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化学反应历程与化学反应速率
课时1
第
2
章
　
第
3
节
1.知道化学反应是有历程的，认识基元反应；了解化学反应速率的概念及其表示方法，形成不同的反应可用不同的方法来表示化学反应速率的变化观念(重、难点)。
2.根据化学反应速率的测定原理设计实验，学会化学反应速率的测定方法，通过对比的方法，发展基于变量关系的证据推理素养。
学
习
目
标
内
容
索
引
目标一　化学反应是有历程的
目标二　化学反应速率的表示方法与简单计算
目标三　化学反应速率的测定
化学反应是有历程的
< 目标一 >
这说明：在研究化学反应时只关注反应的方向和限度是不够的，还要考虑化学反应的速率。
计算：化学平衡常数的数量级高达1083
表明：反应正向进行的趋势极大
事实：
1.常温、常压下，即使经过几千年，氢气和氧气的混合气也不会发生反应。
2.点燃条件下，混合气发出爆鸣声，反应瞬间完成。
在常温、常压下，反应：2H2(g) + O2(g) === 2H2O(l)
新课导入
石油的形成
气体爆炸
绝大多数的化学反应，并不是简单一步就完成的，化学反应是有历程的。
Na2S2O3与H2SO4反应
化学反应为什么会有快有慢？化学反应是如何进行的？怎样定量地表示化学反应的速率？反应条件是怎样影响化学反应速率的？
思考讨论
H2 2H·
点燃或催化剂
H·+O2 ·OH+O·
O·+H2 ·OH+H·
·OH+H2 H2O＋H·
(1)基元反应
大多数化学反应都是分几步完成的。其中的每一步反应称为基元反应。
1.化学反应历程的相关概念
2H2(g)＋O2(g) ====== 2H2O(l)
点燃或催化剂
基元反应
反应历程
(基元反应)
(2)反应历程
基元反应构成的反应序列，又称反应机理。
1.化学反应历程的相关概念
(3)复杂反应和简单反应
2.反应历程的特点
反应不同，反应历程就不相同；
同一反应，在不同条件下，反应历程也可能不同。
反应物的结构
反应历程
化学反应速率不同
反应条件
决定
差别
导致
总反应的反应速率主要由基元反应中的慢反应所决定。
3.化学反应速率千差万别的原因
4.反应历程的检测手段——飞秒化学
化学反应，实质上就是旧化学键的伸长、断裂和新化学键的生成过程，是反应物获得能量形成过渡态，再生成产物的过程，其中每一个过程所用时间大都在皮秒(1 ps＝10－12 s)和飞秒(1 fs＝10－15 s)量级。
过渡态
终态
始态
要实现对反应过程的检测，必须使用时间标度为飞秒量级的手段，如超短脉冲激光技术。
艾哈迈德·泽维尔
国际著名的物理化学专家和飞秒化学学科的创始人。
1999年诺贝尔化学奖授予埃及出生的科学家艾哈迈德·泽维尔(Ahmed H.Zewail)，以表彰他应用超短激光闪光成照技术观看到分子中的原子在化学反应中如何运动，从而有助于人们理解和预期重要的化学反应，为整个化学及其相关科学带来了一场革命。
(1)所有的化学反应，都是反应物先断键变成单个原子，然后原子再重新结合成新的物质
(2)同一化学反应，不同条件下，可能有不同的反应历程
(3)H++OH-===H2O既是基元反应又是总反应
×
√
√
1.正误判断
2.由反应物微粒一步直接实现的化学反应称为基元反应。某化学反应是通过三步基元反应实现：①Ce4++Mn2+―→Ce3++Mn3+；②Ce4++Mn3+―→
Ce3++Mn4+；③Ti++Mn4+―→Ti3++Mn2+。由此可知：
(1)Mn2+反应前后都存在，是该反应的　　　　。
(2)该反应的中间体有　　 　　。
(3)该反应的总反应的方程式为　　　　　　　　　　　　。
催化剂
Mn3+ 、Mn4+
2Ce4++Ti+　　 2Ce3++Ti3+
返回
化学反应速率的表示方法与简单计算
< 目标二 >
化学反应速率的表示方法
截取三根镁条，分别称重，再让它们分别与浓度不同的过量盐酸反应，你认为可以有哪些方式表示该化学反应的速率呢？
镁条消失的快慢
产生气泡的快慢
H+浓度减小的快慢
Mg2+浓度增加的快慢
活动探究
1.化学反应速率的表示方法
(1)表示方法
aA＋bB===dD＋eE(反应体系体积恒定)
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)
(2)数学表达式及单位
表达式：v(A)=
单位： 或
mol·L-1·s-1
mol·L-1·min-1
①不能用固体或纯液体的浓度变化表示反应速率。
②反应速率表示一段时间内反应的平均速率。
(3)特点
①同一反应，用不同的反应物或反应产物表示：
数值可能不同，但表示的意义相同。
②用各物质表示的化学反应速率的数值之比：
数值之比等于化学方程式中各物质化学式前的系数之比。
v(A)∶v(B)∶v(D)∶v(E)＝a∶b∶d∶e
aA＋bB===dD＋eE
(4)统一起见的化学反应速率
①定义式
v=·=·=·=·
即：v=v(A)=v(B)=v(D)=v(E)
②优点：对于一个化学反应来说，无论用哪一种物质表示，化学反应速率都相同。
如： mA(g)+nB(g)　　pC(g)
起始/(mol·L-1)　　　　a　　　b　　　 c
转化/(mol·L-1) 　　　 x　　
某时刻(t s)/(mol·L-1)　a-x　　 b-　　 c+
v(A)＝ mol·L－1·s－1；
v(B)＝ mol·L－1·s－1；
v(C)= mol·L－1·s－1。
(1)列“三段式”法
①建立关系：转化量之比等于化学计量数之比
②定义求算
2 .化学反应速率计算的常用方法
(2)利用速率之比=化学计量数之比计算。
(1)列“三段式”法
2 .化学反应速率计算的常用方法
(1)对于任何化学反应来说，反应速率越大，反应现象就越明显
(2)化学方程式中，任何一种物质均可用v=求出用该物质表示的化学反应速率
(3)测定某化学反应从开始到8秒末的反应速率，指的是8秒末的瞬时速率
(4)同一化学反应，相同条件下用不同物质表示的反应速率，数值越大，表示化学反应速率越大
×
×
×
×
1.正误判断
2.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
①>②>③>④
3.根据如图所示图像填空：
(1)反应物是　 　，反应产物是　　。
(2)在2 min内用A、B、C表示的化学反应速率分别为
　　　 　、 　　　 、　　　 　　。
(3)该化学反应的反应速率v=　　　　 。
A、B
C
3 mol·L-1·min-1
2 mol·L-1·min-1
3 mol·L-1·min-1
1 mol·L-1·min-1
化学反应速率的测定
< 目标三 >
除浓度外，还可以通过测定哪些物理量来表示化学反应速率？
气体的体积
体系的压强
颜色的深浅
导电能力
光的吸收
化学反应速率如何测定？
v(A)＝
思考交流
1.测定原理
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；
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。
2.测定方法
(1)量气法：
①测量释放出一定体积的气体的时间
②或测定一定时间内气体压强的变化
(2)比色法：分光光度计
测量物质对特定波长光波的吸光度，从而测定参与反应的某一物质的浓度，据此计算化学反应速率。
(3)电导法：离子导电能力的差异
通过电导率的变化测定反应物中离子浓度的变化，进而计算反应速率。
化学反应 一定时间内
① CO(g)+H2O(g)===CO2(g)+H2(g) 用压力传感器测量反应前后体系压强变化
② Mg+2HCl===MgCl2+H2↑ 用分析天平称量镁条反应前后的质量变化
③ H2O2+2HI===2H2O+I2 用比色计测量反应前后颜色深浅
④ Na2S2O3+H2SO4===Na2SO4+SO2↑+S↓+H2O 用浊度计测量反应前后浊度变化
⑤ 2H2O2 　　　2H2O+O2↑ 用注射器收集反应后气体体积
1.下列方法能实现对应化学反应速率测定的是　　　　　(填序号)。
②③④⑤
反应前后压强不变
2.某温度下6.5 g锌粒与40 mL 2.5 mol·L-1的硫酸反应，用时10 s时恰好收集H2体积44.8 mL(0 ℃、101 kPa条件下)。
(1)请计算用H+、Zn2+变化表示的化学反应速率。
答案　n(H2)==0.002 mol，
依据离子方程式可知：Zn~2H+~Zn2+~H2，
|Δn(Zn2+)|=|Δn(H2)|=0.002 mol，|Δn(H+)|=2|Δn(H2)|=0.004 mol，
v(H+)==0.01 mol·L-1·s-1；
v(Zn2+)==0.005 mol·L-1·s-1。
0.000 2
返回
2.某温度下6.5 g锌粒与40 mL 2.5 mol·L-1的硫酸反应，用时10 s时恰好收集H2体积44.8 mL(0 ℃、101 kPa条件下)。
(2)为了方便也可以用单位时间内产生H2的物质的量表示该反应的反应速率，则10 s内该反应的速率v(H2)= mol·s-1。
本课结束
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第
3
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