《七章節(jié)化學(xué)反應(yīng)速率市公開(kāi)課獲獎(jiǎng)?wù)n件省名師優(yōu)質(zhì)課賽課一等獎(jiǎng)?wù)n件.ppt》由會(huì)員分享，可在線閱讀，更多相關(guān)《七章節(jié)化學(xué)反應(yīng)速率市公開(kāi)課獲獎(jiǎng)?wù)n件省名師優(yōu)質(zhì)課賽課一等獎(jiǎng)?wù)n件.ppt（22頁(yè)珍藏版）》請(qǐng)?jiān)趨R文網(wǎng)上搜索。

1、第七章第七章 化學(xué)反應(yīng)速率化學(xué)反應(yīng)速率本章主要內(nèi)容及要求：本章主要內(nèi)容及要求：1 1化學(xué)反應(yīng)速率概念及其試驗(yàn)測(cè)定方法。化學(xué)反應(yīng)速率概念及其試驗(yàn)測(cè)定方法。2 2了解反應(yīng)速率理論：碰撞理論、過(guò)渡狀態(tài)理論。了解反應(yīng)速率理論：碰撞理論、過(guò)渡狀態(tài)理論。3 3了了解解基基元元反反應(yīng)應(yīng)、復(fù)復(fù)雜雜反反應(yīng)應(yīng)、反反應(yīng)應(yīng)級(jí)級(jí)數(shù)數(shù)、反反應(yīng)應(yīng)分分子子 數(shù)概念。數(shù)概念。4 4掌握質(zhì)量作用定律和化學(xué)反應(yīng)速率方程式。掌握質(zhì)量作用定律和化學(xué)反應(yīng)速率方程式。5 5掌握濃度、溫度及催化劑對(duì)反應(yīng)速率影響。掌握濃度、溫度及催化劑對(duì)反應(yīng)速率影響。6 6掌掌握握溫溫度度與與反反應(yīng)應(yīng)速速率率關(guān)關(guān)系系阿阿侖侖尼尼烏烏斯斯經(jīng)經(jīng)驗(yàn)驗(yàn)公公式式，并并

2、能能用用活活化化分分子子、活活化化能能等等概概念念解解釋釋濃濃度度、溫溫度度、催化劑等外界原因?qū)Ψ磻?yīng)速率影響。催化劑等外界原因?qū)Ψ磻?yīng)速率影響。1/22-化學(xué)反應(yīng)速率定義及其表示方法化學(xué)反應(yīng)速率定義及其表示方法1-1 1-1 化學(xué)反應(yīng)速率概念化學(xué)反應(yīng)速率概念 是指一定條件下單位時(shí)間內(nèi)某化學(xué)反應(yīng)反應(yīng)物轉(zhuǎn)變?yōu)樯侵敢欢l件下單位時(shí)間內(nèi)某化學(xué)反應(yīng)反應(yīng)物轉(zhuǎn)變?yōu)樯晌锼俾?。成物速率。?duì)于均勻體系恒容（對(duì)于均勻體系恒容（V V不變）反應(yīng)，習(xí)慣用單位時(shí)間內(nèi)不變）反應(yīng)，習(xí)慣用單位時(shí)間內(nèi)反應(yīng)物濃度降低或生成物濃度增加來(lái)表示，而且習(xí)取正值。反應(yīng)物濃度降低或生成物濃度增加來(lái)表示，而且習(xí)取正值。濃度單位通慣用濃度單位通

3、慣用molLmolL-1-1，時(shí)間單位視反應(yīng)快慢，可分別用，時(shí)間單位視反應(yīng)快慢，可分別用秒秒(s)(s)、分、分(min)(min)或小時(shí)或小時(shí)(h)(h)等表示。這么，化學(xué)反應(yīng)速率單等表示。這么，化學(xué)反應(yīng)速率單位可為位可為molLmolL-1-1ss-1-1、molLmolL-1-1minmin-1-1、molLmolL-1-1hh-1-1。2/22比如：比如：N N2 2O O5 5NONO2 2+O+O2 2 3/22 從表從表7-17-1數(shù)據(jù)可知數(shù)據(jù)可知,不一樣時(shí)間間隔里不一樣時(shí)間間隔里,反應(yīng)反應(yīng) 不一樣且不一樣且三個(gè)式子都表示同一化學(xué)反應(yīng)速率，但采取不一樣物質(zhì)濃度改三個(gè)式子都表示同一

4、化學(xué)反應(yīng)速率，但采取不一樣物質(zhì)濃度改變來(lái)表示時(shí)，其數(shù)值不一定相同，但它們之間有內(nèi)在聯(lián)絡(luò)：變來(lái)表示時(shí)，其數(shù)值不一定相同，但它們之間有內(nèi)在聯(lián)絡(luò)：(每消耗每消耗2mol N2mol N2 2O O5 5就產(chǎn)生就產(chǎn)生mol NOmol NO2 2和和1mol O1mol O2 2)以上所討論反應(yīng)速率都是某一段時(shí)間內(nèi)平均反應(yīng)速率，當(dāng)以上所討論反應(yīng)速率都是某一段時(shí)間內(nèi)平均反應(yīng)速率，當(dāng) 時(shí)，時(shí)，則可表示某一時(shí)刻化學(xué)反應(yīng)速率，稱為瞬間反應(yīng)速則可表示某一時(shí)刻化學(xué)反應(yīng)速率，稱為瞬間反應(yīng)速率率.普通用作圖法求得。普通用作圖法求得。4/22 顯然，在這里用三種物質(zhì)表示速率之比是顯然，在這里用三種物質(zhì)表示速率之比是2

5、2:4:1:4:1，它們，它們之間比值為反應(yīng)方程式中對(duì)應(yīng)物質(zhì)化學(xué)式前系數(shù)比。之間比值為反應(yīng)方程式中對(duì)應(yīng)物質(zhì)化學(xué)式前系數(shù)比。對(duì)于普通反應(yīng)：對(duì)于普通反應(yīng)：對(duì)于普通反應(yīng)：對(duì)于普通反應(yīng)：aA+bB=dD+eEaA+bB=dD+eE 可表示為：可表示為：=CCA A/a/at=t=CCB B/b/bt t =C =CD D/d/dt=Ct=CE E/e/ett5/222-2 2-2 反應(yīng)速率表示：反應(yīng)速率表示：某一時(shí)刻反應(yīng)速率、瞬時(shí)速率某一時(shí)刻反應(yīng)速率、瞬時(shí)速率 平均速率平均速率 用反應(yīng)中任何物質(zhì)表示反應(yīng)速率，數(shù)值上都是一樣；用反應(yīng)中任何物質(zhì)表示反應(yīng)速率，數(shù)值上都是一樣；瞬時(shí)速率測(cè)定能夠由作圖法得到：以

6、瞬時(shí)速率測(cè)定能夠由作圖法得到：以c-tc-t作圖作圖,得一曲線，得一曲線，要求某一時(shí)刻要求某一時(shí)刻c c瞬間反應(yīng)速率，在瞬間反應(yīng)速率，在c c點(diǎn)作曲線切線，切線斜率即點(diǎn)作曲線切線，切線斜率即為瞬間反應(yīng)速率。為瞬間反應(yīng)速率。6/227-2 反應(yīng)速率理論介紹2-1 2-1 碰撞理論碰撞理論 反應(yīng)物分子反應(yīng)物分子(或原子、離子或原子、離子)之間必須相互碰撞，才有可能之間必須相互碰撞，才有可能發(fā)生化學(xué)反應(yīng)。不過(guò)反應(yīng)物分子之間并不是每一次碰撞都能發(fā)發(fā)生化學(xué)反應(yīng)。不過(guò)反應(yīng)物分子之間并不是每一次碰撞都能發(fā)生反應(yīng)。生反應(yīng)。活化分子活化分子:是指一些動(dòng)能特大是指一些動(dòng)能特大,且能發(fā)生有效碰撞分子且能發(fā)生有效碰撞

7、分子.活化能（活化能（Ea Ea）:活化分子平均能量與反應(yīng)物分子平均能量之活化分子平均能量與反應(yīng)物分子平均能量之差，即差，即 ：Ea Ea 活化分子活化分子Ea*Ea*普通分子普通分子E E 普通化學(xué)反應(yīng)活化能約在普通化學(xué)反應(yīng)活化能約在4040400KJ.mol400KJ.mol-1-1之間。在一定溫之間。在一定溫度下，反應(yīng)時(shí)活化能（度下，反應(yīng)時(shí)活化能（EaEa）越大，活化分子所占百分?jǐn)?shù)越小，）越大，活化分子所占百分?jǐn)?shù)越小，反應(yīng)速度越慢。反之反應(yīng)速度越慢。反之Ea Ea 越小，活化分子所占百分?jǐn)?shù)越大，反越小，活化分子所占百分?jǐn)?shù)越大，反應(yīng)速度越快。應(yīng)速度越快。7/222-2 2-2 過(guò)渡狀態(tài)理論

8、過(guò)渡狀態(tài)理論 過(guò)渡狀態(tài)理論認(rèn)為：化學(xué)反應(yīng)不只是經(jīng)過(guò)反過(guò)渡狀態(tài)理論認(rèn)為：化學(xué)反應(yīng)不只是經(jīng)過(guò)反應(yīng)物分子之間簡(jiǎn)單碰撞就能完成，而是在碰撞后先要應(yīng)物分子之間簡(jiǎn)單碰撞就能完成，而是在碰撞后先要經(jīng)過(guò)一個(gè)中間過(guò)渡狀態(tài)，即首先形成一個(gè)活性集團(tuán)經(jīng)過(guò)一個(gè)中間過(guò)渡狀態(tài)，即首先形成一個(gè)活性集團(tuán)(活化配合物活化配合物)反應(yīng)物反應(yīng)物 活化配合物活化配合物(過(guò)渡狀態(tài)過(guò)渡狀態(tài))生成物生成物8/22比如：在以下反應(yīng)中 A BC AB C 反應(yīng)過(guò)程中伴隨A，B，C三原子相對(duì)位置改變形成活化配合物(ABC)(過(guò)渡狀態(tài))：A BC（ABC)AB C9/227-3 7-3 影響化學(xué)反應(yīng)速率原因影響化學(xué)反應(yīng)速率原因3-1 3-1 濃度對(duì)

9、化學(xué)反應(yīng)速率影響濃度對(duì)化學(xué)反應(yīng)速率影響 恒恒T T條件下條件下,V,V主要決定于反應(yīng)物濃度，反應(yīng)物濃度越大主要決定于反應(yīng)物濃度，反應(yīng)物濃度越大,V,V越快越快,這個(gè)現(xiàn)象可用碰撞理論來(lái)解釋這個(gè)現(xiàn)象可用碰撞理論來(lái)解釋:在恒在恒T T條件下條件下,對(duì)某一化學(xué)反應(yīng)來(lái)說(shuō)對(duì)某一化學(xué)反應(yīng)來(lái)說(shuō),反應(yīng)物中活化分子百反應(yīng)物中活化分子百分?jǐn)?shù)是一定分?jǐn)?shù)是一定.增加反應(yīng)物濃度時(shí)增加反應(yīng)物濃度時(shí),單位體積活化分子數(shù)目增多單位體積活化分子數(shù)目增多,反應(yīng)物分子有效碰撞頻率增大反應(yīng)物分子有效碰撞頻率增大,V,V增大。增大。1 1基元反應(yīng)：基元反應(yīng)：對(duì)于簡(jiǎn)單反應(yīng)，反應(yīng)物分子在有效碰撞中經(jīng)過(guò)對(duì)于簡(jiǎn)單反應(yīng)，反應(yīng)物分子在有效碰撞中經(jīng)過(guò)

10、一次化學(xué)改變就能轉(zhuǎn)化為產(chǎn)物反應(yīng)。一次化學(xué)改變就能轉(zhuǎn)化為產(chǎn)物反應(yīng)。2 2基元反應(yīng)化學(xué)反應(yīng)速率方程式：可由質(zhì)量作用定律描述基元反應(yīng)化學(xué)反應(yīng)速率方程式：可由質(zhì)量作用定律描述10/223.3.質(zhì)量作用定律：恒溫下，基元反應(yīng)反應(yīng)速度與各反應(yīng)物濃度系數(shù)質(zhì)量作用定律：恒溫下，基元反應(yīng)反應(yīng)速度與各反應(yīng)物濃度系數(shù)方次乘積成正比。方次乘積成正比。比如：基元反應(yīng)比如：基元反應(yīng) aA+bB gG+hH aA+bB gG+hH 速率方程速率方程 V=V=k k 速率常數(shù)速率常數(shù)k k 意義意義:可了解為當(dāng)反應(yīng)物濃度都為單位濃度時(shí)反應(yīng)速率；可了解為當(dāng)反應(yīng)物濃度都為單位濃度時(shí)反應(yīng)速率；k k由化學(xué)反應(yīng)本身決定，是化學(xué)反應(yīng)在

11、一定溫度時(shí)特征常數(shù)；由化學(xué)反應(yīng)本身決定，是化學(xué)反應(yīng)在一定溫度時(shí)特征常數(shù)；相同條件下，相同條件下，k k值越大，反應(yīng)速率越快；值越大，反應(yīng)速率越快；k k數(shù)值與反應(yīng)物濃度無(wú)關(guān)。數(shù)值與反應(yīng)物濃度無(wú)關(guān)。11/224 4非基元反應(yīng)非基元反應(yīng)：反應(yīng)物分子需經(jīng)幾步反應(yīng)才能轉(zhuǎn)化為生成物反反應(yīng)物分子需經(jīng)幾步反應(yīng)才能轉(zhuǎn)化為生成物反 應(yīng)。應(yīng)。比如：比如：H H2 2+I+I2 2 2HI 2HI 分二步進(jìn)行分二步進(jìn)行 （1 1）I I2 2 2I (2I (快反應(yīng)快反應(yīng))（2 2）2I+H2I+H2 2 2HI (2HI (慢反應(yīng)慢反應(yīng))速率方程速率方程V=V=k k 對(duì)于非基元反應(yīng)，其反應(yīng)速率方程只有經(jīng)過(guò)試驗(yàn)來(lái)

12、確定。對(duì)于非基元反應(yīng)，其反應(yīng)速率方程只有經(jīng)過(guò)試驗(yàn)來(lái)確定。12/225.5.反應(yīng)分子數(shù)和反應(yīng)級(jí)數(shù)反應(yīng)分子數(shù)和反應(yīng)級(jí)數(shù)反應(yīng)分子數(shù)反應(yīng)分子數(shù):從微觀上用來(lái)說(shuō)明各反應(yīng)物分子經(jīng)碰撞而發(fā)生過(guò)從微觀上用來(lái)說(shuō)明各反應(yīng)物分子經(jīng)碰撞而發(fā)生過(guò)程中所包含分子數(shù)，所以反應(yīng)分子數(shù)僅對(duì)基元反應(yīng)而言。按反程中所包含分子數(shù)，所以反應(yīng)分子數(shù)僅對(duì)基元反應(yīng)而言。按反應(yīng)物分子數(shù)應(yīng)物分子數(shù),基元反應(yīng)可分為三類：基元反應(yīng)可分為三類：?jiǎn)畏肿臃磻?yīng)單分子反應(yīng):分解反應(yīng)或異構(gòu)化反應(yīng)分解反應(yīng)或異構(gòu)化反應(yīng) 雙分子反應(yīng)雙分子反應(yīng):多數(shù)反應(yīng)多數(shù)反應(yīng) 三分子反應(yīng)三分子反應(yīng):少數(shù)反應(yīng)少數(shù)反應(yīng) 三個(gè)質(zhì)點(diǎn)同時(shí)碰撞幾率很小三個(gè)質(zhì)點(diǎn)同時(shí)碰撞幾率很小反應(yīng)級(jí)數(shù)反應(yīng)級(jí)數(shù):

13、反應(yīng)速率方程中各反應(yīng)物濃度指數(shù)之和。反應(yīng)速率方程中各反應(yīng)物濃度指數(shù)之和。反應(yīng)級(jí)數(shù)能夠是反應(yīng)級(jí)數(shù)能夠是0,1,2,3 0,1,2,3 或分?jǐn)?shù)或分?jǐn)?shù) 。對(duì)于基元反應(yīng)反應(yīng)分子數(shù)與反應(yīng)級(jí)數(shù)是一致。對(duì)于基元反應(yīng)反應(yīng)分子數(shù)與反應(yīng)級(jí)數(shù)是一致。13/226.6.速率常數(shù)速率常數(shù)k k單位與反應(yīng)級(jí)數(shù)關(guān)系單位與反應(yīng)級(jí)數(shù)關(guān)系 反應(yīng)級(jí)數(shù)反應(yīng)級(jí)數(shù) 速率方程速率方程 k k單位單位 1 V=1 V=k k(A)s(A)s-1-1 2 V=2 V=k k(A)(A)2 2 dm dm3 3 mol mol-1-1 s s N V=N V=k k(A)(A)N N (dm (dm3 3 mol mol-1-1)N-1N-1

14、s s-2-2 0 V=0 V=k k mol dm mol dm-3-3 s s-1-1所以，由所以，由k k單位，可判斷出反應(yīng)級(jí)數(shù)單位，可判斷出反應(yīng)級(jí)數(shù).14/22 溫度對(duì)反應(yīng)速率有顯著影響，且其影響較復(fù)雜，多數(shù)化學(xué)溫度對(duì)反應(yīng)速率有顯著影響，且其影響較復(fù)雜，多數(shù)化學(xué)反應(yīng)隨溫度升高，反應(yīng)速率增大。普通來(lái)說(shuō)，溫度每升高反應(yīng)隨溫度升高，反應(yīng)速率增大。普通來(lái)說(shuō)，溫度每升高10K10K，反應(yīng)速率大約增加反應(yīng)速率大約增加2-32-3倍。倍。（1 1）用碰撞理論解釋）用碰撞理論解釋:溫度升高，活化分子百分?jǐn)?shù)增加，有效溫度升高，活化分子百分?jǐn)?shù)增加，有效碰撞百分?jǐn)?shù)升高，速率增大。碰撞百分?jǐn)?shù)升高，速率增大。（

15、2 2）用過(guò)渡狀態(tài)理論解釋：不論反應(yīng)吸熱還是放熱，在反應(yīng)過(guò)）用過(guò)渡狀態(tài)理論解釋：不論反應(yīng)吸熱還是放熱，在反應(yīng)過(guò)程中反應(yīng)物必須爬過(guò)一個(gè)能壘反應(yīng)才能進(jìn)行。程中反應(yīng)物必須爬過(guò)一個(gè)能壘反應(yīng)才能進(jìn)行。3-2 3-2 溫度對(duì)化學(xué)反應(yīng)速率影響溫度對(duì)化學(xué)反應(yīng)速率影響15/221 1Arrhenius(Arrhenius(阿侖尼烏斯阿侖尼烏斯)公式公式 A A：反應(yīng)頻率因子，對(duì)確定化學(xué)反應(yīng)是一常數(shù)，A 與k同一量綱；E E a a：反應(yīng)活化能；R R：8.314 Jmol-1K-1T T：熱力學(xué)溫度16/222.2.溫度溫度T T對(duì)對(duì)k k影晌；稍有改變，影晌；稍有改變，k k有較大改變，尤其有較大改變，尤其a

16、 a較大時(shí)其較大時(shí)其改變更顯著。改變更顯著。（）升高溫度更有利于（）升高溫度更有利于a a較大反應(yīng)進(jìn)行；較大反應(yīng)進(jìn)行；（）一個(gè)反應(yīng)在低溫時(shí)速率隨溫度改變比在高溫時(shí)顯著得多。（）一個(gè)反應(yīng)在低溫時(shí)速率隨溫度改變比在高溫時(shí)顯著得多。如由試驗(yàn)測(cè)得某一反應(yīng)在一系列不一樣溫度時(shí)如由試驗(yàn)測(cè)得某一反應(yīng)在一系列不一樣溫度時(shí)k k值，以值，以lgklgk對(duì)對(duì)1/T1/T作圖，可得一直線，直線斜率為作圖，可得一直線，直線斜率為a/(2.303R)a/(2.303R)，在縱坐標(biāo)截距為，在縱坐標(biāo)截距為lgAlgA，利用直線斜率，可求反應(yīng)，利用直線斜率，可求反應(yīng)a a。17/22在1、T2時(shí)，得：或18/223.3.阿侖

17、尼烏斯公式圓滿處理了兩個(gè)問(wèn)題：阿侖尼烏斯公式圓滿處理了兩個(gè)問(wèn)題：對(duì)影響：對(duì)影響：a a一定，越高，一定，越高，越大，越大，k k越大，越大，速率越大，速率越大，k k與呈指數(shù)關(guān)系，稍有改變，與呈指數(shù)關(guān)系，稍有改變，k k有較大改變有較大改變 a a對(duì)影響：一定，對(duì)影響：一定，EaEa越小，越小，越大，越大，k k越大，越大，速率越大。速率越大。19/22-催化劑對(duì)化學(xué)反應(yīng)速率影響催化劑對(duì)化學(xué)反應(yīng)速率影響催化劑：是一個(gè)能改改變學(xué)反應(yīng)速率，其本身在反應(yīng)前催化劑：是一個(gè)能改改變學(xué)反應(yīng)速率，其本身在反應(yīng)前后質(zhì)量和化學(xué)組成均不改變物質(zhì)。后質(zhì)量和化學(xué)組成均不改變物質(zhì)。凡能加緊反應(yīng)速率催化劑叫正催化劑；凡能加緊反應(yīng)速率催化劑叫正催化劑；凡能減慢速率催化劑叫負(fù)催化劑。凡能減慢速率催化劑叫負(fù)催化劑。普通所說(shuō)催化劑是指正催化劑。普通所說(shuō)催化劑是指正催化劑。20/221催化劑改變反應(yīng)速率原因 降低了反應(yīng)活化能；不改變反應(yīng)自由能也不改變平衡常數(shù)k；縮短平衡抵達(dá)時(shí)間，加緊平衡到來(lái)。21/222催化類型化學(xué)催化：均相催化、非均相催化；生物催化：生命體中各種酶催化；物理催化：光催化、電催化。22/22