2.3化学反应的速率课件上学期高二化学选择性必修1

(1)大多数化学反应都是分几步完成的,其中的每一步反应称为基元反应。如氢气和氧气生

成水的反应中的一个基元反应是H·+O2

·OH+O·。(2)基元反应构成的反应序列称为反应历程(又称反应机理),基元反应的总和称为总反应。(3)由几个基元反应组成的总反应也称为复杂反应。有些化学反应是反应物一步直接转化

为反应产物的,其总反应就是基元反应,这类反应又称为简单反应,如H++OH-

H2O。(1)表示方法化学反应的速率1.化学反应速率①对于反应体系体积不变的化学反应aA(g)+bB(g)

cC(g)+dD(g),用单位时间内某物质浓度(或质量、物质的量等)的改变量(取绝对值)来表示该物质的化学反应速率。②计算公式:v(A)=

,常用单位为mol·L-1·s-1、mol·L-1·min-1或mol·L-1·h-1。(2)意义:用来衡量化学反应快慢的物理量。(3)特点①同一反应选用不同物质浓度的改变量表示反应速率,数值可能不同,但表示的意义相同。②对于一个具体的化学反应,用各物质表示的化学反应速率的数值之比等于化学方程式中

各物质化学式前的化学计量数之比。如反应aA(g)+bB(g)

cC(g)+dD(g),v(A)∶v(B)∶v(C)∶v(D)=a∶b∶c∶d。③对于一个具体的化学反应aA(g)+bB(g)

dD(g)+eE(g),化学反应速率v=

·

=

·

=

·

=

·

。名师点拨

(1)定量表示一个化学反应的反应速率时,必须指明是用哪一种物质来表示的反

应速率。(2)由v(A)=

计算得到的反应速率是该物质在某一段时间内的平均反应速率,而不是在某一时刻的瞬时速率。(3)对于有固体或纯液体参与的反应,固体或纯液体的

浓度被视为常数,一般不用固体或纯液体表示化学反应速率。(1)一般规律其他条件不变时,增大反应物的浓度,反应速率加快;减小反应物的浓度,反应速率减慢。(2)反应速率与反应物浓度的定量关系①反应速率方程对于反应H2O2+2HI

2H2O+I2,其反应速率与反应物浓度间的关系为v=kc(H2O2)·c(HI),其中k为反应速率常数。②反应速率常数(k)2.浓度、压强对化学反应速率的影响含义表示单位浓度下的化学反应速率单位不同反应速率方程中k的单位不同意义通常反应速率常数k越大,反应进行得越快影响因素与浓度无关,但受温度、催化剂、固体表面性质

等因素的影响③反应速率与参与反应的物质的浓度的关系式是实验测定的结果,不能随意根据反应的化

学方程式直接写出。(3)微观解释反应物浓度增大→单位体积内活化分子数增多→单位时间内有效碰撞的次数增加→反应

速率加快;反之,反应速率减慢。(1)基本规律(对于有气体参加或生成的反应)(2)宏观解释压强增大→

→化学反应速率加快;反之,化学反应速率减慢。(3)微观解释增大压强→气体体积缩小→反应物浓度增大→单位体积内活化分子数增多→单位时间内

有效碰撞的次数增加→反应速率加快;反之,反应速率减慢。对于大多数反应,当其他条件不变时,升高温度,化学反应速率加快;降低温度,化学反应速率

减慢。(1)范托夫曾总结出一条近似规律:对于在溶液中发生的反应,温度每升高10K,反应速率提

高到原来的2~4倍。利用这个经验规律,可以对一些化学反应的速率做粗略的估计。(2)阿伦尼乌斯经验公式:k=A

,式中k为反应速率常数,A为比例系数,e为自然对数的底,R为理想气体常数,Ea为活化能。由该公式可知,当Ea>0时,升高温度,反应速率常数增大,化学

反应速率随之提高。3.

温度对化学反应速率的影响(1)过渡态:一种旧键没有完全断裂、新键没有完全形成的高能量的中间状态。(2)活化能:过渡态的能量与反应物的平均能量之差Ea称为基元反应的活化能。(3)活化能对反应速率的影响活化能高,能量超过活化能的活化分子少,有效碰撞少,化学反应速率就低。升高温度→提高反应物分子的能量→增大反应物间的碰撞频率→增大反应物分子形成过

渡态的比例→加快化学反应速率。催化剂是能改变化学反应速率而在反应前后本身的质量和化学性质不变的物质。(1)由于催化剂的质量和化学性质在反应前后不变,反应历程中必定既包括有催化剂参与的

反应,又包括使催化剂再生成的反应。(2)催化剂通过参与反应改变反应历程、降低反应的活化能来改变化学反应速率。(3)催化剂的催化原理可表示为:使用催化剂

改变反应历程

降低反应的活化能(如图)

使更多的反应物分子转化为活化分子

增加单位体积内的活化分子百分数

加快化学反应速率。4.

催化剂对化学反应速率的影响

1.化学反应速率为0.8mol·L-1·s-1是指1s时某物质的浓度为0.8mol·L-1。这种说法正确吗?提示

化学反应速率表示一段时间内某物质的平均反应速率,不是瞬时速率。

2.增大反应体系的压强,反应速率不一定增大。这种说法正确吗?提示对于反应前后气体体积不变的反应,在容积不变的条件下,充入不参加反应的气体,

压强增大,但化学反应速率不变。

3.升高温度能加快吸热反应的速率,减慢放热反应的速率。这种说法正确吗?提示

升高温度,吸热反应、放热反应的速率均加快。

知识辨析()√()✕()✕4.同一化学反应,相同条件下用不同物质表示的化学反应速率数值越大,其化学反应速率越

快。这种说法正确吗?提示同一化学反应,用不同物质表示的化学反应速率之比等于相应物质的化学计量

数之比,应首先将不同物质表示的化学反应速率转化为同一物质表示的化学反应速率,并统

一反应速率的单位,再进行比较。

5.对于可逆反应A+B

C,增加A的物质的量一定能使化学反应速率加快。这种说法正确吗?提示

如果A是固体,增加A的物质的量,反应速率不变。

()✕()✕(1)定义式法利用公式v(A)=

计算化学反应速率。(2)关系式法在同一化学反应中,各物质的化学反应速率之比=化学方程式中相应物质的化学计量数之

比=相应物质的物质的量浓度变化量(Δc)之比=相应物质的物质的量变化量(Δn)之比。(3)“三段式”法①求解化学反应速率计算题的一般步骤:1.化学反应速率的计算与比较a.写出有关反应的化学方程式。b.找出各物质的起始量、转化量、某时刻量(或平衡量)。c.根据已知条件列出三段式计算。例如:

mA(g)+

nB(g)

pC(g)t0s时浓度(mol·L-1)

a

b

c转化浓度(mol·L-1)

x

t1s时浓度(mol·L-1)

a-x

b-

c+

则v(A)=

mol·L-1·s-1,v(B)=

mol·L-1·s-1。②计算时注意以下量的关系:a.对反应物:c(起始)-c(转化)=c(某时刻)。b.对生成物:c(起始)+c(转化)=c(某时刻)。c.转化率=

×100%=

×100%。(1)统一标准法当比较同一反应的化学反应速率的相对大小时,先按化学方程式中各物质的化学计量数之

比换算成用同一物质表示的化学反应速率,统一单位,再比较数值大小。(2)比值比较法比较化学反应速率与其对应的化学方程式中的化学计量数的比值大小,在单位相同时,比值

大的反应速率大,如对于反应mA(g)+nB(g)

pC(g),

v(A)、

v(B)、

v(C)中单位相同时比值大的表示的反应速率大。在一定条件下,对于反应A2(g)+3B2(g)

2AB3(g)来说,以下用不同物质表示的化学反应速率中,化学反应速率最快的是(

)A.v(A2)=0.8mol·L-1·s-1B.v(A2)=30mol·L-1·min-1C.v(AB3)=1.0mol·L-1·s-1D.v(B2)=1.2mol·L-1·s-1

典例思路点拨比较化学反应速率快慢时不能只看数值大小,要换算成用同一物质表示的反应

速率,再比较数值的大小,注意单位要统一。A解析

将用不同物质表示的化学反应速率换算成用同一种物质表示的化学反应速率,若都

用A2来表示,根据各物质的反应速率之比等于化学方程式中对应物质的化学计量数之比可

知,B、C、D项的反应速率分别是0.5mol·L-1·s-1、0.5mol·L-1·s-1、0.4mol·L-1·s-1,故选A。1.速率—温度图像其他条件一定时,反应速率随着温度(T)的升高而增大,随着温度的降低而减小,如图所示。

2.速率—压强图像其他条件一定时,增大气态反应物的压强(缩小容器的容积),反应速率增大;其他条件一定

时,减小气态反应物的压强(扩大容器的容积),反应速率减小,如图所示。2.化学反应速率的有关图像

3.速率—时间图像速率—时间图像定性揭示了v(正)、v(逆)随时间变化的规律,可体现外界条件改变对反应速

率的影响,以及由此引发的平衡移动。(1)在任一平衡体系中,增大反应物浓度,v'(正)、v'(逆)均增大,且v'(正)>v'(逆),平衡正向移动

(如图1);减小反应物浓度,v'(正)、v'(逆)均减小,且v'(逆)>v'(正),平衡逆向移动(如图2);增大生

成物浓度,v'(正)、v'(逆)均增大,且v'(逆)>v'(正),平衡逆向移动(如图3);减小生成物浓度,v'

(正)、v'(逆)均减小,且v'(正)>v'(逆),平衡正向移动(如图4)。

图1图2图3图4(2)若正反应为气体体积增大的放热反应,增大压强(或升高温度),v‘(正)、v’(逆)均增大,且v'

(逆)>v'(正),平衡逆向移动(如图5);减小压强(或降低温度),v'(正)、v'(逆)均减小,且v'(正)>v'(逆),平衡正向移动(如图6)。图5图6(3)在任一平衡体系中,加入催化剂,v'(正)、v'(逆)同等倍数增大,平衡不移动(如图7)。

图7可逆反应2SO2(g)+O2(g)

2SO3(g)

ΔH<0在一定条件下达到平衡状态,t1时改变条件,化学反应速率与反应时间关系如图。下列说法正确的是

(

)

A.维持温度、反应体系体积不变,t1时充入SO3(g)B.