化学反应速率课件高二上学期化学人教版选择性必修12

化学反应速率爆炸铁桥生锈【快慢差别很大的化学反应】牛奶变质溶洞形成【快慢差别很大的化学反应】化学反应速率一1、定义

化学反应速率是用来描述化学反应

的物理量。2、表示方法

通常用单位时间内

或

来表示。【注意事项】①Δc无论用反应物还是生成物来表示均取正值，

即化学反应速率始终为正值。②适用于g、aq，不能用固体或纯液体来表示

化学反应速率，因为固体或纯液体的浓度

视为常数。快慢反应物浓度的减少量

生成物浓度的增加量【练习】对于如下化学反应，可用哪些物质的浓度变化来表示化学反应速率？CaCO3+2HCl=CaCl2+H2O+CO2↑可以用

表示。不能用

表示。v(CaCl2)、v(HCl)、

v(CO2)H2O(s)(aq)(aq)(l)(g)CaCO3、3、表达式：Δc(x)：反应物（或生成物）x浓度的变化量Δt：浓度变化的时间

4、单位化学反应速率的常用单位为mol·L－1·s－1

或mol·L－1·min－1

。mol/(L·s)mol/(L·min)v(x)=——=——Δc(x)ΔtΔtΔn(x)V——1mol·L－1·s－1

=60

mol·L－1·min－1

【注意事项】①Δc无论用反应物还是生成物来表示均取正值，即化学反应速率始终为正值。②适用于g、aq，不能用固体或纯液体来表示化学反应速率，因为固体或纯液体的浓度视为常数。③化学反应速率指某一段时间内的平均速率，而不是某一时刻的瞬时速率。④同一化学反应，用不同的物质来表示速率时，需要指明具体物质，eg.vNO⑤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。5、计算（1）定义式法直接运用公式：（2）比值法同一化学反应:aA＋bB=cC＋dD，

有v(A)/a

=v(B)/b=v(C)/c=v(D)/d

即v(A)：v(B)：v(C)：v(D)＝a：b：c：d化学反应速率之比＝化学计量数之比v(x)=——=——Δc(x)ΔtΔtΔn(x)V——

D（3）三段式法①写出有关反应的化学方程式②设未知数，列出各物质的起始量、转化量、某时刻量【注】转化量之比=化学计量数之比③根据已知条件列方程式计算mA(g)＋nB(g)⇌pC(g)＋qD(g)起始浓度（mol/L）转化浓度（mol/L）t时刻浓度（mol/L）（4）转化率计算α(A)=ab00

mxnxpxqxa-mxb-nxpxqx【课堂小测】1、将5molA和4molB充入0.4L密闭容器中发生2A(g)+B(g)⇌mD(g)+E(g)，经过5min后达到化学平衡，此时测得D为2mol。5min内用E表示的平均反应速率为0.5mol/(L·min)，下列结论正确的是（）。A、m值为1B、B的转化率为25%C、平衡时混合物总物质的量为8molD、5min内用A表示的平均反应速率为0.4mol·L－1·min－1B2A(g)+B(g)⇌mD(g)+E(g)始：Δ：衡：（5）根据速率之比写出化学方程式【原则】化学反应速率之比=浓度之比=物质的量之比

=化学计量数之比eg.某温度下，浓度都是1mol/L的两种气体X2和Y2，在密闭容器中反应生成气体Z，经过tmin后，测得物质的量浓度分别为：c(X2，c(Y2，c(Z，则该反应的反应方程式可表示为：3X2

+Y2=2Z【课堂小测】1、某温度时，在2L密闭容器中X、Y、Z三种物质的物质的量随时间的变化曲线如下图所示。根据图中数据，试回答：（1）反应在2min内的v(X)＝

，v(Y)＝

，v(Z)＝

。（2）容器内的反应物是

。（3）写出该反应的化学方程式：

。0.025mol·L－1·min－10.075mol·L－1·min－10.05mol·L－1·min－1X、YX＋3Y⇌

2Z6、化学反应速率大小的比较方法（1）归一法①看单位是否统一，若不统一，换算成相同的单位②换算成同一物质表示的反应速率，再比较数值的大小（2）比值法①看单位是否统一，若不统一，换算成相同的单位②各速率分别除以对应的系数，再比较数值的大小确定参照物【课堂小测】1、反应A(g)+3B(g)=2C(g)+2D(g)在四种不同情况下的反应速率为：①v(A)=0.15mol·L-1·min-1

②v(B)=0.6mol·L-1·s-1

③v(C)=0.4mol·L-1·s-1④v(D)=0.45mol·L-1·s-1则该反应在不同条件下速率的快慢顺序为：

。方法一：归一法方法二：比值法④>③=②>①【课堂小测】2、对于可逆反应4NH3+5O2

⇌6H2O(g)+4NO在不同条件下的化学反应速率如下，其中表示反应速率最快的是（

）。A、v(H2O)=0.05mol/(L∙s)B、v(O2)=1mol/(L∙min)C、v(NO)=1.6mol/(L∙min)D、v(NH3)=1.2mol/(L∙min)A影响化学反应速率的因素二相同条件下，不同的化学反应有不同的反应速率。反应物本身的性质（内因）反应物组成、结构、性质等室温下1天1~2周决定同一化学反应的速率，受到外界因素的影响。

温度浓度压强催化剂等烘干影响1、内因不同的化学反应，具有不同的反应速率，这说明化学反应速率的大小主要取决于

。即：反应物的化学性质越活泼，化学反应速率v越快。反应物本身的性质（组成、结构、性质等）

钠与水反应镁与水反应2、外因条件改变对化学反应速率的影响浓度增大反应物的浓度减小反应物的浓度温度升高温度降低温度催化剂正催化剂负催化剂2、外因条件改变对化学反应速率的影响压强恒温增大体积压缩体积恒容充入气体反应物充入惰性气体恒压充入惰性气体接触面积反应物：块状→粉末状【实验探究1】定性研究影响化学反应速率的因素【提出问题】

浓度、温度、催化剂等因素如何影响化学反应速率？

如何比较化学反应速率的快慢？【实验探究】选择实验用品，设计实验探究影响化学反应速率的因素。【实验用品】

烧杯、试管、量筒、试管架、胶头滴管、温度计、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、蒸馏水、热水。【实验探究1】定性研究影响化学反应速率的因素【实验原理】

①Na2S2O3＋H2SO4===Na2SO4＋SO2↑＋S↓＋H2O

②2H2O2===2H2O＋O2↑【设计思路】控制变量法（变量唯一）a.选取同一个反应，探究不同因素产生的影响。b.选取不同的反应，探究同一因素产生的影响。编号Na2S2O3溶液H2SO4溶液出现浑浊的快慢反应温度浓度/(mol/L)体积/mL浓度/(mol/L)体积/mL12（1）浓度对化学反应速率的影响通过①Na2S2O3＋H2SO4===Na2SO4＋SO2↑＋S↓＋H2O设计实验。实验用品：0.1mol/LNa2S2O3溶液、0.1mol/LH2SO4溶液、0.5mol/LH2SO4溶液、5%H2O2溶液、1mol/LFeCl3溶液、蒸馏水、热水。方案一：5555浑浊较快浑浊较慢室温室温（1）浓度对化学反应速率的影响【结论】

其它条件相同时，增大反应物浓度，反应速率增大；

减小反应物浓度，反应速率减小。（1）浓度对化学反应速率的影响通过①Na2S2O3＋H2SO4===Na2SO4＋SO2↑＋S↓＋H2O设计实验。实验用品：0.1mol/LNa2S2O3溶液、0.1mol/LH2SO4溶液、0.5mol/LH2SO4溶液、5%H2O2溶液、1mol/LFeCl3溶液、蒸馏水、热水。方案二：【注】严格控制变量唯一。编号0.1mol/LNa2S2O3溶液0.1mol/LH2SO4溶液出现浑浊的快慢反应温度123mL5mL5mL5mL浑浊较慢浑浊较快室温室温蒸馏水0mL2mL（1）浓度对化学反应速率的影响通过②2H2O2===2H2O＋O2↑设计实验。实验用品：0.1mol/LNa2S2O3溶液、0.1mol/LH2SO4溶液、0.5mol/LH2SO4溶液、5%H2O2溶液、1mol/LFeCl3溶液、蒸馏水、热水。编号5%H2O2溶液1mol/LFeCl3溶液相同时间出现气泡的多少反应温度122mL1mL4mL1mL气泡较少气泡较多室温室温蒸馏水0mL2mL（2）温度对化学反应速率的影响通过①Na2S2O3＋H2SO4===Na2SO4＋SO2↑＋S↓＋H2O设计实验。实验用品：0.1mol/LNa2S2O3溶液、0.1mol/LH2SO4溶液、0.5mol/LH2SO4溶液、5%H2O2溶液、1mol/LFeCl3溶液、蒸馏水、热水。方案一：编号水浴温度/℃0.1mol/LNa2S2O3溶液0.1mol/LH2SO4溶液出现浑浊的快慢12705mL5mL5mL205mL浑浊较快浑浊较慢（2）温度对化学反应速率的影响【结论】

其它条件相同时，升高温度，反应速率增大；

降低温度，反应速率减小。【注】

大量实验证明，温度每升高10℃，化学反应速率通常增大为原来的2～4倍。

这表明温度对化学反应速率的影响非常显著。（2）温度对化学反应速率的影响通过①Na2S2O3＋H2SO4===Na2SO4＋SO2↑＋S↓＋H2O设计实验。实验用品：0.1mol/LNa2S2O3溶液、0.1mol/LH2SO4溶液、0.5mol/LH2SO4溶液、5%H2O2溶液、1mol/LFeCl3溶液、蒸馏水、热水。方案二：编号水浴温度/℃0.1mol/LNa2S2O3溶液0.5mol/LH2SO4溶液出现浑浊的快慢12705mL5mL5mL205mL浑浊较快浑浊较慢（2）温度对化学反应速率的影响通过②2H2O2===2H2O＋O2↑设计实验。实验用品：0.1mol/LNa2S2O3溶液、0.1mol/LH2SO4溶液、0.5mol/LH2SO4溶液、5%H2O2溶液、1mol/LFeCl3溶液、蒸馏水、热水。编号水浴温度/℃5%H2O2溶液1mol/LFeCl3溶液相同时间出现气泡的多少12702mL1mL1mL202mL气泡较多气泡较少（3）催化剂对化学反应速率的影响通过②2H2O2===2H2O＋O2↑设计实验。实验用品：0.1mol/LNa2S2O3溶液、0.1mol/LH2SO4溶液、0.5mol/LH2SO4溶液、5%H2O2溶液、1mol/LFeCl3溶液、蒸馏水、热水。编号5%H2O2溶液1mol/LFeCl3溶液相同时间出现气泡的多少反应温度122mL0mL2mL1mL气泡较少气泡较多室温室温蒸馏水0mL1mL（3）催化剂对化学反应速率的影响【结论】

其它条件相同时，使用正催化剂，化学反应速率增大；使用负催化剂，化学反应速率减小。【注】①不同的催化剂具有不同的催化效果。②有的催化剂能够成千上万倍的加快化学反应速率。【实验探究2】定量研究影响化学反应速率的因素【补充】化学反应速率的测定（1）测定原理利用化学反应中任意一种化学物质的浓度相关的可观测量进行测定。eg.气体的体积、体系的压强、颜色的深浅、光的吸收、导电能力等。（2）测定方法①直接观察测定：②科学仪器测定：eg.释放出气体的体积eg.光的吸收、导电能力【实验探究2】定量研究影响化学反应速率的因素【提出问题】根据不同浓度的稀硫酸与锌反应的实验，你准备如何定量测定反应速率的快慢？【实验用品】锥形瓶、分液漏斗、直角导气管、注射器（50mL）、铁架台、量筒（50mL）、胶头滴管、秒表。

锌粒、1mol/LH2SO4溶液、4mol/L

H2SO4溶液。【测定方法】①测定相同时间内收集的H2的体积。②测定收集相同体积的H2所用的时间。【实验探究2】定量研究影响化学反应速率的因素【实验原理】

Zn+H2SO4===ZnSO4+H2↑【实验装置】【实验探究2】定量研究影响化学反应速率的因素【实验设计】实验用品：锌粒、1mol/LH2SO4溶液、4mol/L

H2SO4溶液。编号锌粒H2SO4溶液相同时间内收集H2的体积收集相同体积H2所用的时间浓度/(mol/L)体积/mL122g42g1多少短长40mL40mL2、外因条件改变对化学反应速率的影响浓度增大反应物的浓度减小反应物的浓度温度升高温度降低温度催化剂正催化剂负催化剂v↑v↓v↑v↓v↑v↓【注】催化剂不提正负时，均指正催化剂。2、外因条件改变对化学反应速率的影响压强恒温增大体积压缩体积恒容充入气体反应物充入惰性气体恒压充入惰性气体接触面积反应物：块状→粉末状v↓v↑v↑v→v↓v↑【注】此处，惰性气体指不参加反应的气体。【课堂小测】1、在下列影响化学反应速率的外界因素中，肯定能使化学反应速率加快的方法是（）。①升高温度②使用催化剂③增大反应物浓度④将块状固体反应物磨成粉末⑤增大压强A．①②③⑤

B．①②④⑤C．①②④D．①②③④D【课堂小测】2、可使C(s)+CO2(g)⇌2CO(g)化学反应速率增大的措施是（）。①缩小容器体积②升高温度③恒容条件下充N2④增加碳的量⑤恒压下充N2A．①②③④⑤B．①②③C．①②D．②③C如何解释浓度、温度、催化剂、压强等因素对化学反应速率的影响呢？活化能碰撞理论活化能三【化学反应】研究发现，大多数化学反应并不是经过简单碰撞就能完成的，而往往经过多个反应步骤才能实现。eg.2HI=H2+I2实际上是经过下列两步反应完成的：第一步：2HI→H2+2I·第二步：2I·→I2自由基：带有单电子的原子或原子团。这其中的每一步反应都称为基元反应。这两个先后进行的基元反应反映了2HI=H2+I2的反应历程。反应历程又称反应机理。基元反应发生的先决条件是反应物的分子必须发生碰撞。1、基元反应由反应物分子直接碰撞发生相互作用一步生成生成物分子的反应。【注】基元反应过程中没有中间产物。2、反应历程（1）含义与某化学反应有关的一组基元反应反映了该反应的反应历程，又称反应机理。（2）特点①化学反应不同，反应历程不同。②同一化学反应在不同条件下的反应历程也可能不同。3、非基元反应（复合反应）由两个或两个以上的基元反应组合而成的复杂反应。通过实验方法可检测到中间产物，但中间产物在后续反应中被消耗掉。【注】①绝大多数化学反应为非基元反应。②对于由多个基元反应组成的化学反应，其总反应的反应速率由反应速率最慢的一步基元反应决定。4、有效碰撞【简化的有效碰撞模型】分子无规则高速运动↓彼此碰撞（每秒约1028次）力道不足进不去球取向不对进不去球力道、取向恰好进球【碰撞理论】——eg.投篮【简化的有效碰撞模型】分子无规则高速运动↓彼此碰撞（每秒约1028次）↓↓有效碰撞无效碰撞碰撞理论：反应物分子间的相互碰撞是反应进行的必要条件，但并不是每次碰撞都能引起反应，只有少数分子碰撞才能发生化学反应。能引发化学反应的碰撞称之为有效碰撞。吉尔伯特·牛顿·路易斯4、有效碰撞（1）定义：（2）条件：能够发生化学反应的碰撞叫做有效碰撞。①反应物分子必须具有一定能量。②碰撞时要有合适的取向。能量不足，碰撞无法发生反应HIHIHIHI取向不对，碰撞无法发生反应HIHIHIHI有效碰撞，发生反应H2I2HIHI【碰撞理论】——eg.HI分解4、有效碰撞（1）定义：（2）条件：（3）实质：【注】某一个化学反应的速率大小与单位时间内分子有效碰撞的次数有关，单位时间内有效碰撞的次数越多，该反应的速率越快。能够发生化学反应的碰撞叫做有效碰撞。①反应物分子必须具有一定能量。②碰撞时要有合适的取向。有效碰撞能使化学键断裂，从而发生化学反应。5、活化分子具有足够的能量，可能发生有效碰撞的分子。6、活化能活化分子具有的平均能量与反应物分子具有的平均能量之差。活化分子与活化能能量反应物生成物反应过程活化能E1E2活化分子变成生成物分子放出的能量。活化分子比普通分子多具有的能量。正反应活化能活化分子逆反应活化能反应热【注】①活化能越高，活化分子所占的百分数越少，单位体积内活化分子数越少，单位时间内有效碰撞的次数