算化學(xué)反應(yīng)速率。
4.激光技術(shù)也可以應(yīng)用到化學(xué)反應(yīng)速率的測定。
自1850年以威廉米測定蔗糖水解反應(yīng)速率作為化學(xué)動力學(xué)研究的開端至今，化學(xué)動力學(xué)的理論和實驗研究取得了重大進(jìn)展。其研究不僅涉及一般的反應(yīng)，還涉及聚合反應(yīng)、催化反應(yīng)、爆炸反應(yīng)、生化反應(yīng)、光化學(xué)反應(yīng)以及化學(xué)振蕩反應(yīng)等特殊反應(yīng)的動力學(xué)規(guī)律。20世紀(jì)40年代基元反應(yīng)速率理論提出后，化學(xué)動力學(xué)研究開始深入到微觀領(lǐng)域。
科學(xué)史話
化學(xué)動力學(xué)的發(fā)展
由于閃光光解技術(shù)的應(yīng)用，壽命短暫的自由基相繼被發(fā)現(xiàn)。至20世紀(jì)70年代，閃光光解技術(shù)的時間分辨率達(dá)到10－9 s（納秒，ns）和10－12 s（皮秒，ps）的水平。而激光技術(shù)的應(yīng)用，又使化學(xué)動力學(xué)的研究進(jìn)入了分子動態(tài)學(xué)的領(lǐng)域。
自20世紀(jì)80年代初產(chǎn)生了6×10－15 s（飛秒，fs）的超短光脈沖以來，許多化學(xué)和物理學(xué)家利用飛秒激光研究超快速化學(xué)、物理和生物過程的動力學(xué)。
其中，具有埃及和美國雙重國籍的化學(xué)和物理學(xué)家澤維爾在利用飛秒激光脈沖研究化學(xué)反應(yīng)方面取得了開拓性的進(jìn)展，作出了杰出的貢獻(xiàn)，并因此獲得1999年的諾貝爾化學(xué)獎。
課堂訓(xùn)練
B
2.已知：反應(yīng) A + 3B = 2C + 2D
在四種不同條件下的反應(yīng)速率為：
(1)v(A)=0.3 mol/(L·s) (2)v(B)=0.6 mol/(L·s)
(3)v(C)=0.4 mol/(L·s) (4)v(D)=0.45 mol/(L·s)
則該反應(yīng)速率的快慢順序為 。
(1)>(4)>(2)=(3)
3.某學(xué)生設(shè)計如下圖Ⅰ裝置，測定2 mol/L的硫酸與鋅粒和鋅粉反應(yīng)的速率。請回答：
圖Ⅰ 圖Ⅱ
（1）按照圖Ⅰ裝置實驗時，他限定了兩次實驗時間均為10 min，他還需要測定的另一個數(shù)據(jù)是 ________________。
（2）實驗結(jié)束后，得到的結(jié)論是___________________________________。
（3）該生又將圖Ⅰ裝置中的氣體收集裝置改為圖Ⅱ，實驗完畢待冷卻后，該生準(zhǔn)備讀取滴定管上液面所在處的刻度數(shù)，發(fā)現(xiàn)滴定管中液面高于干燥管中液面，應(yīng)首先采取的操作是_______________________________。
收集到氣體的體積
其他條件相同時，鋅粉比鋅粒反應(yīng)的速率快
調(diào)節(jié)滴定管的高度使得兩側(cè)液面相平
看
觀
謝
謝

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