shke化学反应速率

1、第一节 化学反应速率 化学反应速率是用来衡量化学化学反应速率是用来衡量化学反应进行快慢程度的物理量。反应进行快慢程度的物理量。 定义表示方法：表示方法： 化学反应速率用单位时间内反应物或生成物化学反应速率用单位时间内反应物或生成物浓度的变化来表示。在容积不变的反应器中，通浓度的变化来表示。在容积不变的反应器中，通常是用单位时间内反应物浓度的减少或生成物浓常是用单位时间内反应物浓度的减少或生成物浓度的增加来表示。度的增加来表示。2. 化学反应速率的表示方法化学反应速率的表示方法c数学表达式：数学表达式：v = = tn/V t单位：单位：mol/(L min ) mol/(L s) (1) v

2、只取正直只取正直(2) v 一般指平均速率，而非一般指平均速率，而非 瞬间速率瞬间速率(3)固体或纯液体的浓度可视为常数，所固体或纯液体的浓度可视为常数，所以以v一般不能用固体或纯液体表示。一般不能用固体或纯液体表示。注意(4)一个化学反应涉及反应物生成物多种物一个化学反应涉及反应物生成物多种物质时，表示化学反应速率时必须指明用哪种质时，表示化学反应速率时必须指明用哪种物质做标准。物质做标准。如对于任意一个反应，如对于任意一个反应， mA + nB = pY + qZ c(A)vA = tc(B)vB = tc(Y)vY = tc(Z)vZ = t解： N2 + 3H2 = 2NH3 起始浓度

3、(mol/ L) 8 20 05min后浓度(mol/ L) 6 例：在密闭容器中合成氨气，开始时例：在密闭容器中合成氨气，开始时N N2 2的浓度的浓度8mol/L8mol/L，H H2 2的浓度为的浓度为20mol/L20mol/L，5min5min后后N N2 2的浓度为的浓度为6mol/L6mol/L，用，用N N2 2、H H2 2和和NHNH3 3表示该反应的速率分别是多少？表示该反应的速率分别是多少？c(H2)=6 c(NH3)=4 c (mol/L)c(N2)vN2 = = =0.4mol/(L.min) t2mol/L5minc(H2)vH2 = = =1.2mol /(L.

4、min) t6mol/L5minc(NH3)vNH3 = = =0.8mol /(L.min) t4mol/L5minc(N2)=2求算化学反应速率时应注意：求算化学反应速率时应注意：同一反应的反应速率可以用不同的物质表示，同一反应的反应速率可以用不同的物质表示，其数值可能不同，但所表示的意义是相同的。其数值可能不同，但所表示的意义是相同的。用不同的物质表示同一反应的反应速率时，反应速用不同的物质表示同一反应的反应速率时，反应速率的数值之比等于化学方程式中各物质的计量数之比。率的数值之比等于化学方程式中各物质的计量数之比。即对于反应：即对于反应： aA + bB = cC + dD vA :

5、vB : vC : vD = a : b : c : d3 3、化学反应速率的测定、化学反应速率的测定 化学反应速率是通过实验测定的。化学反应速率是通过实验测定的。 (1)(1)包括能够直接观察的某些性质，如恒温包括能够直接观察的某些性质，如恒温恒压条件下测释放出的气体的体积或恒温恒容恒压条件下测释放出的气体的体积或恒温恒容条件下测体系的压强；条件下测体系的压强； (2)(2)也包括必须依靠仪器测量的性质，如颜也包括必须依靠仪器测量的性质，如颜色的深浅，光的吸收，光的发射，导电能力等。色的深浅，光的吸收，光的发射，导电能力等。观察思考 实验2-1中可根据哪些相关的变化来测定该反应的反应速率？4

6、.化学反应速率的简单计算化学反应速率的简单计算 在解题过程中经常用在解题过程中经常用“起始量、变化量、某时起始量、变化量、某时刻量刻量”的的 格式来分析解决问题。格式来分析解决问题。例：对于反应：例：对于反应： mA+nB=pC+qD ，A的浓度为的浓度为a mon/L，B的浓度为的浓度为b mon/L，反应进行至，反应进行至t1时，时，A消耗了消耗了 mon/L，求用，求用A、B、C、D的的浓度变化分别表示的反应速率。浓度变化分别表示的反应速率。解：解： mA + nB = pC + qD t0s起始浓度起始浓度(mol/ L) a b 0 0转化浓度转化浓度(mol/ L) nmpmmqt

7、1s浓度浓度(mol/ L) a - b - npmmmq则则 vA = t1-t0mol /(L.s) vB = nm(t1-t0)mol/(L.s) vD = qm(t1-t0)mol/(L.s) vC = pm(t1-t0)mol/(L.s) 对于反应对于反应A + 3B = 2C + 2D ，在四种不同，在四种不同情况下的反应速率分别情况下的反应速率分别vA =0.15mol/(L.S) ， vB=0.6mol/(L.S) ，vC =0.4 mol/(L.S) ，vD =0.45 mol/(L.S)，则在不同情况下，反应由快到慢的，则在不同情况下，反应由快到慢的顺序是顺序是_=练习 第

8、二节 影响化学反应速率的因素 化学反应的实质是：化学反应的实质是：旧的化学键断裂，新的化学键形成旧的化学键断裂，新的化学键形成 化学反应发生的先决条件：化学反应发生的先决条件：反应物分子相互接触和碰撞反应物分子相互接触和碰撞注意：反应物分子之间的碰撞次数很大，但并注意：反应物分子之间的碰撞次数很大，但并不是每一次碰撞均可发生化学反应。不是每一次碰撞均可发生化学反应。 在化学上，把能够发生化学反在化学上，把能够发生化学反应的碰撞叫有效碰撞；不能发生化应的碰撞叫有效碰撞；不能发生化学反应的碰撞叫无效碰撞；有效碰学反应的碰撞叫无效碰撞；有效碰撞频率越高，反应速率越快。撞频率越高，反应速率越快。力量不

9、够力量不够取向不好取向不好好球！有效碰撞好球！有效碰撞有足够的能量使旧键断裂有足够的能量使旧键断裂碰撞时要有合理的取向碰撞时要有合理的取向 反应物分子要具有什么条件才反应物分子要具有什么条件才能发生有效碰撞？能发生有效碰撞？思考：思考： 在化学上，把能够发生有效碰撞在化学上，把能够发生有效碰撞的分子叫活化分子。的分子叫活化分子。(1) 在一定条件下，活化分子在反应物分子在一定条件下，活化分子在反应物分子中所占的百分数固定不变。中所占的百分数固定不变。特点：特点：(2) 活化分子间之所以能够发生有效碰撞，是活化分子间之所以能够发生有效碰撞，是由于它们的能量高，发生碰撞时，能克服相撞由于它们的能量

10、高，发生碰撞时，能克服相撞分子间的排斥力，能够破坏分子内原子间的分子间的排斥力，能够破坏分子内原子间的“结合力结合力”从而导致反应物分子破坏，重新组从而导致反应物分子破坏，重新组合成生成物分子，发生化学反应。合成生成物分子，发生化学反应。 普通分子转化为活化分子普通分子转化为活化分子所需的最低能量叫活化能。所需的最低能量叫活化能。E1为反应的活化能为反应的活化能E2 E1为反应热为反应热普通分子普通分子 + 活化能活化能 =活化分子活化分子活化能越小，普通分子越活化能越小，普通分子越容易转化成活化分子。容易转化成活化分子。化学反应发生的条件化学反应发生的条件有效碰撞有效碰撞发生化学反应发生化学

11、反应分子运动分子运动 相互碰撞相互碰撞分子具有足够的能量分子具有足够的能量活化分子活化分子有合适的取向有合适的取向活化能、活化分子与反应速率的关系：活化能、活化分子与反应速率的关系：活化能低活化能低 普通分子易变成活化分子普通分子易变成活化分子 活化分子百分数大活化分子百分数大 有效碰撞次数多有效碰撞次数多 反应速率快反应速率快影响化学反应速率的因素影响化学反应速率的因素外因：外因： 浓度、压强、温度、催化剂浓度、压强、温度、催化剂内因：内因： 反应物自身的结构和性质反应物自身的结构和性质 浓度、压强、温度、催化剂的变化对有效碰浓度、压强、温度、催化剂的变化对有效碰撞的频率有何影响？它们在实质

12、上是如何改变反撞的频率有何影响？它们在实质上是如何改变反应速率的？应速率的？思考：思考：1、浓度对化学反应速率的影响、浓度对化学反应速率的影响 当增加反应物的浓度时，单位体积内活化分当增加反应物的浓度时，单位体积内活化分子的数量增加，有效碰撞的频率增大，导致反子的数量增加，有效碰撞的频率增大，导致反应速率增大。应速率增大。 实质：实质： 当其他条件不变时，增加反应当其他条件不变时，增加反应物的浓度可以加快化学反应速率；物的浓度可以加快化学反应速率；降低反应物的浓度，可以减慢化学降低反应物的浓度，可以减慢化学反应速率。反应速率。 注意注意:增加固体或纯液体的量不会改变反应速率；增加固体或纯液体的

13、量不会改变反应速率；但是将块状固体变为粉末状固体可以加快但是将块状固体变为粉末状固体可以加快反应速率（增大接触面积。）反应速率（增大接触面积。）结论：结论：2、压强对反应速率的影响 对气体来说，若其他条件不变，增大压强，就是对气体来说，若其他条件不变，增大压强，就是增加单位体积的反应物的物质的量，即增加反应物的增加单位体积的反应物的物质的量，即增加反应物的浓度，因而可以增大化学反应的速率。浓度，因而可以增大化学反应的速率。实质：实质：对于有气体参加的反应，若其他条件对于有气体参加的反应，若其他条件不变，增大压强，反应速率加快；减小压不变，增大压强，反应速率加快；减小压强，反应速率减慢。强，反应

14、速率减慢。结论：结论：适用范围：适用范围： 仅适用于反应体系中有气体物质的反应。仅适用于反应体系中有气体物质的反应。3.温度对反应速率的影响温度对反应速率的影响 影响影响外因外因 单位体积内单位体积内有效碰撞几率有效碰撞几率化学反化学反应速率应速率分子总数分子总数活化分子数活化分子数升高温度升高温度不变不变增加增加增加增加加快加快特别提醒：特别提醒：1 1、温度对反应速率的影响，无论是放热反应，还是吸热反、温度对反应速率的影响，无论是放热反应，还是吸热反应都适用。应都适用。2、温度对反应速率的影响，无论固体、液体、气体都适用。、温度对反应速率的影响，无论固体、液体、气体都适用。能量能量反应过程

15、反应过程E1E2反应物反应物生成物生成物活化分子活化分子活化能活化能活化分子活化分子变成生成变成生成物分子放物分子放出的能量出的能量反应热反应热没加催没加催化剂化剂加了催化剂加了催化剂4.催化剂对反应速率的影响催化剂对反应速率的影响生成物平均能量生成物平均能量活化分子具有能量活化分子具有能量能量能量反应物平均能量反应物平均能量生成物平均能量生成物平均能量能量能量使用催化剂使用催化剂EaEa活化分子能量活化分子能量反应物平均能量反应物平均能量EaEa 影响影响外因外因 单位体积内单位体积内有效碰撞几率有效碰撞几率化学化学反应反应速率速率分子总数分子总数活化分子数活化分子数正催化剂正催化剂不变不变

16、增加增加加快加快增加增加如不特意说明，指如不特意说明，指正催化剂正催化剂。小小 结结 影响影响外因外因 单位体积内单位体积内有效碰撞几率有效碰撞几率化学化学反应反应速率速率分子总数分子总数活化分子数活化分子数增大反应物增大反应物浓度浓度增大压强增大压强升高温度升高温度正催化剂正催化剂增加增加增加增加增加增加加快加快增加增加增加增加增加增加加快加快不变不变增加增加加快加快影响化学反应速率的因素影响化学反应速率的因素不变不变增加增加加快加快加快加快加快加快增加增加加快加快加快加快增加增加增加增加l1909年年W. 奥斯特瓦尔德（德国人）奥斯特瓦尔德（德国人） 从事催化作用、化学平衡以及反应速度的研

17、究从事催化作用、化学平衡以及反应速度的研究l1929年年A. 哈登（英国人），冯哈登（英国人），冯奥伊勒奥伊勒 歇尔平（瑞典歇尔平（瑞典 人）人） 阐明了糖发酵过程和酶的作用阐明了糖发酵过程和酶的作用l1963年年K. 齐格勒（德国人）、齐格勒（德国人）、G. 纳塔（意大利人）纳塔（意大利人） 发现了利用新型催化剂进行聚合的方法，并从事这方面的基础研究发现了利用新型催化剂进行聚合的方法，并从事这方面的基础研究l1967年年R.G.W.诺里会、诺里会、G. 波特（英国人）波特（英国人）M. 艾根（德国人）艾根（德国人） 发明了测定快速发明了测定快速 化学反应的技术化学反应的技术l1997年年P.

18、B.博耶（美国人）、博耶（美国人）、J.E.沃克尔（英国人）、沃克尔（英国人）、J.C.斯科斯科（丹麦人（丹麦人） 发现人体细胞内负责储藏转移能量的离子传输酶发现人体细胞内负责储藏转移能量的离子传输酶l2001年威廉年威廉诺尔斯、巴里诺尔斯、巴里夏普莱斯夏普莱斯(美国人美国人) 、野依良治、野依良治(日本人日本人) 在在“手性催化氢化反应手性催化氢化反应”领域取得成就领域取得成就与化学反应速率相关的诺贝尔化学与化学反应速率相关的诺贝尔化学奖奖H H2 2 、I I2 2N N2 2讨论讨论1 1：取一个：取一个容积固定容积固定的密闭容器，充入的密闭容器，充入N N2 2后，后，对速率有何影响？对速率有何影响？总气压增大总气压增大H H2 2 、I I2 2浓度不变浓度不变速率不变速率不变H H2 2 、I I2 2N N2 2讨论讨论2 2：取一个：取一个容积可变容积可变的容器，充入的容器，充入N N2 2后，对后，对速率有何影响？速率有何影响？总气压不变总气压不变I I2 2、H H2 2浓度减小浓度减小速率减小速率减小例：密闭容器中通入例：密闭容器中通入1molH1