資源簡介

(共20張PPT)
第3節(jié) 化學(xué)反應(yīng)的速率 課時(shí)1
第2章 化學(xué)反應(yīng)的方向、限度與速率
1.知道化學(xué)反應(yīng)是有歷程的，認(rèn)識基元反應(yīng)；
2.了解化學(xué)反應(yīng)速率的概念及其定量表示方法；
3.根據(jù)化學(xué)反應(yīng)速率的測定原理，設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)學(xué)會化學(xué)反應(yīng)速率的測定方法。
聯(lián)想 · 質(zhì)疑
聯(lián)想 · 質(zhì)疑
常溫常壓下，2H2(g) +O2(g)===2H2O(l)
化學(xué)平衡常數(shù)(K )數(shù)量級高達(dá)1083
表明該條件下，該反應(yīng)正向進(jìn)行的趨勢極大。
化學(xué)反應(yīng)速率的大小由什么決定？為什么許多化學(xué)反應(yīng)需要滿足一定的條件才能夠發(fā)生
一、化學(xué)反應(yīng)是有歷程的
2H2(g) +O2(g) 2H2O(l)
交流 · 研討
交流 · 研討
點(diǎn)燃
催化劑
總反應(yīng)
反應(yīng)歷程(反應(yīng)機(jī)理)
每一步反應(yīng)稱為基元反應(yīng)
微粒H·、·OH和O·存在未成對電子，它們稱為自由基（H·和O·也稱為自由原子）。自由基的反應(yīng)活性很強(qiáng)，壽命極短。
反應(yīng)歷程(反應(yīng)機(jī)理)
快
若在常溫常壓且無催化劑的條件下，體系中沒有引發(fā)反應(yīng)的H·，反應(yīng)很難進(jìn)行！
0.3s內(nèi)可以產(chǎn)生1015個H·
決定反應(yīng)順利進(jìn)行的關(guān)鍵！
大多數(shù)的總反應(yīng)是由幾個基元反應(yīng)組成的，也稱復(fù)雜反應(yīng)。
也有一些化學(xué)反應(yīng)是反應(yīng)物一步直接轉(zhuǎn)化為反應(yīng)產(chǎn)物的，其總反應(yīng)就是基元反應(yīng)，這類反應(yīng)又稱為簡單反應(yīng)，如：
H+ + OH－===H2O
即使是同一反應(yīng)，在不同的條件下反應(yīng)歷程也可能不同。
反應(yīng)物結(jié)構(gòu)
反應(yīng)條件
反應(yīng)歷程
化學(xué)反應(yīng)速率
飛秒化學(xué)
化學(xué)反應(yīng)實(shí)質(zhì)上就是舊化學(xué)鍵的伸長、斷裂和新化學(xué)鍵的生成過程,是反應(yīng)物獲得能量形成過渡態(tài),再生成反應(yīng)產(chǎn)物的過程。其中每一個過程所用時(shí)間大都在皮秒和飛秒量級。
哈邁德·澤維爾首先使用飛秒超快“攝像機(jī)”一超短脈沖激光技術(shù)對化學(xué)反應(yīng)過程進(jìn)行研究，為化學(xué)反應(yīng)的動態(tài)過程“拍照”，使人們能像觀看“慢動作”那樣觀察處在化學(xué)反應(yīng)過程中的原子和分子的轉(zhuǎn)變。
二、化學(xué)反應(yīng)速率的定量表示方法
活動 · 探究
活動 · 探究
化學(xué)反應(yīng)速率的定量表示方法
【實(shí)驗(yàn)】向打磨后的鎂條中加入2 mol/L稀鹽酸
鎂條消失的快慢
產(chǎn)生氣泡的快慢
H+濃度減小的快慢
消耗鎂條的質(zhì)量
產(chǎn)生氣體的體積
Mg2+濃度增加的快慢
如果分別用單位時(shí)間內(nèi)鹽酸濃度的減小、MgCl2溶液濃度的增大來表示該化學(xué)反應(yīng)的速率，需要哪些數(shù)據(jù)？二者在數(shù)值上相等嗎？為什么？
需要準(zhǔn)確量取鹽酸的體積和反應(yīng)后溶液的體積（或忽略反應(yīng)前后溶液體積的變化），并利用關(guān)系式Mg~ 2HCl ~ MgCl2計(jì)算出反應(yīng)后HCl或MgCl2的物質(zhì)的量因?yàn)榛瘜W(xué)反應(yīng)中n（HCl）：n（MgCl2）=2：1，所以分別用單位時(shí)間內(nèi)c(HCl)的減小、c(MgCl2)的增大表示的反應(yīng)速率，在數(shù)值上不相等。
思考與交流
1.表示方法：對于反應(yīng)體系體積不變的化學(xué)反應(yīng),可以用單位時(shí)間內(nèi)某物質(zhì)濃度(或質(zhì)量、物質(zhì)的量等)的改變量(取絕對值)來表示該物質(zhì)的化學(xué)反應(yīng)速率。
二、化學(xué)反應(yīng)速率的定量表示方法
v(A)=
mol/(L·s)
單位：
mol·L-1·s-1
mol/(L·min)
mol·L-1·min-1
不用固體或純液體表示
【例1】一定條件下，在容積為2L的密閉容器中，加入4 mol SO2和2 mol O2，發(fā)生如下反應(yīng)：2SO2(g)+ O2(g) 2SO3(g)；在2 s時(shí)測得c(SO2)=0.8 mol/L。
求: (1)用 SO2 濃度變化表示的化學(xué)反應(yīng)速率。
v(SO2 )=
=
4 mol
2 L
－0.8 mol/L
2 s
=0.6 mol/(L˙s)
(2)求用O2、SO3的濃度變化表示的化學(xué)反應(yīng)速率。
2SO2(g)+ O2(g) 2SO3(g)
濃度變化量
mol/L
化學(xué)反應(yīng)速率mol/(L˙s)
1.2
0.6
1.2
0.6
0.3
0.6
a∶b∶c∶d
2.用不同物質(zhì)表示的反應(yīng)速率之間的關(guān)系
在同一化學(xué)反應(yīng)中,用各物質(zhì)表示的化學(xué)反應(yīng)速率的數(shù)值之比等于化學(xué)方程式中各物質(zhì)化學(xué)式前的系數(shù)之比。如對于化學(xué)反應(yīng)：
a A(g)＋b B(g) c C(g)＋d D(g)
v(A)：v(B)：v(C)：v(D)=
v(A) v(B) v(C) v(D)
a b c d
＝
＝
＝
為統(tǒng)一起見，將化學(xué)反應(yīng)速率定義為：
[思考]同一反應(yīng)同一時(shí)間段用不同物質(zhì)表示的化學(xué)反應(yīng)速率不同,表示反應(yīng)速率的意義是否相同
相同
化學(xué)反應(yīng)速率的物理測定法
測定化學(xué)反應(yīng)速率的關(guān)鍵是測定某一時(shí)間間隔內(nèi)反應(yīng)體系中某物質(zhì)濃度的變化。物質(zhì)的某些物理性質(zhì)(如壓強(qiáng)、體積、吸光度、電導(dǎo)率等)與其物質(zhì)的量或濃度存在函數(shù)關(guān)系,因此人們常用物理方法,通過準(zhǔn)確而快速地測定反應(yīng)物或反應(yīng)產(chǎn)物濃度的變化來確定化學(xué)反應(yīng)速率。常用于測定化學(xué)反應(yīng)速率的物理方法有量氣法、比色法、電導(dǎo)法。
量氣法
對于反應(yīng)2H2O2===2H2O+O2↑ 可測量反應(yīng)中
唯一的氣體產(chǎn)物——氧氣在溫度、壓強(qiáng)一定時(shí)的體積變化。
比色法 物質(zhì)對特定波長的光的吸收性能不同，因此可以通過吸光度來測定參與反應(yīng)的某一物質(zhì)的濃度。
電導(dǎo)法 根據(jù)離子導(dǎo)電能力的差異，可以通過電導(dǎo)率的變化測定反應(yīng)物中離子濃度的變化，進(jìn)而計(jì)算化學(xué)反應(yīng)速率。
此外，激光技術(shù)也已應(yīng)用于化學(xué)反應(yīng)速率的測定。
【練一練】
1.判斷下列說法是否正確,正確的打“√”,錯誤的打“×”。
(1)單位時(shí)間內(nèi)反應(yīng)物濃度的變化表示正反應(yīng)速率,生成物濃度的變化量表示逆反應(yīng)速率。(　　)
(2)化學(xué)反應(yīng)速率為0.8 mol·L-1·s-1是指1 s時(shí)某物質(zhì)的濃度為0.8 mol·L-1。(　　)
(3)同一化學(xué)反應(yīng),相同條件下用不同物質(zhì)表示的反應(yīng)速率,其數(shù)值可能不同,但表示的意義相同。(　　)
(4)同一化學(xué)反應(yīng),相同條件下用不同物質(zhì)表示的反應(yīng)速率,數(shù)值越大,表示化學(xué)反應(yīng)速率越快。(　　)
2.某一反應(yīng)物的濃度是1.0 mol·L-1,經(jīng)過20 s后,它的濃度變成了0.2 mol·L-1。在這20 s內(nèi)用該物質(zhì)濃度變化表示的化學(xué)反應(yīng)速率為(　　)
A.0.04　　　　　　　　 B.0.04 mol·L-1·s-1
C.0.08 mol·L-1·s-1 D.0.04 mol·L-1
3.在N2+3H2 2NH3的反應(yīng)中,經(jīng)過一段時(shí)間后,NH3的濃度增加了0.6 mol·L-1,在此段時(shí)間內(nèi)用H2表示的平均反應(yīng)速率為0.45 mol·L-1·s-1,則此段時(shí)間是(　　)
A.1 s B.2 s C.44 s D.1.33 s
B
B
4.在不同條件下,分別測得反應(yīng)2SO2+O2 2SO3的化學(xué)反應(yīng)速率如下,其中表示該反應(yīng)進(jìn)行得最快的是 (　　)
A.v(SO2)=4 mol·L-1·min-1
B.v(O2)=3 mol·L-1·min-1
C.v(SO2)=0.1 mol·L-1·s-1
D.v(O2)=0.1 mol·L-1·s-1
D
5.某溫度時(shí),在V L密閉容器中,A、B、C三種物質(zhì)的物質(zhì)的量隨時(shí)間變化的曲線如圖所示,由圖中數(shù)據(jù)分析:
(1)反應(yīng)的化學(xué)方程式為　　　　　　 　。
(2)從開始到t1 min末,用物質(zhì)C表示的反應(yīng)速率為　　　　　　　。
4A+2B 3C
mol·L-1·min-1
化學(xué)反應(yīng)
化學(xué)反應(yīng)是有歷程的
化學(xué)反應(yīng)速率
基元反應(yīng)
簡單反應(yīng)
反應(yīng)歷程
定義
簡單計(jì)算
化學(xué)反應(yīng)速率的比較

展開更多......

收起↑