【化学】化学反应速率 课件-2023-2024学年高二上学期人教版（2019）化学选择性必修1.pptx

第一节第一节化学反应速率化学反应速率（一）（一）基元反应：基元反应：由反应物分子直接碰撞发生相互作用由反应物分子直接碰撞发生相互作用一步一步生成生成物分子的反应生成生成物分子的反应基元反应过程中没有中间产物基元反应过程中没有中间产物非基元反应：非基元反应：由由两个两个或或两个以上两个以上的的基元反应基元反应组合而成的复杂反应。组合而成的复杂反应。通过实验方法可检测到通过实验方法可检测到中间产物中间产物，但中间产物在后续反应中被消耗，但中间产物在后续反应中被消耗掉掉。绝大多数化学反应为非基元反应绝大多数化学反应为非基元反应2HIH2+2I 2I I2例：例：2HI=H2+I2，实际上是经过下列两步反应，实际上是经过下列两步反应完成：完成：基元反应基元反应基元反应基元反应反应反应历程（反应机理）：历程（反应机理）：基元反应基元反应构成的反应序列构成的反应序列自由基三、活化能三、活化能资料卡片资料卡片资料卡片资料卡片讨论：利用某分子筛作催化剂，NH3可脱除废气中的NO和NO2，生成两种无毒物质，其反应历程如图所示：N2、H2O(2)题述历程的总反应为_。2NH3(3)由反应历程可知，(NH4)(HNO2)是该反应的_。中间产物(1)X是_。在催化循环反应体系中：催化剂首先直接和原料反应，反应前后存在，反应过程中不存在，催化剂可循环再生，即“失而复得”；中间体(中间产物)只在反应过程中出现。v=kc(H2O2)c(HI)k称为反应速率常数称为反应速率常数，表示单位浓度下的化学反应速率。，表示单位浓度下的化学反应速率。k与浓度无关，与浓度无关，但受温度、催化剂、固体表面性质的影响。但受温度、催化剂、固体表面性质的影响。知识拓展知识拓展知识拓展知识拓展对于任意基元反应：对于任意基元反应：mA+nB=pC+qD v=k cm(A)cn(B)在一定温度下，在一定温度下，基元反应基元反应的速率与反应物浓度（以反应方程式中的计量系数为指数）的速率与反应物浓度（以反应方程式中的计量系数为指数）的乘积成正比，的乘积成正比，知识拓展知识拓展知识拓展知识拓展分子无规则高速运动分子无规则高速运动彼此彼此碰撞（每秒约每秒约1028次）有效碰撞无效碰撞发生反应不发生反应基元反应发生的先决条件是反应物的分子必须发生碰撞！力量不够取向不好好球！有效碰撞有效碰撞有效碰撞：能够能够引发化学反应的碰撞引发化学反应的碰撞。活化分子活化分子：能量能量较高、能够发生有效碰撞的分子。较高、能够发生有效碰撞的分子。反应物分子是反应物分子是活化分子活化分子。发生合适取向的碰撞。发生合适取向的碰撞。条条件件能量反应过程E1E2反应物生成物活化分子反应热活化分子变成生成物分子放出的能量活化能反应热=E1-E2正反应的活化能正反应的活化能逆反应逆反应的活化能的活化能（二）简单碰撞理论：（二）简单碰撞理论：活化能：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。活化分子具有的平均能量与反应物分子具有的平均能量之差。活化能活化分子能量反应过程反应物生成物E1E2吸热吸热反应能量反应过程反应物生成物E1E2放热放热反应meiyangyang8602化学反应的过程化学反应的过程普通分子普通分子吸收 能量活化分子有效碰撞有效碰撞生成物生成物放出放出 能量能量 H H活化能活化能科学视野科学视野过渡态理论过渡态理论过渡态理论过渡态理论认为，当两个具有足够能量的反应物分子相互接近时，分子中的认为，当两个具有足够能量的反应物分子相互接近时，分子中的化学键要重排，能量重新分配。在反应过程中要经过一个中间的过渡态，先化学键要重排，能量重新分配。在反应过程中要经过一个中间的过渡态，先生成活化配合物，然后再分解为产物。生成活化配合物，然后再分解为产物。一个化学反应由几个基元反应完成，每一个基元反应都经历一个过渡态，达到该过渡态所需要的活化能(如图E1、E2)基元反应的基元反应的活化能越大活化能越大，反应物，反应物到达到达过渡态过渡态越越不容易不容易，该基元反应的，该基元反应的速率就越慢速率就越慢。一个化学反应的一个化学反应的速率取决于速率速率取决于速率最慢最慢的基元反应。的基元反应。化学反应化学反应速率与活化能速率与活化能化学反应的速率大小化学反应的速率大小单位时间内单位时间内有效碰撞的次数多少有效碰撞的次数多少单位体积内反应物中单位体积内反应物中活化分子的多少活化分子的多少反应的反应的活化能的大小活化能的大小反应物的性质反应物的性质内因内因外界条件外界条件外因外因浓度、浓度、压强、压强、温度、温度、催化剂、催化剂、其他：颗粒大小、溶剂等。其他：颗粒大小、溶剂等。普通分子活化能活化分子合理 取向的碰撞有效碰撞新物质发生化学反应活化分子百分数活化分子百分数=活化分子数活化分子数反应物分子反应物分子总总数数100%100%单位体积内单位体积内单位体积内单位体积内活化分子数活化分子数活化分子数活化分子数单位体积内单位体积内单位体积内单位体积内反应物分子总数反应物分子总数反应物分子总数反应物分子总数 活化分子活化分子活化分子活化分子 百分数百分数百分数百分数 （三）运用（三）运用有效碰撞理论解释外界条件对化学反应速率的影响有效碰撞理论解释外界条件对化学反应速率的影响1、浓度浓度对化学反应速率的影响：对化学反应速率的影响：规律：当其他条件不变时，增大反应物的浓度，反应速率加快；反之，反应速率减慢。规律：当其他条件不变时，增大反应物的浓度，反应速率加快；反之，反应速率减慢。理论解释：理论解释：影响影响外因外因 单位体积内单位体积内有效碰撞次数有效碰撞次数化学反化学反应速率应速率分子总数分子总数活化分子数活化分子数活化分子百分数活化分子百分数增大浓度增大浓度增加增加增加增加增加增加加快加快不变不变（1）反应物是纯液体或固体，其浓度是常数，因此改变它们的量反应速率不变。）反应物是纯液体或固体，其浓度是常数，因此改变它们的量反应速率不变。（2）一般来说，固体反应物表面积越大，反应速率越大。一般来说，固体反应物表面积越大，反应速率越大。*增加水的量增加水的量 若在若在稀水溶液中稀水溶液中进行的反应，无论水是否参加反应，进行的反应，无论水是否参加反应，加加水视为水视为对其它反应物的稀释，速率减小对其它反应物的稀释，速率减小。以以水蒸气水蒸气形式或形式或非水体系非水体系水参加的反应，增加其浓度水参加的反应，增加其浓度，可，可加快反应速率加快反应速率。思思 考：考：大理石分别与大理石分别与 1mol/L的盐酸的盐酸10mL、0.1mol/L的盐酸的盐酸200mL反应，反应，谁的速度快？谁的速度快？【注意注意】讨论讨论1：把下列四种把下列四种X溶液，分别加进四个盛有溶液，分别加进四个盛有10mL、2mol/L的盐酸的盐酸的烧杯中的烧杯中，并且并且均加水稀释至均加水稀释至50mL，此时，此时，X和盐酸缓缓和盐酸缓缓地进行地进行反应，其中反应速率最快的是反应，其中反应速率最快的是（）（）A 10mL 2mol/L B 20mL 2mol/L C 10mL 4mol/L D 20mL 3mol/L讨论讨论2：恒温恒容的容器中进行反应恒温恒容的容器中进行反应N2O4(g)若反应物浓度由若反应物浓度由0.1mol/L降到降到0.06mol/L需需20s，那么，反应，那么，反应物浓度物浓度由由0.06mol/L降到降到0.024mol/L，需反应的时间为（，需反应的时间为（）A等于等于18s B等于等于12s C大于大于18s D小于小于18s2NO2(g)H0，2、温度温度对化学反应速率的影响：对化学反应速率的影响：规律：当其他条件不变时，升高温度，反应速率加快；反之，反应速率减慢。规律：当其他条件不变时，升高温度，反应速率加快；反之，反应速率减慢。理论解释：理论解释：影响影响外因外因 单位体积内单位体积内有效碰撞次数有效碰撞次数化学反应速率化学反应速率分子总数分子总数活化分子数活化分子数升高温度升高温度不变不变增加增加增加增加加快加快3、压强压强对化学反应速率的影响：对化学反应速率的影响：规律：当其他条件不变时，对于规律：当其他条件不变时，对于有气体参加有气体参加的反应，增大压强的反应，增大压强(减少容器的容积减少容器的容积)相相当于增大反应浓度，反应速率加快；减小压强当于增大反应浓度，反应速率加快；减小压强(增大容器的容积增大容器的容积)相当于减小反应浓度，相当于减小反应浓度，反应速率减慢。反应速率减慢。理论解释：理论解释：影响影响外因外因 单位体积内单位体积内有效碰撞次数有效碰撞次数化学反应速率化学反应速率分子总数分子总数活化分子数活化分子数增大压强增大压强增加增加增加增加增加增加加快加快4、催化剂催化剂对化学反应速率的影响：对化学反应速率的影响：规律：当其他条件不变时，使用适当的催化剂，较大程度地增大化学反应速率。规律：当其他条件不变时，使用适当的催化剂，较大程度地增大化学反应速率。理论解释：理论解释：影响影响外因外因 单位体积内单位体积内有效碰撞次数有效碰撞次数化学反应速率化学反应速率分子总数分子总数活化分子数活化分子数使用催化剂使用催化剂不变不变增加增加增加增加加快加快影响化学反应速率因素的解释单位时间内、单位体积内有效碰撞次数改变改变化学改变化学反应速率反应速率简单碰撞理论浓度、压强浓度、压强活化分子的百分数增大温度、催化剂温度、催化剂单位体积内活化分子数增多单位体积内活化分子数增多单位体积内活化分子数增多单位体积内活化分子数增多活化分子数变，反应速率不一定变；但单位体积内活化分子数变，或者活化分子活化分子数变，反应速率不一定变；但单位体积内活化分子数变，或者活化分子百分数变，则反应速率一定变。百分数变，则反应速率一定变。对于可逆反应，升温、加压，加入催化剂既加快正反应速率又加快逆反应速率。对于可逆反应，升温、加压，加入催化剂既加快正反应速率又加快逆反应速率。单位体积内活化分子总数增加【归纳小结归纳小结】【注意注意】a.压强对固体和液体（溶液）间的反应无影响压强对固体和液体（溶液）间的反应无影响b.对于反应物和生成物都有气体的可逆反应，对于反应物和生成物都有气体的可逆反应，增大压强，正、逆反应速率都增大；增大压强，正、逆反应速率都增大；减小压强，正、逆反应速率都减小减小压强，正、逆反应速率都减小c.注意注意“真真”变和变和“假假”变。若体系的变。若体系的压强变化压强变化而使反应物而使反应物 或生成物的或生成物的浓度发生变化浓度发生变化即即“真真”变，否则是变，否则是“假假”变。变。讨讨论论：A(g)B(g)=C(g)，恒恒温温恒恒容容，充充入入氦氦气气，对对反反应应速速率率有有何何影影响响？恒温恒压，充入氦气，对反应速率又有何影响？恒温恒压，充入氦气，对反应速率又有何影响？【小结】对于有气体参加的反应体系，有以下几种情况：恒温时：增大压强 恒容时：a充入气体反应物 b充入“惰气”恒压时：充入“惰气”体积缩小浓度增大 反应速率加快浓度增大反应速率加快各物质浓度不变反应速率不变各物质浓度减小反应速率减慢体积增大艾哈迈德泽维尔（，Ahmed Hassan Zewail），埃及化学家，飞秒化学专家。他研究的技术能将研究化学反应的时间尺度缩减至飞秒，透过摄影将化学反应中每个微细变化忠实地纪录。飞秒化学飞秒化学 选必1教材 P28 讨论讨论2：在在C(s)+CO2(g)2CO(g)反应中可使反应速率增大的措施是反应中可使反应速率增大的措施是()缩小容器缩小容器的的容容积积;增加碳的量增加碳的量;恒容时通入恒容时通入CO2;恒压下充入恒压下充入N2;恒容下充入恒容下充入N2A.B.C.D.C 讨论讨论3：已知已知Cl2(g)CO(g)COCl2(g)的速率方程的速率方程vkc1/2(Cl2)c(CO)(k为速率常为速率常数，只受温度影响数，只受温度影响)，该反应可认为经过以下反应历程：，该反应可认为经过以下反应历程：第一步：第一步：Cl22Cl快速反应快速反应第二步：第二步：ClCOCOCl快速反应快速反应第三步：第三步：COClCl2COCl2Cl慢反应慢反应下列说法正确的是下列说法正确的是()A第一步反应和第二步反应的活化能较高第一步反应和第二步反应的活化能较高 Bc(CO)、c(Cl2)分别增大相同的倍数，对总反应速率的影响程度相同分别增大相同的倍数，对总反应速率的影响程度相同 C该总反应的速率主要取决于第三步反应该总反应的速率主要取决于第三步反应 D第三步反应的有效碰撞频率较大第三步反应的有效碰撞频率较大讨讨论论4：平流层中氟氯烃对臭氧层的破坏是由于含氯化合物的催化作用改变了臭氧分解反应的历程，其反应过程的能量变化如图。总反应：O3O 2O2。催化反应：O3Cl O2ClO；ClOO ClO2。下列说法正确的是A.EaEa1Ea2B.反应为吸热反应，反应为放热反应，因此反应速率：反应反应C.对于加了催化剂的反应：反应速率 主要由反应决定D.对于总反应，反应物的键能之和大于 生成物的键能之和讨论讨论5：反应反应2NO（g）2H2（g）N2（g）2H2O（g）中，）中，每生成每生成 7gN2放出放出166kJ的热量，该反应的速率表达式为：的热量，该反应的速率表达式为：kc m（NO）cn（H2）（）（k、m、n待测），其反应包含下列两步：待测），其反应包含下列两步：2NOH2=N2H2O2（慢）（慢）H2O2H2=2H2O（快）（快）T时测得有关实验数据如下：时测得有关实验数据如下：下列说法错误的是下列说法错误的是A该反应速率表达式：该反应速率表达式：5000c2（NO）c（H2）B整个反应速率由第整个反应速率由第步反应决定步反应决定C正反应的活化能：正反应的活化能：D该反应的热化学方程式为该反应的热化学方程式为2NO（g）2H2（g）=N2（g）2H2O（g）H664kJmol1课后作业课后作业1、复习第二节知识、复习第二节知识2、升华升华