内容正文:
第二章 化学反应速率与化学平衡
第一节 化学反应速率
课时1 化学反应速率
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课堂导入
我们知道,化学反应速率的影响因素多种多样,究其本质,这些因素是如何影响化学反应的速率的呢?
影响化学反应速率的因素
内因
反应物的组成、结构与性质
外因
温度
浓度
压强
催化剂
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活化能
简单碰撞理论: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,反应物分子间有效碰撞的频率越高,化学反应速率越大。
从微观上看,反应物分子一般总是经过若干个简单的反应步骤才最终转化为产物分子的。每一个简单的反应都称为一个基元反应。
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。因此基元反应不存在中间产物,不同反应的基元反应不同,同一反应不同条件下也可能不同。
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活化能
例如:2HI = H2 + I2
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,如HI分解中的I·。
反应历程是化学中用来描述某一化学变化所经由的全部基元反应,反应历程又称反应机理。
非基元反应: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。
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,也称决速步。
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活化能
基元反应发生的先决条件是反应物的分子必须发生有效碰撞。
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活化能
有效碰撞:能够发生化学反应的碰撞叫做有效碰撞。
条件: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。
实质:有效碰撞使化学键断裂,从而发生化学反应。
故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。
活化分子:具有足够的能量,可能发生有效碰撞的分子。
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。
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化学反应速率的影响因素
活化能越低,活化分子所占的百分数越大,单位体积内活化分子数越多,单位时间内有效碰撞的次数越多,化学反应速率越大。
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化学反应速率的影响因素
其它条件不变时,升高温度,单位体积内活化分子的数目增大,单位体积内活化分子百分数增多,单位时间内有效碰撞次数增多,化学反应速率加快。
升高温度
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化学反应速率的影响因素
其它条件不变时,增大反应物浓度,单位体积内活化分子的数目增大,单位时间内有效碰撞次数增多,化学反应速率加快。
增大浓度
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化学反应速率的影响因素
增大压强
气体参与的反应,其它条件不变时,增大反应体系压强,相当于压缩体积,反应物的浓度增大,单位体积内活化分子数目增大,化学反应速率加快。
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化学反应速率的影响因素
充入惰性气体
在其它条件(压强)不变时,充入非反应气体,压强不变,体积增大,各物质浓度减小,反应速率减慢。
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化学反应速率的影响因素
充入惰性气体
在其它条件(体积)不变时,充入非反应气体,压强增大,但各物质浓度不变,反应速率不变。
课堂学习
化学反应速率的影响因素
当其他条件相同时,使用催化剂,改变反应历程,活化能降低,活化分子百分数增多,单位体积、单位时间内有效碰撞次数增多,化学反应速率增大。
注意:催化剂的存在并不改变反应物和生成物的相对能量,即不改变反应热。
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化学反应速率的影响因素
催化剂具有以下特性:
1. 催化剂具有选择性,不同反应有不同的催化剂。
2. 在可逆反应中,对正逆反应速率改变程度相同。
3. 催化剂有一定的活化温度,不同催化剂的活化温度不同。
速率图像的原因分析(单一因素和综合因素):
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化学反应速率的影响因素
催化反应一般过程(简化过程):
反应物扩散到催化剂表面→反应物被吸附在催化剂表面→被吸附的反应物发生化学反应生成产物→产物的解吸。
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正误判断
1. 活化能越大,化学反应吸热越多。
4. 反应所需活化能的大小可以衡量反应发生的速率快慢。
2. 催化剂可以加快燃料燃烧速率,增大燃烧热。
3. 浓度增大,活化分子百分数增大,反应速率增大。
×
×
×
√
在一密闭容器中充入1 mol H2和1 mol I2,在一定温度下使其发生反应:H2(g) + I2(g) ⇌ 2HI(g) ΔH < 0。下列说法正确的是 ( )
A.保持容器容积不变,向其中加入1 mol H2(g),反应速率加快
B.保持容器容积不变,向其中加入1 mol N2(N2不参加反应),反应速率一定加快
C.保持容器内气体压强不变,向其中加入1 mol N2(N2不参加反应),反应速率一定加快
D.保持容器内气体压强不变,向其中加入1 mol H2(g)和1 mol I2(g),再次平衡时反应速率一定加快
课堂巩固
A
活泼自由基与氧气的反应一直是关注的热点。HNO自由基与O2反应过程的能量变化如图所示。下列说法正确的是 ( )
A.该反应为吸热反应
B.产物的稳定性:P1>P2
C.该历程中最大正反应的活化能E正 = 186.19 kJ·mol-1
D.相同条件下,由中间产物Z转化为产物的速率:v(P1) < v(P2)
课堂巩固
C
课堂小结
谢谢观看
THANKS
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20
Traveling Light
Joel Hanson
Traveling Light, track 1
Other
208783.17
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