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第二章 化學反應速率與化學反應平衡
第一節 化學反應速率
第1課時 化學反應速率
工業
制氨
鋼鐵
生銹
食物
腐敗
尾氣處理
為什么要研究化學反應速率？
那么，如何定量的描述化學反應過程進行的快慢呢？
1.化學反應速率
通常用單位時間內反應物質濃度的減少或生成物濃度的增大來表示。
(1)表達式：
(2)單位：
v(B)= ——
△c(B)
△t
、mol/(L·min)
或mol·L-1·s-1
、mol·L-1·min-1
mol/(L·s)
(3)規律：
化學反應速率之比 = 化學計量數之比
1 mol/(L·s)= mol/(L·min)
1.化學反應速率
通常用單位時間內反應物質濃度的減少或生成物濃度的增大來表示。
(1)表達式：
(2)單位：
v(B)= ——
△c(B)
△t
、mol/(L·min)
或mol·L-1·s-1
、mol·L-1·min-1
mol/(L·s)
(3)規律：
化學反應速率之比 = 化學計量數之比
(4)注意：
①取正值，平均速率
②指明具體的物質
③固體或純液體不適用
每種物質表示的化學反應速率數值不同
如何比較化學反應速率的大小呢？
交流討論
比較化學反應速率大?。航y一單位，同種物質
進行化學反應速率測定時
需要檢測什么物理量？
該如何測量？
交流討論
（1）測定原理
濃度的變化
直接測定
體積
壓強
顏色
導電性
光吸收
間接測定
對應的時間
找到
已知
v
=
Δc
Δt
2.化學反應速率的測定
氣體
相同時間收集氣體的體積；
收集等量氣體所用時間；
一段時間氣體壓強變化（恒容容器）
酸堿
一定時間氫離子或氫氧根離子濃度的變化
變色所需時間
顏色
固體
一定時間消耗固體的質量
沉淀
變渾濁
所需時間
（2）常用的測定方法
2.化學反應速率的測定
第二章 化學反應速率與化學反應平衡
第一節 化學反應速率
第2課時 影響化學反應速率的因素
鎂與鹽酸反應比銅與鹽酸反應劇烈
粉末狀碳酸鈣比塊狀碳酸鈣與鹽酸反應劇烈
物質
本身的性質
濃度
溫度
催化劑
接觸面積
影響化學反應速率的因素？
Na2S2O3 + H2SO4 = Na2SO4 + SO2↑ + S↓ + H2O
自變量？
↓
如何實現
自變量的變化？
↓
預期現象？
1.濃度
1.濃度
增大反應物的濃度，化學反應速率 ；
減小反應物的濃度，化學反應速率 。
加快
減慢
注意事項　
①濃度對速率的影響適用于氣體或溶液參與的反應，固體和純液體的濃度視為常數。
②對于離子反應，實際參加反應的離子濃度發生變化，才會引起化學反應速率的改變。
③常溫下，鐵鋁遇到冷的濃硫酸、濃硝酸鈍化。
增大反應物的量或濃度，化學反應速率一定增大？
Na2S2O3 + H2SO4 = Na2SO4 + SO2↑ + S↓ + H2O
2.溫度
2.溫度
升高溫度，化學反應速率 ；
降低溫度，化學反應速率 。
加快
減慢
注意事項　
溫度對反應速率的影響適用于除電化學反應外的絕大多數化學反應，如升高溫度，不論吸熱反應還是放熱反應，不論正反應速率還是逆反應速率，均加快。
升高反應溫度，化學反應速率一定增大？
3.催化劑
加入催化劑，化學反應速率一定增大嗎？
產物的量會變化嗎？
反應的焓變會變化嗎？
增大壓強，引起氣體反應物濃度 ，化學反應速率 ；
減小壓強，引起氣體反應物濃度 ，化學反應速率 。
增大
減小
加快
減慢
注意事項　
壓強對速率的影響適用于有氣體參與的反應，且通過濃度對反應速率的影響實現。
4.壓強
增大壓強，反應速率一定增大嗎？
第二章 化學反應速率與化學反應平衡
第一節 化學反應速率
第3課時 活化能
如何解釋濃度、壓強、溫度及催化劑等因素對化學反應速率的影響呢？
從微觀上看，反應物分子一般總是經過若干個簡單的反應步驟才最終轉化為產物分子的。每一個簡單的反應都稱為一個基元反應。
反應歷程是化學中用來描述某一化學變化所經由的全部基元反應，反應歷程又稱反應機理。
基元反應
例如：反應2HI H2+I2
反應歷程 / 反應機理
第一步：2HI H2+2I·
第二步：2I· I2
任何氣體中分子間的碰撞次數都是非常巨大的。通常情況下，當氣體的濃度為 1 mol/L 時，在每立方厘米、每秒內反應物分子間的碰撞可達到 1028 次。如果反應物分子間的任何一次碰撞都能發生反應的話，任何氣體的反應均可以瞬間完成。但實際并非如此。
氣體分子的碰撞頻率
（快反應）
（慢反應）
為什么分子的碰撞時有的能發生化學反應，有的不能？
簡單碰撞理論：反應物分子間的相互碰撞是反應進行的必要條件，但并不是每次碰撞都能引起反應，只有少數分子碰撞才能發生化學反應。能引發化學反應的碰撞稱之為有效碰撞，反應物分子間有效碰撞的頻率越高，化學反應速率越大。
吉爾伯特·牛頓·路易斯
示例：HI 分解反應中分子碰撞示意圖
能量不足，碰撞無法發生反應
HI
HI
HI
HI
取向不對，碰撞無法發生反應
HI
HI
HI
HI
有效碰撞，發生反應
H2
I2
HI
HI
有效碰撞
投籃那些事
力道不足
——進不去球
取向不對
——進不去球
力道、取向恰好
——進球
能量
反應物
生成物
反應過程
活化能
E1
具有足夠的能量，
能發生有效碰撞的分子
活化分子
ΔH
E2
活化分子變成生成物分子放出的能量
其它條件不變時
升高溫度
活化分子
有效碰撞理論解釋溫度對化學反應速率的影響
升高溫度 單位體積內分子總數 活化分子 百分數 單位體積內 活化分子數 反應速率
有效碰撞理論解釋催化劑對化學反應速率的影響
正催化劑 單位體積內分子總數 活化分子 百分數 單位體積內 活化分子數 反應速率
其它條件不變時
增大反應物濃度
活化分子
有效碰撞理論解釋濃度對化學反應速率的影響
增大濃度 單位體積內分子總數 活化分子 百分數 單位體積內 活化分子數 反應速率
容器的容積不變
壓縮體積或充入氣態反應物
活化分子
有效碰撞理論解釋壓強對化學反應速率的影響
增大壓強 單位體積內分子總數 活化分子 百分數 單位體積內 活化分子數 反應速率
活化分子
容器的容積不變
充入非反應氣體
有效碰撞理論解釋壓強對化學反應速率的影響
恒溫、恒容充入非反應氣體 單位體積內分子總數 活化分子 百分數 單位體積內 活化分子數 反應速率
活化分子
容器內壓強不變
充入非反應氣體
有效碰撞理論解釋壓強對化學反應速率的影響
恒溫、恒壓充入非反應氣體 單位體積內分子總數 活化分子 百分數 單位體積內 活化分子數 反應速率
單位時間內、單位體積內有效碰撞次數增多
單位體積內分子總數不變，活化分子百分數增加，活化分子數增加。
單位體積內分子總數增加，活化分子百分數不變，活化分子數增加
增大反應物濃度
增大氣體壓強
增大化學反應速率
使用催化劑
升高溫度
活化分子、有效碰撞與反應速率的關系
歸納總結
其他因素對化學反應速率的影響
光輻照
電弧
放射線輻照
強磁場
超聲波
高速研磨
總之，向反應體系輸人能量，都有可能改變化學反應速率
飛秒化學
飛秒化學是物理化學的一支，研究在極小的時間內化學反應的過程和機理。這一領域涉及的時間間隔短至約千萬億分之一秒，即1飛秒(fs， 1 fs=10-15 s) 。在這個極小的時間段里，產生的飛秒激光可以用于檢測分子、原子、離子的結構、組成、運動等形成飛秒檢測范疇。
始態、過渡態、終態
飛秒激光器
沖刺時間分辨技術
單位體積內 分子總數 活化分子 百分數 單位體積內 活化分子數 反應速率
升高溫度
正催化劑
增大濃度
增大壓強
→化學反應速率的表示和計算
→探究影響化學反應速率的因素
→活化能和有效碰撞理論解釋影響反應速率的因素

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