第二章_第一节_化学反应速率

1、普通高中课程标准实验教科书化学选修普通高中课程标准实验教科书化学选修4第二章第二章 第一节第一节化学反应化学反应速率速率一、化学反应速率一、化学反应速率1.概念及计算公式概念及计算公式 对于反应体系体积不变的化学反应，通常用单对于反应体系体积不变的化学反应，通常用单位时间内反应物浓度的减少或生成物浓度的增大来位时间内反应物浓度的减少或生成物浓度的增大来表示化学反应速率表示化学反应速率计算公式计算公式tc单位单位molL-1min-1molL-1s-12.应用中应注意的问题应用中应注意的问题概念中的反应速率实际上是某段时间内的概念中的反应速率实际上是某段时间内的平均反应速率平均反应速率。对某一具

2、体化学反应来说，对某一具体化学反应来说，一般不能用固一般不能用固体或纯液体表示其速率，体或纯液体表示其速率，在用不同物质表示在用不同物质表示化学反应速率时所得数值往往不同化学反应速率时所得数值往往不同，用不同用不同物质表示的物质表示的化学反应速率的数值之比化学反应速率的数值之比 等于等于化学方程式中各物质的系数之比化学方程式中各物质的系数之比。eVdVbVaVeEdDbBaAEDBA常见题型例举常见题型例举1、用不同的物质来表示反应速率。、用不同的物质来表示反应速率。例例1、反应、反应4NH3 + 5O2 = 4NO + 6H2O 在在5L的密闭容器中进行，的密闭容器中进行，30s后，后，NO

3、的物质的量增的物质的量增加了加了0.3mol，则此反应的平均速率可表示为：，则此反应的平均速率可表示为：A、v (O2)=0.01 mol/（Ls） B、 v (NO)=0.008 mol/（Ls）C、v (H2O)=0.003 mol/（Ls）D、 v (NH3)=0.002 mol/（Ls ）D2、比较反应速率的大小、比较反应速率的大小例、反应例、反应A + 3B = 2C + 2D在四种不同情况下的反应速率在四种不同情况下的反应速率 分别为分别为VA = 0.15molL-1s-1 VB = 36molL-1min-1 Vc = 0.4molL-1s-1 VD = 0.45molL-1s

4、-1 则该反应在不同条件下速率快慢顺序是则该反应在不同条件下速率快慢顺序是 = 在同一反应中，反应速率的大小不能单纯地看数值大小在同一反应中，反应速率的大小不能单纯地看数值大小,还要看系数的大小及时间单位还要看系数的大小及时间单位.结论结论3 33、根据各物质的反应速率之比写出化学方程式。、根据各物质的反应速率之比写出化学方程式。例、某温度下，浓度都是例、某温度下，浓度都是1mol/L的两种气的两种气体体X2和和Y2，在密闭容器中反应生成气体，在密闭容器中反应生成气体Z，经过经过t min后，测得物质的量浓度分别后，测得物质的量浓度分别为为:c(X2)=0.4mol/L,c(Y2)=0.8mo

5、l/L ,c(Z)=0.4mol/L,则该反应的反应方程式可表示为：则该反应的反应方程式可表示为：3X2 + Y2 = 2Z3X2 + Y2 = 2X3Y习题、把习题、把0.6molX气体和气体和0.4molY气体混合于气体混合于2L容器中，发生反应：容器中，发生反应：3X(g) + Y(g) = n Z ( g) + 2W(g) .5min末已生成末已生成0.2molW，若测知以，若测知以Z浓度的变化来表示平均速率为浓度的变化来表示平均速率为0.01mol/(Lmin),则则 (1) 上述反应上述反应Z气体的计量系数气体的计量系数n的值是的值是_ (2) 上述反应在上述反应在5min末时，已

6、用去的末时，已用去的Y占原来占原来物质的质量分数是物质的质量分数是_ 125%习题：一定温度下，向一个容积为习题：一定温度下，向一个容积为2L的事先装的事先装入催化剂的真空密闭容器中通入入催化剂的真空密闭容器中通入1mol氮气和氮气和3mol氢气，氢气，3min后测得容器内的压强是起始时后测得容器内的压强是起始时压强的压强的0.9倍，在此时间内，用氢气的量的变化倍，在此时间内，用氢气的量的变化来表示的该反应的平均反应速率来表示的该反应的平均反应速率v(H2)是：是：A、0.2mol/(Lmin) B、 0.6mol/(Lmin) C、 0.1mol/(Lmin) D、 0.3mol/(Lmin

7、) C习题：已知反应习题：已知反应N2 +3H2 2NH3 ，根据下图判断，根据下图判断1、A是是_物质的量浓度物质的量浓度变化情况变化情况2、C是是_物质的量浓度物质的量浓度变化情况变化情况3、2分钟内分钟内N2的平均速率是多的平均速率是多少？少？H2NH30.5mol/(L min )根据下图回答：根据下图回答：1、反应物是、反应物是_.2、2min内内A的平均速率的平均速率是是_3、写出化学方程式、写出化学方程式A、B2.5mol/(Ls)5A + 4B 4C 3.化学反应的速率是通过实验测定的。化学反应的速率是通过实验测定的。n测定方法有测定方法有 n、直接观察某些性质（如释放出气体、

8、直接观察某些性质（如释放出气体的体积和体系压强）；的体积和体系压强）；n、科学仪器测定（如颜色的深浅、光、科学仪器测定（如颜色的深浅、光的吸收和发射、导电能力等）；的吸收和发射、导电能力等）；n、溶液中，常利用颜色深浅和显色物、溶液中，常利用颜色深浅和显色物质浓度间的正比关系来跟踪反应的过程质浓度间的正比关系来跟踪反应的过程和测量反应速率。和测量反应速率。对于锌和不同浓度的稀硫酸的实验，对于锌和不同浓度的稀硫酸的实验，你准备如何比较反应速率的快慢？你准备如何比较反应速率的快慢？二、测定化学反应速率的方法二、测定化学反应速率的方法交流研讨观察产生气泡的快、慢；观察产生气泡的快、慢；观察试管中剩余

9、锌粒的质量的多、少；观察试管中剩余锌粒的质量的多、少；用手触摸试管，感受试管外壁温度的高、低用手触摸试管，感受试管外壁温度的高、低 定性定性描述描述测定气体的体积或体系的压强测定气体的体积或体系的压强测定物质的物质的量的变化测定物质的物质的量的变化测定物质或离子的浓度变化测定物质或离子的浓度变化测定体系的温度或测定反应的热量变化测定体系的温度或测定反应的热量变化 定量定量描述描述化学反应速率化学反应速率如何通过用注射器测如何通过用注射器测量氢气的体积的方法量氢气的体积的方法来判断锌和不同浓度来判断锌和不同浓度的稀硫酸反应的速率的稀硫酸反应的速率快慢？快慢？交 流研 讨确定变量确定变量找出某种易

10、于测量的某种物理量或性质的变找出某种易于测量的某种物理量或性质的变化化控制不变的因素控制不变的因素稀硫酸的浓度不同稀硫酸的浓度不同锌粒的表面积、温度锌粒的表面积、温度时间或氢气的体积时间或氢气的体积测量氢气的体积或时间测量氢气的体积或时间讨论讨论2H2+O2=2H2O1.H2 与与O2间分子要发生反应则分子间首先要间分子要发生反应则分子间首先要_碰撞碰撞2.是不是每一次碰撞都能发生化学反应呢？是不是每一次碰撞都能发生化学反应呢？见书见书p2.3.能发生化学反应的碰撞称为能发生化学反应的碰撞称为有效碰撞有效碰撞4.发生有效碰撞的发生有效碰撞的条件条件是什么？是什么？分子有足够的能量分子有足够的能

11、量合适的取向合适的取向5.具有足够高的能量，能发生有效碰撞的分具有足够高的能量，能发生有效碰撞的分子叫做子叫做活化分子活化分子发生有效碰撞的分子一定是活化分子，发生有效碰撞的分子一定是活化分子，但活化分子的碰撞不一定是有效碰撞。但活化分子的碰撞不一定是有效碰撞。结论：结论：三、碰撞理论三、碰撞理论6、什么是活化能？、什么是活化能？活化分子高出反应物分子平均能量的部分活化分子高出反应物分子平均能量的部分能量能量反应过程反应过程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活化分子变成子变成生成物生成物分子放分子放出的能出的能量量反应热反应热碰撞理论要点碰撞理论要点反应物分子之

12、间发生碰撞是化学反应反应物分子之间发生碰撞是化学反应发生的先决条件。发生的先决条件。只有活化分子之间采取合适的取向的只有活化分子之间采取合适的取向的碰撞才是有效碰撞。碰撞才是有效碰撞。能发生反应的碰撞叫能发生反应的碰撞叫有效碰撞有效碰撞。能发生有效碰撞的能量较高的分子叫能发生有效碰撞的能量较高的分子叫活化分子活化分子。反应速率理论本质探讨反应速率理论本质探讨分子分子运动运动相互相互碰撞碰撞分子具有分子具有足够能量足够能量活化分子活化分子有合适的取向有合适的取向有效碰撞有效碰撞化学反应化学反应 碰撞理论碰撞理论 四、外界条件对反应速率的影响四、外界条件对反应速率的影响内因：反应物的分子结构内因：

13、反应物的分子结构外因：浓度、温度、压强、催化剂外因：浓度、温度、压强、催化剂1 1、浓度对反应速率的影响、浓度对反应速率的影响实验实验在两支装有少量大理石的试管里，分别加入等体积在两支装有少量大理石的试管里，分别加入等体积1mol/L和和0.1mol/L的盐酸的盐酸现象现象加入加入1mol/L盐酸的试管产生气体速度更快。盐酸的试管产生气体速度更快。结论结论其他条件不变，增大反应物的浓度，可以其他条件不变，增大反应物的浓度，可以增大化学反应速率；减小反应物的浓度，增大化学反应速率；减小反应物的浓度，可以减小化学反应速率可以减小化学反应速率反应物浓度与有效碰撞次数关系反应物浓度与有效碰撞次数关系

14、在其他条件不变时，对一个反应来说，在其他条件不变时，对一个反应来说，活化分子在反应中所占的百分数是一定的。活化分子在反应中所占的百分数是一定的。 因此单位体积内活化分子的数目与单位因此单位体积内活化分子的数目与单位体积内反应物分子的总数成正比，也就是和体积内反应物分子的总数成正比，也就是和反应物的浓度成正比。反应物的浓度成正比。 当浓度增大时，单位体积内活化分子的当浓度增大时，单位体积内活化分子的数目增加，有效碰撞的次数也增多，反应速数目增加，有效碰撞的次数也增多，反应速率增大。率增大。浓度增大浓度增大单位体积内活化分子的数目增大单位体积内活化分子的数目增大碰撞机会增多碰撞机会增多有效碰撞增多

15、有效碰撞增多反应速率增大反应速率增大 1、浓度对反应速率的影响，只适用于气体与液体，、浓度对反应速率的影响，只适用于气体与液体，不适用于固体不适用于固体备注备注 2、反应速率快慢与浓度有关，而与物质的总量、反应速率快慢与浓度有关，而与物质的总量无关无关3、相同量的固体参加反应，表面积越大，反应、相同量的固体参加反应，表面积越大，反应速率越快速率越快2 2、压强对化学反应速率的影响、压强对化学反应速率的影响 在温度一定时，一定量气体的体积与其在温度一定时，一定量气体的体积与其所受压力成反比当压强增加到原来的所受压力成反比当压强增加到原来的2倍时，倍时，气体的体积就缩小到原来的气体的体积就缩小到原

16、来的1/2，单位体积内，单位体积内的分子数就增大到原来的的分子数就增大到原来的2倍。即气体反应物倍。即气体反应物的浓度增大，反应速率增大。的浓度增大，反应速率增大。结论结论 对有气体参加的反应，若其他条件不对有气体参加的反应，若其他条件不变，增大压强，反应速率加快；减小压强，变，增大压强，反应速率加快；减小压强，反应速率减慢反应速率减慢备注备注1、全部由固体或液体参加的反应，压、全部由固体或液体参加的反应，压强的改变对反应速率没有影响强的改变对反应速率没有影响 2、压强对反应的影响本质上是浓度的影响。、压强对反应的影响本质上是浓度的影响。当用不同方法改变反应的压强时，应从本质出当用不同方法改变

17、反应的压强时，应从本质出发，具体分析。发，具体分析。 若气体反应物浓度增大，则反应速率增大。若气体反应物浓度增大，则反应速率增大。若浓度不变，则反应速率不变；浓度减小，反若浓度不变，则反应速率不变；浓度减小，反应速率减小。应速率减小。 例、在一密闭容器中，加入例、在一密闭容器中，加入SO2和和O2发生发生2SO2 + O2 = 2SO3，试分析下列情况对反应速率试分析下列情况对反应速率的影响。的影响。1、容器体积变为原来的、容器体积变为原来的2/3气体反应物浓度增大气体反应物浓度增大反应速率增大反应速率增大2、容器体积不变，加入、容器体积不变，加入SO2，（，（O2）气体反应物浓度增大气体反应

18、物浓度增大反应速率增大反应速率增大3、恒温、恒压时，充入惰性气体、恒温、恒压时，充入惰性气体要保持压强要保持压强不变不变体积增体积增大大浓度减小浓度减小反应速率减慢反应速率减慢4、恒温、恒容时，充入惰性气体、恒温、恒容时，充入惰性气体体积不变体积不变浓度不变浓度不变反应速率不变反应速率不变备注备注1.化学反应化学反应Zn+H2SO4ZnSO4+H2，生成物，生成物中有气体，反应物中无气体，增大压强，化学中有气体，反应物中无气体，增大压强，化学反应速率不增大，减小压强，化学反应速率也反应速率不增大，减小压强，化学反应速率也不减小。不减小。2.对于反应物和生成物都有气体参加的可逆反对于反应物和生成

19、物都有气体参加的可逆反应，增大体系的压强，反应物和生成物的浓度应，增大体系的压强，反应物和生成物的浓度都都增大增大，所以正反应速率和逆反应速率都增大，所以正反应速率和逆反应速率都增大，但增大倍数可能不同。但增大倍数可能不同。3 3、温度对化学反应速率的影响、温度对化学反应速率的影响 当其他条件不变的的情况时，升高当其他条件不变的的情况时，升高温度可以增大反应速率。温度可以增大反应速率。结论结论原理原理 升高温度时反应物的能量增加，使升高温度时反应物的能量增加，使一部分原来能量较低的分子变为活化分一部分原来能量较低的分子变为活化分子，增加了反应物中活化分子的子，增加了反应物中活化分子的 百分数，

20、百分数，从而使有效碰撞的次数增多，反应速率从而使有效碰撞的次数增多，反应速率加快。加快。经验规律经验规律温度每升高温度每升高10，化学反应速率通常增大，化学反应速率通常增大到原来的到原来的24倍。倍。升高温度，反应物能量增加升高温度，反应物能量增加活化分子增多活化分子增多有效碰撞增多有效碰撞增多反应速率增大反应速率增大1、温度对反应速率的影响，无论是放热反应，、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。还是吸热反应都适用。3、温度对反应速率的影响，无论固体、液体、温度对反应速率的影响，无论固体、液体、气体都适用。气体都适用。2、对于可逆反应，升高体系的温度，正反应、对于可逆反应

21、，升高体系的温度，正反应速率和逆反应的反应速率都增大，但增大程速率和逆反应的反应速率都增大，但增大程度不同。对度不同。对吸热吸热反应方向的速率影响比较大。反应方向的速率影响比较大。备注备注结论结论催化剂能够催化剂能够改变改变化学反应速率化学反应速率催化剂有正、负之分。催化剂有正、负之分。能加快化学反应速率的催化剂叫正催化剂能加快化学反应速率的催化剂叫正催化剂能减慢化学反应速率的催化剂叫负催化剂能减慢化学反应速率的催化剂叫负催化剂4 4、催化剂对化学反应速率的影响、催化剂对化学反应速率的影响正催化剂能加快反应速率的原因。正催化剂能加快反应速率的原因。 它能够降低化学反应所需要的能量，使更它能够降

22、低化学反应所需要的能量，使更多的反应物分子成为活化分子，增加了单位多的反应物分子成为活化分子，增加了单位体积内活化分子的质量分数。体积内活化分子的质量分数。催化催化剂剂反应所反应所需能量需能量降低降低活化分活化分子增多子增多反应速反应速率加快率加快 对于可逆反应，同一催化剂能同对于可逆反应，同一催化剂能同等程度的改变正逆反应速率。等程度的改变正逆反应速率。5 5、其他因素对化学反应速率的影响、其他因素对化学反应速率的影响 光、超声波、放射线、电磁波、反应光、超声波、放射线、电磁波、反应物颗粒大小、溶剂等对反应速率也有影响。物颗粒大小、溶剂等对反应速率也有影响。 在各种外界条件中，温度对反应速率

23、在各种外界条件中，温度对反应速率的影响能适应所有的反应。的影响能适应所有的反应。反反 应应 条条 件件影影 响响 原原 因因 结结 论论（1）增大）增大反应物浓度反应物浓度单位体积内分子数增加单位体积内分子数增加（活化分子百分数不变），（活化分子百分数不变），活化分子活化分子数相应增加。数相应增加。单位体积单位体积内活化分内活化分子数增加，子数增加，有效碰撞有效碰撞次数增多，次数增多，反应速率反应速率加快。加快。（2）增加）增加气体压强气体压强（3）升高）升高 温度温度反应物分子能量增加反应物分子能量增加，活活化分子百分数增加化分子百分数增加（4）合适）合适催化剂催化剂降低反应所需的能量，使降

24、低反应所需的能量，使活化分子百分数增加活化分子百分数增加化学反应速率与外界条件的关系化学反应速率与外界条件的关系例例1、增大反应物的浓度增大反应物的浓度使反应速率加快的主要原因使反应速率加快的主要原因（ ）对于气体参与体系对于气体参与体系增大压强增大压强使反应速率加快的主要原因使反应速率加快的主要原因是（是（ ）升高温度升高温度使反应速率加快的主要原因是（使反应速率加快的主要原因是（ ）A、活化分子百分数不变，但提高单位体积内活化分子的、活化分子百分数不变，但提高单位体积内活化分子的总数总数B、 增大分子的运动速率而使有效碰撞增加增大分子的运动速率而使有效碰撞增加C、 升高反应物分子的能量，使活化分子的百分数增加升高反应物分子的能量，使活化分子的百分数增加D、降低反应所需的能量，使活化分子百分数增加、降低反应所需的能量，使活化分子百分数增加AAC例例2