反应速率和碰撞理论
相关主题
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
爆 炸
很快
很慢
这 些 化 学 反 应 的 快 慢 有 何 差 异 ？
较快
牛奶变质
较慢
溶洞形成
铁桥生锈
不同的化学反应快慢是不一样的。用 什么来比较和描述不同反应的快慢呢？
化学反应速率是用来衡量化学反应进 行快慢的一个物理量。
一、化学反应速率
用单位时间内反应物浓度的减少或生成物浓度的增加 来表示。 表达式：v(B) = △c(B)/△t V(B) = △n(B)/(V· △t)
结论：并不是每次分子间的碰撞都能引起化学反应 只有部分分子间的碰撞才能引起化学反应，这种碰 撞称为有效碰撞。
1、有效碰撞
引起分子间化学反应的碰撞
反应物之间如果要发生反应，首先要满足能够发生 碰撞的前提，即不能被分隔到两个容器之中。
分子间的碰撞是发生化学反应的 必要 条件
而有效碰撞是发生化学反应的 充要 条件 某一化学反应的速率大小与
N 2 3H 2 2 NH 3
0.5 0.1 0.4 1.5 0.3 1.2 0 0.2 0.2
起始浓度(mol/L) 转化浓度(mol/L) 2s末浓度(mol/L)
V ( N 2)
△C 0.1mol / L 0.05mol/（L s） △t 2s
△C 0.3mol / L 0.15mol （ / L s） △t 2s
单位:mol/(L· s) 或 mol/(L· min)
PS： （1）、必须是 “浓度” 的 “变化量”,取正值。
（2）、化学反应速率是在某一时间段内的平均速率， 而不是某一时刻的瞬时速率。
（3）、固体或纯液体的浓度是定值，不能用固体或纯液 体来表示化学反应速率。
三步走
【例1】在2L的密闭容器中，加入1molN2和3molH2，发 生 N2+3H2 = 2NH3 ，在2s末时，测得容器中含有0.4mol 的NH3，求该反应的化学反应速率。
对于具体反应：aA bB cC dD
v(A):v(B):v(C):v(D)= a:b:c:d
例2、反应A + 3B == 2C + 2D在四种不同情况下的反应速 率分别为①VA = 0.15mol· L-1· s-1 ②VB = 0.6mol· L-1· s-1 ③Vc = 0.4mol· L-1· s-1 ④VD = 0.45mol· L-1· s-1 则该反应在不同条件下速率快慢顺序是 ④﹥ ②= ③﹥ ①
，
归
纳
总
结
一个反应要发生一般要经历哪些过程？
普通 分子
活化 能
wk.baidu.com
活化 分子
合理 取向的 碰撞
有效 碰撞
新物质
能量
活化能 能 量
E1
没加催化剂
活化分子
活化分子 变成生成 物分子放 出的能量
加了催化剂
E2
反应物
反应热 生成物 反应过程
催化剂作用:可以降低化学反应所需的活化能,也
就等于提高了活化分子的百分数,从而提高了有效 碰撞的频率.反应速率大幅提高.
结论2：在同一反应中，反应速率的大小不能单纯 地看数值大小。应化为同一种物质的反应速率再 进行比较。
二、测定化学反应速率的方法
【思考与讨论】 对于锌和不同浓度的稀硫酸的实验，你 准备如何比较反应速率的快慢？
实验现象来判断反应的快慢
①观察产生气泡的快、慢； ②观察试管中剩余锌粒的多、少； ③用手触摸试管，感受试管外壁温度的 高、低
△C 0.2mol / L 0.10mol （ / L s） △t 2s
V ( H 2)
V ( NH 3)
问题1
观察并回答，分别用三种物质表示的反 应速率之间有什么关系？
结论1
同一个反应，用不同的物质来表示反应速率， 数值可能是不一样的，所以应注明是由哪种物 质表示的。 同一反应中，同一时间段内各物质的速率 之比等于化学计量数之比。
单位时间内有效碰撞的次数有关
为什么有的碰撞可以发生反应，而有的不能发生 反应? 与哪些因素有关系？
A B C
推断：碰撞能否发生反应与分子的能量和碰撞取向有关
2、活化分子
具有较高能量，能够发生有效碰撞的分子
发生有效碰撞的分子 一定是 活化分子， 活化分子的碰撞不一定是 有效碰撞。 有效碰撞次数的多少与 单位体积内反应物中活化分子的多少有关。
活化分子的多少又与什么有关？
3、活化能
活化分子高出反应物分子平均能量的部分
活化能
能 量
E1 反应物
活化分子
活化分子 变成生成 物分子放 出的能量
E2 反应热 生成物
反应过程
结论：
活化分子的多少与该反应的活化能的大小有关，
活化能的大小是由反应物分子本身的性质决定。
推论:
活化能越小，一般分子成为活化分子 越容易 越多 活化分子数 ，单位时间内有效碰 越快 越多 撞 ， 则反应速率 。
实验测量来判断反应的快慢
①测定相同时间内产生氢气的体积的 大小 ②测定产生相同体积的氢气所需的时 间的长短
有
阅读教材P2
效
碰
撞
1、什么是有效碰撞？
2、什么是活化分子？
3、什么是活化能？
三、简化后的有效碰撞模型
在一个洁净的容器中，使H2、O2按体积比为2：1的比例混 合，气体分子因自由运动而不断相互碰撞（相互接触）。 研究结果表明，分子发生碰撞的机会很多，如在常温常压 下，每个H2、O2自身或它们之间的碰撞频率为2.355×1010 次/秒。假如每次碰撞都能发生化学反应，则化学变化瞬间 即可完成，但事实并非如此。
很快
很慢
这 些 化 学 反 应 的 快 慢 有 何 差 异 ？
较快
牛奶变质
较慢
溶洞形成
铁桥生锈
不同的化学反应快慢是不一样的。用 什么来比较和描述不同反应的快慢呢？
化学反应速率是用来衡量化学反应进 行快慢的一个物理量。
一、化学反应速率
用单位时间内反应物浓度的减少或生成物浓度的增加 来表示。 表达式：v(B) = △c(B)/△t V(B) = △n(B)/(V· △t)
结论：并不是每次分子间的碰撞都能引起化学反应 只有部分分子间的碰撞才能引起化学反应，这种碰 撞称为有效碰撞。
1、有效碰撞
引起分子间化学反应的碰撞
反应物之间如果要发生反应，首先要满足能够发生 碰撞的前提，即不能被分隔到两个容器之中。
分子间的碰撞是发生化学反应的 必要 条件
而有效碰撞是发生化学反应的 充要 条件 某一化学反应的速率大小与
N 2 3H 2 2 NH 3
0.5 0.1 0.4 1.5 0.3 1.2 0 0.2 0.2
起始浓度(mol/L) 转化浓度(mol/L) 2s末浓度(mol/L)
V ( N 2)
△C 0.1mol / L 0.05mol/（L s） △t 2s
△C 0.3mol / L 0.15mol （ / L s） △t 2s
单位:mol/(L· s) 或 mol/(L· min)
PS： （1）、必须是 “浓度” 的 “变化量”,取正值。
（2）、化学反应速率是在某一时间段内的平均速率， 而不是某一时刻的瞬时速率。
（3）、固体或纯液体的浓度是定值，不能用固体或纯液 体来表示化学反应速率。
三步走
【例1】在2L的密闭容器中，加入1molN2和3molH2，发 生 N2+3H2 = 2NH3 ，在2s末时，测得容器中含有0.4mol 的NH3，求该反应的化学反应速率。
对于具体反应：aA bB cC dD
v(A):v(B):v(C):v(D)= a:b:c:d
例2、反应A + 3B == 2C + 2D在四种不同情况下的反应速 率分别为①VA = 0.15mol· L-1· s-1 ②VB = 0.6mol· L-1· s-1 ③Vc = 0.4mol· L-1· s-1 ④VD = 0.45mol· L-1· s-1 则该反应在不同条件下速率快慢顺序是 ④﹥ ②= ③﹥ ①
，
归
纳
总
结
一个反应要发生一般要经历哪些过程？
普通 分子
活化 能
wk.baidu.com
活化 分子
合理 取向的 碰撞
有效 碰撞
新物质
能量
活化能 能 量
E1
没加催化剂
活化分子
活化分子 变成生成 物分子放 出的能量
加了催化剂
E2
反应物
反应热 生成物 反应过程
催化剂作用:可以降低化学反应所需的活化能,也
就等于提高了活化分子的百分数,从而提高了有效 碰撞的频率.反应速率大幅提高.
结论2：在同一反应中，反应速率的大小不能单纯 地看数值大小。应化为同一种物质的反应速率再 进行比较。
二、测定化学反应速率的方法
【思考与讨论】 对于锌和不同浓度的稀硫酸的实验，你 准备如何比较反应速率的快慢？
实验现象来判断反应的快慢
①观察产生气泡的快、慢； ②观察试管中剩余锌粒的多、少； ③用手触摸试管，感受试管外壁温度的 高、低
△C 0.2mol / L 0.10mol （ / L s） △t 2s
V ( H 2)
V ( NH 3)
问题1
观察并回答，分别用三种物质表示的反 应速率之间有什么关系？
结论1
同一个反应，用不同的物质来表示反应速率， 数值可能是不一样的，所以应注明是由哪种物 质表示的。 同一反应中，同一时间段内各物质的速率 之比等于化学计量数之比。
单位时间内有效碰撞的次数有关
为什么有的碰撞可以发生反应，而有的不能发生 反应? 与哪些因素有关系？
A B C
推断：碰撞能否发生反应与分子的能量和碰撞取向有关
2、活化分子
具有较高能量，能够发生有效碰撞的分子
发生有效碰撞的分子 一定是 活化分子， 活化分子的碰撞不一定是 有效碰撞。 有效碰撞次数的多少与 单位体积内反应物中活化分子的多少有关。
活化分子的多少又与什么有关？
3、活化能
活化分子高出反应物分子平均能量的部分
活化能
能 量
E1 反应物
活化分子
活化分子 变成生成 物分子放 出的能量
E2 反应热 生成物
反应过程
结论：
活化分子的多少与该反应的活化能的大小有关，
活化能的大小是由反应物分子本身的性质决定。
推论:
活化能越小，一般分子成为活化分子 越容易 越多 活化分子数 ，单位时间内有效碰 越快 越多 撞 ， 则反应速率 。
实验测量来判断反应的快慢
①测定相同时间内产生氢气的体积的 大小 ②测定产生相同体积的氢气所需的时 间的长短
有
阅读教材P2
效
碰
撞
1、什么是有效碰撞？
2、什么是活化分子？
3、什么是活化能？
三、简化后的有效碰撞模型
在一个洁净的容器中，使H2、O2按体积比为2：1的比例混 合，气体分子因自由运动而不断相互碰撞（相互接触）。 研究结果表明，分子发生碰撞的机会很多，如在常温常压 下，每个H2、O2自身或它们之间的碰撞频率为2.355×1010 次/秒。假如每次碰撞都能发生化学反应，则化学变化瞬间 即可完成，但事实并非如此。