★化學(xué)反應(yīng)速率

1、1第二章第二章 化學(xué)反應(yīng)速率和化學(xué)平衡化學(xué)反應(yīng)速率和化學(xué)平衡 “合抱之木，生于毫末；九層之臺(tái)，起于壘土。合抱之木，生于毫末；九層之臺(tái)，起于壘土?！鄙钍菚r(shí)間的積累，知識(shí)是學(xué)習(xí)的積累，人生是生活是時(shí)間的積累，知識(shí)是學(xué)習(xí)的積累，人生是經(jīng)驗(yàn)的積累。生活中一切都要靠我們?nèi)シe累。經(jīng)驗(yàn)的積累。生活中一切都要靠我們?nèi)シe累。2復(fù)習(xí)提問(wèn)：復(fù)習(xí)提問(wèn)：1.什么叫反應(yīng)速率？什么叫反應(yīng)速率？2.用什么物理量的變化來(lái)描述化學(xué)反應(yīng)速率？用什么物理量的變化來(lái)描述化學(xué)反應(yīng)速率？3.反應(yīng)速率的單位是什么？反應(yīng)速率的單位是什么？第一節(jié)第一節(jié) 化學(xué)反應(yīng)速率化學(xué)反應(yīng)速率3一、化學(xué)反應(yīng)速率是描述一、化學(xué)反應(yīng)速率是描述化學(xué)反應(yīng)進(jìn)行快化學(xué)反

2、應(yīng)進(jìn)行快慢的慢的物理量物理量, 是指單位時(shí)間、單位體積內(nèi)是指單位時(shí)間、單位體積內(nèi)反應(yīng)物或生成物的物質(zhì)的量反應(yīng)物或生成物的物質(zhì)的量(mol) (mol) 的變化。的變化。二、二、表示方法：用單位時(shí)間內(nèi)某一反應(yīng)物的物質(zhì)物質(zhì)的量濃度的減少或生成物的物質(zhì)的量濃度的增的量濃度的減少或生成物的物質(zhì)的量濃度的增加來(lái)表示。加來(lái)表示。 V=C/t如反應(yīng)方程式如反應(yīng)方程式 mA+nB=pY+qZ則則VA=C(A)/t， VB=C(B)/t， VY=C(Y)/t， VZ=C(Z)/t。三、三、單位:mol/(Lh) 、mol/(Lmin) 、mol/(Ls) 4 例析密閉容器中，合成氨反應(yīng) N2 + 3H2 = 2

3、NH3起始濃度（mol/L） 8 20 05min后濃度（mol/L） 6 則V(N2)=C/t= 2molL-1/5min= 0.4mol/(Lmin)；V(H2 )=6 mol L-1 /5min=1.2mol/( Lmin)；V(NH3)=4 mol L-1 / 5min=0.8mol /(Lmin)。由以上可知 V(N2): V(H2 ): V(NH3)=0.4:1.2:0.8=1:3:2同一反應(yīng)中，各物質(zhì)的反應(yīng)速率之比為化學(xué)方程式中化學(xué)式前面的計(jì)量數(shù)之比。四、四、一個(gè)化學(xué)反應(yīng)的速率用不同的一個(gè)化學(xué)反應(yīng)的速率用不同的反應(yīng)物或生成物或生成物來(lái)表示，數(shù)值可能來(lái)表示，數(shù)值可能不同不同但含意但

4、含意是一致的是一致的 ,速速 率之比率之比等于該反應(yīng)方程式中對(duì)應(yīng)等于該反應(yīng)方程式中對(duì)應(yīng)物質(zhì)的系數(shù)物質(zhì)的系數(shù)之比。之比。5注意問(wèn)題(1)化學(xué)反應(yīng)速率是用來(lái)衡量化學(xué)反應(yīng)的快慢的尺化學(xué)反應(yīng)速率是用來(lái)衡量化學(xué)反應(yīng)的快慢的尺度度,它與時(shí)間和濃度變化有關(guān)它與時(shí)間和濃度變化有關(guān).(2)在同一反應(yīng)中用不同物質(zhì)來(lái)表示時(shí)在同一反應(yīng)中用不同物質(zhì)來(lái)表示時(shí),其數(shù)值可其數(shù)值可以不同以不同,但都表示同一個(gè)反應(yīng)的速率但都表示同一個(gè)反應(yīng)的速率.因此因此,表示表示化學(xué)反應(yīng)的速率時(shí)化學(xué)反應(yīng)的速率時(shí),必須說(shuō)明反應(yīng)物中哪種物質(zhì)必須說(shuō)明反應(yīng)物中哪種物質(zhì)做標(biāo)準(zhǔn)做標(biāo)準(zhǔn).不同物質(zhì)的速率的比值一定等于化學(xué)方不同物質(zhì)的速率的比值一定等于化學(xué)方程式

5、中相應(yīng)的化學(xué)計(jì)量數(shù)之比程式中相應(yīng)的化學(xué)計(jì)量數(shù)之比.(3)一般來(lái)說(shuō)一般來(lái)說(shuō),化學(xué)反應(yīng)速率隨反應(yīng)的進(jìn)行而逐漸化學(xué)反應(yīng)速率隨反應(yīng)的進(jìn)行而逐漸減慢減慢.因此因此,某一段時(shí)間內(nèi)的反應(yīng)速率某一段時(shí)間內(nèi)的反應(yīng)速率,是平均速是平均速率率,而不是指瞬時(shí)速率而不是指瞬時(shí)速率.(4)化學(xué)反應(yīng)速率一般不能用固體或純液體表示?；瘜W(xué)反應(yīng)速率一般不能用固體或純液體表示。6五、化學(xué)反應(yīng)的速率是通過(guò)實(shí)驗(yàn)測(cè)定的。測(cè)定方法有、直接觀察某些性質(zhì)（如釋放出氣體的體積和體系壓強(qiáng)）；、科學(xué)儀器測(cè)定（如顏色的深淺、光的吸收和發(fā)射、導(dǎo)電能力等）；、溶液中，常利用顏色深淺和顯色物質(zhì)濃度間的正比關(guān)系來(lái)跟蹤反應(yīng)的過(guò)程和測(cè)量反應(yīng)速率。7（實(shí)驗(yàn)一）實(shí)驗(yàn)

6、分析反應(yīng)物（指氣體和液體，不含純液體和固體）的濃度越大，反應(yīng)時(shí)間越短，反應(yīng)速率越快。思考1：對(duì)該實(shí)驗(yàn)?zāi)氵€提出些什么改進(jìn)方案？思考2：為什么反應(yīng)物的濃度改變，化學(xué)反應(yīng)的速率會(huì)發(fā)生變化？8 復(fù)復(fù) 習(xí)習(xí) 回回 憶憶用碰撞模型解釋用碰撞模型解釋化學(xué)反應(yīng)的歷程化學(xué)反應(yīng)的歷程:普通普通分子分子活化活化能能活化活化分子分子合理合理取向的取向的碰撞碰撞有效有效碰撞碰撞新物質(zhì)新物質(zhì)能量能量舊鍵斷裂，新鍵生成舊鍵斷裂，新鍵生成化學(xué)反應(yīng)的本質(zhì)：化學(xué)反應(yīng)的本質(zhì)：9用碰撞模型解釋化學(xué)反應(yīng)速率的快慢用碰撞模型解釋化學(xué)反應(yīng)速率的快慢主要因素主要因素: 參加反應(yīng)物參加反應(yīng)物質(zhì)的性質(zhì)質(zhì)的性質(zhì)濃度濃度;壓強(qiáng)壓強(qiáng);溫溫度度;催化劑

7、催化劑;其他因素：光、顆其他因素：光、顆粒大小、溶劑等。粒大小、溶劑等。10碰撞理論解釋各外界因素對(duì)速率的影響碰撞理論解釋各外界因素對(duì)速率的影響反應(yīng)速率理論本質(zhì)反應(yīng)速率理論本質(zhì)分子分子運(yùn)動(dòng)運(yùn)動(dòng)相互相互碰撞碰撞分子具有分子具有足夠能量足夠能量活化分子活化分子有合適的取向有合適的取向有效碰撞有效碰撞化學(xué)反應(yīng)化學(xué)反應(yīng) 碰撞理論碰撞理論 1 1、濃度、濃度n活活=n總總活活%濃度增大濃度增大單位體積內(nèi)單位體積內(nèi)n總總T不變，不變，活活%不變不變n活活增大增大有效碰撞有效碰撞V應(yīng)用應(yīng)用1 1：一定條件下，在一定條件下，在CaCO3（塊狀）（塊狀）+2HCl=CaCl2+H2O+CO2 反應(yīng)反應(yīng)中，為了加

8、快反應(yīng)的速率，下列那些方法可行：中，為了加快反應(yīng)的速率，下列那些方法可行：A、增加、增加HCl的濃度的濃度 B、加水、加水 C、增加同濃度鹽酸的量、增加同濃度鹽酸的量 D、改加、改加CaCO3粉末粉末 應(yīng)用應(yīng)用2 2：若將物質(zhì)的量相等的若將物質(zhì)的量相等的HI氣體分別放在等容積的兩個(gè)針桶中，一個(gè)氣體分別放在等容積的兩個(gè)針桶中，一個(gè)保持體積不變，另一個(gè)壓縮為原來(lái)的保持體積不變，另一個(gè)壓縮為原來(lái)的1/2。其它條件不變，則。其它條件不變，則HI的分解反應(yīng)速率會(huì)發(fā)生改變嗎。？的分解反應(yīng)速率會(huì)發(fā)生改變嗎。？在其他條件不變時(shí)，增大反應(yīng)物濃度，可以增大在其他條件不變時(shí)，增大反應(yīng)物濃度，可以增大反應(yīng)速率反應(yīng)速率

9、 。11如果分子間能夠發(fā)生化學(xué)反應(yīng)：如果分子間能夠發(fā)生化學(xué)反應(yīng)：1、反應(yīng)物分子必須相互碰撞；、反應(yīng)物分子必須相互碰撞；2、分子必須具有一定的能量、分子必須具有一定的能量3、活化分子碰撞時(shí)，必須有合適的取向、活化分子碰撞時(shí)，必須有合適的取向碰撞理論解釋各外界因素對(duì)速率的影響碰撞理論解釋各外界因素對(duì)速率的影響反應(yīng)速率理論本質(zhì)探討反應(yīng)速率理論本質(zhì)探討分子分子運(yùn)動(dòng)運(yùn)動(dòng)相互相互碰撞碰撞分子具有分子具有足夠能量足夠能量活化分子活化分子有合適的取向有合適的取向有效碰撞有效碰撞化學(xué)反應(yīng)化學(xué)反應(yīng) 碰撞理論碰撞理論 n活活=n總總活活%2 2、壓強(qiáng)、壓強(qiáng)壓強(qiáng)增大壓強(qiáng)增大 體積減小體積減小 其他條件不變其他條件不變

10、Vc增大增大 壓強(qiáng)對(duì)于反應(yīng)速率的影響是壓強(qiáng)對(duì)于反應(yīng)速率的影響是通過(guò)對(duì)濃度的影響通過(guò)對(duì)濃度的影響實(shí)現(xiàn)的實(shí)現(xiàn)的 P增大增大c成比例成比例增大，增大，P減小減小c成比例成比例減小減小發(fā)散思考發(fā)散思考：壓強(qiáng)對(duì)于任意化學(xué)反應(yīng)的速率都有影響嗎？壓強(qiáng)對(duì)于任意化學(xué)反應(yīng)的速率都有影響嗎？壓強(qiáng)只對(duì)于有氣體參加的反應(yīng)的速率有影響壓強(qiáng)只對(duì)于有氣體參加的反應(yīng)的速率有影響（緊扣對(duì)（緊扣對(duì)c的影響）的影響）其他條件不變，增大壓強(qiáng)，氣體體積縮小，濃度其他條件不變，增大壓強(qiáng)，氣體體積縮小，濃度增大，反應(yīng)速率加快。增大，反應(yīng)速率加快。12例、例、在在N2+3H2 =2NH3中，當(dāng)其他外界條件不變時(shí)：中，當(dāng)其他外界條件不變時(shí)： 減

11、小體系壓強(qiáng)，該反應(yīng)的速率怎么變？減小體系壓強(qiáng)，該反應(yīng)的速率怎么變？ 在反應(yīng)中保持體系容積不變，充入在反應(yīng)中保持體系容積不變，充入N2 ，反應(yīng)的速率怎，反應(yīng)的速率怎么變？么變？在反應(yīng)中保持體系容積不變，充入在反應(yīng)中保持體系容積不變，充入He，反應(yīng)的速率怎么，反應(yīng)的速率怎么變？變？在反應(yīng)中保持體系壓強(qiáng)不變，充入在反應(yīng)中保持體系壓強(qiáng)不變，充入He，反應(yīng)的速率怎么，反應(yīng)的速率怎么變？變？壓強(qiáng)對(duì)反應(yīng)速率的影響壓強(qiáng)對(duì)反應(yīng)速率的影響13注意注意 恒容時(shí)恒容時(shí)加入稀有氣體使壓強(qiáng)增大，反應(yīng)物和生成加入稀有氣體使壓強(qiáng)增大，反應(yīng)物和生成物的濃度都沒(méi)有變化，所以化學(xué)反應(yīng)速率不變。物的濃度都沒(méi)有變化，所以化學(xué)反應(yīng)速率不

12、變。 恒壓時(shí)恒壓時(shí)加入稀有氣體使體積增大，反應(yīng)物和生成加入稀有氣體使體積增大，反應(yīng)物和生成物的濃度都減小，所以化學(xué)反應(yīng)速率減小。物的濃度都減小，所以化學(xué)反應(yīng)速率減小。 壓強(qiáng)的壓強(qiáng)的“真變真變”與與“假變假變” 壓強(qiáng)壓強(qiáng)對(duì)速率的影響是對(duì)速率的影響是通過(guò)改變氣體的濃度通過(guò)改變氣體的濃度來(lái)來(lái)改變改變的；的；若壓強(qiáng)變化之后，氣體的若壓強(qiáng)變化之后，氣體的濃度未變濃度未變，其化學(xué)反應(yīng)，其化學(xué)反應(yīng)速率速率不變不變。14 如下圖所示，相同體積的如下圖所示，相同體積的a、b、c三密閉容器，其三密閉容器，其中中c容器有一活塞，容器有一活塞，a、b兩容器為定容容器，起始向三兩容器為定容容器，起始向三容器中都加入相同

13、量的容器中都加入相同量的SO2和和O2使三容器壓強(qiáng)相等，使三容器壓強(qiáng)相等，一定條件下發(fā)生一定條件下發(fā)生2SO2+O2=2SO3的的反應(yīng)。問(wèn)：反應(yīng)。問(wèn)： 如起始在如起始在a、c兩容器中通入同量的兩容器中通入同量的N2， 則此時(shí)三容器起始?jí)簭?qiáng)為則此時(shí)三容器起始?jí)簭?qiáng)為Pa _Pb Pc； 起始起始a、c兩容器的反應(yīng)速率大小關(guān)系為兩容器的反應(yīng)速率大小關(guān)系為Va _Vc； 反應(yīng)一段時(shí)間后反應(yīng)一段時(shí)間后a、c中速率大小關(guān)系為中速率大小關(guān)系為Va _Vc ；= = = 起始反應(yīng)速率關(guān)系為起始反應(yīng)速率關(guān)系為Va _Vb _Vc鞏固練習(xí)鞏固練習(xí)15例例、對(duì)于反應(yīng)、對(duì)于反應(yīng)N2+O2=2NO在密閉容器中進(jìn)行，下在

14、密閉容器中進(jìn)行，下列條件哪些不能加快該反應(yīng)的化學(xué)反應(yīng)速率（列條件哪些不能加快該反應(yīng)的化學(xué)反應(yīng)速率（ ） A、縮小體積使壓強(qiáng)增大、縮小體積使壓強(qiáng)增大 B、體積不變充入、體積不變充入 N2 使壓強(qiáng)增大使壓強(qiáng)增大C、體積不變充入、體積不變充入 O2使壓強(qiáng)增大使壓強(qiáng)增大 D、使體積增大到原來(lái)的、使體積增大到原來(lái)的2倍倍E、體積不變充入氦氣使壓強(qiáng)增大、體積不變充入氦氣使壓強(qiáng)增大壓強(qiáng)對(duì)反應(yīng)速率的影響壓強(qiáng)對(duì)反應(yīng)速率的影響DE16碰撞理論解釋各外界因素對(duì)速率的影響碰撞理論解釋各外界因素對(duì)速率的影響反應(yīng)速率理論本質(zhì)探討反應(yīng)速率理論本質(zhì)探討分子分子運(yùn)動(dòng)運(yùn)動(dòng)相互相互碰撞碰撞分子具有分子具有足夠能量足夠能量活化分子活

15、化分子有合適的取向有合適的取向有效碰撞有效碰撞化學(xué)反應(yīng)化學(xué)反應(yīng) 碰撞理論碰撞理論 n活活=n總總活活% 一般一般說(shuō)來(lái)，溫度每升高說(shuō)來(lái)，溫度每升高10，速率增加，速率增加2-4倍。倍。T 普通分子變?yōu)榛罨肿悠胀ǚ肿幼優(yōu)榛罨肿?活活% n活活 V3 3、溫度、溫度2、把除去氧化膜的、把除去氧化膜的 Mg 條，投入到盛有條，投入到盛有稀鹽酸的試管中，發(fā)現(xiàn)稀鹽酸的試管中，發(fā)現(xiàn) H2 的產(chǎn)生速率（的產(chǎn)生速率（v）與時(shí)間（與時(shí)間（t）的變化情況如右圖所示，）的變化情況如右圖所示， t1 t2 速率變化的主要原因是速率變化的主要原因是: _ ; t2 t3 速率變化的主要原因是速率變化的主要原因是:_。

16、vt1 t2 t3 t 其他條件不變，溫度升高，反應(yīng)速率加快其他條件不變，溫度升高，反應(yīng)速率加快友情提醒友情提醒： 溫度對(duì)任何反應(yīng)的反應(yīng)速率皆溫度對(duì)任何反應(yīng)的反應(yīng)速率皆有影響，但對(duì)于吸熱或放熱反應(yīng)影響的程度不有影響，但對(duì)于吸熱或放熱反應(yīng)影響的程度不同，對(duì)吸熱反應(yīng)影響程度較大。同，對(duì)吸熱反應(yīng)影響程度較大。例例1、對(duì)于反應(yīng)、對(duì)于反應(yīng)M+NP，如果溫度每升高，如果溫度每升高10，反應(yīng)速率增加為原來(lái)的反應(yīng)速率增加為原來(lái)的3倍。在倍。在10時(shí)完成反應(yīng)的時(shí)完成反應(yīng)的10%需要需要54min，將溫度提高到，將溫度提高到40完成反應(yīng)的完成反應(yīng)的10%需要的時(shí)間為需要的時(shí)間為( ) A.2min B.3min

17、C.6min D.9minV倍數(shù)值倍數(shù)值（t2-t1)/10 = 變化后的反應(yīng)速率變化后的反應(yīng)速率17碰撞理論解釋各外界因素對(duì)速率的影響碰撞理論解釋各外界因素對(duì)速率的影響反應(yīng)速率理論本質(zhì)探討反應(yīng)速率理論本質(zhì)探討分子分子運(yùn)動(dòng)運(yùn)動(dòng)相互相互碰撞碰撞分子具有分子具有足夠能量足夠能量活化分子活化分子有合適的取向有合適的取向有效碰撞有效碰撞化學(xué)反應(yīng)化學(xué)反應(yīng) 碰撞理論碰撞理論 n活活=n總總活活%正催化劑正催化劑 降低反應(yīng)的活化能降低反應(yīng)的活化能V4 4、催化劑、催化劑 n活活改變反應(yīng)的途徑改變反應(yīng)的途徑活活%n總總不變不變鉆隧道鉆隧道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反應(yīng)物平均能

18、量反應(yīng)物平均能量能量能量無(wú)催化無(wú)催化劑劑活化分子能活化分子能量量反應(yīng)物平均能量反應(yīng)物平均能量生成物平均能量生成物平均能量有催化劑有催化劑18友情提醒：友情提醒： 使用催化劑同等程度的增大（減慢）正逆反應(yīng)速率。使用催化劑同等程度的增大（減慢）正逆反應(yīng)速率。 沒(méi)特別指明一般指沒(méi)特別指明一般指正正催化劑催化劑 催化劑只能催化可能發(fā)生的反應(yīng)，對(duì)不發(fā)生的反應(yīng)無(wú)作用催化劑只能催化可能發(fā)生的反應(yīng)，對(duì)不發(fā)生的反應(yīng)無(wú)作用 催化劑一定的具有選擇性催化劑一定的具有選擇性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反應(yīng)物平均能量反應(yīng)物平均能量能量能量活化分子活化分子能量能量反應(yīng)物平均能量反應(yīng)物平均能量

19、生成物平均能量生成物平均能量 解釋?zhuān)航忉專(zhuān)骸皩?duì)可逆反應(yīng)而言，催化劑對(duì)可逆反應(yīng)而言，催化劑既能既能催化正反應(yīng)催化正反應(yīng)又能又能催化逆反應(yīng)催化逆反應(yīng)”試?yán)萌鐖D原理加以解釋?zhuān)吭嚴(yán)萌鐖D原理加以解釋?zhuān)?9 取取2g干燥干燥Al粉和粉和3g碘粉小心混勻，分四堆，碘粉小心混勻，分四堆，往混合物上分別加往混合物上分別加0.5g水、水、1g膽礬、膽礬、1g無(wú)水無(wú)水CuSO4。首先首先加水那堆冒火花，發(fā)生劇烈反應(yīng)；加水那堆冒火花，發(fā)生劇烈反應(yīng)；其次其次是加膽礬的；是加膽礬的；最難最難反應(yīng)的是加無(wú)水反應(yīng)的是加無(wú)水CuSO4的那堆。的那堆。1）鋁和碘反應(yīng)的方程式：）鋁和碘反應(yīng)的方程式：_2）鋁和碘反應(yīng)還可以看到）

20、鋁和碘反應(yīng)還可以看到_3）三堆混合物發(fā)生反應(yīng)的先后順序說(shuō)明）三堆混合物發(fā)生反應(yīng)的先后順序說(shuō)明_催化劑對(duì)反應(yīng)速率的影響催化劑對(duì)反應(yīng)速率的影響20小小 結(jié)結(jié)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變不變?cè)黾釉黾釉黾釉黾蛹涌旒涌煊绊懟瘜W(xué)反應(yīng)速率的因素影響化學(xué)反應(yīng)速率的因素不變不變?cè)黾釉黾釉黾釉黾蛹涌旒涌鞂?duì)反應(yīng)速率的對(duì)反應(yīng)速率的影響：一般是影響：一般是: :催化劑催化劑 溫度溫度 濃度。濃度。21 增大反應(yīng)物的濃度增大反應(yīng)物的濃度使反應(yīng)速率加快的主要原因（使反應(yīng)速率加快的主要原因（ ）對(duì)于氣體參與體系對(duì)于氣體參與體系增大壓強(qiáng)增大壓強(qiáng)使反應(yīng)速率加快的主要原因使反應(yīng)速率加快的主要

21、原因是（是（ ）升高溫度升高溫度使反應(yīng)速率加快的主要原因是（使反應(yīng)速率加快的主要原因是（ ）使用催化劑使用催化劑使反應(yīng)速率加快的主要原因是（使反應(yīng)速率加快的主要原因是（ ）A、活化分子百分?jǐn)?shù)不變，但提高單位體積內(nèi)活化分子的、活化分子百分?jǐn)?shù)不變，但提高單位體積內(nèi)活化分子的總數(shù)總數(shù)B、 增大分子的運(yùn)動(dòng)速率而使有效碰撞增加增大分子的運(yùn)動(dòng)速率而使有效碰撞增加C、 升高反應(yīng)物分子的能量，使活化分子的百分?jǐn)?shù)增加升高反應(yīng)物分子的能量，使活化分子的百分?jǐn)?shù)增加 D、降低反應(yīng)所需的能量，使活化分子百分?jǐn)?shù)增加、降低反應(yīng)所需的能量，使活化分子百分?jǐn)?shù)增加AAC D外在條件對(duì)外在條件對(duì)反應(yīng)速率的影響反應(yīng)速率的影響綜合綜合理論分析類(lèi)理論分析類(lèi)221、將一定濃度的鹽酸倒入碳酸鈣中，若作如下改變的情況，其、將一