第二章化學反應速率與化學平衡第一節化學反應速率學習目標1min1．了解化學反應速率的概念，掌握化學反應速率的簡單計算。2.掌握外界條件(濃度、壓強、溫度、催化劑)對化學反應速率的影響規律及實質，并會用相應規律解決有關問題。3.了解活化能的含義，會用活化能理論解釋化學反應速率的影響因素.自學檢測1

3min×

√×

×

未指明物質不能用固體、純液體來表示

在化學實驗和日常生活中，我們經常觀察到這樣的現象：有的反應進行的快，有的進行的慢。【思考與討論】

你了解下圖涉及的化學反應進行的快慢嗎？反應的快慢程度與我們有什么關系？很快很慢爆炸巖石風化煙花綻放橡膠老化教師點撥1

25min很快很慢【思考與討論】

不同的化學反應進行的快慢千差萬別，快和慢是相對而言的，我們以上的判斷方法都是定性地描述反應的快慢。而在科學研究和實際應用中，往往需要定量地描述一個反應的快慢。什么是定性？什么是定量？例如：我們學過物理都知道：(1)光的傳播速度是很快的；(2)光在空氣中的傳播速度3×108m/s。定性描述定量描述

化學反應速率是用來衡量化學反應過程進行的快慢的物理量。如果反應體系的體積時恒定的，則通常用單位時間內反應物或生成物濃度(mol/L)的變化來表示化學反應速率(均取正值)。一、化學反應速率1.定義：2.數學表達式3.常用單位mol/(L·min)或mol/(L·s)或mol·L-1·min-1v(x)=——=——Δc(x)ΔtΔtΔn(x)V——ΔnVΔt=注：化學反應速率實際上是指某一段時間內化學反應的平均速率，而不是某一時刻的瞬時速率。固體或純液體的濃度視為常數，Δc=0，因此不用固體或純液體表示化學反應速率。1、在某一化學反應中，生成物B的濃度在5s內從0.5mol/L變成2.0mol/L，在這5s內B的化學反應速率為_________。2、一個5L的容器中，盛入8.0mol某氣體反應物，5min后，測得這種氣體反應物還剩余6.8mol，這種反應物的化學反應速率為___

________。0.3mol/(L·s)0.048mol/(L·min)【課堂練習】===對于一個化學反應:mA+nB=pC+qD，可用任一種物質的物質的量濃度隨時間的變化來表示該物質的化學反應速率。(均取正值)Δc＝c末－c始v(A)=–

△c(A)

△tv(B)=–

△c(B)

△tv(C)=

△c(C)

△tv(D)=

△c(D)

△tv(C)

pv(B)

nv(A)

mv(D)

q且有

例1：在密閉容器中發生反應：N2+3H2=2NH3，開始時N2的濃度為0.8mol/L，5分鐘后濃度變為0.7mol/L。此時Δc(N2)=___________，則v(N2)=

____________。請計算Δc(H2）、

Δc(NH3)、v(H2)、v(NH3)。0.02mol/(L·min)v(H2)=0.06mol/(L·min)-0.1mol/Lv(NH3)=0.04mol/(L·min)Δc(H2)=-0.3mol/LΔc(NH3)=0.2mol/L用同一反應體系中不同物質表示同一速率時，速率之比＝各物質濃度的變化量(Δc)之比

＝各物質物質的量的變化量(Δn)之比

＝化學計量數之比。1、化學反應速率的計算化學反應速率的計算方法起始濃度、終態濃度、反應時間。運用“三段式”法進行計算的步驟：

第一步：寫出有關反應的化學方程式；

第二步：設未知數，列出各物質的起始量、轉化量、

某時刻量；

第三步：根據已知條件列方程式計算，得出各物質的

轉化濃度(Δc)；

第四步：根據

計算反應速率。模型認知：“三段式”計算模板起始濃度（mol/L）ab00轉化濃度（mol/L）mxnxpxqxt時刻濃度（mol/L）a-mxb-nxpxqxmA(g)＋nB(g)

pC(g)＋

qD(g)任意反應CBBD不變增大增大不變不變減小減小自學檢測2

3min影響化學反應速率的因素可以分為內因和外因。內因：_______________是決定化學反應速率的重要因素。外因：_______、______、_______、________、固體表面積等。反應物的性質濃度

溫度

壓強

催化劑濃度、溫度、催化劑等因素如何影響化學反應速率？（1）探究濃度對反應速率的影響【實驗儀器】燒杯、試管、量筒、試管架、膠頭滴管、溫度計、秒表。【實驗藥品】0.1mol/LNa2S2O3溶液、0.1mol/LH2SO4溶液、0.5mol/LH2SO4溶液、5%H2O2溶液、1mol/LFeCl3溶液、蒸餾水、熱水。【實驗原理】Na2S2O3＋H2SO4==__________________________________

實驗探究——定性研究影響化學反應速率的因素Na2SO4＋SO2↑＋S↓＋H2O（1）探究濃度對反應速率的影響【實驗步驟】

實驗探究——定性研究影響化學反應速率的因素【實驗現象】兩支試管中的溶液________，滴加___mol·L-1H2SO4溶液的試管_________。【實驗結論】________________，增大反應物濃度，化學反應速率________。均變渾濁0.5先變渾濁其他條件相同時增大（2）探究溫度對反應速率的影響【實驗原理】Na2S2O3＋H2SO4===Na2SO4＋SO2↑＋S↓＋H2【實驗步驟】

實驗探究——定性研究影響化學反應速率的因素【實驗現象】兩支試管中的溶液__________，燒杯中裝______的試管__________【實驗結論】________________，升高溫度，化學反應速率__________。均變渾濁熱水先變渾濁其他條件相同時增大燒杯中裝熱水

燒杯中裝冷水

（3）探究催化劑對反應速率的影響【實驗原理】【實驗步驟】

實驗探究——定性研究影響化學反應速率的因素【實驗現象】①____________②________【實驗結論】催化劑可以___________化學反應速率。少量氣泡大量氣泡改變（4）壓強對反應速率的影響

實驗探究——定性研究影響化學反應速率的因素其他條件不變時，對于有氣體參與的反應，增大壓強（減小容器容積）相當于增大反應物的濃度，化學反應速率增大；減小壓強（增大容器容積）相當于減小反應物的濃度，化學反應速率減小。(1)壓強對反應速率的影響，僅針對有氣體參與的反應。(2)壓強對反應速率的影響，本質是引起濃度的變化：①恒溫時，壓縮體積→壓強增大→氣體濃度增大→反應速率增大；②恒溫恒容時，充入氣體反應物→壓強增大→氣體反應物濃度增大→反應速率增大；充入惰性氣體→總壓強增大→氣體濃度不變→反應速率不變。③恒溫恒壓時，充入惰性氣體→壓強不變→體積增大→氣體濃度減小→反應速率減小。【實驗操作】（1）按下圖所示安裝裝置，在錐形瓶內放入2g鋅粒，通過分液漏斗加入40mL1mol/L的稀硫酸，測量收集10mLH2所用的時間。（2）用4mol/L的稀硫酸代替1mol/L的稀硫酸重復上述實驗。

實驗探究——定量研究影響化學反應速率的因素這個實驗需要注意哪些問題？【實驗操作】

實驗探究——定量研究影響化學反應速率的因素【實驗記錄】加入試劑反應時間反應速率40mL1mol·L－1硫酸________________40mL4mol·L－1硫酸________________長短慢快【實驗結論】4mol·L-1硫酸與鋅反應比1mol·L-1硫酸與鋅反應的速率___。快

實驗探究——定量研究影響化學反應速率的因素注意事項①鋅粒顆粒大小(表面積)基本相同(控制變量，避免表面積的干擾)。②40mL的稀硫酸溶液要迅速加入。③裝置氣密性要好，且計時要迅速、準確。實驗通過測量收集10mLH2所用的時間，來表征反應速率的快慢，除了這個方式，還可以測量哪些物理量來表征速率快慢？①測量一定時間內H+的濃度變化；②測量一定時間內產生的H2的體積；③測量一定時間內鋅粒的質量變化。探究影響化學反應速率的因素控制單一變量，要保證陰離子相同。可用0.05mol·L－1Fe2(SO4)3溶液和0.1mol·L－1CuSO4溶液或用0.1mol·L－1的FeCl3溶液和0.1mol·L－1的CuCl2溶液。你知道嗎反應2HI(g)?H2(g)＋I2(g)，在973K，1L密閉容器中，HI的濃度為1×10－3mol/L，反應物分子碰撞次數每秒3.5×1028次，如果每次碰撞都發生反應的話，反應速率為5.8×104mol/(L·s)，反應瞬間就可以完成。但實驗測得實際反應速率為1.2×10－8mol/(L·s)。為什么呢？大多數化學反應并不是經過簡單碰撞就能完成的，而往往經過多個反應步驟才能實現。要發生反應，對于碰撞也是有要求的。一、基元反應與反應歷程1.基元反應：大多數化學反應并不是經過簡單碰撞就能完成的，而往往經過多個反應步驟才能實現。每一步反應都稱為基元反應。基元反應發生的先決條件是反應物的分子必須發生碰撞。2.自由基：帶有單電子的原子或原子團叫自由基，如I·自由基、O·自由基。自由基反應活性很強，壽命極短。舉個例子總反應：2HI==H2+I2

基元反應：2HI→H2+2I·2I·→I2總反應：2HI==H2+I2

基元反應：2HI→H2+2I·(慢)2I·→I2(快)3.反應歷程：與某化學反應有關的一組基元反應反映了該反應的反應歷程，反應歷程又稱反應機理。反應不同，反應歷程也不相同同一反應，在不同條件下，反應歷程也可能不同反應歷程的差別造成了化學反應速率的不同對于由多個基元反應組成的化學反應，其反應的快慢由最慢的一步基元反應決定分子間發生怎樣的碰撞，才會發生化學反應？如果將籃球投入籃筐看作發生反應，思考籃球入筐需要的條件。沒足夠的能量足夠的能量合適的取向沒合適的取向①什么是有效碰撞？②有效碰撞的條件？指能夠發生化學反應的碰撞。HI分解反應中的分子碰撞示意圖(1)碰撞時的能量不足(2)碰撞時的取向不合適(3)有效碰撞【交流與討論】①足夠高的能量

②合適的取向HIHI能量（活化能）普通分子活化分子先認識下普通分子與活化分子。普通分子間的碰撞，無法發生化學反應。看看普通分子間的碰撞I2H2活化分子間的碰撞，可能發生化學反應。看看活化分子間的碰撞二、有效碰撞理論1．有效碰撞的概念：能發生化學反應的碰撞稱為有效碰撞。2．有效碰撞必須滿足的條件：（1）分子具有足夠的_______；（即_____分子）（2）分子在碰撞時具有合適的_______。3．有效碰撞與反應速率的關系：有效碰撞的頻率越高，則反應速率_______。能量活化取向越快三、活化分子與活化能活化分子：具有足夠能量、能夠發生_________的分子。2.活化能：活化分子具有的平均能量與反應物分子具有的平均能量之差，叫做反應的活化能。有效碰撞E1：正反應的活化能E2：活化分子變成生成物分子放出的能量（逆反應活化能）E1﹣E2：反應熱（△H）對于某一化學反應來說，在一定條件下，反應物分子中活化分子的百分數是一定的。結合生物學科所學，催化劑的作用原理是什么？降低反應的活化能前面我們通過實驗，得出濃度、壓強等因素對反應速率的影響。這節課，試著用有效碰撞理論，對其進行解釋。化學反應的本質H2

O2經歷階段活化分子活化能普通分子合理取向的碰撞有效碰撞新物質能量四、有效碰撞理論對影響化學反應速率因素的解釋反應物濃度增大→單位體積內分子總數_____→單位體積內活化分子總數______→反應物中活化分子百分數______→單位時間內有效碰撞次數______→反應速率______；反之，反應速率_______。增多增多不變增多增大減慢增大壓強（