甘肃农业大学：《普通化学》课程教学资源（教案讲义，主讲：肖雯）.doc_P11-P15

一.设问导入新课（3分钟) 在以前的学习中，我们知道自然界物质的变化有物理变化和化学变化，在化学上把后一种变化叫做化学反应。那么发生化学反应所需要的时间和反应经历的途径如何呢？这属于动力学的范畴，也就是我们这章要学习的内容。下面我们学习第一章化学反应速率的第一节化学反应速率的含义。二讲授新内容(46分钟) 2.1化学反应速率的概念及其表示(18分钟) 一一板书标题 (1)化学反应速率的概念一一设疑提问化学反应速率是指单位时间内一个化学反应发生了多少。 1.什么是反应 (2)反应速率的表示速率？反应速率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表 2.速率如何表示。浓度的改变用△C表示，用△1表示时间间隔。用生成物表示速率时速示？率为正，如果用反应物表示时，这在前面加负号，表示其消耗速率，这样表一一板书概念。示的速率为正值。表述时语速慢，如反应aA+bB→mC,用各个物质表示时为重复 y4=-4C4 ACc △f '8 =-ACa △t 一板书以上表示的为△1时间内的平均速率。反应物或生成物浓度用molL1表示，时间单位可用s,min,h等，那么速率的单位常用mol'L-Is"1。对于同一个反应，用不同物质的浓度表示反应速率时，其数值可能不同，如298K时，在恒容条件下N2O5的热分解反应 2N2O5(g)=4NO2(g)十O2(g)用不同物质表示时速率分别为 v(N205)=1.5×103molL1s v(NO2)=3.0×10-3molL-1s1 v(02)=0.75×10-3molL-1s1 可见以不同物质表示其速率不同，其比2：4：1，恰好是方程式中各物质计量系数之比。对于一般的反应aA+bB=dD+eE可表示为 _1AC--1AC&-1ACp-1ACE=v 一一板书 a△tb△td△te△t 一一举例强调即对某一化学反应，用各组分物质浓度变化表示的反应速率之比，等于反应速率与各各自计量系数之比。也就是说，按配平的反应方程式各物化学计量系数去除物质表示的速该物所表示的反应速率，得到的是同一反应的同一速率。这种关系明确了反率之间的关系应物消耗速率和产物生成速率间的倍数。对同一反应就只有一个反应速率。在时间间隔△1内速率为平均速率。为了表示某一时间的速率，我们提出瞬时速率。只有在极小的时间范围速率才能看成不变的，此时的速率为瞬时速率。它是浓度一时间曲线上某一点切线的斜率，也就是该时刻的真正速率。当△1→0时，平均速率的极限就是该时刻的瞬时速率。时间间隔越短，越能表示出真正的反应速率。 3.反应机理(11分钟) 一个化学反应方程式，能告诉我们什么物质参加了反应，结果生成了什么物质以及反应物和产物间总的量的关系。但是，化学反应方程式并不能说一板书明从反应物转变为产物所经历的途径，即反应机理。 13

13 一．设问导入新课（3 分钟）在以前的学习中，我们知道自然界物质的变化有物理变化和化学变化，在化学上把后一种变化叫做化学反应。那么发生化学反应所需要的时间和反应经历的途径如何呢？这属于动力学的范畴，也就是我们这章要学习的内容。下面我们学习第一章化学反应速率的第一节化学反应速率的含义。二讲授新内容（46 分钟） 2.1 化学反应速率的概念及其表示（18 分钟）（1）化学反应速率的概念化学反应速率是指单位时间内一个化学反应发生了多少。（2）反应速率的表示反应速率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表示。浓度的改变用ΔC 表示，用Δt 表示时间间隔。用生成物表示速率时速率为正，如果用反应物表示时，这在前面加负号，表示其消耗速率，这样表示的速率为正值。如反应 a A + b B → m C，用各个物质表示时为 t C v A A   =－ t C v B B   =－ t C v C C   = 以上表示的为Δt 时间内的平均速率。反应物或生成物浓度用 mol•L －1 表示，时间单位可用 s，min，h 等，那么速率的单位常用 mol•L －1 s －1。对于同一个反应，用不同物质的浓度表示反应速率时，其数值可能不同，如 298K 时，在恒容条件下 N2O5 的热分解反应 2 N2O5(g) ＝ 4 NO2(g) ＋ O2(g) 用不同物质表示时速率分别为 v（N2O5）＝1.5×10－3 mol•L －1 s －1 v（NO2）＝3.0×10－3 mol•L －1 s －1 v（O2）＝0.75×10－3 mol•L －1 s －1 可见以不同物质表示其速率不同，其比 2∶4∶1，恰好是方程式中各物质计量系数之比。对于一般的反应 a A + b B = d D + e E 可表示为 v t C t e C t d C t b C a A B D E =   =   =   =  1  1 1 1 －－即对某一化学反应，用各组分物质浓度变化表示的反应速率之比，等于各自计量系数之比。也就是说，按配平的反应方程式各物化学计量系数去除该物所表示的反应速率，得到的是同一反应的同一速率。这种关系明确了反应物消耗速率和产物生成速率间的倍数。对同一反应就只有一个反应速率。在时间间隔Δt 内速率为平均速率。为了表示某一时间的速率，我们提出瞬时速率。只有在极小的时间范围速率才能看成不变的，此时的速率为瞬时速率。它是浓度—时间曲线上某一点切线的斜率，也就是该时刻的真正速率。当Δt→0 时，平均速率的极限就是该时刻的瞬时速率。时间间隔越短，越能表示出真正的反应速率。 3．反应机理（11 分钟）一个化学反应方程式，能告诉我们什么物质参加了反应，结果生成了什么物质以及反应物和产物间总的量的关系。但是，化学反应方程式并不能说明从反应物转变为产物所经历的途径，即反应机理。 ――板书标题 ――设疑提问 1. 什么是反应速率？ 2. 速率如何表示？ ――板书概念。表述时语速慢，重复 ――板书 ――板书 ――举例强调反应速率与各物质表示的速率之间的关系 ――板书

反应机理是指化学反应经历的途径，也叫反应历程。在反应历程中，由反应物粒子（分子、原子、离子、自由基等）在有效碰撞中直接作用生成产物的反应，即一步完成的反应称为基元反应，不是一一一板书反应步完成的反应称为非基元反应。以化学方程式所表示的宏观总反应称为整体机理的定义反应，仅由一种基元反应所构成的整体反应称为简单反应：由两种或两种以上的基元反应所构成的整体反应称为复杂反应。复杂反应的化学反应速率决定于组成该基元反应中速率最慢的一步，我们把它叫做该复杂反应的速控步骤。一一掌握基元注意：基元反应和非基元反应是指针对微观过程而言的：而简单反应和复反应与非基元杂反应是针对宏观过程而言的。二者不可混为一谈。反应的概念 4.反应速率理论一一碰撞理论、过渡态理论(15分钟) (1)碰撞理论：碰撞理论认为，化学反应发生的先决条件是反应物分子之间要互相碰撞。如果反应物分子互不接触，根本就谈不上什么反应。但是事实告诉我们， -一板书气体反应有快有慢，而且速率相差很大。为了说明这个现象，有效碰撞理论指出：在气体反应中，反应物分子不断发生碰撞，在千万次的碰撞中，大多一简要介绍数碰撞并不发生反应，只有少数分子的碰撞才能发生反应。这种能够发生反应的碰撞叫有效碰撞。能发生有效碰撞的分子，是由于它们比普通分子具有更高的能量。气体分子运动论认为，具有较高能量的分子的百分数是较低的，因而有效碰撞的频率较小，从而影响化学反应速率。一一慢，重复强 (2)过渡态理论调有效碰撞理论直观地说明了反应速率与能量的关系，但没有从分子内部原子重新组合的角度来揭示活化能的物理意义。量子力学理论应用于化学反一一板书标题应速率的研究以后，人们可以更深入地研究化学反应中原子是如何重新组合一一用下图表的，因而出现了过渡态理论。示过渡态理论认为，化学反应并不是通过反应物分子的简单碰撞而完成的，在反应物分子生成产物的过程中，必须经过一中间过渡态。当反应物分子在碰撞中取得了足够的能量以后，就形成了一个称为“活化中间体”的过渡状态。在活化中间体中，旧的化学键已经减弱，新的化学键正在形成，活化中间体的寿命很短，一经生成就很快向生成物分子转化。第二节浓度对化学反应速率的影响用生活中灼灼在空气和氧气中速率的不同，引出浓度对反应速率影响的定量关系一一一质量作用定律 1、质量作用定律(44分钟) (1)质量作用定律的内容当温度一定时，基元反应的反应速率与反应物浓度以计量系数的指数的乘积一一板书标题成正比。其数学表达式：v=kcaa·cB 一板书“质量 (2)说明：作用定律”，语 ①只适用于基元反应或非基元反应的各步反应速慢，重复一遍知机理一一由最慢的一步决定叙述内容，非基元反应( 一一板书表达 14

14 反应机理是指化学反应经历的途径，也叫反应历程。在反应历程中，由反应物粒子（分子、原子、离子、自由基等）在有效碰撞中直接作用生成产物的反应，即一步完成的反应称为基元反应，不是一步完成的反应称为非基元反应。以化学方程式所表示的宏观总反应称为整体反应，仅由一种基元反应所构成的整体反应称为简单反应；由两种或两种以上的基元反应所构成的整体反应称为复杂反应。复杂反应的化学反应速率决定于组成该基元反应中速率最慢的一步，我们把它叫做该复杂反应的速控步骤。注意：基元反应和非基元反应是指针对微观过程而言的；而简单反应和复杂反应是针对宏观过程而言的。二者不可混为一谈。 4．反应速率理论——碰撞理论、过渡态理论（15 分钟）（1）碰撞理论：碰撞理论认为，化学反应发生的先决条件是反应物分子之间要互相碰撞。如果反应物分子互不接触，根本就谈不上什么反应。但是事实告诉我们，气体反应有快有慢，而且速率相差很大。为了说明这个现象，有效碰撞理论指出：在气体反应中，反应物分子不断发生碰撞，在千万次的碰撞中，大多数碰撞并不发生反应，只有少数分子的碰撞才能发生反应。这种能够发生反应的碰撞叫有效碰撞。能发生有效碰撞的分子，是由于它们比普通分子具有更高的能量。气体分子运动论认为，具有较高能量的分子的百分数是较低的，因而有效碰撞的频率较小，从而影响化学反应速率。（2）过渡态理论有效碰撞理论直观地说明了反应速率与能量的关系，但没有从分子内部原子重新组合的角度来揭示活化能的物理意义。量子力学理论应用于化学反应速率的研究以后，人们可以更深入地研究化学反应中原子是如何重新组合的，因而出现了过渡态理论。过渡态理论认为，化学反应并不是通过反应物分子的简单碰撞而完成的，在反应物分子生成产物的过程中，必须经过一中间过渡态。当反应物分子在碰撞中取得了足够的能量以后，就形成了一个称为“活化中间体”的过渡状态。在活化中间体中，旧的化学键已经减弱，新的化学键正在形成，活化中间体的寿命很短，一经生成就很快向生成物分子转化。第二节浓度对化学反应速率的影响用生活中灼灼在空气和氧气中速率的不同，引出浓度对反应速率影响的定量关系―――质量作用定律 1、质量作用定律（44 分钟）（1）质量作用定律的内容当温度一定时，基元反应的反应速率与反应物浓度以计量系数的指数的乘积成正比。其数学表达式：v = k · cA a · cB b （2）说明： ① 只适用于基元反应或非基元反应的各步反应知机理――由最慢的一步决定非基元反应｛ ――板书反应机理的定义 ――掌握基元反应与非基元反应的概念 ――板书 ――简要介绍 ――慢，重复强调 ――板书标题 ――用下图表示 ――板书标题－－板书“质量作用定律”，语速慢，重复一遍叙述内容， ――板书表达

不知机理一一由实验确定v=k·cA·cB 式一一强调“只适 ②反应速率表达式，不必列入固体或纯液体。举例证明：用于”，并不是如： C(s)+02(g)=C02(g) 说非元反应没 v=kCo: 有速率方程，而 ③k一一是速率常数。在给定条件下，当反应物的浓度都是1molL 是要通过实验时速率。k由反应的本性决定，k↑v↑：同一反应k与温度、催才能确定化剂有关，与浓度无关，单位(molL1)1.sl k一一是速率常 ④Ca、C指反应在某一时刻的起始浓度数，k↑v1:同 ⑤a(或x)、b(或y)称为A、B的级数，n=(a+b)或(x+y)叫反应一反应k与温的级数。表示反应的浓度对反应速率的影响程度。一般来说，反应级数可以度、催化剂有为零、整数、分数。零级反应说明反应物浓度对反应速率没有影响。·与k 关，单位的单位的关系。 mol-L) ⑥基元反应其反应级数与反应方程式的计量系数相同。有些反应通过实验测 1ns。且将速定的速率方程中，反应物浓度恰好等于方程式中该物质的计量系数，也不能率常数的单位断言该一定是基元反应，即：留下悬念，下面解决。一定基元反应 :级数=系数一一板书不一定一一板书，强调举例说明：反应级数与速 H2(g)+I2(g)=2HI(g) y=k·CHC 率常数单位的 I2=2I (快) 关系，因为经常 Ⅱ2I+H2=2HⅢ（慢）出现判断题。举例说明基元反 (3)应用：应与反应级数解决问题：求”、k、反应级数、速率方程的关系由例题总结解题步骤：第一步设速率方程v=CA*CB: 一一举例第二步将实验数据代入，组成方程组：讲完例题由同第三步解方程组即得所要求的。学来总结解题总之，非基元反应的速率方程由速控步骤决定，要由速控步骤写出，利步骤用快反应建立的平衡将中间产物的浓度表示。三.小结：(6分钟) (1)反应速率的概念及其表示： (2)基元反应与非基元反应、简单反应与复杂反应： (3)反应速率理论。 (4)浓度对反应速率的影响： (5)速率常数k的单位与反应级数的关系： (6)基元反应、非基元反应的反应级数与方程式系数的关系。四.布置作业： 15

15 不知机理――由实验确定 v = k · cA a · cB b ② 反应速率表达式，不必列入固体或纯液体。举例证明：如： C（s）＋ O2（g）＝ CO2（g） v = k ·CO2 ③ k――是速率常数。在给定条件下，当反应物的浓度都是 1mol·L-1 时速率。k 由反应的本性决定，k↑v↑；同一反应 k 与温度、催化剂有关，与浓度无关，单位（mol·L-1）1-n·s-1 ④ CA、CB 指反应在某一时刻的起始浓度 ⑤ a(或 x)、b(或 y)称为 A、B 的级数，n=(a+b)或（x+y）叫反应的级数。表示反应的浓度对反应速率的影响程度。一般来说，反应级数可以为零、整数、分数。零级反应说明反应物浓度对反应速率没有影响。n 与 k 的单位的关系。 ⑥基元反应其反应级数与反应方程式的计量系数相同。有些反应通过实验测定的速率方程中，反应物浓度恰好等于方程式中该物质的计量系数，也不能断言该一定是基元反应，即：基元反应一定不一定级数＝系数举例说明： H2(g) + I2(g) = 2HI(g) v = k ·CH2 ·CI2 Ⅰ I2 ＝ 2 I (快) Ⅱ 2 I ＋ H2 ＝ 2HI （慢）（3）应用：解决问题：求 v 、k、反应级数、速率方程由例题总结解题步骤：第一步设速率方程 v＝kCA xCB y；第二步将实验数据代入，组成方程组；第三步解方程组即得所要求的。总之，非基元反应的速率方程由速控步骤决定，要由速控步骤写出，利用快反应建立的平衡将中间产物的浓度表示。三．小结：（6 分钟）（1）反应速率的概念及其表示；（2）基元反应与非基元反应、简单反应与复杂反应；（3）反应速率理论。（4）浓度对反应速率的影响；（5）速率常数 k 的单位与反应级数的关系；（6）基元反应、非基元反应的反应级数与方程式系数的关系。四．布置作业：式 ――强调“只适用于”，并不是说非元反应没有速率方程，而是要通过实验才能确定 k――是速率常数，k↑v↑；同一反应 k 与温度、催化剂有关，单位（ mol·L-1 ） 1-n·s-1。且将速率常数的单位留下悬念，下面解决。 ――板书 ――板书，强调反应级数与速率常数单位的关系，因为经常出现判断题。举例说明基元反应与反应级数的关系 ――举例讲完例题由同学来总结解题步骤