資源簡介

化學(xué)反應(yīng)速率
第一節(jié)
新課導(dǎo)入
化學(xué)反應(yīng)進行是有快慢的，反應(yīng)的快慢程度與我們有什么關(guān)系？我們?yōu)槭裁匆P(guān)注反應(yīng)的快慢與程度呢？
爆炸
食物變質(zhì)
溶洞形成
鐵橋生銹
1、化學(xué)反應(yīng)速率：化學(xué)反應(yīng)速率通常用單位時間內(nèi)反應(yīng)物濃度的減少量或生成物濃度的增加量來表示
（1）.表示的含義：
（2）.表示方法：
（3）.公式：
（4）.單 位：
衡量化學(xué)反應(yīng)進行快慢的物理量。
用單位時間內(nèi)反應(yīng)物濃度的增加或生成物的濃度的減少來表示。
mol/(L·s）或 mol/(L·min）或 mol/(L·h）
mol?L-1?S-1 或 mol?L-1?min-1
mol?L-1?h-1
v =
Δt
Δc
……一定是一個正值
…… 指的是一個平均速率
一、化學(xué)反應(yīng)速率
①、化學(xué)反應(yīng)速率只適用于氣體或溶液，固體或純液體的濃度可視為常數(shù)，并不適用
②對于同一個反應(yīng)來說，用不同的物質(zhì)來表示該反應(yīng)的速率時，其數(shù)值可能不同，但表達的意義相同。
③用不同物質(zhì)表示的化學(xué)反應(yīng)速率之比等于化學(xué)計量數(shù)之比
反應(yīng)：mA + nB == pC + qD
v(A): v(B): v(C): v(D)== m :n :p : q
④比較同一反應(yīng)在不同條件下的反應(yīng)速率時應(yīng)：統(tǒng)一基準(zhǔn)物質(zhì)和統(tǒng)一單位。
(5) 、注意點：
問題：O2的反應(yīng)速率是多少？NH3的反應(yīng)速率是多少？它們有什么關(guān)系？
v(NO)=0.002mol/(L·s)
例1：有一反應(yīng)4NH3+5O2 4NO+6H2O 在5升的密閉容器中進行，30秒后，NO 的物質(zhì)的量增加了0.3mol，NO 的生成速率是多少？
各物質(zhì)反應(yīng)速率之比 = 化學(xué)計量數(shù)之比
比較反應(yīng)的快慢 ①統(tǒng)一基準(zhǔn)物質(zhì) ②統(tǒng)一單位。
例2：已知反應(yīng)A ＋ 3B ＝ 2C ＋ D
（1）在某段時間內(nèi)以A的濃度變化表示的化學(xué)反應(yīng)速率為1mol/(L·min)，則此段時間內(nèi)以C的濃度變化表示的化學(xué)反應(yīng)速率？
（2）①VA=1mol/(L·min) ②VB=2mol/(L·min) ③VC=0.2mol/(L·S) 三種情況所對應(yīng)的化學(xué)反應(yīng)速率由小到大為 。
第一步：寫出有關(guān)反應(yīng)的化學(xué)方程式；
第二步：列出各物質(zhì)的起始量、轉(zhuǎn)化量、某時刻量；
第三步：根據(jù)已知條件列方程式計算。
①v(B) =????????(????)??????????=????????(????)?????????????? ②A的轉(zhuǎn)化率：α(A)= ???????????×????????????%
?
起始濃度（mol/L） a b 0 0
濃度變化（mol/L mx nx px qx
t時刻濃度（mol/L） a-mx b-nx px qx
mA(g)＋nB(g) = pC(g) ＋ qD(g)
任意反應(yīng)
“三段式”法
注意：變化量之比等于化學(xué)計量數(shù)之比
2、化學(xué)反應(yīng)速率的計算和比較
例3： 在2L密閉容器中加入1molN2 和3molH2發(fā)生反應(yīng) N2 + 3H2 ? 2NH3 ，2s末時測得容器中含有0.4 mol NH3， 求①H2 的轉(zhuǎn)化率；②反應(yīng)后N2的濃度。
催化劑
高溫、高壓
解：
三
段
式
變化量（mol）： 0.2 0.6 0.4
2s末量（mol）： 0.8 2.4 0.4
起始量（mol）： 1 3 0
N2 + 3H2 2NH3
高溫高壓
催化劑
則① H2的轉(zhuǎn)化率：α（ H2 ）= ?????.????????×????????????%=????????%
?
② 反應(yīng)后c(N2)=?????????=????.????????????????????????=0.4mol/L
?
例4：在一定條件下，A氣體與B氣體反應(yīng)生成C氣體。反應(yīng)過程中，反應(yīng)物與生成物的濃度隨時間變化的曲線如圖，則下列敘述正確的是
A．該反應(yīng)的化學(xué)方程式為3A＋B?2C
B．在t1-(t1＋10)s時，v(A)=v(B)=0
C．t1 s時反應(yīng)物A的轉(zhuǎn)化率為60%
D．0-t1內(nèi)A應(yīng)的反應(yīng)速率為v(A)=0.4mol/(L·s)
A
例5：反應(yīng) A(g) + 3B(g) = 2C(g) + 2D (g) 在四種不同情況下的反應(yīng)速率為：①v(A)=0.45mol·L-1·min-1 ②v(B)=0.6mol·L-1·s-1 ③v(C)=0.4mol·L-1·s-1 ④v(D)=0.45mol·L-1·s-1則該反應(yīng)速率的快慢順序為_____________________
④>③=②>①
②v(B)=0.6mol·L-1·s-1
③v(C)=0.4mol·L-1·s-1
④v(D)=0.45mol·L-1·s-1
v(A)=0.2mol·L-1·s-1
v(A)=0.2mol·L-1·s-1
v(A)=0.225mol·L-1·s-1
v(A)
1
①
=????.????????????????mol·L-1·s-1
?
v(B)
3
②
=0.2mol·L-1·s-1
v(C)
2
③
=0.2mol·L-1·s-1
v(D)
2
④
=0.225mol·L-1·s-1
①v(A)=0.45mol·L-1·min-1 = ????.????????????????mol·L-1·s-1
?
方法二：比值法
方法一：歸一法
1．定性比較
通過觀察實驗現(xiàn)象，如反應(yīng)的劇烈程度、產(chǎn)生氣泡或沉淀的快慢、固體消失或氣體充滿所需時間的長短等來定性判斷化學(xué)反應(yīng)的快慢。
歸一法：先統(tǒng)一單位，換算成同一物質(zhì)表示的反應(yīng)速率，再比較數(shù)值的大小。
比值法：比較化學(xué)反應(yīng)速率與化學(xué)計量數(shù)的比值，比值越大化學(xué)反應(yīng)速率越大。
小結(jié)：化學(xué)反應(yīng)速率的比較方法
2．定量比較
同一化學(xué)反應(yīng)速率用不同物質(zhì)表示時數(shù)值可能不同，比較化學(xué)反應(yīng)速率的快慢不能只看數(shù)值大小，還要進行一定的轉(zhuǎn)化。
化學(xué)反應(yīng)的速率是可以通過實驗測定的。任何與物質(zhì)濃度有關(guān)的可觀測的量都可以利用。
3、化學(xué)反應(yīng)速率的定量測定
υ＝
Δc
Δt
(1)、實驗原理
找與該物理量化學(xué)變化對應(yīng)的時間
找與化學(xué)反應(yīng)物質(zhì)的濃度相關(guān)的物理量
選擇可觀測、
易操作的變量
pH計
氣體
離子濃度
電導(dǎo)率
pH
顏色
渾濁度
顏色
體積
壓強
濁度儀
高錳酸鉀溶液與草酸反應(yīng)，記錄溶液褪色的時間
離子濃度檢測儀
(2)、測量方法
你有哪些方法比較鋅粒和1mol/L H2SO4 溶液、
4 mol/L H2SO4 溶液化學(xué)反應(yīng)速率的大小？
(1)反應(yīng)原理:Zn＋H2SO4＝ZnSO4＋H2↑
1.單位時間內(nèi)收集氫氣的體積；
2.收集相同體積氫氣所需要的時間
3.有pH傳感器測相同時間內(nèi)溶液中pH變化，即△c(H＋)。
4.用傳感器測△c(Zn2＋)變化。
5.測相同時間內(nèi)△m(Zn)。
6.相同時間內(nèi)恒容壓強變化；
7.相同時間內(nèi)絕熱容器中溫度變化。
小結(jié)5：中學(xué)常用測量氣體體積的實驗裝置
液面相平的方法要上下移動量筒，使量筒內(nèi)的液面與廣口瓶中的液面相平。
液面相平的方法：要上或下移動右邊的玻璃管，使左右兩管中的液面相平。
讀數(shù)注意事項：
（3）視線與量氣管凹液面
最低處相平
（2）調(diào)節(jié)量氣管高度，使量氣
管與水準(zhǔn)管兩端液面相平
（1）恢復(fù)到室溫狀態(tài)
該實驗所用的儀器和藥品
錐形瓶
分液漏斗
玻璃導(dǎo)管
乳膠管
注射器(50ml)
鐵架臺
量筒(50ml)
膠頭滴管
秒表
鋅粒、1mol/L硫酸、 4 mol/L硫酸
【Zn與稀H2SO4反應(yīng)速率的測定】
Zn+H2SO4 === ZnSO4+H2↑
40 mL 1mol/L
40 mL 4mol/L
2g
2g
測量在相同時間內(nèi)產(chǎn)生的H2體積
思考：本實驗還可以測定哪些數(shù)據(jù)？
加入試劑
反應(yīng)時間(min)
反應(yīng)速率[mol/(L·min)]
1 mol/L H2SO4
長
小
4 mol/L H2SO4
短
大
測量收集10mLH2所用的時間
例6、某溫度下按如圖裝置進行實驗，錐形瓶內(nèi)盛有6.5 g鋅粒，通過分液漏斗加入40 mL 2.5 mol·L－1的硫酸溶液，將產(chǎn)生的H2收集在一個注射器中，用時10 s時恰好收集到氣體的體積為44.8 mL(標(biāo)況)，在該溫度下下列說法不正確的是（ ）
A.用鋅粒表示的10 s內(nèi)該反應(yīng)的速率為0.013 g·s－1
B.忽略錐形瓶內(nèi)溶液體積的變化，用H＋表示的10 s
內(nèi)該反應(yīng)的速率為0.01 mol·L－1·s－1
C.忽略錐形瓶內(nèi)溶液體積的變化，用Zn2＋表示的
10 s內(nèi)該反應(yīng)的速率為0.01 mol·L－1·s－1
D.用H2表示的10 s內(nèi)該反應(yīng)的速率為0.000 2 mol·s－1
C
【思考】除了物質(zhì)本身的結(jié)構(gòu)性質(zhì)外，我們發(fā)現(xiàn)外界因素也會對化學(xué)反應(yīng)速率造成影響。請舉出一些生活中的例子，并說明相關(guān)的影響因素是什么？
濃度
溫度
影響化學(xué)反應(yīng)速率的因素
溫度
催化劑
濃度
固體表面積
壓強
內(nèi)因
（主要）
外因
思考1：影響化學(xué)反應(yīng)速率的因素有哪些呢？
思考2：如何測定化學(xué)反應(yīng)速率?
反應(yīng)物的組成、結(jié)構(gòu)和性質(zhì)
定性、定量
不同化學(xué)反應(yīng)的速率
反應(yīng)物本身性質(zhì)（內(nèi)因）
同一化學(xué)反應(yīng)的速率
外界條件
（外因）
溫度、濃度（壓強）、催化劑、接觸面積等
反應(yīng)物組成、結(jié)構(gòu)、性質(zhì)
二、影響化學(xué)反應(yīng)速率的因素
如何影響呢？
1. 選取同一個反應(yīng)，探究不同因素產(chǎn)生的影響。
2.選取不同的反應(yīng)，探究同一因素產(chǎn)生的影響。
實驗原理
Na2S2O3＋H2SO4 Na2SO4＋SO2 ＋S ＋H2O
2H2O2 2H2O ＋ O2
實驗探究的整體設(shè)計
設(shè)計思路
{5940675A-B579-460E-94D1-54222C63F5DA}編號
Na2S2O3溶液
H2SO4溶液
出現(xiàn)渾濁
的快慢
反應(yīng)溫度
濃度/(mol/L)
體積/mL
濃度/(mol/L)
體積/mL
1
0.1
5
0.1
5

室溫
2
0.1
5
0.5
5
室溫
1、濃度對化學(xué)反應(yīng)速率的影響
Na2S2O3＋H2SO4 == Na2SO4＋SO2↑ ＋S↓ ＋H2O
慢
快
實驗探究
實驗結(jié)論
其他條件相同時，增大反應(yīng)物濃度化學(xué)反應(yīng)速率增大，減小反應(yīng)物濃度化學(xué)反應(yīng)速率減小。
生成物濃度改變也適用
例：已知酸性條件下， KMnO4溶液與H2C2O4(草酸)溶液反應(yīng)
2MnO4-＋5H2C2O4＋6H＋===2Mn2＋＋10CO2↑＋8H2O
可通過測定 來測定該反應(yīng)的反應(yīng)速率
溶液褪色的時間
{5940675A-B579-460E-94D1-54222C63F5DA}編號
水浴
溫度/℃
0.1 mol/L Na2S2O3
溶液的體積/mL
0.1 mol/L H2SO4
溶液的體積/mL
出現(xiàn)渾濁
的時間/s
1
20
5
5
2
70
5
5
2、溫度對化學(xué)反應(yīng)速率的影響
快
慢
Na2S2O3＋H2SO4 == Na2SO4＋SO2↑ ＋S↓ ＋H2O
實驗探究
方案一
{5940675A-B579-460E-94D1-54222C63F5DA}編號
水浴
溫度/℃
0.1 mol/L Na2S2O3
溶液的體積/mL
0.5 mol/L H2SO4
溶液的體積/mL
出現(xiàn)渾濁
的時間/s
1
2
5
5
5
5
20
70
87
16
方案二
Na2S2O3＋H2SO4 Na2SO4＋SO2 ＋S ＋H2O
方案三
2H2O2 2H2O ＋ O2
{5940675A-B579-460E-94D1-54222C63F5DA}編號
水浴
溫度/℃
5%H2O2溶液
/mL
1 mol/L FeCl3溶液/mL
相同時間出現(xiàn)
氣泡的多少
1
2
20
70
2
2
1
1
20℃
70℃
2、大量實驗證明，溫度每升高100C，化學(xué)反應(yīng)速率通常增大為原來的2~4倍。這表明溫度對反應(yīng)速率的影響非常顯著。
溫度對化學(xué)反應(yīng)速率的影響的結(jié)論
1、其它條件相同時，升高溫度，反應(yīng)速率增大；降低溫度，反應(yīng)速率減小。反應(yīng)若是可逆反應(yīng)，升高溫度，正、逆反應(yīng)速率都加快，降低溫度，正、逆反應(yīng)速率都減小。
【拓展探究】根據(jù)教材P21頁“科學(xué)探究”，已知4H＋+4I―+O2 == 2I2 +2H2O ，現(xiàn)有1 mol/L KI溶液、0.1 mol/L H2SO4溶液和淀粉溶液，請?zhí)骄咳芤撼霈F(xiàn)藍色的時間與溫度的關(guān)系。
{5940675A-B579-460E-94D1-54222C63F5DA}試劑種類及用量
2 mL KI溶液、2滴 淀粉溶液、2 mL 稀硫酸
實驗溫度
①室溫
②冰水混合物
試劑加入順序及理由
實驗現(xiàn)象
結(jié)論
分別向2 mL KI溶液滴加2滴淀粉溶液后，再分別加入2 mL 稀硫酸。因為在不加酸的情況下，O2不能氧化I―
①室溫的一組溶液快出現(xiàn)藍色
其他條件相同時，升高溫度反應(yīng)速率加快，降低溫度反應(yīng)速率減慢
其他條件相同時，使用催化劑可以改變(加快)化學(xué)反應(yīng)速率
2H2O2 == 2H2O ＋ O2↑
3、催化劑對化學(xué)反應(yīng)速率的影響
實驗探究
實驗結(jié)論
注意：①催化劑有選擇性，不同的化學(xué)反應(yīng)的催化劑不相同，催化劑具有一定的活化溫度。
②因催化劑對化學(xué)反應(yīng)速率的影響是降低反應(yīng)的活化能，增加有效碰撞次數(shù)，對正、逆反應(yīng)的影響是相同的，所以催化劑對正、逆反應(yīng)速率的影響相同。
催化劑能同等程度地改變化學(xué)反應(yīng)的速率。
根據(jù)教材P21頁“科學(xué)探究”，完成表格內(nèi)容：
{5940675A-B579-460E-94D1-54222C63F5DA}原理
2H2O2 2H2O＋O2↑
實驗操作
產(chǎn)生氣泡快慢
結(jié)論
快
慢
對比①與②可知：Cu2＋、Fe3＋對H2O2分解都有催化作用，但Fe3＋催化作用較強
催化劑：其他條件相同時，使用催化劑可以改變（加快）化學(xué)反應(yīng)速率。不同的催化劑具有不同的催化效果。
對H2O2的催化效果：Fe3＋＞Cu2＋
其他條件不變，增大壓強（減小容器容積）相當(dāng)于增大反應(yīng)物的濃度，化學(xué)反應(yīng)速率增大；反之減小
注意
1.壓強對于反應(yīng)速率的影響是歸為濃度的影響。
2.壓強只對有氣體參加的反應(yīng)的速率有影響。
3.對于有氣體參加的可逆反應(yīng)，增大壓強，正、逆反應(yīng)速率都增大；減小壓強，正、逆反應(yīng)速率都減小。
4、壓強對化學(xué)反應(yīng)速率的影響
對于氣體有下列幾種情況
1、恒溫時：增大壓強→體積減少→濃度增大→反應(yīng)速率增大
2、恒溫、恒容時：
A、充入氣體反應(yīng)物→總壓增大→反應(yīng)物濃度增大→反應(yīng)速率增大；
B、充入“無關(guān)氣體”（如He、N2等）→引起總壓增大，各物質(zhì)的濃度不變→反應(yīng)速率不變
3、恒溫、恒壓時：充入“無關(guān)氣體”（如He等）→引起體積增大 →各反應(yīng)物濃度減少→反應(yīng)速率減慢
結(jié)論:增大反應(yīng)物的接觸面積可以增大反應(yīng)速率。
5、接觸面積對化學(xué)反應(yīng)速率的影響
思考：人們常把固體試劑溶于水配成溶液再進行化學(xué)實驗，原因是什么？
溶液中溶質(zhì)以分子或離子形式存在，且分布均勻，使反應(yīng)物分子或離子之間直接接觸的機會極大地增加，可以大大提高反應(yīng)速率。
當(dāng)物質(zhì)以溶液狀態(tài)存在時，能增大化學(xué)反應(yīng)速率。
5、影響化學(xué)反應(yīng)速率的其他因素
光輻射、放射線輻照、超聲波、電弧、強磁場、高速研磨等
總之，向反應(yīng)體系輸入能量，都有可能影響化學(xué)反應(yīng)速率
影響化學(xué)反應(yīng)速率的因素的總結(jié)與運用
影響因素
條件改變
反應(yīng)速率變化
濃度
增大反應(yīng)物濃度

降低反應(yīng)物濃度

溫度
升高溫度

降低溫度

催化劑
使用催化劑

壓強
有氣體參與反應(yīng)，增大壓強

有氣體參與反應(yīng)，降低壓強

加快
減慢
加快
減慢
加快
加快
減慢
你做對了嗎？
①控制變量法：當(dāng)某種物質(zhì)發(fā)生化學(xué)反應(yīng)時，反應(yīng)速率的大小不僅取決于物質(zhì)的本質(zhì)特性，還受反應(yīng)物的濃度、溫度、壓強、催化劑、表面積等外界因素的影響。當(dāng)研究其中某個因素對化學(xué)反應(yīng)速率的影響時，常常先控制其他幾個因素不變，這種方法稱為控制變量法。
②分清主次法：當(dāng)多個因素同時影響反應(yīng)速率時，要分清哪個是主要因素。如鋅與稀硫酸反應(yīng)時，氫氣的生成速率先由小變大，再由大變小，這是因為鋅與稀硫酸反應(yīng)時放熱，體系溫度逐漸升高，此時溫度對反應(yīng)速率的影響占主導(dǎo)地位，所以氫氣的生成速率由小變大；一段時間后，反應(yīng)體系中H＋的濃度減小，此時濃度對反應(yīng)速率的影響占主導(dǎo)地位，所以氫氣的生成速率又由大變小。
分析化學(xué)反應(yīng)速率影響因素類試題的分析方法有哪些？
題目解析
·
·
曲線P比Q的拐點出現(xiàn)得早(先達到平衡)，說明P的反應(yīng)速率快
最終P、Q在同一直線上，說明催化劑不能提高SO3的質(zhì)量分數(shù)。
典例分析
①反應(yīng)2SO2＋O2??2SO3進行的時間t和反應(yīng)混合氣中SO3的質(zhì)量分數(shù)的關(guān)系如圖所示。
?曲線P表示使用了催化劑，曲線Q表示未使用催化劑。從圖中可知，催化劑可以_____________，
但不能____________????_。
提高SO3的質(zhì)量分數(shù)
加快反應(yīng)速率
典例分析
②漂白劑亞氯酸鈉(NaClO2)在常溫且黑暗處可保存一年，亞氯酸不穩(wěn)定可分解，反應(yīng)的離子方程式為5HClO2===4ClO2↑＋H＋＋Cl－＋2H2O(HClO2為弱酸)。向NaClO2溶液中滴加H2SO4，開始時HClO2分解反應(yīng)緩慢，隨后反應(yīng)迅速加快，其原因是(　　)
A．溶液中的Cl－起催化作用 C．ClO2逸出，使反應(yīng)的生成物濃度降低

B．溶液中的H＋起催化作用 D．在酸性條件下，亞氯酸鈉的氧化性增強
　[由題目信息可知，NaClO2在酸性溶液中生成亞氯酸，生成的亞氯酸在剛加入硫酸時反應(yīng)緩慢，隨后反應(yīng)突然加快，這說明分解生成的產(chǎn)物中的某種物質(zhì)起了催化劑的作用。]
A
1、硫代硫酸鈉溶液與稀硫酸反應(yīng)的化學(xué)方程式為Na2S2O3+H2SO4=Na2SO4+SO2↑+S↓+H2O,下列各組實驗中最先出現(xiàn)渾濁的是(　　)
{5940675A-B579-460E-94D1-54222C63F5DA}實驗
反應(yīng)溫度/℃
Na2S2O3溶液
稀硫酸
H2O
V/mL

V/mL

V/mL
A
25
5
0.1
10
0.1
5
B
25
5
0.2
5
0.2
10
C
35
5
0.1
10
0.1
5
D
35
5
0.2
5
0.2
10
D
2、其他條件一定,下列條件的改變,一定能增大化學(xué)反應(yīng)速率的是(　　)
A.增大壓強 B.增大反應(yīng)物的濃度
C.增大反應(yīng)物的量 D.減小生成物的濃度
B
3、下列關(guān)于催化劑的說法,正確的是 (　　)
A.催化劑能使不發(fā)生反應(yīng)的物質(zhì)發(fā)生反應(yīng)
B.催化劑在化學(xué)反應(yīng)前后化學(xué)性質(zhì)和質(zhì)量都不變
C.催化劑不能改變化學(xué)反應(yīng)速率
D.任何化學(xué)反應(yīng)都需要催化劑
B
1、有效碰撞理論
基元反應(yīng):反應(yīng)物分子經(jīng)過一次碰撞就轉(zhuǎn)化為產(chǎn)物分子的反應(yīng)。
大多數(shù)的化學(xué)反應(yīng)往往經(jīng)過多個反應(yīng)步驟才能實現(xiàn)，每一步反應(yīng)都稱為基元反應(yīng)。
反應(yīng)機理
先后進行的基元反應(yīng)反映了化學(xué)反應(yīng)的反應(yīng)歷程，反應(yīng)歷程又稱反應(yīng)機理。
（1）．基元反應(yīng)和反應(yīng)歷程
例如： 2HI= H2 + I2
第一步： 2HI → H2+2 I?
第二步： 2I? → I2
自由基：帶有單電子的原子或原子團
三、活化能 有效碰撞理論
化學(xué)反應(yīng)的歷程：研究發(fā)現(xiàn)，大多數(shù)的化學(xué)反應(yīng)都是分幾步完成的；平常所寫的化學(xué)方程式只能表示出反應(yīng)物和生成物以及它們之間的化學(xué)計量關(guān)系。
舉例:反應(yīng)CO+NO2==CO2+NO是一步完成的,屬于基元反應(yīng),
而反應(yīng)H2(g)+I2(g)==2HI(g),經(jīng)過I2==2I、H2+2I==2HI兩步基元反應(yīng)完成,就不屬于基元反應(yīng)
基元反應(yīng)發(fā)生的條件
※ 先決條件是反應(yīng)物的分子必須發(fā)生碰撞 。
反應(yīng)分子的每一次碰撞都能發(fā)生化學(xué)反應(yīng)嗎？
以氣體的反應(yīng)為例，任何氣體中分子間的碰撞次數(shù)都是非常巨大的。通常情況下，當(dāng)氣體的濃度為1 mol/L時，在每立方厘米、每秒內(nèi)反應(yīng)物分子間的碰撞可達到1028次。如果反應(yīng)物分子間的任何一次碰撞都能發(fā)生反應(yīng)的話，反應(yīng)只需10-5s就可以完成。但實際并非如此。
這說明并不是反應(yīng)物分子的每一次碰撞都能發(fā)生反應(yīng)，我們把能夠發(fā)生化學(xué)反應(yīng)的碰撞叫做有效碰撞。
思考：
為什么分子碰撞時有的能發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，有的不能呢？
(2).有效碰撞理論
碰撞過輕
取向不好
有效碰撞
在化學(xué)反應(yīng)過程中，反應(yīng)物分子必須具有一定的能量，碰撞時還要有合適的取向，這樣的碰撞才能使化學(xué)鍵斷裂，從而發(fā)生化學(xué)反應(yīng)。
有效碰撞的條件
單位時間、單位體積內(nèi)有效碰撞的次數(shù)越多，反應(yīng)速率越快。
活化分子：
能夠發(fā)生有效碰撞的分子。
對于某一化學(xué)反應(yīng)來說，在一定條件下，反應(yīng)物分子中活化分子的百分數(shù)是一定的。
活化能:
活化分子具有的平均能量與反應(yīng)物分子具有的的平均能量之差，叫做反應(yīng)的活化能。
正反應(yīng)的活化能
活化分子變成生成物分子放出的能量，也可認為是逆反應(yīng)的活化能
反應(yīng)熱，?H=E1 -E2
①、活化分子、活化能、與反應(yīng)速率的關(guān)系
反應(yīng)物分子中活化分子的百分數(shù)越大、單位體積內(nèi)活化分子數(shù)越多，
單位時間內(nèi)有效碰撞的次數(shù)越多，化學(xué)反應(yīng)速率越快。
（a）過渡態(tài)：一種舊鍵沒有完全斷裂、新鍵沒有完全形成的高能量的中間狀態(tài)。
活化能:過渡態(tài)能量與反應(yīng)物的平均能量之差。
(b)活化能與ΔH的關(guān)系
正、逆反應(yīng)活化能的差值就是反應(yīng)的焓變，可表示為ΔH＝E正－E逆。
②、過渡態(tài)及活化能
特別提示：活化能越小，普通分子就越容易變成活化分子。
新物質(zhì)
一個反應(yīng)經(jīng)歷的過程：
普通
分子
活化能
活化
分子
合理
取向的
碰撞
有效
碰撞
能量
學(xué)習(xí)小結(jié)
(a)多步反應(yīng)的活化能：一個化學(xué)反應(yīng)由幾個基元反應(yīng)完成，每一個基元反應(yīng)都經(jīng)歷一個過渡態(tài)，及達到該過渡態(tài)所需要的活化能(如圖E1、E2)，而該復(fù)合反應(yīng)的活化能只是由實驗測算的表觀值，沒有實際物理意義。
(b)一個化學(xué)反應(yīng)由幾個基元反應(yīng)完成，每一個基元反應(yīng)都經(jīng)歷一個過渡態(tài)，及達到該過渡態(tài)所需要的活化能(如圖E1、E2)。基元反應(yīng)的活化能越大，反應(yīng)物達到過渡態(tài)就越不容易，該基元反應(yīng)的速率就越慢。一個化學(xué)反應(yīng)的速率就取決于速率最慢的基元反應(yīng)。
③.多步反應(yīng)的活化能及與速率的關(guān)系
影響規(guī)律
其他條件不變時，增大反應(yīng)物的濃度，反應(yīng)速率增大；減小反應(yīng)物的濃度，反應(yīng)速率減小。
微觀解釋
反應(yīng)物濃度增大→單位體積內(nèi)活化分子數(shù)增多→單位時間內(nèi)有效碰撞次數(shù)增加→反應(yīng)速率增大；反之，反應(yīng)速率減小。
(1)、濃度對化學(xué)反應(yīng)速率的影響
2、有效碰撞理論影響化學(xué)反應(yīng)速率因素的解釋
(2）、壓強對化學(xué)反應(yīng)速率的影響
影響規(guī)律
其他條件不變時，增大壓強，氣體體積減小，濃度增大，化學(xué)反應(yīng)速率增大。
微觀解釋
增大壓強→氣體體積縮小→反應(yīng)物濃度增大→單位體積內(nèi)活化分子數(shù)增多→單位時間內(nèi)有效碰撞次數(shù)加→反應(yīng)速率增大；反之，反應(yīng)速率減小。
影響規(guī)律
其他條件不變時，升高溫度，化學(xué)反應(yīng)速率增大；降低溫度，化學(xué)反應(yīng)速率減小。溫度每升高10度，化學(xué)反應(yīng)速率增大到原來的2至4倍。
微觀解釋
升高溫度→活化分子的百分數(shù)增大 →單位時間內(nèi)有效碰撞次數(shù)增加→反應(yīng)速率增大；反之，反應(yīng)速率減小。
（3）、溫度對化學(xué)反應(yīng)速率的影響
次要原因
溫度升高，分子運動速度加快，碰撞次數(shù)增多，反應(yīng)速率增大。
meiyangyang8602
用簡單碰撞理論解釋壓強對化學(xué)反應(yīng)速率的影響
恒溫恒容，充入惰性氣體
恒溫恒容充惰氣
體積不變
濃度c不變
反應(yīng)物物質(zhì)的量不變
v不變
單位體積活化分子數(shù)不變
單位時間有效碰撞次數(shù)不變
惰性氣體
普通分子
活化分子
meiyangyang8602
用簡單碰撞理論解釋壓強對化學(xué)反應(yīng)速率的影響
恒溫恒壓充惰氣
體積變大
濃度c↓
v↓
反應(yīng)物物質(zhì)的量不變
惰性氣體
普通分子
活化分子
單位體積活化分子數(shù)↓
單位時間有效碰撞次數(shù)↓
恒溫恒壓，充入惰性氣體
影響規(guī)律
當(dāng)其他條件不變時，使用催化劑，化學(xué)反應(yīng)速率增大。
微觀解釋
使用催化劑→改變了反應(yīng)的歷程，反應(yīng)的活化能降低→活化分子的百分數(shù)增大→單位時間內(nèi)有效碰撞次數(shù)增加→反應(yīng)速率增大。
(4)、催化劑對化學(xué)反應(yīng)速率的影響
meiyangyang8602
用簡單碰撞理論解釋催化劑對化學(xué)反應(yīng)速率的影響
改變反應(yīng)歷程
總反應(yīng)：A+B=AB
未使用催化劑
反應(yīng)A+B=AB的活化能為Ea
使用催化劑M
反應(yīng)分兩步（歷程改變）
第一步：A+M=AM， 活化能為Eal
第二步：AM+B=AB+M 活化能為Ea2
總反應(yīng)：A+B=AB
M是催化劑，前后質(zhì)量不變；AM是中間物
使用催化劑K
meiyangyang8602
用簡單碰撞理論解釋催化劑對化學(xué)反應(yīng)速率的影響
改變反應(yīng)歷程
這兩個分步反應(yīng)的活化能都比原來的Ea要小，因此反應(yīng)速率加快。
Ea1>Ea2，第一步是慢反應(yīng)，第二步是快反應(yīng)。而整個反應(yīng)的速率是由慢反應(yīng)決定的，也叫“決速步驟”。所以第一步的活化能Eal就是在催化劑條件下整個反應(yīng)的活化能。
反應(yīng)A+B=AB的活化能為Ea
第一步：A+K=AK， 活化能為Eal
第二步：AK+B=AB+K 活化能為Ea2
未使用催化劑
單位時間內(nèi)、單位體積內(nèi)有效碰撞次數(shù)增多
單位體積內(nèi)
活化分子數(shù)增大
增大反應(yīng)物濃度
升高溫度
增大化學(xué)反應(yīng)速率
增大氣體壓強
催化劑
單位體積內(nèi)活化分子百分數(shù)增大
小結(jié)：有效碰撞理論解釋反應(yīng)條件對化學(xué)反應(yīng)速率的影響
外界條件對反應(yīng)速率的影響
條件
變化
微觀因素變化
化學(xué)反應(yīng)速率
變化
分子
總數(shù)
活化分
子數(shù)目
活化分子
百分數(shù)
單位體積
內(nèi)活化分
子數(shù)目
有效
碰撞
濃度
增大
壓強
增大
溫度
升高
催化劑
使用
增加
增加
不變
增加
增加
加快
不變
不變
不變
增加
增加
加快
不變
增加
增加
增加
增加
加快
不變
增加
增加
增加
增加
加快
1.反應(yīng)A→C分兩步進行：①A→B，②B→C。反應(yīng)過程的能量變化曲線如圖所示(E1、E2、E3、E4表示活化能)。按要求回答下列問題：
(1)整個反應(yīng)中ΔH＝ 。
E1－E2＋E3－E4
(2)使用催化劑 (填“能”或“不能”)影響該反應(yīng)的反應(yīng)熱。
(3)三種化合物中 最穩(wěn)定，
不能
C
2、我國學(xué)者結(jié)合實驗與計算機模擬結(jié)果，研究了在金催化劑表面上水煤氣變換的反應(yīng)歷程，如圖所示(吸附在金催化劑表面上的物種用*標(biāo)注)。
下列說法正確的是(　　)
A．水煤氣的變換反應(yīng)是吸熱反應(yīng)
B．該歷程中逆向的最大能壘(活化能)E逆＝2.02 eV
C．催化劑能夠使物質(zhì)的能量升高
D．反應(yīng)歷程中，生成過渡態(tài)Ⅰ比過渡態(tài)Ⅱ容易
D
3、甲醇與水蒸氣重整制氫可直接用于燃料電池。我國學(xué)者采用量子力學(xué)方法研究表明，利用鈀基催化劑表面吸附發(fā)生解離：CH3OH(g) ? CO(g)＋2H2(g)的五個路徑與相對能量歷程關(guān)系，如圖所示，其中吸附在鈀催化劑表面上的物種用*標(biāo)注。
下列說法錯誤的是(　　)
A．該吸附過程最終釋放能量
B．決速步驟的能壘(活化能)為179.6 kJ·mol－1
C．催化劑在吸附過程中降低反應(yīng)的活化能
D．歷程中速率最快的反應(yīng)為：CH2O*===CHO*＋H*
A
4、已知反應(yīng)：2NO(g)＋Br2(g) ? 2NOBr(g)　ΔH＝－a kJ·mol－1(a＞0)，其反應(yīng)機理如下：
①NO(g)＋Br2(g) ? NOBr2(g)　快
②NO(g)＋NOBr2(g) ? 2NOBr(g)　慢
下列有關(guān)該反應(yīng)的說法正確的是(　　)
A．該反應(yīng)的速率主要取決于①的快慢
B．NOBr2是該反應(yīng)的催化劑
C．正反應(yīng)的活化能比逆反應(yīng)的活化能小a kJ·mol－1
D．增大Br2(g)濃度能增大活化分子百分數(shù)，加快反應(yīng)速率
C
解析：　反應(yīng)速率主要取決于慢的一步，所以該反應(yīng)的速率主要取決于②的快慢，故A錯誤；NOBr2是反應(yīng)過程中的中間產(chǎn)物，不是該反應(yīng)的催化劑，故B錯誤；由于該反應(yīng)為放熱反應(yīng)，說明反應(yīng)物的總能量高于生成物的總能量，所以正反應(yīng)的活化能比逆反應(yīng)的活化能小a kJ·mol－1，故C正確；增大Br2(g)濃度，活化分子百分數(shù)不變，但單位體積內(nèi)的活化分子數(shù)目增多了，所以能加快反應(yīng)速率，故D錯誤。
5、 ICl與H2能發(fā)生反應(yīng)H2(g)+2ICl(g)=I2(g)+2HCl(g)　ΔH<0。
已知:①該反應(yīng)由兩個基元反應(yīng)分步完成,第一步:H2+ICl=HI+HCl;
②兩步反應(yīng)的活化能分別為Ea1、Ea2,且Ea1>Ea2。
下列判斷正確的是 (　 )
A.第一步反應(yīng)不是氧化還原反應(yīng)
B.已知鍵能:H—H>I—I,可推知鍵能:H—Cl>I—Cl
C.第一步的化學(xué)反應(yīng)速率大于第二步的化學(xué)反應(yīng)速率
D.第二步的化學(xué)方程式為HI+ICl=I2+2HCl
B
6、鹵代烴與端基炔(R‘C≡CH)催化偶聯(lián)反應(yīng)的一種機理如圖所示。下列說法錯誤的是（ ）
A．偶聯(lián)反應(yīng)中起催化作用的是M和CuI
B．R＇C≡CCu為該催化過程的中間產(chǎn)物
C．該偶聯(lián)反應(yīng)的原理為R＇C≡CH+RI→R＇C≡CR+HI
D．該催化機理改變了反應(yīng)路徑和反應(yīng)熱
D
7、在一初始容積為2 L的密閉容器中充入1 mol H2和1 mol I2,壓強為p(單位為Pa),并在一定溫度下使其發(fā)生反應(yīng):H2(g)+I2(g)══2HI(g)　ΔH<0。
(1)若在2 min后測得I2的濃度為0.4 mol·L-1,則用H2表示的化學(xué)反應(yīng)速率為　　,用HI表示的化學(xué)反應(yīng)速率為　 。?
(2)若保持容器容積不變,向其中再加入1 mol H2,化學(xué)反應(yīng)速率　　　　,理由是　? 　。?
(3)若保持容器容積不變,向其中再加入1 mol Ar,容器內(nèi)壓強　　　　,化學(xué)反應(yīng)速率　　　　,理由是　 。?
(4)若保持容器內(nèi)氣體壓強不變,向其中再加入1 mol N2(N2不參加反應(yīng)),化學(xué)反應(yīng)速率　　　　,理由是　?? 　。?
(5)若保持容器內(nèi)氣體壓強不變,向其中再加入1 mol H2(g)和1 mol I2(g),反應(yīng)速率　 　　　　,理由是　 。?
(6)若提高起始的反應(yīng)溫度,反應(yīng)速率　　　　。?
答案:
(1)0.05 mol·L-1·min-1　0.1 mol·L-1·min-1　
(2)增大　增大反應(yīng)物H2的濃度,化學(xué)反應(yīng)速率增大　
(3)增大　不變　反應(yīng)物的濃度不變,化學(xué)反應(yīng)速率不變　
(4)減小　保持壓強不變,向其中充入N2,容器容積變大,反應(yīng)物濃度減小,化學(xué)反應(yīng)速率減小　
(5)不變　保持壓強不變,向其中充入1 mol H2和1 mol I2,反應(yīng)物濃度不變,化學(xué)反應(yīng)速率不變　
(6)增大

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