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第二章 化學(xué)反應(yīng)速率與化學(xué)平衡
第一節(jié) 化學(xué)反應(yīng)速率
第1課時 化學(xué)反應(yīng)速率
本章內(nèi)容
對于化學(xué)反應(yīng)，常從“化學(xué)動力學(xué)”和“化學(xué)熱力學(xué)”兩個角度進(jìn)行研究。
化學(xué)動力學(xué)：研究的是反應(yīng)進(jìn)行的條件 溫度、濃度、壓強(qiáng)以及催化劑等對化學(xué)反應(yīng)過程和速率的影響，揭示化學(xué)反應(yīng)的歷程(也叫機(jī)理)。它的最終目的是為了控制化學(xué)反應(yīng)的過程，以使化學(xué)反應(yīng)滿足生產(chǎn)和科學(xué)技術(shù)的要求。
化學(xué)熱力學(xué)：研究的是處于平衡狀態(tài)的化學(xué)反應(yīng)體系不考慮時間因素，通過研究化學(xué)反應(yīng)的熱力學(xué)函數(shù) 焓變、熵變、自由能、平衡常數(shù)等來判斷化學(xué)反應(yīng)在給定兩種狀態(tài)間的進(jìn)行方向和限度，并不涉及反應(yīng)的途徑和中間步驟。
教學(xué)目標(biāo)
1、教學(xué)目標(biāo)
1) 知道化學(xué)反應(yīng)速率的表示方法，了解測定化學(xué)反應(yīng)速率的方法，能進(jìn)行化學(xué)反應(yīng)速率的簡單計算。
2) 通過實驗探究，學(xué)習(xí)運(yùn)用變量控制的方法研究化學(xué)反應(yīng)速率；了解反應(yīng)條件對化學(xué)反應(yīng)速率影響的一般規(guī)律，能運(yùn)用規(guī)律解釋生產(chǎn)、生活和科學(xué)實驗中的實際問題。
3) 知道化學(xué)反應(yīng)是有歷程的，認(rèn)識基元反應(yīng)活化能對化學(xué)反應(yīng)速率的影響；知道催化劑可以改變反應(yīng)歷程，能從調(diào)控化學(xué)反應(yīng)速率的角度分析和選擇反應(yīng)條件。
4) 能用簡單碰撞理論說明反應(yīng)條件對化學(xué)反應(yīng)速率的影響，體會理論模型的構(gòu)建過程，強(qiáng)化模型認(rèn)識意識。
教學(xué)目標(biāo)
2、教學(xué)重點(diǎn)和難點(diǎn)
1) 重點(diǎn)：化學(xué)反應(yīng)速率的簡單計算；反應(yīng)條件對化學(xué)反應(yīng)速率的影響。
2) 難點(diǎn)：用簡單碰撞理論說明反應(yīng)條件對化學(xué)反應(yīng)速率的影響。
化學(xué)反應(yīng)的快慢
思考：如何衡量化學(xué)反應(yīng)的快慢？
炸藥的爆炸
溶洞的形成
只能粗略地估計化學(xué)反應(yīng)進(jìn)行的快慢 (定性角度)
準(zhǔn)確表示化學(xué)
反應(yīng)的快慢
需要統(tǒng)一的衡量標(biāo)準(zhǔn)(定量角度)
化學(xué)反應(yīng)的快慢
小型車的行駛速率控制在100km/h以內(nèi)
速率
物理定義：是物體運(yùn)動的快慢 ，即運(yùn)動物體經(jīng)過的路程Δs和通過這一路程所用時間Δt的比值。
v＝
Δs
Δt
化學(xué)反應(yīng)速率
1、概念：
2、表示方法：
3、表達(dá)式：
4、常用單位：
用來衡量化學(xué)反應(yīng)進(jìn)行的快慢程度的物理量
在容積不變的反應(yīng)中，通常用單位時間內(nèi)反應(yīng)物濃度的減小或生成物的濃度的增加來表示。
v＝
Δc
Δt
mol/(L·s ) 或 mol/(L·min )
單位換算：mol/(L·s) mol/(L·min)
×60
÷60
化學(xué)反應(yīng)速率的計算
0.02 mol/(L·min)
例、在密閉的容器中發(fā)生反應(yīng)N2＋3H2 2NH3，在反應(yīng)開始時N2的濃度為0.8mol/L，5min后N2的濃度變?yōu)?.7mol/L，此時Δc(N2)＝___________，
則v(N2)＝_________________。
0.1 mol/L
問題1、請計算Δc(H2)、Δc(NH3)、v(H2)、v(NH3)
Δc(H2)＝ 0.3 mol/L
Δc(NH3)＝0.2 mol/L
v(H2)＝0.06 mol/(L·min)
v(NH3)＝0.04 mol/(L·min)
問題2、v(N2)＝0.02 mol/(L·min)、v(H2)＝0.06 mol/(L·min)、v(NH3)＝0.04 mol/(L·min)是否表示此反應(yīng)的同一速率？
特點(diǎn)：在同一反應(yīng)體系中用不同的物質(zhì)來表示反應(yīng)速率時，其數(shù)值是可以不同的，但是這些數(shù)值都表示同一個反應(yīng)速率。因此化學(xué)反應(yīng)速率的表示必須說明用哪種物質(zhì)來做標(biāo)準(zhǔn)。
化學(xué)反應(yīng)速率的計算
問題2、v(N2)＝0.02 mol/(L·min)、v(H2)＝0.06 mol/(L·min)、v(NH3)＝0.04 mol/(L·min)是否表示此反應(yīng)的同一速率？
特點(diǎn)：在同一反應(yīng)體系中用不同的物質(zhì)來表示反應(yīng)速率時，其數(shù)值是可以不同的，但是這些數(shù)值都表示同一個反應(yīng)速率。因此化學(xué)反應(yīng)速率的表示必須說明用哪種物質(zhì)來做標(biāo)準(zhǔn)。
問題3、Δc(N2):Δc(H2):Δc(NH3)＝_____，v(N2):v(H2):v(NH3)＝_____；
這與反應(yīng)中各物質(zhì)化學(xué)計量數(shù)有何關(guān)系？
Δc(N2):Δc(H2):Δc(NH3)＝v(N2):v(H2):v(NH3)＝ 1:3:2
規(guī)律：對于同一化學(xué)反應(yīng)中用不同物質(zhì)表示的化學(xué)反應(yīng)速率時化學(xué)反應(yīng)速率之比＝物質(zhì)的量濃度的變化量之比＝物質(zhì)的量的變化量之比＝化學(xué)計量數(shù)之比
化學(xué)反應(yīng)速率的理解
小結(jié)：化學(xué)反應(yīng)速率表示時的注意點(diǎn)、規(guī)律
1) 利用基本公式：
v＝
Δc
Δt
＝
Δn
VΔt
2) 速率之比＝化學(xué)計量數(shù)之比＝Δc之比＝Δn之比
3) 計算出的反應(yīng)速率為一段時間內(nèi)的平均速率
4) 固體或純液體的濃度為常數(shù)，不能用固體或純液體表示反應(yīng)速率
化學(xué)反應(yīng)速率的理解
練、某溫度下按如圖裝置進(jìn)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50 mL(折合成標(biāo)況下的體積為44.8 mL)，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0.0002 mol s 1
化學(xué)反應(yīng)速率的計算
練、在2 L容積不變?nèi)萜髦邪l(fā)生 N2 ＋ 3H2 2NH3的反應(yīng)。現(xiàn)通入
0.8 mol H2 和 0.4 mol N2，2 min后生成了0.12 mol NH3 ，求v(N2)、 v(H2)、v(NH3)。
解題指導(dǎo)：運(yùn)用“三段式”法進(jìn)行計算的步驟
1) 寫出有關(guān)反應(yīng)的化學(xué)方程式
2) 設(shè)未知數(shù)，列出各物質(zhì)起始量、變化量、某時刻量
3) 根據(jù)已知條件列方程式計算，得出各物質(zhì)的轉(zhuǎn)化濃度(Δc)
4) 根據(jù) v＝Δc/Δt 計算反應(yīng)速率
問題、試計算N2、H2的轉(zhuǎn)化率？
化學(xué)反應(yīng)速率的計算
練、反應(yīng)A＋3B＝2C＋2D在四種不同情況下的反應(yīng)速率分別為
① vA＝0.15 mol/(L·s) ② vB＝3.6 mol/(L·min)
③ vC＝0.4 mol/(L·s) ④ vD＝0.45 mol/(L·s)
則該反應(yīng)在不同條件下速率快慢順序是 。
④﹥②＝③﹥①
解法指導(dǎo)：對于同一化學(xué)反應(yīng)速率用不同物質(zhì)表示的數(shù)值可能不同，但比較反應(yīng)速率的大小不能只看數(shù)值的大小，而要進(jìn)行一定的轉(zhuǎn)化，具體比較方法如下：
1) 歸一法：將不同物質(zhì)的化學(xué)反應(yīng)速率轉(zhuǎn)化成同一物質(zhì)的反應(yīng)速率。
2) 比值法：比較同一物質(zhì)反應(yīng)速率的數(shù)值或分別除以相應(yīng)物質(zhì)的化學(xué)計量數(shù)之后的數(shù)值。數(shù)值越大，反應(yīng)進(jìn)行得越快。
隨堂檢測
練、某溫度時，在2 L容器中X、Y、Z三種物質(zhì)的物質(zhì)的量隨時間的變化關(guān)系曲線如圖所示。由圖中的數(shù)據(jù)分析。
1) 該反應(yīng)的化學(xué)方程式為___________________。
2) 反應(yīng)開始至2min、5min時Z的平均反應(yīng)速率為______、_______。
3X＋Y 2Z
0.05 mol/(L·min)
0.02 mol/(L·min)
第二章 化學(xué)反應(yīng)速率與化學(xué)平衡
第一節(jié) 化學(xué)反應(yīng)速率
第2課時 影響化學(xué)反應(yīng)速率的因素
工業(yè)生產(chǎn)合成氨
N2(g) ＋ 3H2(g) 2NH3(g)
高溫高壓
催化劑
說明化學(xué)反應(yīng)速率的可控性
影響化學(xué)反應(yīng)速率的因素
提出問題
哪些因素會影響化學(xué)反應(yīng)速率？
收集化學(xué)
事實和信息
提出假設(shè)
設(shè)計
實驗方案
實驗探究
得出結(jié)論
科學(xué)探究的基本步驟
影響化學(xué)反應(yīng)速率的因素
提出假設(shè)
Na與水的反應(yīng)比Mg與水的反應(yīng)劇烈
夏天食物變質(zhì)快
食物真空保存變質(zhì)慢
向H2O2中加入MnO2后會迅速分解產(chǎn)生氣泡
等量的鐵粉、鐵片與稀硫酸反應(yīng)，鐵粉產(chǎn)生氣泡較快
收集化學(xué)
事實和信息
反應(yīng)物本身的性質(zhì)
溫度
反應(yīng)物的濃度
催化劑
接觸面積
內(nèi)因
外因
影響化學(xué)反應(yīng)速率的因素
設(shè)計
實驗方案
在探究某一條件對化學(xué)反應(yīng)速率的影響時，要保證其他條件完全相同，即采用“變量控制法”。
任務(wù)1 任務(wù)2 任務(wù)3
待研究的變量
需控制不變的量
溫度
催化劑
濃度
溫度、催化劑等
濃度、催化劑等
溫度、濃度等
思考：可以借助哪些反應(yīng)現(xiàn)象來體現(xiàn)化學(xué)反應(yīng)速率？
顏色變化快慢，產(chǎn)生氣泡快慢，產(chǎn)生渾濁快慢，固體減少快慢等
影響化學(xué)反應(yīng)速率的因素
設(shè)計
實驗方案
選擇實驗用品，設(shè)計實驗探究影響化學(xué)反應(yīng)速率的因素
任務(wù)1 任務(wù)2 任務(wù)3
待研究的變量 濃度 溫度 催化劑
需控制不變的量 溫度、催化劑等 濃度、催化劑等 溫度、濃度等
探究的反應(yīng)
觀察的現(xiàn)象
實驗用品：燒杯、試管、量筒、試管架、膠頭滴管、溫度計、秒表
0.1 mol/L Na2S2O3溶液、0.1 mol/L H2SO4溶液、 0.5 mol/L H2SO4溶液、5% H2O2溶液、1 mol/L FeCl3溶液、蒸餾水、熱水。
Na2S2O3+H2SO4=Na2SO4+SO2↑+S↓+H2O
2H2O2=2H2O+O2↑
產(chǎn)生渾濁快慢
產(chǎn)生氣泡快慢
影響化學(xué)反應(yīng)速率的因素
實驗探究
濃度對化學(xué)反應(yīng)速率的影響
Na2S2O3＋H2SO4＝Na2SO4＋SO2↑＋S↓＋H2O
影響因素
實驗步驟
實驗現(xiàn)象
結(jié)論
濃度
兩試管中均出現(xiàn)黃色渾濁，且后者出現(xiàn)黃色渾濁更快。
當(dāng)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；降低反應(yīng)物濃度，化學(xué)反應(yīng)速率減小
影響化學(xué)反應(yīng)速率的因素
實驗探究
濃度對化學(xué)反應(yīng)速率的影響
1) 固體和純液體的濃度可視為常數(shù)，改變其物質(zhì)的量，對反應(yīng)速率無影響。
2) 固體物質(zhì)的反應(yīng)速率與其表面積有關(guān)，顆粒越小，表面積越大，反應(yīng)速率越快，故塊狀固體可通過研磨來增大表面積，從而加快反應(yīng)速率。
3) 對于離子反應(yīng)，只有實際參加反應(yīng)的各離子濃度發(fā)生變化，才會引起化學(xué)反應(yīng)速率的改變。
影響化學(xué)反應(yīng)速率的因素
實驗探究
濃度對化學(xué)反應(yīng)速率的影響
練、把下列4種X溶液，分別加入到4個盛有10 mL 2 mol/L 鹽酸的燒杯中，并加水稀釋到50 mL，此時X與鹽酸緩緩地進(jìn)行反應(yīng)，其中反應(yīng)速率最大的是(　　)
A．20 mL、3 mol/L B．20 mL、2 mol/L
C．10 mL、4 mol/L D．10 mL、2 mol/L
拓展：速率方程
對一個化學(xué)反應(yīng)mA(g)＋nB(g)＝pC(g)＋qD(g)，經(jīng)過研究發(fā)現(xiàn)，其反應(yīng)速率和反應(yīng)物的濃度有如下關(guān)系，稱為“速率方程”；
數(shù)學(xué)表達(dá)式：v＝k·ca(A)·cb(B)
1) a、b分別是反應(yīng)物A和B濃度的冪指數(shù)，與反應(yīng)方程式中的化學(xué)計量數(shù)無關(guān)，a、b可通過實驗測得；
2) k稱為速率常數(shù)，其值與溫度有關(guān)。
3) 速率方程v＝k·ca(A)·cb(B)中，a、b兩個指數(shù)可正、可負(fù)可為零。
當(dāng)a>0時，說明反應(yīng)速率與反應(yīng)物A的濃度呈正相關(guān)(增大A的濃度反應(yīng)速率增大)。
當(dāng)a<0時，說明反應(yīng)速率與反應(yīng)物A的濃度呈負(fù)相關(guān)(增大A的濃度反應(yīng)速率反而減小)。
當(dāng)a＝0時，說明反應(yīng)速率與反應(yīng)物A的濃度無關(guān)。
拓展：速率方程
根據(jù)下表數(shù)據(jù)建立反應(yīng)2H2＋2NO＝2H2O＋N2的速率方程，并討論H2或NO濃度對反應(yīng)速率的影響誰更顯著。
實驗編號 起始濃度/10 3 (mol/L) v(N2) /10 3 (mol/L·S)
NO H2
1 6.00 1.00 3.19
2 6.00 2.00 6.36
3 1.00 6.00 0.48
4 2.00 6.00 1.92
該反應(yīng)的速率方程為：v＝k·ca(A)·cb(B)
v＝k·c(H2)·c2(NO)
影響化學(xué)反應(yīng)速率的因素
實驗探究
溫度對化學(xué)反應(yīng)速率的影響
Na2S2O3＋H2SO4＝Na2SO4＋SO2↑＋S↓＋H2O
影響因素
實驗步驟
實驗現(xiàn)象
結(jié)論
溫度
蒸餾水
熱水
Na2S2O3 H2SO4
熱水浴中先
出現(xiàn)黃色渾濁
當(dāng)其他條件相同時，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
影響化學(xué)反應(yīng)速率的因素
實驗探究
溫度對化學(xué)反應(yīng)速率的影響
1) 溫度對反應(yīng)速率影響的規(guī)律對吸熱反應(yīng)、放熱反應(yīng)都適用，且不受反應(yīng)物狀態(tài)限制，升高溫度，反應(yīng)速率都增大，降低溫度，反應(yīng)速率都減小。
2) 對于可逆反應(yīng)，升高溫度，正、逆反應(yīng)速率都增大；降低溫度，正、逆反應(yīng)速率都減小。
3) 大量實驗證明，溫度每升高10℃，化學(xué)反應(yīng)速率通常增大為原來的2 ~ 4倍。
拓展：溫度對反應(yīng)速率影響
結(jié)合前面的速率方程v＝k·ca(A)·cb(B)，當(dāng)反應(yīng)物濃度等不變時，反應(yīng)速率v決定于速率常數(shù)k的大小，而速率常數(shù)可表示為：
k＝A·e
Ea
RT
其中：A稱為指前(數(shù))因子，Ea是反應(yīng)的活化能，R是普適氣體常量，T是反應(yīng)的溫度。在一定范圍內(nèi)，A、Ea、R可視為常數(shù)。
1) 當(dāng)Ea>0時，溫度越高，k值越大，因此反應(yīng)速率越大，多數(shù)反應(yīng)都符合這一特點(diǎn)；
2) 當(dāng)Ea<0時，溫度越高，k值越小，因此反應(yīng)速率越小，如：2NO＋O2＝2NO2。
影響化學(xué)反應(yīng)速率的因素
實驗探究
催化劑對化學(xué)反應(yīng)速率的影響
影響因素
實驗步驟
實驗現(xiàn)象
結(jié)論
催化劑
2H2O2 ==== 2H2O＋O2↑
催化劑
0.5mL
1mol/L
FeCl3
0.5mL
蒸餾水
5%
H2O2溶液
前者無明顯現(xiàn)象；
后者產(chǎn)生大量氣泡
催化劑可以改變(加快/減慢)化學(xué)反應(yīng)速率。
若無特殊說明催化劑都是指能加快化學(xué)反應(yīng)速率的正催化劑。
注意：2H2O2 ==== 2H2O＋O2↑
FeCl3
影響化學(xué)反應(yīng)速率的因素
實驗探究
催化劑對化學(xué)反應(yīng)速率的影響
1) 催化劑只能改變化學(xué)反應(yīng)速率，不能改變反應(yīng)方向，也不能改變反應(yīng)的反應(yīng)熱的大小。
2) 同一催化劑能同等程度地改變可逆反應(yīng)的正、逆反應(yīng)速率。
影響化學(xué)反應(yīng)速率的因素
N2(g) ＋ 3H2(g) 2NH3(g)
高溫高壓
催化劑
條件分析：
工業(yè)生產(chǎn)合成氨
高溫、高壓、催化劑
思考：為什么高壓可以加快工業(yè)合成氨的化學(xué)反應(yīng)速率？
影響化學(xué)反應(yīng)速率的因素
增 大 壓 強(qiáng)
圖畫展示
壓強(qiáng)對化學(xué)反應(yīng)速率的影響
通過縮小容器體積使壓強(qiáng)增大，相當(dāng)于增大反應(yīng)物濃度，化學(xué)反應(yīng)速率加快。
壓強(qiáng)對反應(yīng)速率的影響是通過濃度對反應(yīng)的影響實現(xiàn)的
溫馨提示：
1) 壓強(qiáng)只對于有氣體參加的反應(yīng)的反應(yīng)速率有影響
2) 若無特殊說明，壓強(qiáng)的改變一般都是通過改變反應(yīng)容器的容積來實現(xiàn)
影響化學(xué)反應(yīng)速率的因素
圖畫展示
壓強(qiáng)對化學(xué)反應(yīng)速率的影響
增大壓強(qiáng)
反應(yīng)物濃度增大
化學(xué)反應(yīng)速率增大
Ⅰ、恒溫時：
減小容器
的容積
減小壓強(qiáng)
反應(yīng)物濃度減小
化學(xué)反應(yīng)速率減小
增大容器
的容積
Ⅱ、恒溫恒容時：
1) 充入氣體反應(yīng)物：P_____、c______、v _____；
2) 充入惰性氣體：P_____、c______、v _____。
Ⅲ、恒溫恒壓時：
充入惰性氣體：P_____、 V______、 c______、v _____。
增大
增大
增大
增大
不變
不變
不變
增大
減小
減小
影響化學(xué)反應(yīng)速率的因素
1) 內(nèi)因：反應(yīng)物本身的性質(zhì)是影響化學(xué)反應(yīng)速率的決定性因素。
2) 外因：其他條件不變，只改變一個條件
得出結(jié)論
增大反應(yīng)物濃度，化學(xué)反應(yīng)速率加快
催化劑
其他因素
濃度
溫度
壓強(qiáng)(g)
升高溫度，化學(xué)反應(yīng)速率加快
使用催化劑，能改變化學(xué)反應(yīng)速率
增大壓強(qiáng)，化學(xué)反應(yīng)速率加快
固體反應(yīng)物的表面積、光波、電磁波、溶劑等
有沒有比觀察沉淀和氣泡生成快慢更準(zhǔn)確的方法來分析實驗結(jié)果呢？
定性研究
定量研究
影響化學(xué)反應(yīng)速率的因素
定量研究濃度對化學(xué)反應(yīng)速率的影響
實驗操作：
1) 按圖所示組裝實驗裝置。在錐形瓶內(nèi)放入2g鋅粒，通過分液漏斗加入40 mL 1 mol/L的硫酸溶液，測量并記錄收集10 mL H2所用時間。
2) 如果用4 mol/L H2SO4 溶液代替
1mol/L H2SO4 溶液重復(fù)上述實驗，所用時間會增加還是減少？請通過實驗驗證，并解釋原因。
影響化學(xué)反應(yīng)速率的因素
影響化學(xué)反應(yīng)速率的因素
定量研究濃度對化學(xué)反應(yīng)速率的影響
思考：在用上述實驗測定鋅與硫酸反應(yīng)的速率時：
1) 為確保測定的準(zhǔn)確性，應(yīng)注意哪些事項？
① 鋅的顆粒(即表面積)大小基本相同；
② 稀硫酸要迅速加入；
③ 裝置氣密性良好，且計時要迅速準(zhǔn)確。
2) 除了測定氫氣的體積外，還能設(shè)計哪些方案測定其反應(yīng)的速率？
① 在恒容反應(yīng)裝置中，測定一段時間內(nèi)壓強(qiáng)的變化；
② 測定一段時間內(nèi)H＋的濃度變化；
③ 測定一段時間內(nèi)鋅粒的質(zhì)量變化。
影響化學(xué)反應(yīng)速率的因素
1) 內(nèi)因：反應(yīng)物本身的性質(zhì)是影響化學(xué)反應(yīng)速率的決定性因素。
2) 外因：其他條件不變，只改變一個條件
得出結(jié)論
增大反應(yīng)物濃度，化學(xué)反應(yīng)速率加快
催化劑
其他因素
濃度
溫度
壓強(qiáng)(g)
升高溫度，化學(xué)反應(yīng)速率加快
使用催化劑，能改變化學(xué)反應(yīng)速率
增大壓強(qiáng)，化學(xué)反應(yīng)速率加快
固體反應(yīng)物的表面積、光波、電磁波、溶劑等
定性研究
定量研究
實際生產(chǎn)生活中，影響一個化學(xué)反應(yīng)速率的因素可能是多方面的。
隨堂檢測
練、亞氯酸鹽(如NaClO2)可用作漂白劑，在常溫，不見光時可保存一年，但在酸性溶液中因生成亞氯酸而發(fā)生分解：
5HClO2＝4ClO2↑＋H＋＋Cl ＋2H2O
分解時，剛加入硫酸，反應(yīng)緩慢，隨后突然反應(yīng)釋放出大量ClO2，這是因為( )
A. 酸使亞氯酸的氧化性增強(qiáng)
B. 溶液中的H＋起催化作用
C. 溶液中的Cl 起催化作用
D. 逸出的ClO2使反應(yīng)生成物的濃度降低
隨堂檢測
練、某同學(xué)設(shè)計如下圖I裝置，測定鋅粒與2mol/L 的硫酸反應(yīng)的速率，請回答：
(1)裝置圖I中放有硫酸的儀器名稱是_________
(2)按圖I裝置實驗時，他限定了兩次實驗時間均為10min，他還需要測定的數(shù)據(jù)是_________________
(3)該生將圖I收集氣體的裝置改為圖II，實驗完畢冷卻后，該生準(zhǔn)備讀取量氣筒上讀數(shù)時，發(fā)現(xiàn)量氣筒的液面低于右側(cè)液面，他應(yīng)該采取的措施是___________________________________
分液漏斗
收集到的氣體體積
調(diào)節(jié)量氣筒的高度使兩側(cè)液面相平
圖II
圖I
隨堂檢測
練、某同學(xué)在用稀硫酸與鋅制取氫氣的實驗中，發(fā)現(xiàn)加入少量硫酸銅溶液可加快氫氣的生成速率。為了進(jìn)一步研究硫酸銅的量對氫氣生成速率的影響，該同學(xué)設(shè)計了如下一系列實驗。將表中所給的混合溶液分別加入6個盛有過量Zn粒的反應(yīng)瓶中，收集產(chǎn)生的氣體，記錄獲得相同體積的氣體所需的時間。
實驗 混合溶液　　　　　 A B C D E F
4 mol/L H2SO4 (mL) 30 V1 V2 V3 V4 V5
飽和CuSO4溶液 (mL) 0 0.5 2.5 5 V6 20
H2O (mL) V7 V8 V9 V10 10 0
請完成此實驗設(shè)計，其中V1＝ ，V6＝ ，V9＝ 。
30
10
17.5
隨堂檢測
練、少量鐵粉與 100 mL 0.01 mol·L 1的稀鹽酸反應(yīng)，為了加快此反應(yīng)速率而不改變H2的量，可以使用如下方法中的( )
①將鐵粉換鐵塊； ②加NaNO3固體；
③將0.01 mol·L 1的稀鹽酸換成98％的硫酸溶液；
④加CH3COONa固體； ⑤加NaCl溶液；
⑥滴入幾滴CuSO4溶液； ⑦升高溫度； ⑧改用濃鹽酸
A．③⑤ B．①③ C．⑥⑦ D．⑦⑧
第二章 化學(xué)反應(yīng)速率與化學(xué)平衡
第一節(jié) 化學(xué)反應(yīng)速率
第3課時 活化能
復(fù)習(xí)回顧
復(fù)習(xí)回顧
對于在某體積固定的密閉容器進(jìn)行的合成氨反應(yīng)：
1) 增大H2濃度，反應(yīng)速率_________；
2) 升高溫度，反應(yīng)速率_________，正反應(yīng)速率_________，
逆反應(yīng)速率_________ ；
3) 使用更高效催化劑，反應(yīng)速率_________，正反應(yīng)速率_________，
逆反應(yīng)速率_________。
增大
增大
增大
增大
增大
增大
增大
基元反應(yīng)與反應(yīng)歷程
如：2HI＝H2＋I(xiàn)2
1) 2HI→H2＋2I·
2) 2I·→I2
自由基：帶有單電子的原子或原子團(tuán)叫自由基。自由基反應(yīng)活性很強(qiáng)，壽命極短。
基元反應(yīng)
1) 2HI→H2＋2I· 2) 2I·→I2
反應(yīng)歷程
2HI＝H2＋I(xiàn)2是分兩步完成的
分子碰撞
分子碰撞是基元反應(yīng)發(fā)生的先決條件
有效碰撞
能夠發(fā)生化學(xué)反應(yīng)的碰撞叫做有效碰撞
研究表明：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)物分子的碰撞可達(dá)到1028次。
碰撞理論
活化分子
普通分子
有效碰撞
無效碰撞
發(fā)生化學(xué)反應(yīng)
不發(fā)生化學(xué)反應(yīng)
取向不合適
取向合適
活
化
能
單位體積內(nèi)活化分子數(shù)
單位體積內(nèi)分子數(shù)總數(shù)
活化分子百分?jǐn)?shù)
×
＝
碰撞理論
有效碰撞
能夠發(fā)生化學(xué)反應(yīng)的碰撞叫做有效碰撞
活化分子
能發(fā)生有效碰撞的分子 (具有足夠的能量)
活化能
活化分子平均能量與普通分子平均能量之差
反應(yīng)過程
能量
反應(yīng)物
生成物
活化分子
E1
E2
E1: ________________
E1 E2: _____________
關(guān)系: 普通分子＋______＝活化分子
正反應(yīng)活化能
反應(yīng)熱 (焓變)
活化能
逆反應(yīng)活化能
碰撞理論
運(yùn)用碰撞理論解釋：對于在某體積固定的密閉容器進(jìn)行的合成氨反應(yīng)，
增大H2濃度，反應(yīng)速率增大；升高溫度，反應(yīng)速率增大。
改變因素 分子總數(shù) 活化分子百分?jǐn)?shù) 活化分子數(shù) 反應(yīng)速率
增大H2濃度
升高溫度
單位體積內(nèi)活化分子數(shù)
單位體積內(nèi)分子數(shù)總數(shù)
活化分子百分?jǐn)?shù)
×
＝
增大
不變
增大
增大
不變
增大
增大
增大
碰撞理論
增大反應(yīng)物濃度
升 高 溫 度
圖示法
活化分子
碰撞理論
增大反應(yīng)物濃度
圖示法
活化分子
增 大 壓 強(qiáng)
碰撞理論
運(yùn)用有效碰撞理論解釋催化劑對化學(xué)反應(yīng)速率的影響
文字描述：
使用催化劑，改變反應(yīng)歷程
能量
反應(yīng)歷程
A＋B
AB
Ea1
Ea2
E反
E生
Ea
降低反應(yīng)的活化能
活化分子百分?jǐn)?shù)增多
單位時間內(nèi)有效碰撞的次數(shù)增加
化學(xué)反應(yīng)速率增大
催化劑
2021諾貝爾化學(xué)獎公布，
發(fā)明新催化劑2學(xué)者獲獎
表彰兩人在構(gòu)建分子領(lǐng)域的貢獻(xiàn)，促成開發(fā)第三類催化劑“不對稱有機(jī)催化劑”
生活中的催化劑：
1) 汽車排氣管中的金屬催化劑——可以將廢氣中的有害物質(zhì)轉(zhuǎn)換成無害分子
2) 人體內(nèi)的各種酶——幫助分解消化食物、新陳代謝等等。在這些過程中“催化劑”是控制與改變化學(xué)反應(yīng)重要物質(zhì)
碰撞理論
能量
反應(yīng)歷程
A＋B
AB
Ea1
Ea2
EC
E反
E生
Ea
[A·····B]*
反應(yīng)A＋B＝AB的活化能為Ea
加入催化劑K后，反應(yīng)分兩步進(jìn)行：
1) A＋K＝AK 活化能為Ea1
2) AK＋B＝AB＋K 活化能為Ea2
總反應(yīng)： A＋B＝AB
由于Ea1>Ea2，第一步反應(yīng)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，第一步稱為“定速步驟”，第一步反應(yīng)的活化能Ea1就是在催化劑條件下總反應(yīng)的活化能。
兩步反應(yīng)的活化能Ea1和Ea2均小于原反應(yīng)的活化能Ea，因此反應(yīng)速率加快
小結(jié)：碰撞理論
單位體積內(nèi)活化分子數(shù)
單位體積內(nèi)分子數(shù)總數(shù)
活化分子百分?jǐn)?shù)
×
＝
改變反應(yīng)物濃度
改變體系的壓強(qiáng)
使用催化劑
改變體系的溫度
隨堂檢測
練、已知反應(yīng)：2NO(g)＋Br2(g) 2NOBr(g)ΔH＝ a kJ·mol 1(a＞0)，其反應(yīng)機(jī)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?jǐn)?shù)，加快反應(yīng)速率
隨堂檢測
D
例、Ni可活化C2H6放出CH4，其反應(yīng)歷程如下圖所示：
下列關(guān)于活化歷程的說法錯誤的是( )
A. 決速步驟：中間體2→中間體3
B. 總反應(yīng)為Ni+C2H6→NiCH2+CH4
C. Ni H鍵的形成有利于原子的遷移 D. 涉及非極性鍵的斷裂和生成
隨堂檢測
(2018 海南)炭黑是霧霾中和重要顆粒物，研究發(fā)現(xiàn)它可以活化氧分子，生成活化氧，活化過程的能量變化模擬計算結(jié)果如右圖所示。活化氧可以快速氧化二氧化硫。下列說法正確的是( )
A．每活化一個氧分子吸收0.29eV的能量
B．水可使氧分子活化反應(yīng)的活化能降低0.42eV
C．氧分子的活化是O O的斷裂與C O鍵的生成過程
D．炭黑顆粒是大氣中二氧化硫轉(zhuǎn)化為三氧化硫的催化劑
C D
隨堂檢測
(2019 國Ⅰ)我國學(xué)者結(jié)合實驗與計算機(jī)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，其中吸附在金催化劑表面上的物種用“*”標(biāo)注。
可知水煤氣變換的ΔH____0 (填“大于”“等于”或“小于”)，該歷程中最大能壘(活化能)E正=_____eV，寫出該步驟的化學(xué)方程式_______________。
謝謝

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