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第1节 化学反应速率
第 二 章 化学反应速率与化学平衡
一、化学反应速率及其表示方法
1. 化学反应速率的概念及表示方法
用单位时间内反应物浓度的减小或生成物浓度的增加表示。
定义：
表达式：
单位：
mol·L-1·min-1
或 mol·L-1·s-1
v(B)
=
Δc(B)
Δt
v 是平均速率，对于纯固体或液体Δ c为0，不能表示 v 。
mol/(L min) 或 mol/(L s)
4NH3(g)＋5O2(g)===4NO(g)＋6H2O(g)，在5L的密闭容器中进行，30s 后NO的物质的量增加 0.3mol。此反应的平均速率用NO来表示为多少？
探究讨论
v(NO)= 0.002 mol·L-1·s-1
一、化学反应速率及其表示方法
Ⅰ. 用O2来表示化学反应速率。
v(O2)= 0.0025 mol·L-1·s-1
Ⅱ. v(NO)= 0.002 mol·L-1·s-1和v(O2)= 0.0025 mol·L-1·s-1是否表示相同速率的化学反应？
化学反应速率之比＝化学计量数之比
(1)化学反应速率为标量，且一定为正值；
(2)化学反应速率指平均反应速率，不同时刻的瞬时速率可能不同；
(3) 同一反应，不同物质表示 v 可能不同，但意义相同；
(4) v 之比＝ ΔC之比= 化学计量数之比。
一、化学反应速率及其表示方法
归纳总结
2. 注意
即：对于反应mA(g)＋nB(g)===pY(g)＋qZ(g)，分别用A、B、Y、Z表示
的化学反应速率的关系为v(A)∶v(B)∶v(Y)∶v(Z)＝m∶n∶p∶q。
1. 比较化学反应速率的大小
思考交流
对于反应A+3B=2C+2D，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(A)＝0.15 mol·L－1·min－1
②v(B)＝0.6 mol·L－1·s－1
③v(C)＝0.4 mol·L－1·min－1
④v(D)＝12 mol·L－1·min－1
②>④>③>①
二、化学反应速率的计算方法
思考交流
一定温度下，向2 L的密闭容器中通入两种气体并发生化学反应，如图所示.
(1)该反应的化学方程式.
(2)0～6 s内，B的平均反应速率.
二、化学反应速率的计算方法
2. 利用图像考察
思考交流
一定温度下，向2 L的密闭容器中通入两种气体并发生化学反应，如图所示.
(1)该反应的化学方程式.
(2)0～6 s内，B的平均反应速率.
二、化学反应速率的计算方法
3B＋4C 6A＋2D
v(B)＝0.05 mol·L－1·s－1
2. 利用图像考察
C起始 0.5 1.5 0
ΔC
C2s末
0.2
0.2
0.1
0.3
0.4 1.2
等于系数比
N2 + 3H2 2NH3
高温高压
催化剂
υ(N2) =
Δc(N2)
Δt
=
0.1 mol/L
2 s
= 0.05 mol/(L.s)
二、化学反应速率的计算方法
思考交流
3. 三段式法
在2L密闭容器中加入1molN2 和3molH2发生反应
2s 末时测得容器中含有 0.4 moNH3， 求该反应的化学反应速率。
N2 + 3H2 2NH3
高温高压
催化剂
α(H2) =
Δc(H2)
=20%
c0(H2)
不同化学反应的速率
同一化学反应的速率
内因：反应物本身性质
外因：外界条件
催化剂：使用正催化剂， v 增大
浓度：增大反应物的浓度，v 增大
温度：升高温度， v 增大
接触面积：增大反应物的表面积， v 增大
其他：压强、光照、溶剂、原电池、电磁波等
影响化学反应速率的因素
三、影响化学反应速率的因素
化学反应速率可以通过实验测定，需要测定反应中不同时刻任一种物质的浓度，或者与浓度相关的可观测量的变化。
如气体的体积、体系压强、颜色的深浅、光的吸收、导电能力等。
高锰酸钾溶液与草酸反应，记录溶液褪色的时间
pH计
浊度仪
离子浓度检测仪
三、影响化学反应速率的因素
1.为什么增大浓度、增大压强、升高温度、使用催化剂等会加快化学反应速率？
2.外界条件是如何影响化学反应速率的？能否从理论上加以解释？
【问题探究】
1918年，路易斯提出了化学反应速率的简单碰撞理论。
自由基
带有单电子的原子或原子团
基元反应发生的先决条件是反应物的分子必须发生碰撞
2HI→H2+2 I
2I → I2
例如：2HI=H2+I2，实际上是经过下列两步反应完成的：
基元反应
基元反应
反应历程
或反应机理
基元反应发生的先决条件是反应物的分子必须发生碰撞
四、简单碰撞理论
是不是所有的碰撞都能引发反应？
？思考与交流
实际并非如此
力量不够
取向不好
好球！有效碰撞
四、简单碰撞理论
分子不接触
分子有接触
分子无规则高速运动
彼此碰撞（每秒约1028次）
混合
有效碰撞
无效碰撞
能够发生化学反应的碰撞叫有效碰撞
单位时间内有效碰撞次数越多，反应速率越快
分子运动
相互碰撞
普通分子
活化分子
有 合 适 的 取 向
有效碰撞
发生化学反应
用有效碰撞理论来讨论一下：化学反应发生的条件？
活化能
有效碰撞频率越高，反应速率越快。
能量
四、简单碰撞理论
反应过程
能量
E1
E2
反应物
生成物
活化分子
△H
（正反应的）活化能
活化分子转化为生成物放出的能量
△H与活化能大小无关
单位体积内，活化分子数越多，
有效碰撞频率越高，反应速率越快！
运用碰撞理论解释：对于在某体积固定的密闭容器进行的合成氨反应，
增大H2浓度，反应速率增大；升高温度，反应速率增大。
改变因素 分子总数 活化分子百分数 活化分子数 反应速率
增大H2浓度
升高温度
增大
不变
增大
增大
增大
不变
增大
增大
——普通分子
——活化分子
催化剂
SO2(g)+1/2O2(g) SO3(g)
2VO2+1/2O2 = V2O5
SO2+V2O5 = 2VO2+SO3
A
B
催化剂能改变反应历程
SO2(g)
+ 1/2O2(g)
SO3(g)
能量
SO2(g)
+ 1/2O2(g)
SO3(g)
反应过程
E1
E2
E3
，降低反应活化能
H = E1 - E2
如何解释催化剂对化学反应速率的影响？
催化剂能改变反应历程，改变反应活化能
活化能越高，化学反应速率越慢
过渡态
E1
E2
过渡态1
过渡态2
影响 外因 单位体积内 有效碰撞次数 化学反应速率
分子总数 活化分子数 活化分子百分数 加催化剂
不变
增加
加快
增加
增加
E3
E1：正反应活化能（无催化剂）
E3：正反应活化能（加催化剂）
E2逆反应活化能（无催化剂）
思考：催化剂是否会改变化学反应的反应热（ H）？
H
阅读课文p27 了解催化剂在现代化学工业和研究中作用
阅读课文p28 科学 技术 社会 了解飞秒化学
课堂小结
改变浓度
改变压强
改变温度
催化剂
课堂练习
在有气体参加的反应中，能使反应物中活化分子总数和活化分子百分数都增大的措施有( )
①增大反应物浓度 ②增大压强 ③升高温度 ④加入催化剂
A.①②
B.②④
C.①③
D.③④

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