1、 第 二 章 化学反应与能量 化学反应的速率与限度 第 三 节 化学反应的速率与限度 第 二 章 化学反应与能量 化学反应的速率与限度爆炸爆炸瞬间完成瞬间完成食物变质食物变质数天数天铁钉生锈铁钉生锈 数月数月金属制金属制H2 几分钟几分钟 第 二 章 化学反应与能量 化学反应的速率与限度 不同的化学反应进行的快慢千差万不同的化学反应进行的快慢千差万别，快和慢是相对而言的，我们以上的别，快和慢是相对而言的，我们以上的判断方法都是判断方法都是定性定性地在描述反应的快慢。地在描述反应的快慢。然而，在科学研究和实际的应用中，然而，在科学研究和实际的应用中，往往需要往往需要定量定量描述一个反应进行的快慢
2、。描述一个反应进行的快慢。化学反应的快慢是化学反应的快慢是相对的相对的！什么是什么是定性定性？什么是？什么是定量定量？第 二 章 化学反应与能量 化学反应的速率与限度例如，我们学过物理都知道：例如，我们学过物理都知道：光的光的传播速度传播速度是是非常快非常快的；的；光在光在 真空中的传真空中的传 播速度为：播速度为：3108 m/s定性表达定性表达定量描述定量描述 第 二 章 化学反应与能量 化学反应的速率与限度 如何如何定量定量地描述一个化学反应进地描述一个化学反应进 行的快慢行的快慢（化学反应速率）（化学反应速率）呢？呢？在物理中我们是如何定量地判断一在物理中我们是如何定量地判断一个物体运
3、动速度快慢的？个物体运动速度快慢的？用速度来描述用速度来描述 思考：思考：【学科连接学科连接】：tcv 单位时间内物体运单位时间内物体运动的距离，即：动的距离，即：第 二 章 化学反应与能量 化学反应的速率与限度一、化学反应的速率一、化学反应的速率1 1、定义：、定义：单位时间内反应物浓度的减少量单位时间内反应物浓度的减少量或生成物浓度的增加量。或生成物浓度的增加量。2 2、符号：、符号：3 3、表达式：、表达式：4 4、单位：、单位：（小写）（小写）mol(Ls)或或 mol(Lmin)时间的变化量时间的变化量 c(反应物）反应物）=c始始 c末末；c(生成物）生成物）=c末末 c始始取取正
4、正值值tcvv浓度的变化量浓度的变化量 第 二 章 化学反应与能量 化学反应的速率与限度练练习习1：在一容积为在一容积为2 L2 L的容器中的容器中发生某化学反应，已知反应发生某化学反应，已知反应前气体前气体 A A 物质的物质的量为物质的物质的量为8 mol8 mol，2 min2 min后后 A A的物质的量的物质的量变为变为4 mol4 mol，则在这，则在这2 min2 min内内 A A的平均反应速率为多少？的平均反应速率为多少？1 mol/(L min）第 二 章 化学反应与能量 化学反应的速率与限度起始量（起始量（mol）变化量（变化量（mol）终态量（终态量（mol）（即（即2
5、s末）末）110.2=0.830.6=2.40.4例例1：在一容积为在一容积为2 L的密闭容器中，加入的密闭容器中，加入 1 mol N2 和和 3 mol H2,发生反应：发生反应：N2+3 H2 2 NH3，在，在2 s末时，测得容器中含有末时，测得容器中含有0.4 mol 的的 NH3，求该反应的化学反应速率。，求该反应的化学反应速率。解：解：N2 +3 H2 2 NH3 0.40.60.230 第 二 章 化学反应与能量 化学反应的速率与限度思考：通过以上计算结果，同学思考：通过以上计算结果，同学 们能否得出某种结论？们能否得出某种结论？讨论：讨论：1-1-22sLmol 05.0s
6、2L 2mol 2.0)N()N(tcv1-1-22sLmol 15.0s 2L 2mol 6.0)H()H(tcv1-1-33sLmol 10.0s 2L 2mol 4.0)NH()NH(tcv则：则：第 二 章 化学反应与能量 化学反应的速率与限度在同一化学反应中，各物质的化学反数在同一化学反应中，各物质的化学反数应速率之比等于方程式中的化学计量之应速率之比等于方程式中的化学计量之比。即有：比。即有：结论：结论：对于在密闭容器中的反应：对于在密闭容器中的反应：a A+b B=c C+d D 来说，存在如下关系：来说，存在如下关系：dDcCbBaA）（）（）（）（或者：vvvv)D(:)C(
7、:)B(:)A(nnnn)D(:)C(:)B(:)A(ccccdcbavvvv:)D(:)C(:)B(:)A(第 二 章 化学反应与能量 化学反应的速率与限度 化学反应速率表示的是某一段时间内化学反应速率表示的是某一段时间内的平均速率，而非某一时刻的瞬时速率；的平均速率，而非某一时刻的瞬时速率；对于同一个化学反应，用不同的物质对于同一个化学反应，用不同的物质来表示该反应的速率时，其数值可能不同，因来表示该反应的速率时，其数值可能不同，因此，在用此，在用 v v 表示化学反应速率时，必须指明是表示化学反应速率时，必须指明是用反应体系中的哪种物质作为标准；用反应体系中的哪种物质作为标准；理解化学反
8、应速率时应注意：理解化学反应速率时应注意：对于反应体系中的纯液体或纯固体，对于反应体系中的纯液体或纯固体，其浓度是恒定不变的，因此对于有纯液体或纯其浓度是恒定不变的，因此对于有纯液体或纯 固体参加的反应一般不用纯液体或纯固体来表固体参加的反应一般不用纯液体或纯固体来表 示化学反应速率。示化学反应速率。第 二 章 化学反应与能量 化学反应的速率与限度可逆反应可逆反应4NH3(g)+5O2(g)4NO(g)+6H2O(g)在在5 L的密闭容器中进行，半分的密闭容器中进行，半分钟后，钟后，NO的物质的量增加了的物质的量增加了0.3 mol，分，分别用四种物质表示该化学反应的平均速率。别用四种物质表示
9、该化学反应的平均速率。解：解：练习练习2：mol 3.0)NO()NO(始末nnc1-1-sLmol 002.0s 30L 5mol 3.0)NO(tcv1-1-2sLmol 002.045)NO(45)O(vv1-1sLmol 0025.0 第 二 章 化学反应与能量 化学反应的速率与限度可逆反应可逆反应3A(g)+B(g)2C(g)+2D(g)，在四种不同的情况下分别用不同的物质在四种不同的情况下分别用不同的物质表示其化学反应速率，其中反应进行得表示其化学反应速率，其中反应进行得最快的是最快的是（）。）。A、v（A）=0.15 mol（L min）B、v（B）=0.60 mol（L min
10、）C、v（C）=0.40 mol（L min）D、v（D）=0.01 mol（L s）方法一：将不同物质表示的反应速率化成同一物方法一：将不同物质表示的反应速率化成同一物质表示的反应速率，值大者反应速率快；反之，则慢。质表示的反应速率，值大者反应速率快；反之，则慢。方法二：用各自表示的反应速率与反应中各自的方法二：用各自表示的反应速率与反应中各自的化学计量数相比，比值大的反应速率快；反之，则慢。化学计量数相比，比值大的反应速率快；反之，则慢。练习练习3：B 第 二 章 化学反应与能量 化学反应的速率与限度二、外界条件对化学反应速率的影响二、外界条件对化学反应速率的影响 有哪些条件能够影响化学反
11、应的速有哪些条件能够影响化学反应的速率呢？下面我们通过实验进行探究。率呢？下面我们通过实验进行探究。第 二 章 化学反应与能量 化学反应的速率与限度5%的的H2O2溶液溶液科学探究：实验科学探究：实验 25FeCl3溶液溶液FeCl3溶液溶液FeCl3溶液溶液常常温温40热水热水5冷水冷水 第 二 章 化学反应与能量 化学反应的速率与限度现现 象象结结 论论 热水中热水中 常常 温温冷冷 水水 中中迅速产生气泡迅速产生气泡 较快长生气泡较快长生气泡较慢产生气泡较慢产生气泡实验实验25 第 二 章 化学反应与能量 化学反应的速率与限度温度对化学反应速率的影响温度对化学反应速率的影响 实验测得，温
12、度每升高实验测得，温度每升高1010度，化度，化学反应速率通常增大原来的学反应速率通常增大原来的2 24 4倍。倍。注意注意温度对反应速率的影响温度对反应速率的影响不会受到反应物状态的限制。不会受到反应物状态的限制。规律规律当其它条件不变时，升当其它条件不变时，升高温度，化学反应速率增大；降低温高温度，化学反应速率增大；降低温度，化学反应速率减小。度，化学反应速率减小。第 二 章 化学反应与能量 化学反应的速率与限度FeCl3溶液溶液MnO2粉末粉末5%的的H2O2溶液溶液科学探究：实验科学探究：实验 26 第 二 章 化学反应与能量 化学反应的速率与限度实验实验26 现现 象象结结 论论 不
13、加其它不加其它 试剂加入试剂加入 加入加入MnO2FeCl3溶液溶液立立 即产生即产生大量气泡大量气泡 2H2O2=2H2O+O2催化剂催化剂MnOMnO2 2能加快反应速率能加快反应速率MnO2 2H2O2=2H2O+O2催化剂催化剂FeCl3能加快反应速率能加快反应速率FeCl3溶液中有少溶液中有少量气泡出现量气泡出现 不用催化剂，化学反应不用催化剂，化学反应速率很小。速率很小。立立 即产生即产生大量气泡大量气泡 第 二 章 化学反应与能量 化学反应的速率与限度 催化剂对化学反应速率的影响催化剂对化学反应速率的影响 催化剂只有在一定的温度下才催化剂只有在一定的温度下才能最大限度的显示其催化
14、作用，不能最大限度的显示其催化作用，不同的催化剂对温度的要求不一样。同的催化剂对温度的要求不一样。规律：催化剂能改变化学反应规律：催化剂能改变化学反应的速率。有的催化剂能加快化学反的速率。有的催化剂能加快化学反应的速率，叫应的速率，叫正催化剂正催化剂；有的催化；有的催化剂能减慢化学反应速率，叫剂能减慢化学反应速率，叫负催化负催化剂剂。在实践中，若无特殊说明，凡。在实践中，若无特殊说明，凡说催化剂都是指正催化剂。说催化剂都是指正催化剂。第 二 章 化学反应与能量 化学反应的速率与限度 1963年，年，K.齐格勒、齐格勒、G.纳塔发现了利用新型纳塔发现了利用新型催化剂进行聚合的方法；催化剂进行聚合
15、的方法；1975年，年，J.W.康福思康福思 研究酶催化反应的立体研究酶催化反应的立体化学；化学；1989年，年，S.奥尔特曼，奥尔特曼，T.R.切赫发现切赫发现RNA自自身具有酶的催化功能；身具有酶的催化功能；1995年，年，P.克鲁岑、克鲁岑、M.莫利纳、莫利纳、F.S.罗兰阐罗兰阐述了对臭氧层产生影响的化学机理；述了对臭氧层产生影响的化学机理；2001年年 威廉威廉诺尔斯诺尔斯 在在“手性催化氢化反应手性催化氢化反应”领域取得成就；领域取得成就；2007 年年 格哈德格哈德埃特尔埃特尔 在表面化学领域作出在表面化学领域作出开拓贡献。开拓贡献。第 二 章 化学反应与能量 化学反应的速率与限
16、度 第 二 章 化学反应与能量 化学反应的速率与限度1.即便我们知道了制约宇宙的有关定律，我们仍然不能利用它们去预言遥远的未来。这是因为物理方程的解会呈现出一种称作混沌的性质。这表明方程可能是不稳定的：在某一时刻对系统作非常微小的改变，系统的未来行为很快会变得完全不同.2.在不稳定或混沌的系统中，一般地存在一个时间尺度，初始状态下的小改变在这个时间尺度将增长到两倍。在地球大气的情形下，这个时间尺度是五天的数量级，大约为空气绕地球吹一圈的时间。3.人们可以在五天之内作相当准确的天气预报，但是要做更长远得多的天气预报，就既需要大气现状的准确知识，又需要一种不可逾越的复杂计算。我们除了给出季度平均值
17、以外，没有办法对六个月以后做具体的天气预报。4.我们还知道制约化学和生物的基本定律，这样在原则上，我们应能确定大脑如何工作。但是制约大脑的方程几乎肯定具有混沌行为，初始态的非常小的改变会导致非常不同的结果。这样，尽管我们知道制约人类行为的方程，但在实际上我们不能预言它。5.宇宙的其他地方对于地球上发生的任何事物根本不在乎。绕着太阳公转的行星的运动似乎最终会变成混沌，尽管其时间尺度很长。这表明随着时间流逝，任何预言的误差将越来越大。在一段时间之后，就不可能预言运动的细节。6.太阳和其他恒星绕着银河系的运动，以及银河系绕着其局部星系团的运动也是混沌的。我们观测到，其他星系正离开我们运动而去，而且它
18、们离开我们越远，就离开得越快。这意味着我们周围的宇宙正在膨胀：不同星系间的距离随时间而增加。7.中国这块大地上，存在过许多民族。这许多民族，不管是共时态存在还是历时态存在，均可以寻到某种内在的关系。族与族之间的关系有两种：一为血缘性；另为社会性。民族之间不只是存在着血缘性的关系，也还存在社会性的关系，其中最主要是文化关系。8.目前，虽然“大众创业、万众创新”的热潮已遍及全国，很多有志青年步入创业大军，但大学生创业成功率低仍是一个不争的事实。可以说，我国大学生创业还处于起步阶段，真正实现大学生从入学到毕业、从毕业到创业，仍需要全方位、多角度、系统化的理念和实践支撑，需要更多的社会力量去思考、探索。因此，要想创业成功，仅仅具有迎难而上的勇气是不够的。
