第六章 化学反应与能量
第二节 化学反应的速率与限度 课时1
日常生活中,有些反应进行得快,有些反应进行得慢。
爆炸
牛奶变质
钢铁生锈
溶洞形成
哪个反应更快呢?
1.知道化学反应速率的概念及表示方法。
2.学会运用“控制变量”的科学方法探究影响化学反应速率的因素。
知识点一:化学反应速率
【思考与讨论】
例如:我们学过物理都知道:
(1) 光的传播速度是很快的;
(2) 光在空气中的传播速度3×108m/s。
定量描述
定性描述
快与慢是相对的是一种定性的比较
初中我们通过观察对比实验现象来定性描述化学反应的快慢
定性描述
如何定量描述化学反应的快慢呢
①冒气泡快慢
②颜色变化快慢
③固体物质的减少快慢
④出现浑浊的快慢
⑤温度变化快慢
物体的运动快慢用速率表示
1.概念及表达式
用来衡量化学反应过程进行快慢的物理量。
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。
v (x) = —— = ——
Δc(x)
Δ t
Δ t
Δn(x)
V
——
均取正值
单位:
mol/(L?min) 或mol/(L ?s)
mol?L-1?min-1或mol?L-1?S-1
【例1】在某一化学反应中,已知反应物A的浓度在10 s内从4 mol/L变成1 mol/L。则在这10 s内用A表示的化学反应速率为多少?
问:第10s的化学反应速率为多少?
无法确定
【注意】化学反应速率指一段时间内的平均速率。
=
4 mol·L-1–1 mol·L-1
10 s
v(A)
?c(A)
?t
=
3 mol·L-1
10 s
0.3 mol·L-1·s-1
=
=
①在某一化学反应中,生成物B的浓度在5s内从0.5mol/L变成2.0mol/L,在这5s内B的化学反应速率为_ ________。
②一个5L的容器中,盛入8.0mol某气体反应物,5min后,测得这种气体反应物还剩余6.8mol,这种反应物的化学反应速率为___ ________。
0.3mol/(L·S)
0.048mol/(L·min)
【例2】
【注意】
1、反应速率要指明具体物质并取正值;
2、表示气体或溶液反应速率,不能用于表示固体和纯液体;
3、指平均速率。
同一反应中,用不同物质的浓度变化来表示的反应速率是否相同呢?它们之间有什么关系呢?
一个化学反应的反应速率
反应物浓度的减少量
生成物浓度的增加量
【例3 】反应4NH3+5O2 4NO+6H2O 在5L的密闭容器中进行,30秒后,NO的物质的量增加了0.3mol,此反应的平均反应速率为多少?
分别用v(NH3)、v(O2)、v(NO)、v(H2O)表示。
v(NO)=0.002 mol/(L·s)
v(NH3)=0.002 mol/(L·s)
v(O2)=0.0025 mol/(L·s)
{5DA37D80-6434-44D0-A028-1B22A696006F}
NH3
O2
NO
H2O
△n物质的量(mol)
0.3
0.375
0.3
速率(mol/(L·s))
0.002
0.0025
0.002
比例
4 : 5 : 4
【化学反应速率之比等于化学方程式中的化学计量数之比】
4NH3+5O2 4NO+6H2O
固体或纯液体,其浓度可视为常数,因此不用固体或纯液体表示化学反应速率。
易错警示
(1)化学反应速率指平均速率,不是瞬时速率。
(2)同一反应用不同的物质来表示速率,
需要指明具体物质,如V(CO)。
(4)不用固体或纯液体表示化学反应速率。
(3)同一化学反应: aA+bB = cC+dD,
有V(A)︰V(B)︰V(C)︰V(D)=a︰b︰c︰d
化学反应速率的注意事项
则该反应速率的快慢顺序为:_____________________
【例4】反应 A + 3B = 2C + 2D 在四种不同条件下的反应速率为:
(1)V(A)=0.3mol/(L·s )
(2) V(B)=0.6mol/(L·s)
(3) V(C)=0.4mol/(L·min)
(4) V(D)=0.45mol/(L·s)
(1)>(4)>(2)>(3)
归一法:
①看单位是否统一,若不统一,换算成相同的单位。
②换算成同一物质表示的反应速率,再比较数值的大小。
化学反应速率大小的比较方法
H2O2
分解缓慢
二氧化锰
刚买时
3天后
化学事实:通过控制,加快有利反应;抑制/减慢不利反应。
调控化学反应速率是决定化学实验成败或化工成本的关键
哪些因素?
影 响
知识点二:化学反应速率的影响因素
在相同条件下,等质量(金属颗粒大小相同)的下列金属与足量1mol/L 盐酸反应时,速率最快的是:A 镁 B 铝 C 钠 D 铁
1.内因:反应物本身的性质(决定因素)
2.外因:
K Ca Na Mg Al Zn Fe Sn Pb (H) Cu Hg Ag Pt Au
√
浓度?
温度?
压强?
催化剂?
物质的形状?
(1)催化剂对化学反应速率影响的探究
加快
操作
?
现象
①产生少量气泡
②产生大量气泡
③产生大量气泡
结论
MnO2、FeCl3可以_____H2O2分解的速率
2H2O2 = 2H2O +O2↑
【控制变量法】
催化剂能改变化学反应的速率。正催化剂快化学反应速率;负催化剂减慢化学反应速率
操作
?
现象
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
结论
对于反应2H2O2 2H2O+O2↑来说,温度升高,H2O2的分解速率_____
加快
(2)温度对化学反应速率影响的探究
当其它条件不变时,升高温度,化学反应速率增大。降低温度,化学反应速率减小。
实验操作
?
实验现象
加_________盐酸的试管中产生气泡的速率更快
实验结论
浓度______,化学反应速率越快
1 mol/L
越大
(3)浓度对化学反应速率影响的探究
其它条件不变时,增大反应物的浓度,化学反应速率增大。减小反应物的浓度,化学反应速率减慢。改变固体或纯液体的量不影响反应速率。
气
体
一定量的气体,体积变小,压强变大
【思考与讨论】
思考1:压强对化学反应速率有什么影响?
增大压强
增大反应物的浓度
减小压强
减小反应物的浓度
如果反应物是固体、液体或溶液时,改变压强对反应速率有什么影响?
无影响,仅适用于有气体参加或生成的反应。
思考2 :固体表面积对反应速率的影响
试管
反应试剂
现象
结论
1
铁粉与1mol/L的稀盐酸
产生气泡的速率较慢
2
铁丝与1mol/L的稀盐酸
产生气泡的 速率较快
其他条件一定,
固体反应物颗粒越小,表面积越大,化学反应速率越快。
接触面积:增大反应物的接触面积可以提高反应速率。
人教版高一化学必修第二册第六章第二节《化学反应的速率和限度》课件(共43张ppt)
【结论】
条件
改变
对化学反应速率的影响
浓度
增大反应物的浓度
?
减小反应物的浓度
温度
升高温度
降低温度
催化剂
多数情况下,使用催化剂能够 化学反应速率
压强(对有气体参加的化学反应)
增大压强
?
减小压强
接触面积
块状固体变为粉末状
?
加快
加快
加快
加快
减慢
减慢
减慢
加快
练一练
1.下列关于化学反应速率的说法正确的是( )
A.根据化学反应速率的大小可以知道化学反应进行的快慢
B.对于任何化学反应来说,反应速率越快,反应现象就越明显
C.化学反应速率为0.8mol?(L?s)-1是指1s时某物质的浓度为0.8mol?L-1
D.化学反应速率是指一定时间内任何一种反应物物质的量的减少或任何一种生成物物质的量的增加
A
2.一定条件下,在2L密闭容器中发生反应:A(g)+2B(g)═2C(g)+3D(g),测得5min内,A的物质的量减小了10mol,则5min内该反应的化学反应速率是( )
A.v(A)=2mol/(L?min) B.v(B)=1mol/(L?min)
C.v(C)=2mol/(L?min) D.v(D)=1.5mol/(L?min)
C
3.反应4A(s)+2B(g)?2C(g)+D(g)从正向开始,经过2s后B的浓度减少了0.04mol?L-1。下列说法正确的是( )
A.用A表示的反应速率是0.04mol?L-1?s-1
B.在这2s内用B和C表示的反应速率的值是相同的
C.在2s末时的反应速率,用反应物B来表示是0.02mol?L-1?s-1
D.2s后,D的物质的量为0.02mol
B
4.下列事实中,什么因素影响了化学反应速率。
(1)黄铁矿煅烧时要粉碎成细小的矿粒: ;
(2)熔化的KClO3放出气泡很慢,撒入少量MnO2后很快产生大量气体: ;
(3)同浓度、同体积的盐酸中放入同样大小的锌粒和镁块,产生气体有快有慢: ;
(4)同样大小的大理石分别在0.1mol?L-1的盐酸和1mol?L-1的盐酸中反应速率不同: ;
反应物的接触面积
催化剂
反应物本身的性质
反应物的浓度
化学反应的速率
化学反应速率
用来衡量化学反应过程进行快慢的物理量
△v=△c/△t
mol/(L?min) 或mol/(L ?s)
影响化学反应速率的因素
反应物自身的性质
催化剂
压强
温度
接触面积等