第15章
元反应速率理论
主要公式
简单碰撞理论(SCT) ：R+B →
()12
2
c
8SCT exp E RT k p D RT
ππμ????
=- ? ???
??
(15.2.5) 方位因子P A A =实验理论（A 为指前因子） 过渡态理论(TST)： A+BC→
()0B A BC TST exp E k T q k L h q q RT ≠-??
= ???
(15.5.10)
对于n 分子元反应：
10B exp n n
i j
E k T q k L h RT q κ≠-??
=- ??
?
∏（κ为过渡系数） (15.5.12)
()
1m,p m,c B exp exp R n
c H S k T
k c
h
RT ≠≠-??
??
-?? ?
?= ? ??
???
(15.7.6) 1
m,p m,p B exp exp n S H k T RT h R RT p -≠≠?????-???=
? ? ? ? ???
???
?
m,c m,p ln c RT S S nR p ≠≠≠??
?=?-? ???
(15.8.6) ?≠ H m =E a －nRT (凝聚相n =1)
单分子反应：lindmann 历程
12
A+M A +M k k ≠垐垎噲垐，A ≠3
k ??→P [][][][]1313
u u 23
2
M A A ,M k k k k r k k k k k k ∞=
===
+ (15.10.4) u 1111k k k p ∞=+ （p 为体系压力） (15.10.11) 活化能E a 估算：
A+BC → AB+C 放热方向：E a /kJ ?mol -1=48.1－0.25? Q ? (15.4.6) （A 为自由基或自由原子）吸热方向：：E a /kJ ?mol -1=48.1+0.75? Q ? Q 为反应热。
分子离解反应：A-B → A+B, E a ≈D A-B
例 题 解 析
例15.1 对于元反应I+H 2→ HI+H ，已知键能D HI =297 kJ ?mol －
1 ，2
H D =435
kJ?mol－1，求该反应正、逆方向的活化能。
解析：为求活化能，首先要判断反应的放热方向，才能应用估算活化能的规则。
正向反应热效应：
?r H m= - (E H?I －E H?H )=138 kJ?mol-1 >0 吸热
逆向反应为放热方向：
E'
a
=0.05 E H?I=0.05?297 kJ?mol-1=14.9 kJ?mol-1
根据微观可逆性原理：
E a= E'
a
+?r H m=(14.9+138) kJ?mol-1=153 kJ?mol-1
或根据E a=48.1 kJ?mol-1－0.25? Q?估算，可得
E'
a
=(48.1-0.25?138) kJ?mol-1=13.6 kJ?mol-1
E a=48.1 kJ?mol-1+0.75? Q?
=(48.1+0.75?138) kJ?mol-1=151.6 kJ?mol-1
两种估算方法结果十分近似，由于是估算，当然不可能精确。
对于这种方法看似不精确，但对研究工作中十分有用，人们常用“毛估法”建立所研究问题各种物理量的数量级，做到“心中有数”，无论对研究或阅读文献等常常能发现许多不合理性。
例15.2今研究乙基自由基复合反应2C2H5→C4H10，根据实验测得C2H5的分子直径d B= 0.50 nm ，求在293K及压力为0.15 kPa时之碰撞频率Z及半衰期t1/2 。
解析：这是同种分子间的反应，且E a=0，设每次碰撞均有效，即q=1。
Z BB=1
2
πD2(8RT/πμ)1/2N2
B
N B=N
V
=
Ln
V
=
p
L
RT
=3.71?1022 m-3
代入(A)式：
Z BB=4.61?1025 m-3?s-1
k= Z BB/ N2
B
=(3.35?10-6 s-1?m3)L
=2.02?108 mol-1?m3?s-1?103 dm3?m-3
=2.02?1011 mol-1?dm3?s-1
二级反应，t1/2 =1/k c B,0=8.0?10-4 s
例15.3800 K时，元反应A2+B2→2AB，实验测得
k =0.105 mol-1?m3?s-1，E a=150 kJ? mol-1
(1)由实验测得d(A2)=240 pm，d(B2)=560 pm，根据简单碰撞理论计算其反应速率常数。
(2) 假设碰撞理论适用于该反应，根据实验所得k值计算D(AB)之值，并与实验值对照。
(3) 若反应A2+B2=2AB的?r H m= －8.0 kJ? mol-1，则AB分解反应的活化能应为多少？
解析：本题是综合应用简单碰撞理论的练习。
(1) 碰撞直径：D={d(A2)+d(B2)}/2=4.00 ?10-10 m
令E c ≈E a，则
k=πD2(8RT/πμ)1/2exp(-E a/RT)
=1.4?10-2 m3?mol-1?s-1=14 dm3?mol-1?s-1
(2) 按题意是从实验k值反求D (A2+B2)，对照k式，可得实验
k 实验 / k 理论= D (A 2+B 2)/4.00 ?10-10 m
D (A 2+B 2)=3.0?10
-10
m
由实验k 值反求之D 值与题给D 值与数量级上接近，但差别较大，这是有两方面原因造成：① 该反应是否真是元反应？若是元反应，但碰撞理论不完善；②化学动力学实验本身精度差反求分子的微观持久特性只能作参考。
(3) 根据微观可逆性原理， 对于等分子数气相反应正逆反应活化能的差值即反应焓变。即 E a,f －E a,b =?r H m
所以 E a,b =E a,b =?r H m =158 kJ ?mol -1
例15.4 今研究反应Cl (g)+H 2 (g)=HCl (g)+H (g)，已知M (Cl) =35.43?10-3 kg ?mol -1，M (H 2) =2.016?10-3 kg ?mol -1，且D (Cl) = 0.200 nm ，且D (H 2) = 0.150 nm ，实验测得反应的指前因子A=1.20 ?1010 mol -1 ?dm 3? s -1(250~450 K) 。 (1) 求算方位因子P ；
(2) 推算活化络合物X ≠的大致构型。
解析：(1) 根据()c
12
2
31212128()SCT 10Le -E RT
RT M M k P D M M π??
+=????
???可得
()12
2
31212128()SCT 10RT M M A P D L M M π??
+=???
???
，计
()36
8 3.148.31435035.43 2.0161035.43 2.01610P --??
???+?=?????????
()2
93230.200.151010 6.023102-??+??????????
mol -1 ?dm 3? s -1
()111.1410P =? mol -1 ?dm 3? s -1 10111.2010 1.14100.11P =??= (2) P = A (TST) / A (SCT)
322
t r B AB B B r 33A B t t t (SCT) =3f f k T q k T k T f A h q q h h f f f ≠==（相当于过渡态理论中的双原子反应）
323
2
2ABC t r v w
B B B r 133213
A BC t t r v t r
(TST) =
3q f f f f k T k T k T f A h q q h h f f f f f f ≠
??== ???（线形过渡态） 332
13ABC t r v v B B B r 2332131
A BC t t r v t r (TST) =q f f f f k T k T k T f A h q q h h f f f f f f ≠
??== ???（非线形过渡态）
P 1 = A 1 (TST) / A (SCT) = 22v r f f P 2 = A 2 (TST) / A (SCT) =()v r f f
若f t ≈ 1010 ，f r ≈ 100 ，f v ≈ 10 代入，则P 1=0.01，P 2=0.1，与实验求得的P =0.11接近，
故从本方法看该反应的过渡态是非线形过渡态，但较粗略，尚需实验证实。
例15.5 化学反应：CH 4 + H 2 = CH 4 + H ，假设CH 3可当作刚性质点，氢分子转动惯量I ( H 2 ) = 4.602 ? 10-48 kg ?m 2 ，ω ( H 2 ) = 4395 cm -1，过渡态构型为直线性，其对称伸缩振动频率
ωs ≠=2334 cm -1，弯曲振动频率ωb ≠=1021 cm -1
，
转动惯量I ≠ = 9.540 ? 10-47 kg ?m 2，势垒高度为V b = 44.00 kJ ?mol -1 ，请计算该反应600 K 时之反应速率常数k 。 解析：这是应用分子性质计算速率常数，其计算式为
()()()131
B 320K exp mol m s CH H E k T q k L h q q RT ≠--??=-?? ??
? (A)
为简化计算，可以分项进行：
()()
()()()()
t v r 32t 3t 2r 2r 2CH H CH H H H q q q q q q q q q q ≠
≠
≠
≠
=??
()
()()32
2B 32
32
2
2
3B 2B 22CH 2H m k T
h m k T h m k T h πππ≠
=
??????
??
()()
2
v B 22v 22B 8H 8H q I k T h q I k T h πσπσ≠
≠??
()()()()32
32
2
232B 2H CH 2H H I m h m m k T I σπσ≠≠≠
????=???????????
??
()()()2
1
2
s B b B 1H B
1exp 1exp 1exp h k T h k T h k T ννν-------????????
??
--?
?
其中()()32
32
2
32B CH 2H m h m m k T π≠??
????
?????????
?= 1.208 ? 1.665 ? 10-31 m 3
=2.8111 ? 10-31 m 3
()()472
2482
2H 29.5410 kg m 13.823H 4.60210kg m I I σσ≠-≠-??==??
ν = c ω (c 为光速），可得
()()(){}1
2
s B b B 1
2B 1exp 1exp 1exp H hc k T hc k T hc k T ωωω-------????????
??--??
=1.004 ? 1.198 ?=1.203 ( A )式中B k T RT
L h h
= = 7.582 ? 1036 mol -1 ? s -1
零度活化能 ()()b s 21
0K b 2H 2
E V Lhc ωωω≠
≠??=++-?? =43.89 kJ ?mol -1
exp[ －E ( 0K ) / RT] = 1.510 ? 10-4 将数据代入( A )式可得
k = 7.528 ? 1036 mol -1 ? s -1 ?2.811 ? 10-31 m 3 ?13.82 ? 1.203 ? 1.510 ? 10-4 =5.312 ? 103 mol -1 ? m 3 ? s -1= 5.312? 106 ? 1036 mol -1 ?d m 3 ? s -1 讨论：本题中所提供的已知数据全部是由光谱测得的有关分子性质，但计算得到的是元反应
的动力学参数（速率常数），由于不是通过化学动力学实验而得到化学反应速率，据此称过渡态理论为绝对反应速率理论。
例 15.6 化学反应 ：H ( g ) + H 2 ( g ) = (H ? ? ? H ? ? ? H) ≠ 1
k
??→ H 2 ( g ) + H ，已知E a =23.0 kJ ?mol -1 ， A = 1.5 ? 1030 mol -1 ?d m 3 ? s -1(298 K) 。
(1) 求
m,c H ≠?，m,c S ≠?
(2) 将
m,c S ≠?转化为以p 为标准态之m,p S ≠?
(3) 从大量的计算可得到各种运动形式的熵值如下：m,t S （平动）= 150 J ?K -1 ? mol -1，每个自由度上的m,r S （转动）= 30 J ?K -1 ? mol -1和m,v S （振动）= 1 J ?K -1 ? mol -1，估算上述反应的活化熵变，并与m,c S ≠?及m,p S ≠?比较
解析：(1) m,c H ≠?= E a －nRT = (23.0-2 ? 8.314 ? 298) J·mol -1 =18.0 KJ ?mol -1
m,c 2
B exp R S k T A e h ≠O
??
?=?
? ??
?
m,c S ≠?= R{ln (Ah/k B T )-2}
= 8.314 J ?K -1mol -1()()()()10334
23
1.501010 6.62610ln 21.38110298---????????
-???????
= －124 J ?K -1 ? mol -1 （以c 3为标准态浓度） (2) 根据m,c m,p ln c RT
S S nR p
≠≠≠???=?-?
???
m,m,ln p c c RT
S S nR p ≠≠≠???=?+?
???
=-124 J ?K -1?mol -1 +(-1) ? 8.314 J ?K -1?mol -1?
ln 351.00mol m 8.314J K mol 273K 1.0010Pa -??????? ?
???
= -124 J ?K -1?mol -1 ＋31.5 J ?K -1?mol -1
= -92.5 J ?K -1?mol -1（以p =1.00 ? 105 Pa 为标准态压力）
(3) m,c S ≠?=m,c
2(H )S ≠
－m,3(H )c S －m,c (H)S = [(150 + 30 ? 2 + 3 ? 1) － (150 ＋ 2 ? 30 + 1×1) － ( 150 )] J ?K -1?mol -1 = -148 J ?K -1?mol -1
讨论：m,c S ≠?（估算）与m,c S ≠?（计算）仅在数量级上接近，即使这样活化熵的估算也是有参考意义的。
m,c S ≠?及m.p S ≠?不同，即使同是m,c S ≠?，标准态浓度c 不同，活化熵值也是不同的，这与热力学上的规律是一致的。读者可从本章习题9进一步去会。 例15.7 对一个总反应A→C ，经历如下反应历程：
2A 21
k k 垐垎噲垐A *＋A ， A *1
k ??→C （产物） 其中A *为活化分子。
(1)推导反应速率方程，并讨论在什么条件下表现为一级或二级反应。
(2)当A 的压力很小时，[]uni A r k = ，根据偶氮乙烷高温（330℃）分解的以下数据求2k 及
解析：(1) 这是典型的Lindermann 历程，对A *采用稳态近似， 可得 []
[]2
212A A A k c k k *
??=??+
则
[][]
[]
2
12112d C A A d A k k k t
k k *
-??==
??+ (A)
当1k []22A k -，[]2
2A r k =为二级反应。 当1k []A 2-k ，[]uni A r k =一级反应 (2) 若 [][]
[][]12uni 11A A A A k k r k k k -=
=+ (B)
可得
[][][]12212212
A 11A A uni k k k k k k k k k --
+==+ (C) 根据(C)式：为一直线方程作用，由截距可得，斜率为，为此将题给数据改写为 k 2 = 1.10×10-6 Pa -1·s -1 k 1k 2∕k -2 ＝3.14×10-3 s -1
讨论：k uni可由实验数据处理而得，由本题可得k2，由于k﹣2可由碰撞理论求算（因E≈0），于是可以计算k1，至此历程中各元反应的速率常数及活化能即可求得。
习题
1. 有效碰撞分数对临界能E c及温度T是非常敏感的，试对下述情况时之q值进行比较：
(1) 当T =300 K，E c分别为120﹑140 kJ·mol-1时之q值；
(2) 当T为一定(300 K)，临界能差值△E c =10 kJ·mol-1时，q值之比为多少？
(3) 如E c一定，设为120 kJ·mol-1，当T温度分别为300 K、1000 K时，q值之比为多少？
2. 对于气相反应
(1) N ＋OH 1k
??→NO ＋H
(2) O ＋OH 2k
??→O2＋H
实验测得在320 K时，上述反应之速率常数分别为k1=4.1×1010mol-1·dm3·s-1，k 2 =3.0×1010mol-1·dm3·s-1，试从硬球碰撞理论计算上述反应之速率常数，并与实验结果相比较。假设van der Waals 半径分别为：r(N) = 0.15 nm，r(O) = 0.14 nm，r(OH) = 0.15 nm。
3. 碰撞理论速率常数式中之P因子可定义为反应截面σ*与碰撞截面σ之比值。请从以下k与T之实验数据，求气相分解双分子反应2NO2??→2NO ＋O2之因子。已知σ=0.60 nm2。
T/K
k/cm3?mol-1?s-1 600 700 800 1000 4.6×1039.7×103 1.3×103 3.1×103
4. 700 K时，H2＋I2＝2HI，实验测得k =6.42×102 mol-1·dm3·s-1，E a=167 kJ·mol-1。
(1) 由粘度法测得D(H2)=22.5 pm,D(I2)=559 PM，今将其当作元反应（早期是这样认为的），根据碰撞理论计算该反应的速率常数k。
(2) 假设碰撞理论适用于该反应，根据实验所得k值计算D(H2+I2)值，并与粘度法所求之值对照。
(3) 若H2＋I2＝2HI之
r m
ΔH= -8.2 kJ·mol-1，则HI分解反应之活化能值应为多少？
(4) 从粘度法测得D(HI)=435 pm，求HI分解反应在700K时之k值。
5. 估计下列元反应之热效应
r m
ΔH，并求算正、逆反应之活化能E a及E a｀。已知键能数据如下：
(1) I ＋ H 2??→ HI ＋ H (2) H ＋ I 2??→ HI ＋ I (3) H ＋ C 6H 5CH 3??→ CH 4 ＋ C 6H5 (4) H ＋ C 6H 5CH 3??→ C 6H 6 ＋ CH 3 (5) C 6H 5 ＋ H 2??→ C 6H 6 ＋ H
6. 根据下列已知条件，计算500K 时反应 Cl ＋ H 2??→ HCl ＋ H
之m,c S ≠?值及A 值。已知氢的r Θ=85.38K ，v Θ=598.7K ，氯的基态简并度g c (0)= 2J + 1=4（基态电子3/22p ）；估计过度态为线形分子Cl ???H ???H ，而且H ???H 的r 1=0.145 nm 、2ω=1460 cm -1，H ???Cl 振动是二度简并，且r 2=0.145 nm ，2ω=1460 cm -1，假定电子配分函数为2，A 值实验测定为8×1010 mol -1·dm 3·s -1
7. 双分子元反应按过渡态理论处理得速率常数k TST ，如果按双原子反应处理即得碰撞理论的速率常数k SCT ，P 因子可表示为P≈TST SCT A A 。如单位体积的分子配分函数的数量级f t ～1010、f r ～10、f v ～1，请导出下列反应因子P 公式并估算数量级。 (1)原子＋线性双原子分子??→线性过渡态 (2)线性双原子＋线性双原子??→线性过渡态 (3)线性分子＋非线性分子??→非线性过渡态 8. 元反应 Br(g) ＋ Cl 2(g) ??→(Br —Cl —Cl)≠(g) ??→ BrCl(g) ＋Cl(g)，设过渡态为线性，其转动惯量I ≠=1.14×10-44 kg·m 2，振动波数1ω=190 cm -1，2ω=110 cm -1（二度简并），电子处于基态且简并度g e O =4，反应物 I (Cl 2)=1.15×10-45 kg·m 2，()2Cl ω=550 cm -1，Br(g)电子处于基态，g e O (Br)=4。计算该反应在298K 时之指前因子A 。
(1) 请按公式k = At exp(－E 0/RT )处理上数据，求算活化能和指前因子。 (2) 求该反应之活化熵m S ≠?并指明其标准态。 (3) 若以1 mol·dm -3为标准态，则m S ≠?又将为何值？
(4) 若气体体积由1cm 3膨胀到1dm 3时，熵值增加多少？与⑵、⑶的m S ≠?改变值是否一致？为什么？
(5)请推导m,c m,p ln()S S nR c RT p ≠≠≠?=?-?。当T =300 K ，p =100 kP 时，求m,p S ≠?。 10. 实验测得丁二烯气相二聚反应的速率常数为
k=9.2×109exp
1 12508J mol
T
-?
?
?
?
??
cm3·mol-1·s-1
(1)已知此反应
m
S≠?=-60.79 J·K-1·mol-1。试用过渡态理论求算此反应在600K时的指前因子A，并与实验值比较。
(2)已知丁二烯的碰撞直径D=0.5 nm，试用碰撞理论求算此反应在600 K时的A值。解释二者计算时的结果。
11. 对于乙酰胆碱及乙酸乙酯在水溶液中的碱性水解反应，298K下，实验测得其活化焓分别为48.5、49.0kJ·mol-1，活化熵分别为－85.8、-109.6J·K-1·mol-1。试问何者水解速率更大？大多少倍？由此可说明什么问题？
12. 丙黄原酸离子在乙酸缓冲溶液中反应，有一元反应A﹣+ H﹢→P，30℃附近速率常数之实验表示式
k2=(2.05×1013)exp{}
8681K T
-mol-1·dm3·s-1
求30℃时该反应之
m
H
≠
?及
m,c
S≠?。
13. F2与IF2气相双分子缔和反应活化能E a=58.6 kJ·mol-1，在65℃时，k2=7.84×10-3kPa-1·s-1，
求算
m
H
≠
?、
m,p
S≠?、
m,c
S≠?。
14. 在水中进行硝基甲烷溴化作用，为研究动力学同位素效应，采用不同的反应物硝基甲烷，其中有一氘化的，实验测定298K时速率常数(H)(D) 4.3
k k≈倍，设力常数f(C—H)=450 N·m-1。试求理论上之(D)(H)
k k。
p a/kPa
k/ s-1
1.30 12×10-3
2.50×10-4 2.0×105
求算Lindmann单分子反应历程中分子活化步骤速率常数。
16. 对于异构化反应CH3NC→CH3CN，单分子反应速率常数
u
k下降至k u/k∞=0.5时的压力正好是p=9.33 kPa（温度T=9.33 K）。试计算此压力时的k3值（设D=0.45 nm）
17. 环丙烷气相异构化反应是一级反应：
实验测得在743～792K范围内，k与T的关系为
lg(k∞/s-1)=15.17－1.420×104 K/J
p/kPa
k/10-4s-1
11.2 4.53 1.47 0.81 0.39
2.98 2.82 2.23 2.00 1.54
p/kPa
k/10-4s-1
0.18 0.076 0.023 0.016 0.009
1.30 0.857 0.485 0.392 0.303
(1) 按Lindamann 历程，计算T =750 K 时各元过程的速率常数k 1、k 2及k 3。其中k 2可以按强碰撞理论计算，且环丙烷的碰撞直径D =0.45 nm 。
(2) 根据以上的结果，请写出理论上k 与p 之关系式，并作理论的和实验的1/k 对1/p 图，以期进行对比。
习 题 简 解 1. (1) T =300K
E c /kJ 120 140 q =exp(－E c /RT ) 1.27×10-21 4.20×10-25
(2)T =300K ，?E c =kJ ?mol -1，q 1/q 2=0.018
(3) E c =120 kJ ?mol -1, 2112(300K)(1000K) 5.5210q q -=?
2.(1)1
N OH NO H k
+??→+ (2) 2
2O OH O H k +??
→+ 1N OH 2O OH 0.30 nm 0.29 nm D r r D r r =+==+= 1N OH 1N OH 7.68mol m m g m m μ-=
=?+ 1O OH 2O OH
8.24mol m m
g m m μ-==?+
对于自由基复合反应，E a =0， E c =E a 1
12
2
RT RT
-=-
()12
1c 8exp RT k L D E RT ππμ??
=- ???
8131112.6310mol m s 2.6310--=??=?
8131111312 2.3810mol m s 2.3810mol dm s k ----=???=???
均比实验值略高，可归因于P 因子。
3.作Arrhenius 图，从斜率求指前因子()31128.312cm mol s e 2.010A --??==?
()12
B 8A L k T σπμ*=
()()
()()
112
212B B 84 4.010m A L k T A L T σπμπμ*-===?
0.007P σσ*==
4. (1) ()()1022H H 2 3.9210m d d d -=+=?????，31
2.0010kg mol μ--=??，c E ≈E a
()()124131c 8exp 2.7310mol m s k d RT E RT ππμ---=-=???
1310.273mol dm s --=??
(2) 对照的实验及理论值，反求()22H I d +。
()1022H D 3.9210m k k d -=+?理论实验
()1022H I 1.9010m d -+=?,()()()102222H I 2H I 3.8010m d d d -+=+=?
与粘度法测定值相比，而动力学法减少一半。究其原因，动力学法不精确，又从分子对称守恒原理得知，22H I +反应不是元反应。
(3) 在反应前后等分子数的反应，严格遵守下述关系： a,f a,r r m E E H -=?（在逆反应活化能差值） 1a,r 175kJ mol E -=? 5. 解（略），答案如下：
(1) (2) (3) (4) (5)
()1
a kJ mol E -? 153 7.5 18 18 42
()'
-1
a kJ mol E ? 15 154 85 85 21
m r H ?/kJ ?mol -1 138 -146 67 67 21
6. ()2H Cl H H Cl H HCl ≠
+→→+L L B k T A h =
e
e
q q ·
()()(
)()
()()
(
)(
)12r
222
2
3222B B 32322222Cl B H B H B H 2811e 11e 22811hv kT hv RT RT
m k T h L I k T h m k T h L m k T h L I k T h e θππσπππσ--≠≠*-??????--????????????-??
????????
2
2
32
32
22e B B 2
e B H Cl r,H 822q k T I k T h m T
h q k T m m h ππθ≠≠≠??????
=?
? ? ?
?+??
????
·
()()
r,h 2122
1e
1e 1e T
hv kT
hv kt L ?------
32
21371
e B B e 21
1.0410 3.2210
,242
q k T h h k T q π≠-??=??=?== ?
??
求I ≠，须先求H H Cl L L 的质心。
则()()0.0920.145,0.135H H Cl m x m x m x x nm ++=-=
()()2
2
22462H 1H Cl 2 1.2210 kg m ,i i I m r m r x m x m r x ≠-==+++-=??∑
()2
2B 8151I k T h π
≠=
232
32
39Cl H H Cl Cl H 2 5.67102m m m m m m m ≠????
+==???
??+???????
()(
)
r,H 2
2
r,H 2 2.93,11e
1.43T T θθ-??=-=?
?
137139231 1.25 1.02
1.0410 3.2210 5.6710 6.02310151
2.932 1.43A -?=???????????
111312.2810 mol dm s --=???
10131810 mol dm s A --=???实验 ()11B 2B e exp ,ln 55.6J K mol e n k T Ah
A S R S R h k T
≠≠--=
??==-?? 7.(1)322
t r B r 333
t t t ,B TST SCT SCT
f f k T k T f P A A A h h f f f ===
323
2t r v
v B TST
SCT 33212t t r v r
f f f f k T A A h f f f f f ??== ??? ()2
2TST SCT v 10r P A A f f -=== (2)3264t t v v B TST
SCT 3213212t r v t r v r
f f f f k T A A h f f f f f f f ??== ?
?? ()4
4r v 10P f f -==
(3)()7
A B B B 3334t r v v SCT 353643333r
t r v t r v N N
B TST
N N f f f f k T A A h f f f f f f f -+--??== ???
()4
4r v 10P f f -==
8. 计算各种q 运动形式单位体积的配分函数如下： (1)平动：()32
2B 2t q mk T h π=
()()()323323333t t 2t Br 6.9110m ,Cl 5.7810m ,Br Cl Cl 1.7910m q q q ---''=?=?--=?
(2)转动：22r B 8q Ik T h πσ=
()()r 2r Cl 426,Br Cl Cl 8440q q =--=
(3)振动：(
){
}(){}v B B
11exp 11exp 1.4388q hc k T
k T ωω=--=--
()()v 2v Cl 1.08,Br Cl Cl 9.82q q =--=（二度简并）
于是可得 ()38t r v e Br Cl Cl 5.9310q q q q q ≠--==?
()()3333t e 2t r v Br 2.7610,Cl 2.6610q q q q q q q ==?==?
()()()()39131
B 210Br Cl 3.0210 mol dm s A L k T h q q q ≠--??==?????
可得 (){}8311319.110K exp 26.110J mol mol cm s k T RT ---=?-???? 18131Ο26.1kJ mol ,9.0110mol cm s E A ---'=?=??? (2)()()
()1
2B e exp m A k T h c
S R A T -≠'=?=
3111r m 1.00mol cm ,43.4J K mol c S -≠--=??=-??
(3)当31122m 1.00mol cm ,101J K mol c S -≠--=??=-??
(4) ()()2B ,,B ,,1g T c g T c →
()()1
1m 1212ln ln 57.4 J mol
K S R p p R c c --?===??
()1
1m 12
57.6J mol
K S c c ≠--??→=??
m S ?与m S ≠??一致。
(5) ()1m,p m,p B
R exp exp ,n
p S H k T k p n h R RT ν≠≠-????
?-???==
? ? ? ? ???????
∑ ()
1m,c m,c B
exp exp n
c S H k T
k c h R RT ≠≠-????
?-???=
? ? ? ? ???
????
()
1m,c m,p ,n
p c k k RT H H -≠≠=?=?（理想气体）
由上可得
()()m,c m,p 1ln S S n R c RT p ≠≠?=?+-
()m,p m,c 1ln S S R c RT p ≠≠?=?-
11127J K mol --=-??
由上可知，m S ≠?与标准态有关，m S ≠?一定要指明标准态。 10. (1)对照TST 的速率常数公式及Arrhenius 方程
()()210131B m,c e exp 6.1610mol cm s A k T h S ≠--=?=??? 与实验值一致。
(2) SCT ：()12
21413`2 1.6210mol cm s Z d L RT M π--==???
与实验值相差甚远。
根据TST ，从m,c S ≠?，计算P 值，4TST 3.810P -=?；从SCT 计算P ，55.810PZ A , P -==?o 。两者值相近，可见P 与m S ≠?有关。
11. 乙酰胆碱水解：
1m m m 74.1kJ mol G H T S ≠≠≠-?=?-?=? ()13exp 1.0410K G RT ≠-=-?=?碱
乙酸乙酯水解：1m m m 81.7 kJ mol G H T S ≠≠≠-?=?-?=?
154.8510K ≠-=?n
21.4k K k K ≠
≠=
=碱碱酯
酯
乙酰胆碱水解速率大，是乙酸乙酯水解速率的倍。反应速率不仅决定于活化焓，还决定于活化酶。二者活化焓很相近，但乙酸乙酯水解的活化熵相对而言是个很大的负值，因此反应速率较慢。由此可见，有些类型的反映速率差别是决定于熵因素。 12. 溶液中 1m a 69.7kJ mol H E RT ≠-?=-=?
()()()()2B m
m exp exp k k T h RT p
S
R H RT ≠
≠=?-?
()()()()B m a e exp exp k T h RT p S E RT ≠=??- ()a exp A E RT =-
()()()B m e exp A k T h RT p
S R ≠
=??
11m 25J K mol S ≠--?=-??
13. m a 2H E RT ≠?=-（气相反应）151.2 kJ mol -=?
()2a exp k A E RT =-
()3112a exp 4.70510Pa s p A k E RT --==??
73111.32210 m mol .s c p A A RT --==??
()(){
}1
1m,c B ln 296.6J K
mol c
S R A k T RT
p
R ≠--?=-=-??
()3m,p m,c ln 1mol m S S R c RT p , c
≠≠-?=?-=?
()51196.68.314ln 18.3141.011066.8J K mol --=--??=-??
m,p S ≠?也可从下法计算：将p A 由11Pa s --?换算为以p 为标准态的Ο
p
p A ，即
5811a 10P 4.72510Pa s p p
p
A A p --=?=??
(
)
()(){}
m B 8.314ln 2p
p
S A k T h RT
p
R ≠???=-?? 1166.9J K mol --=-?? 14. 振动 )
2νπ=
()()()()001122E C D E C H L C H C D ωω??
?--?-=---????
h h
()()121212
CH CD 211L f μμ=-h
()121212D
H CH CD B exp 112f k k k T μμ??=--????
h
()exp 1.850.156=-= 则 H D 6.4k k ≈ 15.
21A 131A A 1111111,k k k p k k k k k p p ??
?=+-=-' ?'??
611111a 1.910P s 1.9MPa s k -----=??=?
16. 根据3212k k p =，2k 为退活化过程反应速率常数，可认为20E ≈，由碰 撞理论计算：
12
2228exp E RT k L D RT ππμ????
= ? ?????
81312.7610mol m s --=???
当12312 2.23mol m p
c RT -==?，813212 6.1510 s k k c -==?
17.(1) 750K T =，41.72101k s --∞=?，强碰撞假设20E ≈ ()()
12
3291312108 4.0710mol dm s k L D RT M πμ---=?=???
求12p ，作u k k ∞～p 图，120.076kPa 76Pa p ==
3212k k p =或3212k k c =，得 413 1.2210s k -=?
(2)根据
u 1111
k k k p
∞=+
在12p 处，算得7111311 2.2510 Pa s 1.4 mol dm s k -----=??=?? 由此可得 )36u 1111 5.8110 s 4.4410Pa p k k k p
∞=+=?+? ()33
5.8110 s 4.4410kPa p =?+?
作1k -理论～1p -及1
k -实验～1p -图（略）
()1kPa p 0.089 0.22 0.68 1.23 2.56 5.56 13.16 43.48 62.5 111.1 410s k 实验 0.336 0.355 0.448 0.500 0.649 0.769 1.142 2.062 2.55 3.3 410s 理论 0.621 0.678 0.883 1.127 1.718 3.050 6.624 19.89 28.33 49.29
由数据及图可知，实验值和按Lindmann 理论处理的k 值，在高压下（1p 值低）符合，但低压下差异很大。
高中化学平衡知识点 1、影像化学反应速率的因素 （1）内因（决定因素） 化学反应是由参加反应的物质的性质决定的。 （2）外因（影响因素） ①浓度：当其他条件不变时，增大反应物的浓度，反应速率加快。 注意：增加固体物质或纯液体的量，因其浓度是个定值，故不影响反应速率（不考虑表面积的影响） ②压强：对于有气体参加的反应，当其他条件不变时，增大压强，气体的体积减小，浓度增大，反应速率加快。 注意：由于压强对固体、液体的体积几乎无影响，因此，对无气体参加的反应，压强对反应速率的影响可以忽略不计。 ③温度：当其他条件不变时，升高温度，反应速率加快。 一般来说，温度每升高10℃，反应速率增大到原来的2~4倍。 ④催化剂：催化剂有正负之分。使用正催化剂，反应速率显著增大；使用负催化剂，反应速率显著减慢、不特别指明时，指的是正催化剂。 2、外界条件同时对V正、V逆的影响 （1）增大反应物浓度时，V正急剧增加，V逆逐渐增大；减小反应物的浓度，V正急剧减小，V逆逐渐减小
（2）加压对有气体参加或生成的可逆反应，V正、V逆均增大，气体分子数大的一侧增大的倍数大于气体分子数小的一侧增大的倍数；降压V正、V逆均减小，气体分子数大的一侧减小的倍数大于气体分子数小的一侧减小的倍数。 （3）升温，V正、V逆一般均加快，吸热反应增大的倍数大于放热反应增加的倍数；降温时，V正、V逆一般均减小，吸热反应减小的倍数大于放热反应减小的倍数。 3、可逆反应达到平衡状态的标志 （1）V正=V逆，如对反应mA（g）+nB（g)======pC（g） ①生成A的速率与消耗A的速率相等。 ②生成A的速率与消耗B的速率之比为m：n （2）各组成成分的量量保持不变 这些量包括：各组成成分的物质的量、体积、浓度、体积分数、物质的量分数、反应的转换率等。 （3）混合体系的某些总量保持不变 对于反应前后气体的体积发生变化的可逆反应，混合气体的总压强、总体积、总物质的量及体系平均相对分子质量、密度等不变。
高中化学可逆反应达到平衡状态的标志及判断 在一定条件下的可逆反应里，当正反应速率与逆反应速率相等时，反应物和生成物的物质的量浓度不再发生改变的状态，叫化学平衡 状态。其特点有： (1)“逆”：化学平衡研究的对象是可逆反应。 (2)“等”：化学平衡的实质是正、逆反应速率相等，即： v(正)=v(逆)。 (3)“动”：v(正)=v(逆)≠0 (4)“定”：平衡体系中，各组分的浓度、质量分数及体积分数 保持一定(但不一定相等)，不随时间的变化而变化。 (5)“变”：化学平衡是在一定条件下的平衡，若外界条件改变，化学平衡可能会分数移动。 (6)“同”：在外界条件不变的前提下，可逆反应不论采取何种 途径，即不论由正反应开始还是由逆反应开始，最后所处的平衡状 态是相同的，即同一平衡状态。 可逆反应达到平衡状态的标志及判断方法如下： 以mA(g)+nB(g)pC(g)+qD(g)为例： 一、直接标志： ①速率关系：正反应速率与逆反应速率相等，即：A消耗速率与 A的生成速率相等，A消耗速率与C的消耗速率之比等于m:p; ②反应体系中各物质的百分含量保持不变。 二、间接标志： ①混合气体的总压强、总体积、总物质的量不随时间的改变而改变(m+n≠p+q);
②各物质的浓度、物质的量不随时间的改变而改变; ③各气体的体积、各气体的分压不随时间的改变而改变。 对于密闭容器中的可逆反应：mA(g)+nB(g)pC(g)+qD(g)是否达到平衡还可以归纳如下表： 【例题1】可逆反应：2NO2(g)2NO(g)+O2(g)，在体积固定的密闭容器中，达到平衡状态的标志是 ①单位时间内生成nmolO2的同时生成2nmolNO2 ②单位时间内生成nmolO2的同时生成2nmolNO ③用NO2、NO、O2表示的反应速率的比为2:2:1的状态 ④混合气体的颜色不再改变的状态 ⑤混合气体的密度不再改变的状态 ⑥混合气体的压强不再改变的状态 ⑦混合气体的平均相对分子质量不再改变的状态 A.①④⑥⑦ B.②③⑤⑦ C.①③④⑤ D.全部 解析：①单位时间内生成nmolO2必消耗2nmolNO2，而生成 2nmolNO2时，必消耗nmolO2，能说明反应达到平衡;②不能说明;③中无论达到平衡与否，化学反应速率都等于化学计量系数之比;④有颜色的气体颜色不变，则表示物质的浓度不再变化，说明反应已达到平衡;⑤体积固定，气体质量反应前后守恒，密度始终不变;⑥反应前后△V≠0，压强不变，意味着各物质的含量不再变化;⑦由于气体的质量不变，气体的平均相对分子质量不变时，说明气体中各物质的量不变，该反应△V≠0，能说明该反应达到平衡。 答案：A
第二章化学反应速率和化学平衡 第一节化学反应速率 一. 化学反应速率 1.定义: 化学反应速率是用来衡量化学反应进行快慢程度的， 通常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。单位:mol/（L·min）或mol/（L·s） 2.计算公式v =Δc /Δt 注意：①一般来说，随着化学反应的进行，浓度等外界条件在不断改变，因此在某一段时间内，化学反应的速率也在 不断变化。我们通过上述方法计算得到的速率值是指某 一段时间内的平均速率。在中学阶段只研究平均速率。 ②一般不用固体物质或纯液体表示反应速率，因为固体物质或纯液体的浓度为定值。 3.特点 (1) .同一反应同一段时间内用不同物质表示化学反应速率时,数值可能不同,但意义一样. (2)同一段时间内用不同物质表示的反应速率比值等于各物质化学方程式中的化学计量数之比。如反应mA+nB=pC+qD的v （A）∶v （B）∶v （C）∶v （D）=m∶n∶p∶q (3)比较反应速率快慢一般要以同一物质的速率值作为标准来比较 二. 化学反应速率的测定 化学反应的速率是通过实验来测定的。包括能够直接观察的某些性质,如释放出气体的体积和体系的压强;也包括必须依靠仪器来测量的性质,如颜色的深浅、光的吸收、光的发射、导电能力等。在溶液中常常利用颜色深浅和显色物质浓度间的正比关系来跟踪反应的过程和测量反应的速率。 第二节影响化学反应速率的因素 一. 影响化学反应速率的因素 1.概念: (1)有效碰撞:能够发生化学反应的碰撞. (2)活化分子: 能够发生有效碰撞的分子 (3)活化能: 活化分子多出的那部分能量 注意: 发生有效碰撞的分子一定是活化分子,而活化分子间的碰撞不一定是有效碰撞; 活化分子间的有效碰撞是发生化学反应的充要条件。 2. 影响化学反应速率的因素分为内因和外因两个方面。内因是指参加反应的物质本身的性质。外因是指外界条件如浓度压强温度催化剂等。影响化学反应速率的决定因素是内因。 二.外界因素对反应速率的影响 1.浓度对反应速率的影响 在其它条件相同时, 增大反应物浓度, 化学反应速率加快;减小反应物浓度,化学反应速率减慢。 因为当其它条件一致下，增加反应物浓度就增加了单位体积的活化分子的数目，从而增加有效碰撞，反应速率加快，但活化分子百分数是不变的。 注意:固态物质和纯液态物质的浓度可视为常数 ．．．．．．．．．．．．．．．．．．,．不能用其表示反应速率，它们的量的变化不会引起反应速率的变化，但固体颗粒的大小可影响反应速率。 2.压强对反应速率的影响 对于有气体参与的化学反应，其他条件不变时（除体积），增大压强，即体积减小，反应物浓度增大，单位体积内活化分子数增多，单位时间内有效碰撞次数增多，反应速率加快；反之则减小。 注意：压强的改变，本质上是改变气体的浓度，因此，压强改变，关键看气体浓度有没有改变，v才可能改变。若体积不变，加压（加入不参加此化学反应的气体）反应速率就不变。因为浓度不变，单位体积内活化分子数就不变。但在体积不变的情况下，加入反应物，同样是加压，增加反应物浓度，速率也会增加。 3.温度对反应速率的影响 其它条件相同时, 升高温度,反应速率加快;降低温度,反应速率减慢。 只要升高温度，反应物分子获得能量，使一部分原来能量较低分子变成活化分子，增加了活化分子的百分数，使得有效碰撞次数增多，故反应速率加大（主要原因）。当然，由于温度升高，使分子运动速率加快，单位时间内反应物分子碰撞次数增多反应也会相应加快（次要原因）。一般来说，温度每升高10℃反应速率增大到原来的2～4倍。 4.催化剂对反应速率的影响 使用适当的催化剂可以大幅度提高反应速率。 使用正催化剂能够降低反应所需的活化能，使更多的反应物分子成为活化分子，大大提高了单位体积内活化分子的百分数，从而成千上万倍地增大了反应物速率.负催化剂则反之。习题中一般指的是正催化剂。 5.其他因素对反应速率的影响 增大固体表面积（粉碎），光照也可增大某些反应的速率，此外，超声波、电磁波、溶剂也对反应速率有影响。习题中构成原电池也可增大反应的速率。 【注意】改变外界条件时，若正反应速率增大，逆反应速率也一定增大，增大的倍数可能不同，但不可能正反应速率增大，逆反应速率减小。 第三节化学平衡 第一课时化学平衡 一.可逆反应与不可逆反应 1. 可逆过程: 当温度一定时,饱和溶液中的固体溶质的溶解过程和溶液中的溶质分子回到溶质表面的结晶过程一直在进行,而且两种过程的速率相等,于是饱和溶液的浓度和固体溶质的质量都不变。我们把这类过程称作可逆过程。 2. 可逆过程的表述 表述这类过程时,约定采用” ”来代替反应中原来用的”=”,把从左到右的过程称作正反应;从右到左的过程称作逆反应。 3.可逆反应 (1)定义:在相同条件下,既能向正反应方向进行,同时又能向逆反应方向进行的反应。 (2)特点:①两同:即相同条件、正反应逆反应同时进行 ②符号” ”两边的物质互为反应物、生成物 ③在反应体系中,与化学反应有关的各种物质共存,如 223 2SO+O2SO 反应体系中有SO2、O2、SO3。 二.化学平衡： ⑴. 化学平衡研究的对象：可逆反应。 ⑵. 化学平衡的概念：在一定条件下的可逆反应里，正反应和逆反应的速率相等，反应混合物中各组分的浓度不变的状态。⑶. 化学平衡的特征： 动：动态平衡。平衡时v正==v逆≠0 等：v正＝v逆
化学反应速率与平衡第1讲 第第1 讲讲 化学反应速率考点一化学反应速率1．表示方法：通常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。 2．数学表达式及单位：v＝ΔcΔt ，单位为mol·L－1 ·min －1或mol·L －1 ·s －1 。 3．规律：同一反应在同一时间内，用不同物质来表示的反应速率可能不同，但反应速率的数值之比等于这些物质在化学方程式中的化学计量数之比。 题组一化学反应速率的大小比较1．已知反应4CO＋2NO 2 N 2 ＋4CO 2 在不同条件下的化学反应速率如下，其中表示反应速率最快的是A．v(CO)＝1.5 mol·L－1 ·min －1 B．v(NO2 )＝0.7 mol·L－1 ·min －1 C．v(N 2 )＝0.4 mol·L－1 ·min －1 D．v(CO2 )＝1.1 mol·L－1 ·min －1 题组二“三段式”模板突破化学反应速率的计算2．(1)将4 mol A 气体和2 mol B 气体在2 L 的容器中混合，并在一定条件下发生如下反应：2A(g)＋B(g) 2C(g)，若经2 s 后测得C 的浓度为0.6 mol·L－1 ，现有下列几种说法： ①用物质A 表示的反应速率为0.3 mol·L－1 ·s －1 ②用物质B 表示的反应速率为0.6 mol·L －1 ·s －1 ③2 s 时物质A 的转化率为70% ④2 s 时物质B 的浓度为0.7 mol·L－1 其中正确的是
A．①③ B．①④ C．②③ D．③④ (2)若①②中用A、B 表示的反应速率分别为0.3 mol·L－1 ·s －1 、0.6 mol·L －1 ·s －1 ，哪种物质表示的反应速率更快？(3)若物质A 的转化率经过计算为30%，那么，物质B 的转化率为多少？你能迅速得出答案吗？考点二影响化学反应速率的因素1．内因(主要因素)：反应物本身的性质。 2．外因(其他条件不变，只改变一个条件) 3．理论解释——有效碰撞理论(1)活化分子、活化能、有效碰撞。 ①活化分子：能够发生有效碰撞的分子。 ②活化能：如图 图中：E 1 为反应的活化能，使用催化剂时的活化能为E 3 ，反应热为E 1 －E 2 。 ③有效碰撞：活化分子之间能够引发化学反应的碰撞。 (2)活化分子、有效碰撞与反应速率的关系 题组一浓度与压强对化学反应速率的影响1．对反应A＋B AB 来说，常温下按以下情况进行反应： ①20 mL 溶液中含A、B 各0.01 mol ②50 mL 溶液中含A、B 各0.05 mol ③0.1 mol·L－1的A、B溶液各10 mL ④0.5 mol·L－1的A、B 溶液各50 mL 四者反应速率的大小关系是 A．②①④③ B．④③②①
201年高中化学专属讲义 课题：可逆反应达到平衡状态的标志及判断 学生姓名： 授课教师： 201年月日
可逆反应达到平衡状态的标志及判断 考试内容A（基本要求）B（略高要求）C（较高要求） 课堂笔记：在一定条件下的可化学平衡研究的对象是可逆反应。逆反应里，当正反应速率与逆反应速率相等时，反应物和生成物的物质的量浓度不再发生改变的状态，叫化学平衡状态。其特点有：（1）“逆”： （2）“等”：化学平衡的实质是正、逆反应速率相等，即：v( 正)＝v( 逆) 。 （3）“动”：v( 正)＝v( 逆) ≠0 （4）“定”：平衡体系中，各组分的浓度、质量分数及体积分数保持一定（但不一定相等），不随时间的变化而变化。 （5）“变”：化学平衡是在一定条件下的平衡，若外界条件改变，化学平衡可能会分数移动。 （6）“同”：在外界条件不变的前提下，可逆反应不论采取何种途径，即不论由正反应开始还是由逆反应开始，最后所处的平衡状态是相同的，即同一平衡状态。 可逆反应达到平衡状态的标志及判断方法如下： 以m A(g)+n B(g)p C(g)+q D(g)为例： 一、直接标志： ①速率关系：正反应速率与逆反应速率相等，即：A消耗速率与A的生成速率相等，A消耗速率与C 的消耗速率之比等于m:p； ②反应体系中各物质的百分含量保持不变。 二、间接标志： ①混合气体的总压强、总体积、总物质的量不随时间的改变而改变（m+n≠p+q）； ②各物质的浓度、物质的量不随时间的改变而改变； ③各气体的体积、各气体的分压不随时间的改变而改变。
对于密闭容器中的可逆反应：m A(g)+n B(g)p C(g)+q D(g)是否达到平衡还可以归纳如下表：化学反应m A(g)+n B(g)p C(g)+q D(g)是否平衡 混合物体系中各成分 的含量①各物质的物质的量或物质的质量分数一定平衡 ②各物质的质量或质量分数一定平衡 ③各气体的体积或体积分数一定平衡 ④总体积、总压强、总物质的量一定不一定平衡 正、逆反应速率之间 的关系①在单位时间内消耗了m mol A，同时也生成了m mol A， 即v(正)＝v(逆) 平衡 ②在单位时间内消耗了n mol B，同时也消耗了p mol C， 即v(正)＝v(逆) 平衡 ③v(Ａ):v(B):v(C):v(D)＝m:n:p:q， v(正)不一定等于v(逆) 不一定平衡④在单位时间内生成了n mol B，同时也消耗了q mol D， 即叙述的都是v(逆) 不一定平衡 压强 ①其它条件一定、总压强一定，且m+n≠p+q平衡 ②其它条件一定、总压强一定，且m+n＝p+q不一定平衡 混合气体的平均相对 分子质量 ①平均相对分子质量一定，且m+n≠p+q平衡 ②平均相对分子质量一定，且m+n＝p+q不一定平衡 温度任何化学反应都伴随着能量变化，当体系温度一定时平衡 气体的密度密度一定不一定平衡颜色反应体系内有色物质的颜色稳定不变平衡 三、例题分析： 例题1：可逆反应：2NO2(g)2NO(g)+O2(g)，在体积固定的密闭容器中，达到平衡状态的标志是 ①单位时间内生成n mol O2的同时生成2n mol NO2 ②单位时间内生成n mol O2的同时生成2n mol NO ③用NO2、NO、O2表示的反应速率的比为2:2:1的状态 ④混合气体的颜色不再改变的状态 ⑤混合气体的密度不再改变的状态 ⑥混合气体的压强不再改变的状态
第二章一二节复习学案 1、反应速率 (1).定义：化学反应速率是用来衡量化学反应进行快慢程度的物理量，通常用单位时间内反 应物浓度的减少或增加来表示。 (2).定义式：t c v ??= (3).单位：mol ?L -1 ?s -1 、mol ?L -1 ?min -1 、mol ?L -1 ?h -1 或 mol/（L ?s ）、mol/（L ?min ）、 mol/（L ?h ） 【注意】 ① 化学反应速率是指一段时间内的平均速率，且反应速率均取正值，即0>v 。 ② 一般不用纯液体或固体来表示化学反应速率. ③ 表示化学反应速率时要指明具体物质,同一个反应选用不同物质表示的速率，数值可 能会不同，但意义相同，其速率数值之比等于相应反应物计量数之比。 ④ 比较同一个反应在不同条件下速率大小，要折算为同一物质表示的速率进行比较。 【例题1】在2L 的密闭容器中，加入1mol 和3mol 的H 2和N 2，发生 N 2 + 3H 2 2NH 3 ，在2s 末时，测得容器中含有的NH 3，求用N 2、H 2、NH 3分别表示反应的化学反应速率。 【例题2】对于反应A + 3B = 2C + 2D ，下列数据表示不同条件的反应速率，其中反应进行得最快的是( ),反应进行快慢程度相等的是( ) (A) =(L·S) B. v (B) =(L · S) C. v (C) =1mol/(L · S) D. v (D) =(L · min) 【例题3】 某温度时，容积为 2L 的密闭容器时， X 、Y 、Z 三种气态物质的物质的量随 时间变化情况如图： (1)写该反应的化学方程式 (2)在 3min 内 X 的平均反应速率为 2.有效碰撞理论
高中生化学可逆反应心智模式的诊断和分析 摘要提出完整的可逆反应心智模式分析框架，通过纸笔测验诊断高二理科实验班、理科平行班、文科班共369名学生在高一化学必修模块建立的可逆反应心智模式。研究发现，3个学生群体均主要具有可逆反应是双向变化的心智模式，出现多种不完善、不科学的心智模式，对可逆反应具有科学的综合认识的学生比例不高。最后，对研究结果进行讨论，对教学实践和后续研究提出建议。 关键词心智模式可逆反应化学平衡高中生理科班文科班迷思概念1问题的提出1.1心智模式概述 心智模式(mental model)是国际科学教育研究领域一个重要的研究主题。早在行为主义盛行的年代，Kenneth Craik于1943年提出心智模式的概念；其后，Johnson-Laird、Norman、V osni—adou和Brewer等研究者对心智模式的定义、组成和功能进行了详细探讨。任宗浩曾综合概括不同研究者对心智模式的定义，他认为“心智模式是人们日常理解事物和推理过程时，在短期记忆或工作记忆中所建立对问题情境或外在事物的一种暂时性表征，也可以是人们储存在长期记忆中对外在世界的稳定表征或‘图像’”。Johnson-Laird认为人们使用已有的个人经验和理解来建立表征问题的心智模式，心智模式会影响着人们对外部环境的判断，V osniadou和Brewer也提出心智模式源自和受限于个人原有的概念结构；Norman认为人们与目标系统互动时会形成心智模式，心智模式会受目标系统的影响。许多研究者认为心智模式并非一成不变，而是不断建构、修正的，初始的心智模式可以经过模式化转变为完善、概念化的心智模式；发展中的心智模式通常是不完善的、甚至是不完全正确的，但是心智模式必须具有实用价值，即能够有效推理、预测情境和解决问题。1.2待研究的问题 学生通过与教师和各种信息的交互作用，经历学科知识学习的同化和顺应过程，建立各种科学概念和原理的心智模式。化学教师如果充分了解学生对化学概念和原理的心智模式，将有助于选择有针对性的教学方法完善学生的已有认知，提高教学的有效性。 可逆反应和化学平衡是高中化学课程中紧密相关、重要却容易产生迷思概念的化学基本概念。化学平衡是可逆反应存在限度的表现，只有充分理解可逆反应的过程才可以深入理解化学平衡的判断和移动。可逆反应和化学平衡在高中化学课程必修、选修模块有不同的学习要求。在必修模块，学生需要达到的基本要求水平之一是“能结合实例说明什么是可逆反应；了解化学平衡的含义，认识化学平衡状态的特征”。在以往的研究中，人们主要系统研究可逆反应和化学平衡迷思概念的类型和分布情况，有关心智模式的研究尚较少，而且已报道的心智模式的研究主要以初中生为研究对象。在教学实践中，高二学生在经历高一化学必修模块的学习后，对可逆反应具有怎样的心智模式?具有文、理科学习倾向的学生的可逆反应心智模式又有怎样的差异?这些均是值得深入探研的问题。2可逆反应心智模式的分类2.1已有的实证研究概述
第一节 化学反应速率 一．化学反应速率 1. 概念：化学反应速率是用来衡量化学反应进行快慢的物理量，通常用单位时间内反应物浓度的减小或生成物浓度的增加来表示。 2. 表达式：v ＝Δc Δt ；v 表示平均速率，常用的单位是mol/(L·min)或mol/(L·s)。 3. 表示化学反应速率的注意事项 (1)在同一化学反应中，选用不同物质表示化学反应速率，其数值可能相同也可能不相同，但它们表示的意义却是完全相同的。因此，表示化学反应速率时，必须指明用哪种物质作标准。 (2)由于在反应中纯液体和固体的浓度是恒定不变的，因此对于有纯液体或固体参加的反应一般不用纯液体或固体来表示化学反应速率。 (3)在同一个化学反应中，无论选用反应物还是生成物来表示化学反应速率，其值均为正值。 (4)化学反应速率通常是指某一段时间内的平均反应速率，而不是瞬时反应速率。 例1: 判断下列描述的正误(正确的打“√”，错误的打“×”)。 (1)化学反应速率是指一定时间内任何一种反应物浓度的减少或生成物浓度的增加。 ( ) (2)化学反应速率为0.8 mol/(L·s)是指1 s 时某物质的浓度为0.8 mol/L 。( ) (3)化学反应速率的数值越大，反应进行得越快。( ) (4)根据化学反应速率的大小可以推知化学反应进行的快慢。( ) (5)对于化学反应来说，反应速率越大，反应现象就越明显。( ) 答案：(1)× (2)× (3)× (4)√ (5)× 即时练习： 1.下列关于化学反应速率的说法，不正确的是( C ) A ．化学反应速率是衡量化学反应进行快慢程度的物理量 B ．单位时间内某物质的浓度变化越大，则该物质反应就越快
化学平衡状态 [考纲要求] 1.了解可逆反应的定义。2.理解化学平衡的定义。3.理解影响化学平衡的因素。 考点一 可逆反应与化学平衡状态 1．可逆反应 (1)定义 在同一条件下既可以向正反应方向进行，同时又可以向逆反应方向进行的化学反应。 (2)特点 ①二同：a.相同条件下；b.正逆反应同时进行。 ②一小：反应物与生成物同时存在；任一组分的转化率都小于(填“大于”或 “小于”)100%。 (3)表示 在方程式中用表示。 2．化学平衡状态 (1)概念 一定条件下的可逆反应中，正反应速率与逆反应速率相等，反应体系中所有参加反应的物质的质量或浓度保持不变的状态。 (2)化学平衡的建立 (3)平衡特点 深度思考 1．反应2H2O 电解点燃2H2↑＋O2↑是否为可逆反应？ 答案 不是可逆反应，因为两个方向的反应条件不同。 2．向含有2 mol 的SO2的容器中通入过量氧气发生2SO2＋O2催化剂加热2SO3，充分反应后生
成SO3的物质的量______2 mol(填“<”、“>”或“＝”，下同)，SO2的物质的量______0 mol，转化率________100%。 答案< > < 题组一极端假设法解化学平衡状态题的应用 1．一定条件下，对于可逆反应X(g)＋，若X、Y、Z的起始浓度分别为c1、c2、c3(均不为零)，达到平衡时，X、Y、Z的浓度分别为0.1 mol·L－1、0.3 mol·L－1、0.08 mol·L－1，则下列判断正确的是( ) A．c1∶c2＝3∶1 B．平衡时，Y和Z的生成速率之比为2∶3 C．X、Y的转化率不相等 D．c1的取值范围为0 mol·L－1 可逆反应的定义和特点 1、在一定条件下，使NO和O2在一个密闭容器中进行反应，下列说法不正确的是（） A．反应开始时，正反应速率最大，逆反应速率为零 B．随着反应的进行，正反应速率逐渐减小，最后为零 C．随着反应的进行，逆反应速率逐渐增大，最后不变 D．随着反应的进行，正反应速率逐渐减小，最后不变 解析：B 2、在密闭容器中进行如下反应：X2(g)+Y2(g)=(可逆)=2Z(g) ，已知X2、Y2、Z的起始浓度分别为0.1mol/L、0.3mol/L、0.2mol/L，在一定条件下，当反应达到平衡时，各物质的浓度有可能是（） A．Z为0.3mol/L B．Y2为0.35mol/L C．X2为0.2mol/L D．Z为0.4mol/L 解析：A 3、在一定量的密闭容器中进行反应：N2（g）+3H2（g）?2NH3（g）．已知反应过程中某一时刻N2、H2、NH3浓度分别为0.1mol/L、0.3mol/L、0.2mol/L．当反应达到平衡时可能存在的数据是（） A．N2为0.2mol/L，H2为0.6mol/L B．N2为0.15mol/L C．N2、H2均为0.18mol/L D．NH3为0.4mol/L 答案：B 3、下列对可逆反应的认识正确的是( ) A．SO2+Br2+2H2O H2SO4+2HBr与2HBr+H2SO4(浓) Br2+SO2↑+2H2O互为可逆反应B．既能向正反应方向进行，又能向逆反应方向进行的反应叫可逆反应 C．在同一条件下，同时向正、逆两个方向进行的反应叫可逆反应 D．在一定条件下，SO2被氧化成SO3的反应是可逆反应 答案：CD 4、制造太阳能电池需要高纯度的硅。工业上由粗硅制高纯度硅可通过以下反应实现： ①Si+ 3HCl SiHCl3+ H2 ②SiHCl3+H2Si+3HCl 下列有关叙述错误的是 A．2个反应都是氧化还原反应 B．2个反应都是置换反应 C．反应①中Si是还原剂 D．上述2个反应互为可逆反应 答案：D 5、下列反应中可判断为可逆反应的是（） A．氢气和氯气点燃生成氯化氢，氯化氢受热分解为氢气和氯气 第三节化学平衡 第1课时可逆反应与化学平衡状态 1．了解化学反应的可逆性，了解可逆反应的概念、特点。 2.通过化学平衡状态的建立过程，知道化学平衡是一种动态平衡。 3．能根据化学平衡状态的特征，判断反应是否达到化学平衡状态。 可逆反应与不可逆反应 1．可逆反应 (1)概念：在相同条件下，既能向正反应方向进行同时又能向逆反应方向进行的化学反应。 (2)表示方法：采用“”连接，把从左向右进行的反应称作正反应，把从右向左进行的反应称作逆反应。 (3)特点 ①双向性：可逆反应具有方向相反的两个反应，即正反应和逆反应； ②双同性：正反应和逆反应在相同条件下同时进行； ③共存性：反应物的转化率小于100%，反应物与生成物共存。 2．不可逆反应：有些反应的逆反应进行程度太小因而忽略，把这类反应叫不可逆反应，用“===”连接。 1．正误判断：正确的打“√”，错误的打“×”，并阐释错因或列举反例。 语句描述正误阐释错因或列举反例 (1)Cl2与水的反应属于可逆反应 (2)NH3和HCl生成NH4Cl与NH4Cl分解生成NH3和 HCl互为可逆反应 (3)可逆反应中反应物的转化率不能达到100% (2)×两反应发生的条件不相同 (3)√ 2．为什么工业合成氨反应中，N2、H2和NH3同时存在？ 答案：因为在N2与H2化合生成NH3的同时，NH3也在发生分解反应，生成N2和H2， 即该反应为可逆反应，故反应物和生成物同时存在。 1．下列反应不属于可逆反应的是() A．SO2溶于水生成H2SO3；H2SO3分解 B．H2与I2化合成HI；HI分解 C．SO2与O2化合成SO3；SO3分解 D．电解水生成H2与O2；H2与O2点燃生成水 解析：选D。A项，SO2＋H2O H2SO3；B项，H2＋I22HI；C项，2SO2＋O2催化剂 △ 2SO3，上述三个反应，正、逆反应的反应条件相同，故都属于可逆反应。D项，电解水生成H2与O2和H2与O2生成水的反应条件不同，故不属于可逆反应。 2．(2019·长沙高二质检)可逆反应N2＋3H22NH3，在容积为10 L的密闭容器中进行，开始时加入2 mol N2和3 mol H2，达平衡时，NH3的浓度不可能达到() A．0.1 mol/L B．0.2 mol/L C．0.05 mol/L D．0.15 mol/L 解析：选B。2 mol N2和3 mol H2反应，假设反应能够进行到底，则2 mol N2与3 mol H2反应最多生成2 mol NH3，此时NH3浓度为0.2 mol/L，但由于该反应是可逆反应，不能进行到底，所以NH3的浓度达不到0.2 mol/L。 化学平衡状态 1．化学平衡的建立 在一定条件下，把1 mol N2和3 mol H2充入一密闭容器中，在一定条件下发生反应N2＋3H22NH3。根据要求填表： 反应物浓度v(正) 生成物浓度v(逆) 开始时c(N2)最大 c(H2)最大 最大0 0 进行中c(N2)减小 c(H2)减小 减小增大增大 平衡时c(N2)不变 c(H2)不变 不变不变不变 第三节化学反应的速率和限度 1、化学反应的速率 （1）概念：化学反应速率通常用单位时间内反应物浓度的减少量或生成物浓度的增加 量（均取正值）来表示。计算公式：v(B)＝ () c B t ? ? ＝ () n B V t ? ?? ①单位：mol/(L·s)或mol/(L·min) ②B为溶液或气体，若B为固体或纯液体不计算速率。 ③以上所表示的是平均速率，而不是瞬时速率。 ④重要规律：（1）速率比＝方程式系数比（2）变化量比＝方程式系数比 （2）影响化学反应速率的因素： 内因：由参加反应的物质的结构和性质决定的（主要因素）。 外因：①温度：升高温度，增大速率 ②催化剂：一般加快反应速率（正催化剂） ③浓度：增加C反应物的浓度，增大速率（溶液或气体才有浓度可言） ④压强：增大压强，增大速率（适用于有气体参加的反应） ⑤其它因素：如光（射线）、固体的表面积（颗粒大小）、反应物的状态（溶 剂）、原电池等也会改变化学反应速率。 2、化学反应的限度——化学平衡 （1）在一定条件下，当一个可逆反应进行到正向反应速率与逆向反应速率相等时，反应物和生成物的浓度不再改变，达到表面上静止的一种“平衡状态”，这就是这个反应所能达到的限度，即化学平衡状态。 化学平衡的移动受到温度、反应物浓度、压强等因素的影响。催化剂只改变化学反应速率，对化学平衡无影响。 （2）化学平衡状态的特征：逆、动、等、定、变。 ①逆：化学平衡研究的对象是可逆反应。 ②动：动态平衡，达到平衡状态时，正逆反应仍在不断进行。 ③等：达到平衡状态时，正方应速率和逆反应速率相等，但不等于0。即v正＝v逆≠0。 ④定：达到平衡状态时，各组分的浓度保持不变，各组成成分的含量保持一定。 ⑤变：当条件变化时，原平衡被破坏，在新的条件下会重新建立新的平衡。 （3）判断化学平衡状态的标志： ① V A（正方向）＝V A（逆方向）或n A（消耗）＝n A（生成）（不同方向同一物质比较）②各组分浓度保持不变或百分含量不变 ③借助颜色不变判断（有一种物质是有颜色的） ④总物质的量或总体积或总压强或平均相对分子质量不变（前提：反应前后气体的总物质的量不相等的反应适用，即如对于反应xA＋yB zC，x＋y≠z） 1．100ml6mol/LH2SO4跟过量锌粉反应，在一定温度下，为了减缓反应进行的速度，但又不影响生成氢气的总量．可向反应物中加入适量的（） A．碳酸钠（固体）B．水C．硫酸钾溶液D．硫酸铵（固体） 6.2 反应物如何尽可能转变成生成物 第1课时可逆反应中的化学平衡 【教学目标】 知识与技能： 1．理解可逆反应和化学平衡 2．初步学会化学平衡状态的判断 过程与方法： 1．通过一张破损的表格巩固可逆反应的概念及特征 2．由合成氨反应中各物质浓度变化的数据分析正逆反应速率的变化趋势，从而找到平衡点，理解化学平衡状态的建立。 情感态度与价值观： 感悟化学平衡是可逆反应的一种状态，并将其推广到生活中的方方面面。 【教学重点和难点】 重点：可逆反应、化学平衡的概念 难点：理解正逆反应速率与化学平衡的关系及动态平衡 【设计思路】 主要采用表格数据的分析以及对速率变化趋势v-t图像的分析，让同学们造成多次认知冲突，并在冲突中不断深化对于可逆反应及化学平衡的认识，以期提高学生的读图读表能力以及基本作图能力，为今后化学平衡移动理论的教学奠定较为扎实的基础。 【教学过程】 见图 引入：在科学研究中，实验是我们的主要手段，而实验测得的数据则往往用表格进行记录以便分析与研究。但总有些马大哈很不小心，没有将实验数据妥善地保存好，将实验报告弄脏 了或是撕坏了，屏幕上就有这么一张破损的表格，这是一张模拟合成氨反应的实验记录单，请问大家如果你在进行该项实验，又找不到破损的碎片的话，你该如何处理。（重做）能不能请大家用所学过的知识“猜”（计算）一下，丢失的数据应该是什么？并填在手中的表格中。 教师行为：抽取学生答卷进行投影，并请同学解释计算过程。 接着请同学推测3~4小时以后各反应物浓度的值，教师：其实正如大家刚才所说遇到这种情况正确的做法应该是重做该实验，所以实验人员还是在相同条件下将本实验重新做了一次，并记录数据，请大家比较实验数值与我们刚才预测的数值是否相同。 为何氮气与氢气都有剩余？？ 学生回答：该反应为可逆反应！ 复习：可逆反应的定义：在同一条件下，既能向正反应方向进行，同时又能向逆反应方向进行的反应。 在次过程中应特别强调“同一条件下”这一关键词。如遇学生忽视这一问题，可举例石灰石的分解与形成提问是否为可逆反应以帮助其记忆。 巩固练习： 1.氢气与氧气燃烧得到水，电解水又得到氢气与氧气； 2.氯化铵的“升华”； 3.合成氨反应 教师提问：那么可逆反应又有何特征呢？如果学生无法回答，可举例氨水中的微粒加以说明。氨水中主要存在氨分子、水分子、一水合氨分子、铵根离子及氢氧根离子，可见可逆反应的特征为：反应物不能完全转化为生成物，故反应物与生成物同时存在。 在一定温度和压强下本实验是一个可逆反应，所以反应后氮气与氢气以及氨气同时存在是合理的！ 板书： 一、可逆反应： 1．定义：在同一条件下，正反应和逆反应同时发生的化学反应称为可逆反应。 2．特征： 教师：请大家还是再观察一下这张表，3~4小时以后我们可以看到反应物以及生成物的浓度如 第1讲化学反应速率与影响因素 【2021·备考】 2017版课程标准素养落地 1.了解化学反应速率的概念，定量表示方法并能进 行相关计算，了解测定化学反应速率的简单方法。 2．能用控制变量法探究影响化学反应速率的因素， 理解外界条件(浓度、温度、压强、催化剂等)对化 学反应速率的影响规律，能解释生产、生活中的实 际问题并进行反应条件的选择与优化。 3．了解反应的活化能的概念，了解催化剂对化学 反应速率影响的实质，认识基元反应及其活化能对 化学反应速率的影响。 能认识化学反应速率是变化 的，知道化学反应速率与外 界条件有关，并遵循一定规 律；科学探究与创新意识： 能发现和提出有关化学反应 速率的有探究价值的问题； 通过控制变量来探究影响化 学反应速率的外界条件。 考点一化学反应速率 『知识梳理』 1.化学反应速率 名师提示你 计算反应速率时，我们往往忽略容器的体积，特别是给出的是物质的量的变化量时，一定要先转化为物质的量浓度的变化量，再进行计算。 2.化学反应速率与化学计量数的关系 (1)内容：对于已知反应m A(g)＋n B(g)===p C(g)＋q D(g)，其化学反应速率可用不同的反应物或生成物来表示，当单位相同时，化学反应速率的数值之比等于方程式中各物质的化学计量数之比，即v(A)∶v(B)∶v(C)∶v(D)＝m∶n∶p∶q。(2)实例：一定温度下，在密闭容器中发生反应：3A(g)＋B(g)2C(g)。已知v(A)＝0.6 mol·L－1·s－1，则v(B)＝0.2 mol·L－1·s－1，v(C)＝0.4 mol·L－1·s－1。 3.反应速率的比较与计算 (1)化学反应速率的大小比较 ①归一法 将同一反应中的不同物质的反应速率转化成同一单位、同一种物质的反应速率，再进行速率的大小比较。 ②比值法 将各物质表示的反应速率转化成同一单位后，再除以对应各物质的化学计量数，然后对求出的数值进行大小排序，数值大的反应速率快。如反应m A(g)＋ 1. 下列说法正确的是 A. 化学反应平衡常数越大，反应速率越快 B. 在一定温度下反应的活化能越大，反应速率越快 C. 对于可逆反应而言，升高温度能是吸热反应的速率加快，放热反应的速率减慢，所以升高温度反应向吸热反应方向移动 D. 催化剂对可逆反应的正、逆反应速率的影响程度相同。 【D】化学反应平衡常数越大，反应向右进行的趋势越强，反应物转化为产物的转化率越大，但是对化学反应速率没有影响，反应速率的快慢一方面受到反应活化能大小的影响，另一方面还与反应物浓度、反应温度以及是否使用催化剂有关；活化能是化学反应进行的能垒，一般而言，在一定温度下，反应活化能越大反应速率越慢，反应活化能越小反应速率越快；对于可逆反应而言，升高温度能同时加快正、逆反应的反应速率，只不过热反应的活化能大，而放热反应的活化能小，所以在升高相同温度的前提下，吸热反应的反应速率增大更多，所以反应向吸热反应的方向移动，而在降低相同温度的前提，吸热反应的反应速率下降更多，所以反应向着放热反应的方向移动；催化剂的使用，只能改变反应到达平衡状态的时间，不能改变转化率，也不会改变平衡常数的大小，是因为催化剂对可逆反应的正、逆反应的反应速率影响程度相同。 2. 下列说法正确的是 A. 根据反应速率方程，反应级数越大，反应速率越快 B. 发生有效碰撞的条件之一就是分子具有足够的能量 C. 不同化学反应的反应速率常数的单位也不相同 D. 升高温度可以加快反应速率的根本原因是增加了反应物分子之间的碰撞频率 【B】A：对于化学反应a A + b B = c C + d D，若其化学反应速率方程为r=kc A m c B n，从速率方程中可见，反应级数的大小确实对反应速率会产生影响，但是式中的反应速率常数以及反应物浓度的大小也会对反应速率的快慢产生重要的影响的，所以只强调反应级数是不全面的；C：应该说不同反应级数的化学反应的速率常数单位会不一样，因为即使是不相同的化学反 高中化学复习知识点：可逆反应及反应限度 一、单选题 1．一定条件下，某容器中各微粒在反应前后变化的示意图如下，其中?和d 代表不同元素的原子， 关于此反应说法错误的是（ ） A ．一定属于吸热反应 B ．一定属于可逆反应 C ．一定属于氧化还原反应 D ．一定属于分解反应 2．A N 为阿伏加德罗常数的值。下列说法正确的是 A ．0.1 mol 的11 B 中，含有A 0.6N 个中子 B ．pH=1的H 3PO 4溶液中，含有A 0.1N 个H + C ．2.24L （标准状况）苯在O 2中完全燃烧，得到A 0.6N 个CO 2分子 D ．密闭容器中1 mol PCl 3与1 mol Cl 2反应制备 PCl 5（g ），增加A 2N 个P-Cl 键 3．下列反应不属于可逆反应的是（ ） A ．工业上利用氮气和氢气合成氨气 B ．Δ323222NaHCO Na CO +H O+CO ↑和23223Na CO +H O+O 2 C NaHCO C ．密闭容器中的二氧化氮和四氧化二氮在一定压强下可以相互转化 D ．密闭容器中的二氧化硫和氧气在一定条件下可以生成三氧化硫，同时三氧化硫又可以分解为二氧化硫和氧气 4．在容积不变的密闭容器中进行反应：X 2(g)＋3Y 2(g) 2Z 2(g)，若X 2、Y 2、Z 2的初始物质的量浓度分别为0.10mol·L －1、0.30mol·L －1、0.20mol·L －1，当反应达到平衡 时Z 2的物质的量浓度不可能是 A ．0.05mol·L －1 B ．0.20mol·L －1 C ．0.35mol·L －1 D ．0.40mol·L －1 5．下列对于可逆反应的理解不正确的是（ ） A ．可逆反应是指既能向正反应方向进行，又能向逆反应方向进行的反应 B ．可逆反应的反应物与生成物之间只能用可逆号，而不能用等号 C ．可逆反应的正反应和逆反应条件完全相同 第一讲化学反应速率及其影响因素 知识回顾： 本课内容： 教学流程： [讲授提问] 初中物理学习了有关物体运动的知识。我们知道，不同的物体的运动快慢是不同的，有的物体运动相当快，而有的物体运动则相当慢。我们用运动速率ν表示不同物体运动的快慢，定义为单位时间内物体移动的距离，常用m/s做单位。对于化学反应，不同的化学反应快慢也不一样。大家能不能举举例子？（爆炸、钟乳石形成、石油形成、塑料分解高锰酸钾制氧气......） [板书] 第一节化学反应速率 [提问] 化学反应速率这一物理量是如何定义的？常用的单位是什么？ [指导学生阅读] 请阅读课本P17有关内容。 [讲授并板书] 一、化学反应速率 1、定义：单位时间内反应物浓度减少或生成物浓度增加的量（浓度） 2、表示：ν=Δc/Δt；单位：mol/L·min或mol/L·s [提问①] 请指出下列说法所表示的含义： 某物质在某一化学反应中的反应速率为0.50mol/L·min。 [讲述] 该说法表示该物质在参与反应时，1分钟内物质的量浓度减少(或增加)了为0.50mol/L。 [练习①] 在A+2B==C的反应中，已知其始时A的浓度为2mol/L，经过2分钟后，其浓度变为1mol/L，求该物质在2分钟内的反应速率。 [巡视，了解学生答题情况，并讲授] [设问] 在某一反应中，用不同物质表示该反应的速率时，其数值是否相同？[例题讲解，黑板右半部分书写，边带动学生思考] 合成氨的反应为：N 2（g）+3H 2 (g)==2NH 3 (g)。现往某2L的容器中充入2mol 的N 2和5mol的H 2 ，反应5分钟后，容器中N 2 的物质的量减少为1mol。试求： （1）5分钟后容器中H 2、NH 3 的物质的量。（“始变终”三部曲） （2）5分钟内三者的反应速率各是多少？（3）三者速率是否相等？它们之间有何关系？[针对学生完成情况讲评] （1）H 2和NH 3 的物质的量依次为2mol、2mol （2）三者的速率依次为0.1mol/L、0.3mol/L、0.2mol/L （3）不相等；三者之间的关系为ν（N 2）：ν（H 2 ）：ν（NH 3 ）=1：3：2 [小结并板书] 3、用不同反应物表示同一反应的反应速率时，其数值不一定相等； 对mA(g)+nB(g)=pC(g)+qD(g)，有 ν(A)：ν(B)：ν(C)：ν(D)=m:n:p:q [讲解] 对于化学反应速率，同学们还应注意；它用反应物浓度减小或生成物浓度增加来表示，不取负值；而且根据公式可知，所求得的值是指定时间内的平均值。还需注意的是，由于不同物质表示反应速率时，其数值会不同，因此必须指明是哪种物质。 [板书] 4、（1）反应速率不取负值，且表示指定时间内的平均值。 （2）必须指明所对应的物质。高中化学选修四可逆反应和化学平衡状态的判断
高中化学 人教版选修4 第二章第三节第1课时 可逆反应与化学平衡状态 教学设计、教案、学案
化学反应速率与限度知识点
高一化学可逆反应中的化学平衡
第1讲 化学反应速率与影响因素
化学反应速率习题及解析
高中化学复习知识点：可逆反应及反应限度
第一讲 化学反应速率教案
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