第1课时 化学反应的速率
知识条目 1.化学反应速率及其简单计算 2.影响化学反应速率的因素,控制反应条件在生产和科学研究中的作用 能力要求 必考要求 a a 加试要求 b b 1.通过实验认识化学反应速率及其影响因素。2.能进行化学反应速率的计算、转化与比较,学会控制化学反应速率的常用方法。
一、化学反应速率
1.观察下列图片,说说哪些图片表示的过程中化学反应较快?哪些表示的化学反应较慢?
答案 火箭发射、汽油的燃烧过程中化学反应较快;溶洞的形成、铁制品生锈过程中化学反应较慢。
2.如何定性判断下列化学反应进行的快慢? (1)Zn+H2SO4===ZnSO4+H2↑ (2)Ca(OH)2+CO2===CaCO3↓+H2O (3)Fe+3SCN===Fe(SCN)3
答案 常通过化学反应现象变化的快慢来定性判断化学反应速率的快慢:(1)观察气泡逸出的快慢;(2)观察沉淀产生的快慢;(3)观察溶液颜色变化的快慢。 3.化学反应速率
(1)概念:化学反应速率是用来衡量化学反应过程进行快慢程度的物理量。
(2)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(均取正值)来表示。 ΔcΔn(3)计算:表达式为v=或v=。
ΔtV·Δt式中:Δc为浓度的变化量,一般以mol·L为单位;Δt为时间,一般以s或min为单位。 (4)常用单位mol·L·s或mol·L·min。
4.在一个体积为2L的密闭容器中发生反应2SO2+O2??2SO3,经过5s后,测得SO3的物质的量为0.8mol。填写下表:
-1
-1
-1
-1-1
3+
-
1
有关反 应物质 物质的量浓度变化 化学反 应速率 化学反应速率之比
SO2 O2 SO3 0.4_mol·L -10.2_mol·L 0.04_mol·L1--10.4_mol·L -10.08_mol·L·s -1-1·s -10.08_mol·L·s -1-12∶1∶2 5.某一化学反应在第5s时的反应速率是0.2mol·L·s的说法正确吗?
答案 不正确。通常所说的化学反应速率是指一段时间内的平均反应速率,而不是某一时刻的瞬时速率。
6.一个化学反应的速率可以用任何一种反应物或生成物来表示吗?
答案 由于Δc表示的是物质的物质的量浓度的变化,而固态物质和纯液态物质的浓度在一定温度下是常数,所以这种表示化学反应速率的方法不适合固态物质和纯液态物质。
1.表示化学反应速率时,必须指明具体的物质,因为同一化学反应,用不同的物质表示的反应速率,其数值可能不同。例如,化学反应N2+3H2??2NH3,用H2表示该反应的反应速率时应写成v(H2)。
2.对于有固体或纯液体参加的反应,由于固体或纯液体的浓度为一常数,即Δc=0(无意义),所以不用固体或纯液体表示反应速率。
3.对于一个具体的化学反应,反应物和生成物的物质的量的变化是按化学方程式中化学计量数之比进行的,所以化学反应中各物质的反应速率之比等于化学方程式中各物质的化学计量数之比。
对于反应aA+bB===cC+dD(A、B、C、D均不是固体或纯液体),v(A)∶v(B)∶v(C)∶v(D)=Δn(A)∶Δn(B)∶Δn(C)∶Δn(D)=Δc(A)∶Δc(B)∶Δc(C)∶Δc(D)=a∶b∶c∶d。 4.在同一时间内的同一个化学反应里,虽然用不同物质表示的化学反应速率不一定相同,但它们表示的意义相同,即一种物质的化学反应速率就代表了整个化学反应的反应速率。 5.化学反应速率的计算模式
设amol·L、bmol·L分别为A、B两物质的起始浓度,mxmol·L为反应物A的转化浓度,nxmol·L为反应物B的转化浓度,则: mA(g)+nB(g)??pC(g)+qD(g) 起始浓度/mol·Lab00
-1-1-1
-1
-1
-1-1
2
变化浓度/mol·Lmxnxpxqx 终态浓度/mol·La-mxb-nxpxqx
1.下列关于化学反应速率的说法正确的是( )
A.对于任何化学反应来说,反应速率越大,反应现象就越明显
B.化学反应速率通常表示一定时间内任何一种反应物浓度的减少或任何一种生成物浓度的增加
C.化学反应速率为0.8mol·L·s是指1s时某物质的浓度为0.8mol·L D.根据化学反应速率的大小可以知道化学反应进行的快慢 答案 D
解析 A项,化学反应速率越大,反应现象不一定越明显,如盐酸与氢氧化钠溶液的反应;B项,固体或纯液体的浓度可视为常数,一般不用固体或纯液体表示化学反应速率;C项,0.8mol·L·s表示1s的时间内,某物质的浓度变化了0.8mol·L;D项,化学反应速率就是表示化学反应进行快慢的物理量。
2.反应:3A(g)+B(g)===2C(g)+2D(g),在不同条件下,用不同物质表示其反应速率,分别为
①v(A)=0.6mol·L·min
1
-1
-1
-1
-1
-1
-1
-1
-1
-1
-1
-1
②v(B)=0.45mol·L·min
-1
-1
-1-1
③v(C)=0.015mol·L
-
·min ④v(D)=0.45mol·L·min,则此反应在不同条件下进行最快的是( )
A.②③B.①③C.②④D.② 答案 D
解析 化学反应速率之比等于化学反应方程式中的化学计量数之比,即v(A)∶v(B)∶
-1
v(C)∶v(D)=3∶1∶2∶2,则用A表示的化学反应速率分别为①中v(A)=0.6mol·L·min
-1
3-1-1-1-1
;②中v(A)=3v(B)=0.45mol·L·min×3=1.35mol·L·min;③中v(A)=v(C)
2
333-1-1-1-1
=×0.015mol·L·min=0.0225mol·L·min;④中v(A)=v(D)=×0.45mol·L222
-1
·min=0.675mol·L·min;所以在不同条件下,进行最快的是②,D项正确。
-1-1-1
思维启迪化学反应速率的转化、计算与比较
(1)计算速率时要把物质的量转化为浓度,同时注意时间及物质状态。 (2)在比较速率大小时要转化成同一种物质的速率,同时要注意时间的单位。 Δc(3)用公式v=求算出的是一段时间内的平均速率。
Δt二、影响化学反应速率的因素 1.温度对化学反应速率影响的探究
3
实验操作 试管中均为2~3mL相同浓度的滴有FeCl3溶液的H2O2溶液 实验现象 实验结论 2.催化剂对化学反应速率影响的探究
①产生气泡速率最慢 ②产生气泡速率较快 ③产生气泡速率最快 催化剂对于反应2H2O2=====2H2O+O2↑来说,温度越高,H2O2的分解速率越快 实验操作 实验现象 实验结论 3.浓度对化学反应速率影响的探究
①有少量气泡出现 ②产生大量气泡 ③产生大量气泡 MnO2、FeCl3可以使H2O2分解的速率加快 实验操作 实验现象 实验结论
4.影响化学反应速率的因素除温度、催化剂和反应物浓度外,还有反应物的状态、固体的表面积、压强、溶剂、光照等许多因素。人们可以通过这些因素来调控化学反应速率。
1.影响化学反应速率的主要因素(内因)
不同的化学反应,具有不同的反应速率,因此,参加反应的物质的性质是决定化学反应速率的主要因素。
2.影响化学反应速率的外界因素(外因)
(1)温度:当其他条件不变时,升高温度,可以增大化学反应速率;降低温度,可以减小化学反应速率。
提醒:不论是吸热反应还是放热反应,升高温度都能增大化学反应速率,故不能认为升高温度只会增大吸热反应的反应速率,如木炭燃烧是放热反应,温度越高,燃烧越快。
4
装有12%H2O2溶液的试管中先产生气泡 增大反应物浓度能使H2O2分解速率加快
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