資源簡介

(共23張PPT)
第一課時 化學反應是有歷程的 化學反應速率
魯科版選擇性必修一
第三節(jié) 化學反應速率
變化觀念與平衡思想: 能從化學反應快慢的角度認識化學反應；能
從化學反應快慢的角度調(diào)控反應條件
科學探究與創(chuàng)新意識：能利用實驗探究影響反應速率的因素，定量
比較化學反應速率的快慢。能從化學反應快
慢的角度分析實驗體系中的化學變化，豐富
分析實驗中“異常現(xiàn)象”的思路
科學態(tài)度與社會責任：增強將化學反應原理應用于生產(chǎn)、生活的意
識，提高理論聯(lián)系實際的能力，能綜
合節(jié)約成本、循環(huán)利用、保護環(huán)境等觀念，
設計、優(yōu)化簡單的工業(yè)流程。
學習目標：
根據(jù)有關(guān)計算可知，在常溫、常壓下，反應∶2H2(g)+O2(g)=2H2O(1)
其化學平衡常數(shù)的數(shù)量級高達1083，表明反應正向進行的趨勢極大。但是，在常溫、常壓下，即使經(jīng)過幾千年，氫氣和氧氣的混合氣也不會發(fā)生反應生成水，而將混合氣點燃時反應卻在爆鳴聲中瞬間完成。這說明，在研究化學反應時，只關(guān)注反應的方向和限度是不夠的，還要考慮化學反應的速率。
聯(lián)想質(zhì)疑
化學反應速率
描述化學反應快慢的物理量
實驗證實，反應條件的改變會影響化學反應的速率。那么，化學反應為什么會有快有慢 化學反應是怎樣進行的 怎樣定量地表示化學反應速率 反應條件是怎樣影響化學反應速率的
微粒H·、·OH和O·存在未成對電子，它們稱為自由基（H·和O·也稱為自由原子）。自由基的反應活性很強，壽命極短。
氫氣和氧氣的混合氣體在點燃或有催化劑存在的條件下，反應的主要歷程∶
結(jié)論：大多數(shù)化學反應都是分幾步完成的，其中能夠一步完成的反應稱為基元反應。
問題一：化學反應為什么會有快有慢 化學反應是怎樣進行的
基元反應
一.化學反應是有歷程的
反應歷程
——基元反應構(gòu)成的反應序列（又稱反應機理），
總反應
——基元反應的總和
復雜反應
——由幾個基元反應組成的總反應
簡單反應
——反應物一步直接轉(zhuǎn)化為生成物的，總反應就是基元反應。
注意：
1.復雜反應的化學方程式是總反應的化學方程式，它只能表示出反應物和生成物以及它們之間的化學計量關(guān)系，不能表示反應歷程。
2.反應不同，反應歷程就不相同;同一反應在不同條件下的反應歷程也可能不同
化學反應是如何進行的 長期以來，一直是個謎。飛秒化學是以飛秒為時間標度研究化學反應詳細過程的化學前沿領(lǐng)域。化學反應，實質(zhì)上就是舊化學鍵的伸長、斷裂和新化學鍵的生成過程，是反應物獲得能量形成過渡態(tài)，再生成產(chǎn)物的過程，其中每一個過程所用時間大都在皮秒（1ps=10-12s）和飛秒（1fs=10-15s）量級。要實現(xiàn)對反應過程的檢測，必須使用時間標度為飛秒量級的手段，如超短脈沖激光技術(shù)。
1999年度諾貝爾化學獎獲得者艾哈邁德·澤維爾首先使用飛秒超快"攝像機"——超短脈沖激光技術(shù)對化學反應過程進行研究，為化學反應的動態(tài)過程"拍照"，使人們能像觀看"慢動作"那樣觀察處在化學反應過程中的原子和分子的轉(zhuǎn)變。有人評價，如果說伽利略發(fā)明的望遠鏡使遠處的物體變得更近更大，那么澤維爾使用的激光技術(shù)則是對準了分子世界，對準了當代科學前沿。
目前，人們不僅利用飛秒探測技術(shù)研究簡單的化學反應過程，而且正在試圖利用這一技術(shù)探索復雜的化學反應過程，并已將目光移向光合作用、視覺的基元過程等生命科學中的尖端問題。飛秒化學開創(chuàng)了化學的新世紀。
我國在飛秒激光器的研究方面已達到國際水平。
飛秒化學
問題二：怎樣定量地表示化學反應速率
活動探究
化學反應速率的表示方法
活動探究
學生實驗:利用準備的微型化實驗儀器和試劑，設計實驗描述反應速率的快慢（試劑：碳酸鈣粉末，3mol/L鹽酸，0.5mol/鹽酸）
實驗目的：利用微型化實驗儀器定量描述化學反應速率快慢。
化學反應速率的表示方法
實驗步驟：
1.組內(nèi)兩位同學各取一只密封有碳酸鈣固體的玻璃瓶和一只不同濃度標簽的針管。
2.將針頭帽拔下，將針頭插入瓶塞，兩位同學同時將活塞推至0.2毫升處（注意：不能推至最底部！）
3.第三位同學用秒表計時，分別記錄3mol/L和0.5mol/L鹽酸反應后，活塞推動到2mL處所需要的時間，并填寫表格。
3mol/L鹽酸
0.5mol/L鹽酸
活塞推至2mL處時間
實驗目的：利用數(shù)字化實驗儀器利用數(shù)字化實驗儀器測定大理石和3mol/L鹽酸，1mol/L鹽酸反應速率。
實驗儀器：朗威數(shù)據(jù)采集器，相對壓強傳感器，大試管，單孔橡皮塞，大理石和3mol/L鹽酸，1mol/L鹽酸。
實驗步驟：
1.根據(jù)所得實驗數(shù)據(jù)，你認為應該怎樣表示該化學反應的速率
2.如果分別用單位時間內(nèi)鹽酸濃度的減小、氯化鈣濃度的增大來表示該化學反應的速率，需要哪些數(shù)據(jù) 二者在數(shù)值上相等嗎 為什么
3.鹽酸濃度的改變對該化學反應的速率產(chǎn)生了怎樣的影響
思考交流
可以用單位時間內(nèi)某物質(zhì)濃度、質(zhì)量或物質(zhì)的量等的改變量（取絕對值）來表示該物質(zhì)的化學反應速率。
濃度變化量、時間；對于一個具體的化學反應，用不同的反應物或生成物表示的化學反應速率的數(shù)值往往不相同，用各物質(zhì)表示的化學反應速率的數(shù)值之比等于化學方程式中各物質(zhì)化學式前的系數(shù)之比。
鹽酸濃度減小，反應速率變慢
二.化學反應速率
1.含義 描述化學反應進行快慢的物理量。
2.表示方法
(1)對于反應體系體積不變的化學反應,可以用單位時間內(nèi)
某物質(zhì)濃度(或質(zhì)量、物質(zhì)的量等)的改變量(取絕對值)來表示該物質(zhì)的化學反應速率。
(2)表達式:v=　　。
3.常用單位

mol·L-1·s-1
mol·L-1·min-1
遷移應用
在密閉容器中，合成氨的反應，剛開始時氮氣濃度為8mol/L與氫氣的濃度為20mol/L，5min后，測得容器內(nèi)剩余的氮氣的濃度為6mol/L。用N2、H2、NH3的濃度變化表示的反應速率。
N2 + 3 H2 2NH3
高溫 高壓
催化劑
8 20 0
2
6
反應前C
△C
5min末C
6 4
v(N2)＝△C/△t＝ 2mol/L/5min ＝ 0.4mol/(L·min)
v(H2) ＝ △C/△ t ＝ 6mol/L / 5min ＝ 1.2mol/(L·min)
v(NH3) ＝ △C/△ t ＝ 4mol/L / 5min ＝ 0.8 mol/(L·min)
vmol/(L·min)
0.4 1.2 0.8
N2 + 3 H2 2NH3
高溫 高壓
催化劑
思考：以上三者數(shù)值是否相等？是否矛盾？有何規(guī)律？
結(jié)論：在同一個反應中，各物質(zhì)的反應速率之比等于方程式中的化學計量數(shù)（系數(shù)）之比，即：
v(N2 )： v(H2 )： v(NH3 )= 1 ：3 ：2
4.用不同物質(zhì)表示的反應速率之間的關(guān)系
(1)同一反應選用不同物質(zhì)的濃度改變量表示速率,數(shù)值可能不同,但表示的意義相同。
(3)對任意一個化學反應aA+bB=dD+eE,化學反應速率為
(2)在同一化學反應中,用各物質(zhì)表示的化學反應速率的數(shù)值之比等于化學方程式中各物質(zhì)化學式前的系數(shù)之比。
遷移應用
2、反應4NH3 + 5O2 = 4NO + 6H2O 在5L的密閉容器中進行，30s后，NO的物質(zhì)的量增加了0.3mol，則此反應的平均速率可表示為( )
A、v(O2)=0.01 mol/(L·s) B、v (NO)=0.008 mol/(L·s)
C、v (H2O)=0.003 mol/(L·s ) D、v (NH3)=0.002 mol/(L·s )
v (NO)=0.3/（5×30）=0.002 mol/(L·s)
反應速率之比等于化學計量數(shù)之比
C D
3、在四個不同的容器中，在不同的條件下進行合成氨反應。根據(jù)在相同時間內(nèi)測定的結(jié)果判斷，生成氨的速率最快的是（ ）
（A）υ(H2)=0.1 mol·L-1·min-1 （B）υ(N2)=0.2 mol·L-1·min-1
（C）υ(NH3)=0.15 mol·L-1·s-1 （D）υ(H2)=0.3 mol·L-1·min-1
C
4、某溫度時，在2L容器中，x、y、z三種物質(zhì)隨時間的變化曲線如圖所示。由圖中數(shù)據(jù)分析，該反應的化學方程式是：____________，反應開始至2min，z的平均速率是 。
0.05mol/(L·min)
y
x
z
時間/min
0.9
0.7
0.2
1.0
0.8
0.6
0.4
0.2
0.0
物質(zhì)的量mol
1 2 3 4 5
3x+y 2z
特別強調(diào)
（3）不同的物質(zhì)表示的同一反應的反應速率，其數(shù)值不一定相等，其數(shù)值之比等于化學方程式的計量數(shù)之比
（1）反應速率均為正數(shù)，沒有負數(shù)
（2）反應速率是一段時間內(nèi)的平均速率，不是瞬時速率
（4）固體和純液體的濃度視為常數(shù)（保持不變），即不用固體物質(zhì)與液體物質(zhì)表示反應速率。
（5）用化學反應速率來比較不同反應進行得快慢或同一反應在不同條件下反應的快慢時，應選擇同一物質(zhì)來比較。
總結(jié)：反應速率的計算
(1)定義式法
利用公式v= ， 計算化學反應速率。
(2)關(guān)系式法
利用化學反應速率之比=物質(zhì)的量濃度變化量之比=化學計量數(shù)之比。
(3)“三段式”法
①求解化學反應速率計算題的一般步驟:
a.寫出有關(guān)反應的化學方程式。
b.找出各物質(zhì)的起始量、轉(zhuǎn)化量、某時刻量。
c.根據(jù)已知條件列方程計算。
②計算中注意以下量的關(guān)系:
a.對反應物:c(起始)-c(轉(zhuǎn)化)=c(某時刻)
b.對生成物:c(起始)+c(轉(zhuǎn)化)=c(某時刻)
c.轉(zhuǎn)化率= ×100%
5.反應速率的測定方法
量氣法
比色法
電導法
測定化學反應速率的關(guān)鍵是測定某一時間間隔內(nèi)反應體系中某物質(zhì)濃度的變化。物質(zhì)的某些物理性質(zhì)（如壓強、體積、吸光度、電導率等）與其物質(zhì)的量或濃度存在函數(shù)關(guān)系，因此人們常用物理方法，通過準確而快速地測定反應物或生成物濃度的變化來確定化學反應速率。
量氣法測定化學反應速率
課堂小結(jié)
化學
反應
化學反應是
有歷程的
基元反應
復雜反應
簡單反應
反應歷程
化學反應速率
定義
公式及計算
比較及測定

展開更多......

收起↑