2.1化學反應速率化學反應速率[創(chuàng)設情境]火藥爆炸可以在瞬間完成溶洞的形成需要百年甚至千年如何定量表示化學反應的快慢？思考：我們如何描述一個化學反應的快慢？一、化學反應速率[自主探究]1.表示：當反應體積恒定，通常用單位時間內反應物濃度的減少或生成物濃度的增加來表示3.常用單位：2.計算公式：

mol/(L·min)或

mol·L-1·min-1

mol/(L·s)或mol·L-1·s-1任何化學反應的快慢都表現(xiàn)為有關物質的量隨著時間變化的多少。如何換算？

1mol·L-1·s-1=60mol·L-1·min-1

對于一個化學反應，可用任一物質的物質的量濃度隨時間的變化來表示該化學反應的速率。對于反應：CaCO3(s)+2HCl(aq)=CaCl2(aq)+H2O(l)+CO2(g)，可以用哪些物質的濃度變化來表示化學反應速率？不能選用物質的原因是什么？【注意】：固體和純液體其密度和摩爾質量固定，濃度是定值，無法表示速率?！救蝿找弧俊瘜W反應速率的計算純液體表示速率可用L/s或L/min，純固體表示速率可用g/s或g/min【例1】在密閉容器中發(fā)生反應：N2(g)+3H2(g)2NH3(g)，反應開始時N2濃度為0.8mol·L-1，5min后N2濃度變?yōu)?.7mol·L-1。(1)求5min內分別用N2、H2、NH3的濃度變化表示反應的速率？(2)上一步計算出的反應速率是平均速率還是瞬時速率？(3)分別用N2、H2、NH3表示的平均反應速率之比是？【注意】1.同一反應，用不同物質表示速率數(shù)值可能不同，但意義相同。2.同一反應中，不同物質(除固體或純液體）表示的化學反應速率之比=各物質化學計量數(shù)之比?！纠?】已知反應X(s)＋3Y(g)Z(g)ΔH＝-akJ·mol-1，一定條件下，將2molX和2molY通入2L的恒容密閉容器中，反應10s，測得生成0.5molZ。下列說法正確的是(

)A．10s內，v(X)=0.025mol·L-1·s-1B．第10s時，Y的反應速率為0.075mol·L-1·s-1C．第10s時，X為1.5mol，Y的濃度為

0.25mol·L-1D．10s內，X和

Y反應放出的熱量為akJC【例3】在容積不變的密閉容器中，A與B反應生成C，其化學反應速率分別用v（A）、v（B）、v（C）表示。已知3v（A）=2v（B），2v（B）=3v（C），則此反應可表示為（

）。A.2A+3B=2CB.A+3B=2CC.3A+B=2CD.A+B=CA【解題思路】做除法，找比例【例4】反應A(g)＋3B(g)=2C(g)＋2D(g)，在四種不同情況下的反應速率分別為：①v(A)＝0.45mol·L－1·s－1

；②v(B)＝0.03mol·L－1·min－1；③v(C)＝0.4mol·L－1·s－1；

④v(D)＝0.01mol·L－1·min－1，該反應在四種不同情況下進行的快慢順序為(

)A．①>③>②>④B．②>④>①>③C．②>①>④>③D．①>④>②>③A【思考】如何比較化學反應速率快慢？同一反應、同一物質、同一單位【例5】某溫度時，在容積為2L的密閉容器中，X、Y、Z三種氣態(tài)物質的物質的量隨時間變化的曲線如圖所示。分析圖中數(shù)據(jù)，回答下列問題：

(1)該反應的化學方程式

為

。(2)反應開始至2min末，X的

反應速率為___________________。

(3)Z的轉化率為

。Y+2Z3X0.1mol·L-1·min-120%反應物的轉化率=×100%起始量轉化量

為了保證司乘人員的安全，安全氣囊必須能在0.03秒迅速彈開。為了滿足這一條件，通常使用的是2NaN3=2Na+8N2，此反應能夠在極短的時間內產(chǎn)生大量的N2使氣囊彈開。NaN3的反應速率需要經(jīng)過精確的測量才能夠應用到實際中。這正是我們研究化學反應速率的價值所在?！救蝿斩俊瘜W反應速率的測定反應：Zn＋H2SO4＝ZnSO4＋H2↑△H<0有多少種方法測這個反應的速率？儀器和試劑、裝置任選。1.等溫等壓條件下，單位時間內收集氫氣的體積。2.收集相同體積氫氣所需要的時間。3.用pH傳感器測相同時間內溶液中pH

變化，即△c(H＋)。4.用傳感器測△c(Zn2＋)變化。5.相同時間內恒容容器中壓強變化。6.相同時間內絕熱容器中溫度變化。v＝ΔcΔt任意與物質濃度有關的可觀測量都可以加以利用。如顏色深淺、光的吸收、導電能力等?；瘜W反應速率化學反應速率v化學反應速率的測定“三段式”計算單位時間內，反應物濃度的減少量或生成物濃度的增加量。測量一定時間內找出各物質的起始量、轉化量、某時刻量；根據(jù)已知條件列方程計算釋放出氣體的體積氣體的壓強變化顏色的深淺光的吸收導電能力[小結]2.1化學反應速率化學反應速率的影響因素影響化學反應速率的因素有哪些？不同金屬與同濃度的稀鹽酸反應碳酸鈣與不同濃度的稀鹽酸反應冰箱儲存食物酵母加速發(fā)酵反應物本身性質濃度溫度催化劑內因：反應物本身的性質外因溫度濃度催化劑接觸面積壓強（決定因素）反應物濃度越大氣體反應的壓強越大使用催化劑溫度越高反應物接觸面積越大化學反應速率越大不好調控可以調控定性研究定性觀察對照實驗顏色變化快慢、產(chǎn)生氣泡快慢、產(chǎn)生渾濁快慢、固體量減少快慢、溫度變化等對比實驗現(xiàn)象變量控制控制單一變量變量控制法：探究某一條件對化學反應速率的影響時，要保證其他條件完全相同。濃度，溫度，催化劑等因素如何影響化學反應速率？如何測定化學反應速率？根據(jù)P26設計實驗。

燒杯、試管、量筒、試管架、膠頭滴管、溫度計、秒表。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【實驗用品】【實驗原理】Na2S2O3＋H2SO4＝________________________+6+2＋SO2↑

＋S↓＋Na2SO4H2O氧化劑還原劑酸化劑(成鹽)2H2O2=2H2O＋O2↑催化劑渾濁的快慢產(chǎn)生氣泡的快慢不易看氣體，

SO2易溶于水（1:40）181、濃度對化學反應速率的影響Na2S2O3＋H2SO4=Na2SO4＋SO2↑＋S↓＋H2O【實驗原理】影響因素實驗步驟實驗現(xiàn)象結論濃度

2mL

0.1mol/LH2SO4①2mL0.1mol/LNa2S2O3溶液②2mL

0.05mol/LNa2S2O3溶液較快較慢均變渾濁其他條件相同時，反應物濃度增大，反應速率加快【注意事項】b、對于離子反應，只有實際參加反應的各離子濃度發(fā)生變化，才會引起化學反應速率的改變。c、若濃度變化改變了其性質，要具體分析（如鐵與硫酸反應）。a、此規(guī)律只適用于氣體或溶液的反應。（除純固體或液體）已知：Na2S2O3＋H2SO4=Na2SO4＋SO2↑＋S↓＋H2O相同溫度下，將選項中4種鹽酸分別加入4個盛有1mL0.2mol/L的Na2S2O3溶液的試管中（同時加入若干量的水得到5mL混合溶液），則觀察到明顯渾濁現(xiàn)象所需要的時間最短的是(

)A、2mL，0.3mol/L B、2mL，0.2mol/LC、1mL，0.5mol/L D、3mL，0.1mol/LA

2、溫度對化學反應速率的影響影響因素實驗步驟實驗現(xiàn)象比較結論溫度2mL0.1mol/LNa2S2O3溶液+2mL

0.1mol/LH2SO4溶液①將試管放入冷水中

②將試管放入熱水中較快較慢均變渾濁其他條件相同時，溫度升高，化學反應速率加快冷水熱水【注意事項】a、溫度對影響適用于任何反應（包括可逆反應），無論吸熱反應、還是放熱反應，升高溫度，速率都加快。大量實驗證明，溫度每升高10℃，化學反應速率通常增大為原來的2-4倍。3、催化劑對化學反應速率的影響【注意事項】b、催化劑具有一定的選擇性。a、反應若是可逆反應，使用催化劑同等程度的增大正逆反應速率，從而改變反應到達平衡所需時間。其他條件相同時，加入催化劑，化學反應速率加快定量研究影響化學反應速率的因素表征反應速率的快慢：①

測量收集10mLH2所用的時間，

②

測量一定時間內H+的濃度變化；③

測量一定時間內產(chǎn)生的H2的體積；④

測量一定時間內鋅粒的質量變化。問題2：如何檢查裝置氣密性？關閉分液漏斗活塞，將注射器活塞向外拉，放開后，若回到原位，說明氣密性良好問題1：可以選用長頸漏斗嗎？如何計算反應速率？已知該條件下的Vm=25L/molZn+H2SO4

ZnSO4+H2↑n(H2SO4)n(H2)n(H2SO4)=n(H2)=

1)恒溫時，壓縮體積增大壓強PV=nRTP=cRT

向下壓縮活塞：

不變減小↓P增大↑活塞式容器4.壓強對化學反應速率的影響①充入氣體反應物H2或

I2：2)恒溫恒容時，充入氣體增大壓強②

充入非反應氣體He：PV=nRTP＆n成正比

充入反應物恒容容器充入He對于有氣體參加的反應：當壓強使反應物的濃度增加，才會加快化學反應速率3)恒溫恒壓時，充入惰性氣體增大壓強PV=nRT充入He活塞式容器充入非反應氣體He：

1、內因——反應物本身的性質（很難改變）2、外因——濃度、溫度、催化劑、反應物的接觸面積等⑤

其他C（濃度）增大，ν

增大；壓強

ν

增大；催化劑，T（溫度）升高，一般加快（正催化劑加快、負催化劑減慢反應速率）有氣體參加的反應：增大壓強（反應物濃度增加），ν增大增大反應物的表面積（即粉碎），ν增大改變固體或純液體的量，不影響ν形成原電池，通常能加快

ν

2.1化學反應速率活化能基元反應2HI=H2+I2實際上是經(jīng)過下列兩步反應完成的：①2HI→H2+2I?②2I?→I2自由基：帶有單電子的原子或原子團。(每一步反應)反應歷程(反應機理）基元反應發(fā)生的先決條件：反應物的分子必須發(fā)生碰撞。碰撞理論1.有效碰撞：能夠發(fā)生化學反應的碰撞HIHI能量普通分子活化分子(1)活化分子活化分子：能量足夠大，能發(fā)生有效碰撞的分子

活化能：活化分子與普通分子的平均能量之差。能量不足(碰撞無法發(fā)生反應)HIHIHIHI取向不對(碰撞無法發(fā)生反應)HIHIHIHI取向正確(發(fā)生反應)H2I2HIHIHI分解反應中分子碰撞示意圖(2)正確取向力道不足(進不去球)取向不對(進不去球)力道、取向恰好(進球)發(fā)生有效碰撞的條件:(1)發(fā)生碰撞的分子必須有足夠的能量；(2)分子發(fā)生碰撞時必須有合適的取向。③有效碰撞的次數(shù)與單位體積內反應物中活化分子的數(shù)目有關。2.化學反應歷程普通分子發(fā)生反應吸收能量(活化能)活化分子有效碰撞合適取向注意：①

能發(fā)生有效碰撞的分子一定是活化分子；②活化分子的碰撞不一定是有效碰撞；(由于取向問題)3.用簡單碰撞理論解釋濃度對化學反應速率的影響單位體積內反應物分子總數(shù)×反應物中活化分子的百分數(shù)＝單位體積內活化分子數(shù)有效碰撞次數(shù)濃度增大一倍活化分子反應速率此規(guī)律只適用于氣體的反應。對于純固體或液體的反應物，一般情況下其濃度是常數(shù)，改變用量不會改變速率。4.用簡單碰撞理論解釋溫度對化學反應速率的影響升高溫度單位體積內反應物分子總數(shù)×反應物中活化分子的百分數(shù)＝單位體積內活化分子數(shù)有效碰撞次數(shù)反應速率5.用簡單碰撞理論解釋壓強對化學反應速率的影響體積縮小單位體積內反應物分子總數(shù)×反應物中活化分子的百分數(shù)＝單位體積內活化分子數(shù)有效碰撞次數(shù)反應速率注意：壓強影響，只適用于討論有氣體參加的反應；2.“恒容”或“恒壓”充入惰性氣體的影響，分析濃度是否變化。壓強增大活化分子恒容時充入非反應氣體（1）恒容充入惰性氣體在其它條件不變時，恒容條件下，充入無關氣體，壓強增大，但各物質濃度不變，反應速率不變；在其它條件不變時，恒壓條件下，充入無關氣體，體積增大，各物質濃度減小，反應速率減慢；活化分子恒壓時充入非反應氣體（2）恒壓充入惰性氣體6.用簡單碰撞理論解釋催化劑對化學反應速率的影響單位體積內反應物分子總數(shù)×反應物中活化分子的百分數(shù)＝單位體積