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苏教版 选择性必修1
不同的化学反应进行的快慢是不一样的，快与慢是相对而言的，那么我们如何定量的表示化学反应进行的快慢程度呢？
通常用单位时间内反应物浓度的减少量或生成物浓度的增加量来表示
一、化学反应速率
用来衡量化学反应过程进行快慢程度的物理量
(均取正值)
mol·L-1·s-1或mol·L-1·min-1
Δc 表示某物质浓度的变化，常用单位mol·L－1
Δt 表示时间变化，常用单位s、min或h
1. 概念：
2. 表示方法：
3. 定义式：
4. 常用单位：
注意事项
1. 速率单位的表示方法：可表示为mol/(L·s)或mol/(L·min)，但是必须要注意括号位置。
2. 化学反应速率是指物质在一段时间内的平均速率，而非某一时刻的瞬时速率。
3. 在反应中，用浓度变化表示化学反应速率只适用于气体和溶液中的溶质，纯液体和纯固体的浓度是视为常数的，因此有纯液体或纯固体参加的化学反应，一般不用其浓度来表示化学反应速率。
4. 同一化学反应中，选用不同物质表示化学反应速率，其数值可能相同也可能不相同，但表示的意义相同，因此，表示化学反应速率时，必须指明具体的物质。
5. 化学反应速率之比 = 化学计量数之比。
思考：若用O2的浓度变化来表示此反应速率是:
思考：v(NO)=0.02mol/(L·s) 与v(O2)=0.025mol/(L·s)是否都表示此反应的速率？
数值上有何规律？
v(NO)=0.2mol/(L·s)
v(O2)=0.25mol/(L·s)
【例题】反应4NH3+5O2 4NO+6H2O 在1升的密闭容器中进行，10秒后，
NO 的物质的量增加了2mol，此反应的平均反应速率用NO来表示为多少？
【例题】对于反应4NH3(g)＋5O2(g)===4NO(g)＋6H2O(g)，在四种不同情况下
测得的反应速率由快到慢的顺序为_____________(填序号)。
①v(NH3)＝0.2 mol·L－1·s－1
②v(O2)＝0.24 mol·L－1·s－1
③v(H2O)＝15 mol·L－1·min－1
④v(NO)＝9 mol·L－1·min－1
⑴单位需一致；
⑵转化成同一物质的 v，或分别除以相应物质的化学计量数再比较。
12 mol·L－1·min－1
14.4 mol·L－1·min－1
①>②>③>④
化学反应速率大小的比较方法
1. 若单位不统一，先换算成相同的单位；
2. 用物质的化学反应速率比上相应的化学计量数：
如 aA(g)＋bB(g) = cC(g)＋dD(g)，
则说明用A表示的化学反应速率大于用B表示的化学反应速率。
v(A)
a
v(B)
b
>
(控制变量，找与化学反应物质的浓度相关的物理量)
(控制变量，找与该物理量化学变化对应的时间)
υ＝
Δc
Δt
二、化学反应速率的测量
1. 原理：
2. 测定项目及测定方法
气体：气体的体积、体系的压强、颜色的深浅
溶液：导电能力、酸碱度、浑浊度
方法：量气法、比色法、电导法、激光技术法
项目
问：请设计实验比较：铁粉和 1 mol/L H2SO4 溶液、3 mol/L H2SO4 溶液化学反应速率的大小？
请设计实验比较：铁粉和 1 mol/L H2SO4 溶液、3 mol/L H2SO4 溶液化学反应速率的大小？
Zn＋H2SO4 ZnSO4＋H2 ↑
2. 控制条件：
1. 确定变量：
硫酸的浓度。
控制铁粉的质量、硫酸的体积、反应的温度等条件相同。
3. 可用于检测速率的变量：
V(H2) 、c(Zn2+)、c(H+)、m(Zn)
举例：取等质量的铁粉于A、B两个烧杯中，分别加入20ml的1 mol/L H2SO4 溶液、3 mol/L H2SO4 溶液，收集5分钟内产生的氢气，观测体积，体积越大，速率越快。
归纳总结：控制变量法测定化学反应速率的一般思路
——选择可观测、易操作的变量
——测定某条件下的化学反应速率
——控制相关变量相同
——测量与反应物浓度相关的物理量
明确问题
寻找关联
控制变量
研究变量
【资料展示】
大量实验证明，温度每升高 10 ℃，化学反应速率通常增大为原来的 2~4 。
对于化学反应，催化剂可以显著改变化学反应速率。
对于有气体参加的化学反应，改变压强同样可以改变化学反应速率。
铁丝在氧气中燃烧
镁条在空气中燃烧
氢气在氯气中燃烧
问：为什么外界条件对化学反应速率什么有影响？
如何用理论知识解释浓度、压强、温度及催化剂等因素对化学反应速率的影响呢？
简单碰撞理论：反应物分子间的相互碰撞是反应进行的必要条件，但并不是每次碰撞都能引起反应，只有少数分子碰撞才能发生化学反应。能引发化学反应的碰撞称之为有效碰撞，反应物分子间有效碰撞的频率越高，化学反应速率越大。
吉尔伯特·牛顿·路易斯
三、影响化学反应速率的因素
基元反应和反应历程
从微观上看，反应物分子经过一次碰撞就能转化为产物分子，称为一个基元反应。
反应历程是化学中用来描述某一化学变化所经由的全部基元反应，反应历程又称反应机理。
基元反应
例如：反应2HI = H2+I2
反应历程
第一步：2HI H2 + 2I·
第二步：2I· I2
能量
反应物
生成物
反应过程
活化能
E1
E2
活化分子变成生成物分子放出的能量
活化分子比普通分子多具有的能量
具有足够高的能量，能发生有效碰撞的分子
活化分子
ΔH
有效碰撞理论
【资料展示】
气体分子的碰撞频率
任何气体中分子间的碰撞次数都是非常巨大的。通常情况下，当气体的浓度为 1 mol/L 时，在每立方厘米、每秒内反应物分子间的碰撞可达到 1028 次。如果反应物分子间的任何一次碰撞都能发生反应的话，任何气体的反应均可以瞬间完成。但实际并非如此。
问：是每一次碰撞都能发生反应吗？请阅读课本内容回答。
投篮那些事
力道不足
——进不去球
取向不对
——进不去球
力道、取向恰好
——进球
有效碰撞理论
有效碰撞必须满足两个条件
发生碰撞的分子具有较高的能量
活化分子
分子在一定方向上发生碰撞
合理取向
有效碰撞理论
其它条件不变时
增大反应物浓度
活化分子
解释浓度对化学反应速率的影响
控制其它条件不变
增大反应物浓度
单位体积内活化分子的数目增大
单位时间内有效碰撞次数增多
化学反应速率加快
有效碰撞理论
活化分子
解释压强对化学反应速率的影响
控制其它条件不变
增大气体反应体系压强
单位体积内活化分子的数目增大
单位时间内有效碰撞次数增多
化学反应速率加快
相当于压缩体积
反应物的浓度增大
容器的容积不变
压缩体积或充入气态反应物
有效碰撞理论
活化分子
解释压强对化学反应速率的影响
控制其它条件不变
充入非反应气体
单位体积内活化分子的数目减小
单位时间内有效碰撞次数减小
化学反应速率减慢
压强不变
体系的体积增大
容器内压强不变
充入非反应气体
浓度减小
有效碰撞理论
活化分子
解释压强对化学反应速率的影响
控制其它条件不变
充入非反应气体
单位体积内活化分子的数目不变
化学反应速率不变
容积不变
体系压强增大
容器的容积不变
充入非反应气体
浓度不变
有效碰撞理论
解释温度对化学反应速率的影响
其它条件不变时
升高温度
活化分子
控制其它条件不变
升高温度
单位体积内活化分子的数目增多
单位时间内活化分子百分数增大
化学反应速率加快
单位时间内有效碰撞次数增大
有效碰撞理论
思考：为什么催化剂对化学反应速率有显著影响？
控制其它条件不变
使用催化剂
活化能降低
单位时间内活化分子百分数增大
化学反应速率加快
单位时间内有效碰撞次数增大
催化剂的存在并不改变反应物和生成物的相对能量，即不改变反应热。
催化剂的特性
催化剂具有选择性，不同反应有不同的催化剂
可逆反应中催化剂对正、逆反应的速率改变程度相同
催化剂有一定的活化温度，不同催化剂的活化温度不同

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