化学反应是有历程的高二上学期化学鲁科版（2019）选择性必修1

第3节

化学反应的速率

课时1第2章化学反应的方向、限度与速率1.知道化学反应是有历程的，认识基元反应；2.了解化学反应速率的概念及其定量表示方法；3.根据化学反应速率的测定原理，设计实验学会化学反应速率的测定方法。联想·质疑联想·质疑常温常压下，2H2(g)+O2(g)===2H2O(l)化学平衡常数(K)数量级高达1083表明该条件下，该反应正向进行的趋势极大。

化学反应速率的大小由什么决定？为什么许多化学反应需要满足一定的条件才能够发生?一、化学反应是有历程的2H2(g)+O2(g)2H2O(l)交流·研讨交流·研讨点燃催化剂总反应反应历程(反应机理)每一步反应称为基元反应微粒H·、·OH和O·存在未成对电子，它们称为自由基（H·和O·也称为自由原子）。自由基的反应活性很强，寿命极短。反应历程(反应机理)快若在常温常压且无催化剂的条件下，体系中没有引发反应的H·，反应很难进行！0.3s内可以产生1015个H·决定反应顺利进行的关键！大多数的总反应是由几个基元反应组成的，也称复杂反应。也有一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即使是同一反应，在不同的条件下反应历程也可能不同。反应物结构反应条件反应历程化学反应速率飞秒化学

化学反应实质上就是旧化学键的伸长、断裂和新化学键的生成过程,是反应物获得能量形成过渡态,再生成反应产物的过程。其中每一个过程所用时间大都在皮秒和飞秒量级。

哈迈德·泽维尔首先使用飞秒超快“摄像机”一超短脉冲激光技术对化学反应过程进行研究，为化学反应的动态过程“拍照”，使人们能像观看“慢动作”那样观察处在化学反应过程中的原子和分子的转变。二、化学反应速率的定量表示方法活动·探究活动·探究化学反应速率的定量表示方法【实验】向打磨后的镁条中加入2mol/L稀盐酸镁条消失的快慢产生气泡的快慢H+浓度减小的快慢消耗镁条的质量产生气体的体积Mg2+浓度增加的快慢如果分别用单位时间内盐酸浓度的减小、MgCl2溶液浓度的增大来表示该化学反应的速率，需要哪些数据？二者在数值上相等吗？为什么？需要准确量取盐酸的体积和反应后溶液的体积（或忽略反应前后溶液体积的变化），并利用关系式Mg~2HCl~MgCl2计算出反应后HCl或MgCl2的物质的量因为化学反应中n（HCl）：n（MgCl2）=2：1，所以分别用单位时间内c(HCl)的减小、c(MgCl2)的增大表示的反应速率，在数值上不相等。思考与交流1.表示方法：对于反应体系体积不变的化学反应,可以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。二、化学反应速率的定量表示方法v(A)=

mol/(L·s)

单位：mol·L-1·s-1mol/(L·min)

mol·L-1·min-1不用固体或纯液体表示【例1】一定条件下，在容积为2L的密闭容器中，加入4molSO2和2molO2，发生如下反应：2SO2(g)+O2(g)2SO3(g)；在2s时测得c(SO2)=0.8mol/L。求:(1)用SO2浓度变化表示的化学反应速率。v(SO2)=

=4mol2L－0.8mol/L2s=0.6mol/(L˙s)(2)求用O2、SO3的浓度变化表示的化学反应速率。2SO2(g)+O2(g)2SO3(g)浓度变化量mol/L化学反应速率mol/(L˙s)1.20.61.20.60.30.6a∶b∶c∶d2.用不同物质表示的反应速率之间的关系

在同一化学反应中,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系数之比。如对于化学反应：

aA(g)＋bB(g)

c

C(g)＋dD(g)v(A)：v(B)：v(C)：v(D)=v(A)

v(B)

v(C)

v(D)a

b

c

d＝＝＝为统一起见，将化学反应速率定义为：[思考]同一反应同一时间段用不同物质表示的化学反应速率不同,表示反应速率的意义是否相同?相同化学反应速率的物理测定法

测定化学反应速率的关键是测定某一时间间隔内反应体系中某物质浓度的变化。物质的某些物理性质(如压强、体积、吸光度、电导率等)与其物质的量或浓度存在函数关系,因此人们常用物理方法,通过准确而快速地测定反应物或反应产物浓度的变化来确定化学反应速率。常用于测定化学反应速率的物理方法有量气法、比色法、电导法。

量气法

对于反应2H2O2===2H2O+O2↑可测量反应中

唯一的气体产物——氧气在温度、压强一定时的体积变化。比色法

物质对特定波长的光的吸收性能不同，因此可以通过吸光度来测定参与反应的某一物质的浓度。电导法根据离子导电能力的差异，可以通过电导率的变化测定反应物中离子浓度的变化，进而计算化学反应速率。此外，激光技术也已应用于化学反应速率的测定。【练一练】1.判断下列说法是否正确,正确的打“√”,错误的打“×”。(1)单位时间内反应物浓度的变化表示正反应速率,生成物浓度的变化量表示逆反应速率。(

)(2)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。(

)(3)同一化学反应,相同条件下用不同物质表示的反应速率,其数值可能不同,但表示的意义相同。(

)(4)同一化学反应,相同条件下用不同物质表示的反应速率,数值越大,表示化学反应速率越快。(

)2.某一反应物的浓度是1.0mol·L-1,经过20s后,它的浓度变成了0.2mol·L-1。在这20s内用该物质浓度变化表示的化学反应速率为(

)A.0.04

B.0.04mol·L-1·s-1C.0.08mol·L-1·s-1 D.0.04mol·L-13.在N2+3H22NH3的反应中,经过一段时间后,NH3的浓度增加了0.6mol·L-1,在此段时间内用H2表示的平均反应速率为0.45mol·L-1·s-1,则此段时间是(

)A.1s B.2sC.44s D.1.33sBB4.在不同条件下,分别测得反应2SO2+O22SO3的化学反应速率如下,其中表示该反应进行得最快的是(

)A.v(SO2)=4mol·L-1·min-1

B.v(O2)=3mol·L-1·min-1C.v(SO2)=0.1mol·L-1·s-1

D.v(O2)=0.1mol·L-1·s-1D5.某温度时,在VL密闭容器中,A、B、C三种物质的物质的量随时间变化的曲线如图