第3节 第1课时 化学反应的速率

1、化学反应速率是用来表示化学反应化学反应速率是用来表示化学反应快慢的物理量。通常是快慢的物理量。通常是用单位时间内反应物用单位时间内反应物浓度的减小或生成物浓度的增加浓度的减小或生成物浓度的增加来表示。来表示。v v(A(A) )= c(A)t3. 3.单位：单位：【例【例】在在2L2L的密闭容器中，加入的密闭容器中，加入1mol N1mol N2 2和和3mol H3mol H2 2，发，发生生N N2 2+3H+3H2 2 2NH2NH3 3，在，在2s2s末时，测得容器中含有末时，测得容器中含有0.4mol0.4mol的的NHNH3 3，求该反应的化学反应速率。，求该反应的化学反应速率。

2、N2 + 3H2 = 2 NH3起始浓度（起始浓度（mol/L） 0.5 1.5 02s末浓度（末浓度（mol/L） 0.21.20.4v(N2)= (0.5-0.4)/2 mol/(Ls) =0.05mol/(Ls)v(H2)= (1.5-1.2)/2 mol/(Ls)= 0.15 mol/(Ls)v(NH3)= (0.2-0)/2 mol/(Ls)= 0.1mol/(Ls) 观察并回答，分别用三种物质表示的反应观察并回答，分别用三种物质表示的反应速率之间有什么关系？速率之间有什么关系？解解:变化浓度（变化浓度（mol/L） 0.1 0.3 0.2问题问题1 1 如在如在N N2 2+3H+

3、3H2 2 = = 2NH2NH3 3 中，中，v v(N(N2 2):):v v(H(H2 2):):v v(NH(NH3 3)=1:3:2)=1:3:2 问题问题2 2结论结论2 2 将将 4molA4molA气体和气体和2molB2molB气体在气体在2L 2L 的容器中的容器中混合并在一定条件下发生如下反应混合并在一定条件下发生如下反应: :2A(g)2A(g)B(gB(g) 2C(g) 2C(g)若经若经2s2s后测得后测得C C的浓度为的浓度为0.6 0.6 molmolL L1 1 ，现有下列几种说法：，现有下列几种说法： 用物质用物质A A表示的反应的平均速率为表示的反应的平均

4、速率为0 0. .3 mol3 molL L1 1s s1 1 用物质用物质B B表示的反应的平均速率为表示的反应的平均速率为0 0. .6 mol6 molL L1 1s s1 1 2s 2s 时物质时物质A A的转化率为的转化率为7070 2s 2s 时物质时物质B B的浓度为的浓度为 0.7mol0.7molL L1 1其中正确的是其中正确的是 A.A. B. B. C. C. D. D.B【练习【练习】1.1.反应速率是指某一时间间隔内的平均反应速率，而反应速率是指某一时间间隔内的平均反应速率，而不是某一时刻的瞬时速率。不是某一时刻的瞬时速率。2.2.同一化学反应的反应速率用不同的物质

5、来表示，同一化学反应的反应速率用不同的物质来表示，可能有不同的速率值，但这些速率的数值之比等于可能有不同的速率值，但这些速率的数值之比等于化学方程式的系数之比。化学方程式的系数之比。应注意的几个问题：应注意的几个问题：对于反应：对于反应：aA + bB = dD + eEaA + bB = dD + eE比例关系：比例关系： V(A)V(A)：V(B)V(B)：V(D)V(D)：V(E)V(E)= a= a：b :d b :d ：e e等式关系：等式关系：1 1a a1 1b b1 1d d1 1e eV(A)V(A)V(B)V(B)V(D)V(D)V(E)V(E)= = = =3.3.为统一

6、起见，将化学反应速率定义为：为统一起见，将化学反应速率定义为： V= 1/a V= 1/a c(A)/c(A)/t t = 1/b = 1/b c(B)/c(B)/t t = 1/d = 1/d c(D)/c(D)/t t = 1/e = 1/e c(E)/c(E)/t t 物质的化学性质（内因）是决定反物质的化学性质（内因）是决定反应速率快慢的主要因素。应速率快慢的主要因素。 当反应物一定时，当反应物一定时，外界条件外界条件也会对反应速率产生影响。也会对反应速率产生影响。（一）浓度对反应速率的影响（一）浓度对反应速率的影响注意注意三、影响反应速率的因素：三、影响反应速率的因素： 若若增大增大

7、一种物质的一种物质的（无论是反（无论是反应物或生成物）应物或生成物）,反应速率都是反应速率都是加快加快的，的，反之则减慢。反之则减慢。固体（或纯液体）的浓度视为固体（或纯液体）的浓度视为常数常数，增加，增加或减少固体（或纯液体）的量，化学反应或减少固体（或纯液体）的量，化学反应速率和化学平衡均不改变；故不能用固体速率和化学平衡均不改变；故不能用固体（或纯液体）表示反应速率。（或纯液体）表示反应速率。但固体的颗粒越小，反应速率越快。但固体的颗粒越小，反应速率越快。 在在298K298K时，实验测得溶液中的反应时，实验测得溶液中的反应H H2 20 02 2+2HI=2H+2HI=2H2 20+I

8、0+I2 2在不同在不同浓度时的化学反应速率见表浓度时的化学反应速率见表2 23 31 1。不同浓度时的化学反应速。不同浓度时的化学反应速率率 实验编号实验编号 1 1 2 2 3 3 4 45 5 c(HIc(HI) )molmolL L一一1 10.1000.1000.2000.2000.3000.300 0.100 0.100 0.1000.100c(Hc(H2 20 02 2) )molmolL L一一1 10.1000.1000.1000.1000.1000.100 0.2000.200 0.300 0.300 v vmolmolL L一一1 1S S一一1 10.00760.007

9、60.01530.0153 0.02270.0227 0.01510.0151 0.022 8 0.022 8 1 1请你找出化学反应速率与请你找出化学反应速率与H H2 20 02 2浓度及浓度及HIHI浓度之间的关系，并浓度之间的关系，并尝试写出相应的数学表达式。尝试写出相应的数学表达式。 2 2请针对请针对“化学反应速率与反应物浓度的关系化学反应速率与反应物浓度的关系”谈谈你的看谈谈你的看法。法。交流研讨交流研讨 【小结】 1.1.v=k c(Hv=k c(H2 20 02 2)c(HI) )c(HI) 式中比例系数式中比例系数 称为称为. . 2.k 2.k表示表示。 3. k3. k

10、与浓度无关，但与浓度无关，但受温度、催化剂、固体表面性受温度、催化剂、固体表面性质质等因素的影响。等因素的影响。 4.4.温度升高，温度升高，k k值通常值通常增大增大。通常情况下，。通常情况下，k k值越大，值越大，反应进行得反应进行得越快越快。 5.5.一个反应的化学反应速率与参与反应的物质的浓度一个反应的化学反应速率与参与反应的物质的浓度的关系式是的关系式是实验测定实验测定的结果，不能随意的结果，不能随意 根据反应根据反应的化学方程式直接写出。的化学方程式直接写出。 对有气体参加的反应，当其他条件不变时，对有气体参加的反应，当其他条件不变时，增大压强增大压强，反应，反应速率加快速率加快；

11、，。压强的改变压强的改变, ,对速率的影响对速率的影响, ,其实仍为浓度的改其实仍为浓度的改变对速率的影响。变对速率的影响。全部由固体或液体参加的反应全部由固体或液体参加的反应, ,压强改变对反压强改变对反应速率没有影响应速率没有影响注意注意在一密闭容器中，加入在一密闭容器中，加入SOSO2 2和和O O2 2发生发生2SO2SO2 2+O+O2 2 = 2SO= 2SO3 3，试分析下列情况对反应速率的影响。试分析下列情况对反应速率的影响。气体反应物浓度增大气体反应物浓度增大反应速率增大反应速率增大容器体积不变，加入容器体积不变，加入SOSO2 2（或（或O O2 2）恒温、恒压时，充入惰性

12、气体恒温、恒压时，充入惰性气体要保持压强不变要保持压强不变体积增大体积增大浓度减小浓度减小反应速率减慢反应速率减慢 当其他条件不变时，当其他条件不变时，升高温度升高温度反应反应速率速率加快加快，降低温度反应速率减慢。，降低温度反应速率减慢。3.3.温度对反应速率的影响，与反应物的状态无关。温度对反应速率的影响，与反应物的状态无关。温度会影响反应速率常数，从而影响化学反应速温度会影响反应速率常数，从而影响化学反应速率。因此，可以通过研究温度对反应速率常数的率。因此，可以通过研究温度对反应速率常数的影响来了解温度对化学反应速率的影响影响来了解温度对化学反应速率的影响 ：序号序号化学反应化学反应k(

13、308 K)k(308 K)/ /k(298 K)k(298 K)A A NO+ONO+O3 3=NO=NO2 2+O+O2 2 1.151.15B B H H2 2+I+I2 2=2HI=2HI 8.998.99C C NHNH4 4CNO=(NHCNO=(NH2 2) )2 2COCO 3.583.58阿伦尼乌斯经验公式：阿伦尼乌斯经验公式：K K为反应速率常数，为反应速率常数，A A为为 比例系数，比例系数，e e为自然对数的为自然对数的底，底，R R为摩尔气体常量，为摩尔气体常量，EaEa为为活化能活化能。 由阿伦尼乌斯经验公式可知，由阿伦尼乌斯经验公式可知，EaEa值越大，值越大，改

14、变温度对反应速率的影响程度就越大，这改变温度对反应速率的影响程度就越大，这就是升高相同温度时不同化学反应的速率增就是升高相同温度时不同化学反应的速率增加的倍数不同的原因。加的倍数不同的原因。 当当EaEa0 0时，升高温度，时，升高温度，k k增大，化学反应速率随之增大，化学反应速率随之增大。增大。活化能活化能E Ea a: :普通反应物分子形成普通反应物分子形成活化分子活化分子所所吸收吸收的的能量。能量。1.1.催化剂在化学反应前后催化剂在化学反应前后不变，不变，不变，不变，可能发生改变。可能发生改变。2.2.催化剂能催化剂能同等程度同等程度的的正、逆反应的正、逆反应的反应速率，而对化学平衡

15、反应速率，而对化学平衡影响（不能改影响（不能改变平衡常数），因此变平衡常数），因此不能不能反应物的反应物的转转化率化率，但能改变达平衡的时间。，但能改变达平衡的时间。3.3.催化剂通过参与反应改变反应历程、降催化剂通过参与反应改变反应历程、降低反应的活化能来提高化学反应速率。低反应的活化能来提高化学反应速率。( (五五) )其他因素对化学反应速率的影响其他因素对化学反应速率的影响 光、超声波、放射线、电磁波、反应物颗光、超声波、放射线、电磁波、反应物颗粒大小、溶剂等对反应速率也有影响。粒大小、溶剂等对反应速率也有影响。 在各种外界条件中，温度对反应速率的在各种外界条件中，温度对反应速率的影响能

16、适应所有的反应。影响能适应所有的反应。1 1. .有效碰撞理论有效碰撞理论能发生反应的碰撞称为有效碰撞。有效碰能发生反应的碰撞称为有效碰撞。有效碰撞必须满足两个条件：撞必须满足两个条件： 一是发生碰撞的分子具有较一是发生碰撞的分子具有较高的能量；高的能量； 二是分子在一定的方向上发生碰撞。二是分子在一定的方向上发生碰撞。在化学反应中，能量较高、有可能发生在化学反应中，能量较高、有可能发生有效碰撞的分子有效碰撞的分子。 活化分子的平均能量与所有分子的平均能量之差称为活化分子的平均能量与所有分子的平均能量之差称为，所以活化能的高低、活化分子数目的多少直，所以活化能的高低、活化分子数目的多少直接决定

17、了化学反应速率的快慢。接决定了化学反应速率的快慢。 活化能越低，活化分子数目越多，反应速率越大；活活化能越低，活化分子数目越多，反应速率越大；活化能越高，活化分子数目越少，反应速率越小。化能越高，活化分子数目越少，反应速率越小。【知识拓展】影响化学反应速率因素的微观解释【知识拓展】影响化学反应速率因素的微观解释能够发生能够发生 的分子之间的碰撞。的分子之间的碰撞。能量较能量较 ，能够发生，能够发生 的分子。的分子。 (1)(1)概念概念: :普通分子转化为活化分子普通分子转化为活化分子 的能量的能量, ,单位单位：(2)(2)反应物、产物的能量与活化能的关系，如图反应物、产物的能量与活化能的关

18、系，如图: :化学反应化学反应有效碰撞有效碰撞吸收吸收高高kJkJmolmol1 1E E1 1是反应的是反应的 。E E2 2是活化分子变成生成物分子放是活化分子变成生成物分子放出的能量出的能量( (逆反应的活化能逆反应的活化能) )。(3)(3)反应热反应热HH活化能活化能E E1 1E E2 22 2运用有效碰撞理论解释外界条件改变对化学反应运用有效碰撞理论解释外界条件改变对化学反应速率的影响速率的影响v下列说法正确的是下列说法正确的是( (双选双选)()() )vA A. .增大反应物浓度，可增大单位体积内活化分增大反应物浓度，可增大单位体积内活化分子的百分数，从而使有效碰撞次数增多子

19、的百分数，从而使有效碰撞次数增多vB B. .有气体参加的化学反应，若增大压强有气体参加的化学反应，若增大压强( (即缩即缩小反应容器的体积小反应容器的体积) )，可增加活化分子的百分，可增加活化分子的百分数，从而使反应速率增大数，从而使反应速率增大vC C. .升高温度能使化学反应速率增大的主要原因升高温度能使化学反应速率增大的主要原因是增加了反应物分子中活化分子的百分数是增加了反应物分子中活化分子的百分数vD D. .催化剂能增大单位体积内活化分子的百分数，催化剂能增大单位体积内活化分子的百分数，从而成千成万倍地增大反应速率从而成千成万倍地增大反应速率CDv1.1.下列说法中：下列说法中：

20、v活化分子间的碰撞一定能发生化学反应；活化分子间的碰撞一定能发生化学反应；v普通分子间的碰撞有时也能发生化学反应；普通分子间的碰撞有时也能发生化学反应；v活化分子比普通分子具有较高的能量；活化分子比普通分子具有较高的能量；v化学反应的实质是原子的重新组合；化学反应的实质是原子的重新组合；v化学反应的实质是旧化学键的断裂和新化学键形化学反应的实质是旧化学键的断裂和新化学键形成的过程；成的过程；v化学反应的实质是活化分子有合适取向时的有效化学反应的实质是活化分子有合适取向时的有效碰撞。正确的是碰撞。正确的是( () )vA A. .B B. . C C. .D D. .C C影响因素影响因素分子分

21、子总数总数单位体积单位体积分子总数分子总数活化分子活化分子总数总数活化分子活化分子百分数百分数单位体积单位体积活化分子数活化分子数有效碰撞有效碰撞次数次数反应反应速率速率增大浓度增大浓度增大压强增大压强升高温度升高温度采用催化剂采用催化剂增多增多增多增多增多增多不变不变增多增多增多增多加快加快不变不变增多增多不变不变不变不变增多增多增多增多加快加快不变不变不变不变增多增多增大增大增多增多增多增多加快加快不变不变不变不变增多增多增大增大增多增多增多增多加快加快参加化学反应的物质的性质参加化学反应的物质的性质( (反应物的本性反应物的本性) ) 1.1.浓度的影响：浓度的影响：增加反应物的浓度可以

22、加快化学反应速增加反应物的浓度可以加快化学反应速率；降低反应物的浓度，可以减慢化学反应速率。率；降低反应物的浓度，可以减慢化学反应速率。 2 2. .压强的影响压强的影响: :（适用于有气体参加的反应适用于有气体参加的反应）增大体系的）增大体系的压强，可以加快化学反应速率；减小体系的压强，可以压强，可以加快化学反应速率；减小体系的压强，可以减慢化学反应速率。减慢化学反应速率。 3.3.温度的影响：温度的影响：升高体系的温度可以加快化学反应速率；升高体系的温度可以加快化学反应速率；降低体系的温度，可以减慢化学反应速率。降低体系的温度，可以减慢化学反应速率。 4.4.催化剂的影响：催化剂的影响：使

23、用催化剂可以使用催化剂可以加快加快化学反应速率。化学反应速率。 5.5.其他因素的影响：其他因素的影响：如：光、固体颗粒大小、溶剂等。如：光、固体颗粒大小、溶剂等。总结：总结：【例【例】把除去氧化膜的镁条投入到放有稀盐酸的试管中，把除去氧化膜的镁条投入到放有稀盐酸的试管中，发现发现H H2 2的生成速度的生成速度v v随时间随时间t t变化如图。变化如图。其中其中 t t1 1t t2 2速率变速率变化的主要原因是化的主要原因是_t t2 2t t3 3速率变化的主要原因速率变化的主要原因是是_本题中影响其反应速率的本题中影响其反应速率的主要因素是主要因素是浓度浓度 温度。温度。从从t t1

24、1- -t t2 2虽然浓度是逐渐降低的，虽然浓度是逐渐降低的，但由于反应放热，但由于反应放热，温度升高起温度升高起主要作用，主要作用，所以速率由慢到所以速率由慢到快快, ,t t2 2- -t t3 3 由于由于c c (HCl(HCl) )下降成下降成为主要因素，速率减小为主要因素，速率减小温度升高温度升高盐酸浓度下降盐酸浓度下降1.1.在在2L2L密闭容器中，发生密闭容器中，发生3A+B = 2C 3A+B = 2C 的反的反应，若最初加入应，若最初加入A A和和B B都是都是4mol4mol，A A的平均的平均反应速率是反应速率是0.12mol0.12molL L-1-1s s-1-1

25、，则，则10s10s后容器后容器中的中的B B的物质的量是：的物质的量是：( )( )A.1.6mol B.2.8molA.1.6mol B.2.8molC.3.2mol D.3.6molC.3.2mol D.3.6molC2.2.反应反应A+3B=2C+2D A+3B=2C+2D 在不同条件下反应在不同条件下反应 速速率分别为：率分别为：V VA A=0.15mol =0.15mol L L-1-1s s-1-1V VB B=0.6mol =0.6mol L L-1-1s s-1 -1 V VC C=4mol =4mol L L-1-1minmin-1-1 V VD D=0.15mol =0.15mol L L-1-1s s-1-1 则该反应进行的最快的是则该反应进行的最快的是 ( )( ) A. A. B. B. C. C. D. D. E. E.D3.3.在温度、体积不变的容器中进行反应在温度、体积不变的容器中进行反应:H:H2 2(g)(g)+I+I2 2(g)=2HI(g)(g)=2HI(g)，若反应物的浓度由，若反应物的浓度由0.1mol/L0.1mol/L降到降到0.06mol/L0.06mol/L需需20s20s，那么由，那么由0.06mol/L0.06mol/L降到降到0.036mol/L0.036mol/L，所需反应时间应为（，所需反应时间应为