资源简介

(共20张PPT)
反应历程和反应速率
第2章 化学反应的方向、限度与速率
1.能从化学反应快慢的角度解释生产、生活中简单的化学现象。
2.能进行化学反应速率的简单计算。
不同的化学反应进行的快慢千差万别，快和慢是相对而言的，我们以上的判断方法都是定性地描述反应的快慢。而在科学研究和实际应用中，往往需要定量地描述一个反应的快慢。
什么是定性？什么是定量？
例如：我们学过物理都知道：
(1) 光的传播速度是很快的；
(2) 光在空气中的传播速度3×108m/s。
定性描述
定量描述
2H2(g) +O2(g) 2H2O(l)
点燃
催化剂
总反应
反应历程(反应机理)
每一步反应称为基元反应
一、化学反应是有历程的
微粒H·、·OH和O·存在未成对电子，它们称为自由基（H·和O·也称为自由原子）。自由基的反应活性很强，寿命极短。
H2 2H·
H· + O2 ·OH + O·
O· + H2 ·OH + H·
·OH + H2 H2O + H·
点燃或催化剂
若在常温常压且无催化剂的条件下，体系中没有引发反应的H·，反应很难进行！
0.3s内可以产生1015个H·
大多数的总反应是由几个基元反应组成的，也称复杂反应。
也有一些化学反应是反应物一步直接转化为反应产物的，其总反应就是基元反应，这类反应又称为简单反应，如：H+ + OH－===H2O
反应历程(反应机理)
H2 2H·
H· + O2 ·OH + O·
O· + H2 ·OH + H·
·OH + H2 H2O + H·
点燃或催化剂
快
一、化学反应是有历程的
即使是同一反应，在不同的条件下反应历程也可能不同。
反应物结构
反应条件
反应历程
化学反应速率
事实上，反应不同，反应历程就不相同；同一反应, 在不同条件下的反应历程也可能不同。反应物的结构和反应条件决定着一个反应的反应历程，而反应历程的差别又造成了化学反应速率的不同。
一、化学反应是有历程的
二、化学反应速率
化学反应速率的表示方法
取三根镁条，分别称重，再让它们分别与浓度不同的过量盐酸反应（注意：实验要在通风条件下完成），记录镁条完全消失所用的时间t，将结果填入表格中。
c(HCl)/(mol·L-1) 2.0 1.5 1.0
m(Mg)/g
n(Mg)/mol
t/min
反应速率υ
1、根据所得实验数据，你认为应该怎样表示该化学反应的速率？请将计算结果填入表中。
2、如果分别用单位时间内盐酸浓度的减小、MgCl2溶液浓度的增大来表示该化学反应的速率，需要哪些数据？二者在数值上相等吗？为什么？
3、盐酸浓度的改变对该化学反应的速率产生了怎样的影响？
需要准确量取盐酸的体积和反应后溶液的体积（或忽略反应前后溶液体积的变化），并利用关系式Mg~ 2HCl ~ MgCl2计算出反应后HCl或MgCl2的物质的量因为化学反应中n（HCl）：n（MgCl2）=2：1，所以分别用单位时间内c(HCl)的减小、c(MgCl2)的增大表示的反应速率，在数值上不相等。
二、化学反应速率
1、表示方法：对于反应体系体积不变的化学反应,可以用单位时间内某物质浓度(或质量、物质的量等)的改变量(取绝对值)来表示该物质的化学反应速率。
v(A)=
mol/(L·s)
单位：
mol·L-1·s-1
mol/(L·min)
mol·L-1·min-1
不用固体或纯液体表示
二、化学反应速率的定量表示方法
【例1】一定条件下，在容积为2L的密闭容器中，加入4 mol SO2和2 mol O2，发生如下反应：2SO2(g)+ O2(g) 2SO3(g)；在2 s时测得c(SO2)=0.8 mol/L。
求: (1)用 SO2 浓度变化表示的化学反应速率。
v(SO2 )=
=
4 mol
2 L
－0.8 mol/L
2 s
=0.6 mol/(L˙s)
(2)求用O2、SO3的浓度变化表示的化学反应速率。
2SO2(g)+ O2(g) 2SO3(g)
浓度变化量
mol/L
化学反应速率mol/(L˙s)
1.2
0.6
1.2
0.6
0.3
0.6
a∶b∶c∶d
2、用不同物质表示的反应速率之间的关系
在同一化学反应中,用各物质表示的化学反应速率的数值之比等于化学方程式中各物质化学式前的系数之比。如对于化学反应：
a A(g)＋b B(g) c C(g)＋d D(g)
v(A)：v(B)：v(C)：v(D)=
a b c d
v(A) v(B) v(C) v(D)
＝
＝
＝
二、化学反应速率的定量表示方法
为统一起见，将化学反应速率定义为：
[思考]同一反应同一时间段用不同物质表示的化学反应速率不同,表示反应速率的意义是否相同
相同
二、化学反应速率的定量表示方法
理解化学反应速率的表示方法时应注意的几个问题：
1.化学反应速率是平均速率，而不是瞬时速率。
2.无论浓度的变化是增加还是减少，化学反应速率均为正值。
3.由于在反应中固体和纯液体的浓度是恒定不变的，因此一般不用固体或纯液体来表示化学反应速率。
4.对于同一个反应来说，用不同的物质来表示该反应的速率时，其数值可能不同，但表达的意义相同。
拓 展 视 野
化学反应速率的物理测定法
测定化学反应速率的关键是测定某一时间间隔内反应体系中某物质浓度的变化。物质的某些物理性质(如压强、体积、吸光度、电导率等)与其物质的量或浓度存在函数关系,因此人们常用物理方法,通过准确而快速地测定反应物或反应产物浓度的变化来确定化学反应速率。常用于测定化学反应速率的物理方法有量气法、比色法、电导法。
量气法 对于反应2H2O2===2H2O+O2↑ 可测量反应中
唯一的气体产物——氧气在温度、压强一定时的体积变化。
拓 展 视 野
比色法 物质对特定波长的光的吸收性能不同，因此可以通过吸光度来测定参与反应的某一物质的浓度。
电导法 根据离子导电能力的差异，可以通过电导率的变化测定反应物中离子浓度的变化，进而计算化学反应速率。
此外，激光技术也已应用于化学反应速率的测定。
化学反应速率的物理测定法
化学反应速率
含义：用于衡量化学反应进行快慢程度的物理量
表示方法：
v =
Δc
Δt
单位：mol·L－1 ·s －1或mol·L－1 ·min－1
特点
化学反应速率的测定
平均反应速率、正值
各物质的反应速率之比等于方程式中化学计量数之比
1.下列说法正确的是（　　）
A．化学反应速率通常用单位时间内反应物或生成物的质量变化来表示
B．用不同物质的浓度变化表示同一时间内、同一反应的速率时，其数值之比等于反应方程式中对应物质的化学计量数之比
C．化学反应速率指的是瞬时速率
D．反应过程中，反应物浓度逐渐变小，所以用反应物表示的化学反应速率为负值
B
2.反应4NH3 + 5O2=== 4NO + 6H2O 在5 L的密闭容器中进行，30 s后恢复到室温时，NO的物质的量增加了0.3 mol，则此反应的平均速率可表示为（ ）
A. v (O2)=0.01 mol/(L s) B. v (NO)=0.008 mol/(L s)
C. v (H2O)=0.004 mol/(L s) D. v (NH3)=0.002 mol/(L s)
点拨：先求v(NO)=0.3/（5×30）= 0.002 mol/(L·s) ，再根据各物质的反应速率之比等于化学计量数之比求解。
D
3.在一定条件下，mA+nB===pC的反应中，各物质的化学反应速率为 v(A)=
a mol·L-1·s-1， v (B)=a/2 mol·L-1·s-1， v(C)=a mol·L-1·s-1，则该反应的化学方程式是 。
2A+B=2C
点拨：利用各物质的反应速率之比等于化学计量数之比书写。
(1)ν(A)=0.3 mol/(L·s )
(2) ν(B)=0.6 mol/(L·s)
(3) ν(C)=0.4 mol/(L·s)
(4) ν(D)=0.45 mol/(L·s)
则该反应速率的快慢顺序为:
(1)>(4)>(2)=(3)
点拨：注意两个“统一”，即单位“统一”、物质“统一”。
4.反应 A + 3B === 2C + 2D 在四种不同条件下的反应速率为：

展开更多......

收起↑