資源簡介

(共22張PPT)
第1節 化學反應速率
第 二 章 化學反應速率與化學平衡
一、化學反應速率及其表示方法
1. 化學反應速率的概念及表示方法
用單位時間內反應物濃度的減小或生成物濃度的增加表示。
定義：
表達式：
單位：
mol·L-1·min-1
或 mol·L-1·s-1
v(B)
=
Δc(B)
Δt
v 是平均速率，對于純固體或液體Δ c為0，不能表示 v 。
mol/(L min) 或 mol/(L s)
4NH3(g)＋5O2(g)===4NO(g)＋6H2O(g)，在5L的密閉容器中進行，30s 后NO的物質的量增加 0.3mol。此反應的平均速率用NO來表示為多少？
探究討論
v(NO)= 0.002 mol·L-1·s-1
一、化學反應速率及其表示方法
Ⅰ. 用O2來表示化學反應速率。
v(O2)= 0.0025 mol·L-1·s-1
Ⅱ. v(NO)= 0.002 mol·L-1·s-1和v(O2)= 0.0025 mol·L-1·s-1是否表示相同速率的化學反應？
化學反應速率之比＝化學計量數之比
(1)化學反應速率為標量，且一定為正值；
(2)化學反應速率指平均反應速率，不同時刻的瞬時速率可能不同；
(3) 同一反應，不同物質表示 v 可能不同，但意義相同；
(4) v 之比＝ ΔC之比= 化學計量數之比。
一、化學反應速率及其表示方法
歸納總結
2. 注意
即：對于反應mA(g)＋nB(g)===pY(g)＋qZ(g)，分別用A、B、Y、Z表示
的化學反應速率的關系為v(A)∶v(B)∶v(Y)∶v(Z)＝m∶n∶p∶q。
1. 比較化學反應速率的大小
思考交流
對于反應A+3B=2C+2D，在四種不同情況下測得的反應速率由快到慢的順序為_____________(填序號)。
①v(A)＝0.15 mol·L－1·min－1
②v(B)＝0.6 mol·L－1·s－1
③v(C)＝0.4 mol·L－1·min－1
④v(D)＝12 mol·L－1·min－1
②>④>③>①
二、化學反應速率的計算方法
思考交流
一定溫度下，向2 L的密閉容器中通入兩種氣體并發生化學反應，如圖所示.
(1)該反應的化學方程式.
(2)0～6 s內，B的平均反應速率.
二、化學反應速率的計算方法
2. 利用圖像考察
思考交流
一定溫度下，向2 L的密閉容器中通入兩種氣體并發生化學反應，如圖所示.
(1)該反應的化學方程式.
(2)0～6 s內，B的平均反應速率.
二、化學反應速率的計算方法
3B＋4C 6A＋2D
v(B)＝0.05 mol·L－1·s－1
2. 利用圖像考察
C起始 0.5 1.5 0
ΔC
C2s末
0.2
0.2
0.1
0.3
0.4 1.2
等于系數比
N2 + 3H2 2NH3
高溫高壓
催化劑
υ(N2) =
Δc(N2)
Δt
=
0.1 mol/L
2 s
= 0.05 mol/(L.s)
二、化學反應速率的計算方法
思考交流
3. 三段式法
在2L密閉容器中加入1molN2 和3molH2發生反應
2s 末時測得容器中含有 0.4 moNH3， 求該反應的化學反應速率。
N2 + 3H2 2NH3
高溫高壓
催化劑
α(H2) =
Δc(H2)
=20%
c0(H2)
不同化學反應的速率
同一化學反應的速率
內因：反應物本身性質
外因：外界條件
催化劑：使用正催化劑， v 增大
濃度：增大反應物的濃度，v 增大
溫度：升高溫度， v 增大
接觸面積：增大反應物的表面積， v 增大
其他：壓強、光照、溶劑、原電池、電磁波等
影響化學反應速率的因素
三、影響化學反應速率的因素
化學反應速率可以通過實驗測定，需要測定反應中不同時刻任一種物質的濃度，或者與濃度相關的可觀測量的變化。
如氣體的體積、體系壓強、顏色的深淺、光的吸收、導電能力等。
高錳酸鉀溶液與草酸反應，記錄溶液褪色的時間
pH計
濁度儀
離子濃度檢測儀
三、影響化學反應速率的因素
1.為什么增大濃度、增大壓強、升高溫度、使用催化劑等會加快化學反應速率？
2.外界條件是如何影響化學反應速率的？能否從理論上加以解釋？
【問題探究】
1918年，路易斯提出了化學反應速率的簡單碰撞理論。
自由基
帶有單電子的原子或原子團
基元反應發生的先決條件是反應物的分子必須發生碰撞
2HI→H2+2 I
2I → I2
例如：2HI=H2+I2，實際上是經過下列兩步反應完成的：
基元反應
基元反應
反應歷程
或反應機理
基元反應發生的先決條件是反應物的分子必須發生碰撞
四、簡單碰撞理論
是不是所有的碰撞都能引發反應？
？思考與交流
實際并非如此
力量不夠
取向不好
好球！有效碰撞
四、簡單碰撞理論
分子不接觸
分子有接觸
分子無規則高速運動
彼此碰撞（每秒約1028次）
混合
有效碰撞
無效碰撞
能夠發生化學反應的碰撞叫有效碰撞
單位時間內有效碰撞次數越多，反應速率越快
分子運動
相互碰撞
普通分子
活化分子
有 合 適 的 取 向
有效碰撞
發生化學反應
用有效碰撞理論來討論一下：化學反應發生的條件？
活化能
有效碰撞頻率越高，反應速率越快。
能量
四、簡單碰撞理論
反應過程
能量
E1
E2
反應物
生成物
活化分子
△H
（正反應的）活化能
活化分子轉化為生成物放出的能量
△H與活化能大小無關
單位體積內，活化分子數越多，
有效碰撞頻率越高，反應速率越快！
運用碰撞理論解釋：對于在某體積固定的密閉容器進行的合成氨反應，
增大H2濃度，反應速率增大；升高溫度，反應速率增大。
改變因素 分子總數 活化分子百分數 活化分子數 反應速率
增大H2濃度
升高溫度
增大
不變
增大
增大
增大
不變
增大
增大
——普通分子
——活化分子
催化劑
SO2(g)+1/2O2(g) SO3(g)
2VO2+1/2O2 = V2O5
SO2+V2O5 = 2VO2+SO3
A
B
催化劑能改變反應歷程
SO2(g)
+ 1/2O2(g)
SO3(g)
能量
SO2(g)
+ 1/2O2(g)
SO3(g)
反應過程
E1
E2
E3
，降低反應活化能
H = E1 - E2
如何解釋催化劑對化學反應速率的影響？
催化劑能改變反應歷程，改變反應活化能
活化能越高，化學反應速率越慢
過渡態
E1
E2
過渡態1
過渡態2
影響 外因 單位體積內 有效碰撞次數 化學反應速率
分子總數 活化分子數 活化分子百分數 加催化劑
不變
增加
加快
增加
增加
E3
E1：正反應活化能（無催化劑）
E3：正反應活化能（加催化劑）
E2逆反應活化能（無催化劑）
思考：催化劑是否會改變化學反應的反應熱（ H）？
H
閱讀課文p27 了解催化劑在現代化學工業和研究中作用
閱讀課文p28 科學 技術 社會 了解飛秒化學
課堂小結
改變濃度
改變壓強
改變溫度
催化劑
課堂練習
在有氣體參加的反應中，能使反應物中活化分子總數和活化分子百分數都增大的措施有( )
①增大反應物濃度 ②增大壓強 ③升高溫度 ④加入催化劑
A.①②
B.②④
C.①③
D.③④

展開更多......

收起↑