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化學反應速率
第2章 化學反應的方向、限度與速率
1.認識化學反應是有歷程的，認識基元反應；
2.知道化學反應速率的概念及其定量表示方法。
化學反應為何什么會有快有慢？
化學反應如何進行的？
怎樣定量地表示化學反應的速率？
反應條件怎樣影響化學反應速率的？
煙花燃燒瞬間發生，
金屬幾個月才會腐蝕。
一、化學反應是有歷程的
2H2(g) +O2(g) 2H2O(l)
交流 · 研討
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點燃
催化劑
總反應
反應歷程(反應機理)
每一步反應稱為基元反應
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）。自由基的反應活性很強，壽命極短。
反應歷程(反應機理)
快
若在常溫常壓且無催化劑的條件下，體系中沒有引發反應的H·，反應很難進行！
0.3s內可以產生1015個H·
決定反應順利進行的關鍵！
大多數的總反應是由幾個基元反應組成的，也稱復雜反應。
也有一些化學反應是反應物一步直接轉化為反應產物的，其總反應就是基元反應，這類反應又稱為簡單反應，如：
H+ + OH－===H2O
反應不同，反應歷程就不相同;同一反應在不同條件下的反應歷程也可能不同。
反應物的結構和反應條件決定著一個反應的反應歷程，而反應歷程的差別又造成了化學反應速率的不同。
你認為應該怎樣表示該化學反應的速率？
思考與討論
如果分別用單位時間內鹽酸濃度的減小、MgCl2溶液濃度的增大來表示該化學反應的速率，需要哪些數據？二者在數值上相等嗎？為什么？
需要準確量取鹽酸的體積和反應后溶液的體積（或忽略反應前后溶液體積的變化），并利用關系式Mg~ 2HCl ~ MgCl2計算出反應后HCl或MgCl2的物質的量因為化學反應中n（HCl）：n（MgCl2）=2：1，所以分別用單位時間內c(HCl)的減小、c(MgCl2)的增大表示的反應速率，在數值上不相等。
鹽酸濃度的改變對該化學反應的速率產生了怎樣的影響？
二、化學反應速率
1.表示方法：對于反應體系體積不變的化學反應,可以用單位時間內某物質濃度(或質量、物質的量等)的改變量(取絕對值)來表示該物質的化學反應速率。
v(A)=
mol/(L·s)
mol·L-1·s-1
mol/(L·min)
mol·L-1·min-1
不用固體或純液體表示
【例】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，發生如下反應：2SO2(g)+ O2(g) 2SO3(g)；在2 s時測得c(SO2)=0.8 mol/L。
求: (1)用 SO2 濃度變化表示的化學反應速率。
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反應速率。
2SO2(g)+ O2(g) 2SO3(g)
濃度變化量mol/L
化學反應速率mol/(L˙s)
1.2
0.6
1.2
0.6
0.3
0.6
a∶b∶c∶d
在同一化學反應中,用各物質表示的化學反應速率的數值之比等于化學方程式中各物質化學式前的系數之比。如對于化學反應：
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
＝
＝
＝
為統一起見，將化學反應速率定義為：
[思考]化學反應速率是指瞬時速率還是平均速率
化學反應速率為平均速率，而非瞬時速率，且不同時間段反應速率不同。
化學反應速率的物理測定法
測定化學反應速率的關鍵是測定某一時間間隔內反應體系中某物質濃度的變化。物質的某些物理性質(如壓強、體積、吸光度、電導率等)與其物質的量或濃度存在函數關系,因此人們常用物理方法,通過準確而快速地測定反應物或反應產物濃度的變化來確定化學反應速率。常用于測定化學反應速率的物理方法有量氣法、比色法、電導法。
量氣法
對于反應2H2O2===2H2O+O2↑ 可測量反應中
唯一的氣體產物——氧氣在溫度、壓強一定時的體積變化。
比色法 物質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的某一物質的濃度。
電導法 根據離子導電能力的差異，可以通過電導率的變化測定反應物中離子濃度的變化，進而計算化學反應速率。
此外，激光技術也已應用于化學反應速率的測定。
1.判斷下列說法是否正確,正確的打“√”,錯誤的打“×”。
(1)單位時間內反應物濃度的變化表示正反應速率,生成物濃度的變化量表示逆反應速率。(　　)
(2)化學反應速率為0.8 mol·L-1·s-1是指1 s時某物質的濃度為0.8 mol·L-1。(　　)
(3)同一化學反應,相同條件下用不同物質表示的反應速率,其數值可能不同,但表示的意義相同。(　　)
(4)同一化學反應,相同條件下用不同物質表示的反應速率,數值越大,表示化學反應速率越快。(　　)
2.某一反應物的濃度是 2.0 mol·L-1，經過4 min后，它的濃度變成1.68 mol·L-1，則在這4 min內它的平均反應速率為 （ ）
A. 0.2 mol·L-1·min-1 B. 0.1 mol·L-1·min-1?
C. 0.04 mol·L-1·min-1 D. 0.08 mol·L-1·min-1?
3.已知反應A+3B=2C+D在某段時間內以A的濃度變化表示的化學反應速率為 1 mol·L－１·min－１，則此段時間內以C的濃度變化表示的化學反應速率為 （ ）
A.0.5 mol·L－１·min－１? B.1 mol·L－１·min－１
C.2 mol·L－１·min－１ D.3mol·L－１·min－１
D
C
4.對于化學反應3W(g)+2X(g)=4Y(g)+3Z(g),下列反應速率關系中，正確的是（ ）
A. v(w)=3v(z) B. 2v(x)=3v(z)
C. 2v(X)=v(Y) D. 3v(W)=2v(X)
C
5.某實驗小組的四個同學針對反應2A(g)+B(g)=3C(g)+4D(g),測得了一下四組數據：
甲： v(A)=0.5 mol·L-1·s-1
乙： v(B)=0.3 mol·L-1·s-1
丙： v(C)=0.8 mol·L-1·s-1
丁： v(D)=30 mol·L-1·min-1 其中反應速率最快的是
對于同一反應，用不同物質表示反應速率時，要先統一單位。
歸一法：根據化學反應速率之比等于化學計量數之比，將用不同物質表示的化學反應速率換算成為同一物質表示的化學反應速率，最后依據數值大小進行比較。

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