第1课时
化学反应速率
影响化学反应速率的因素
专题六 化学反应与能量变化
—化学反应速率与反应限度
苏教版必修第二册
不同的化学反应进行的快慢程度不同
2.化学反应速率的表示:
化学反应速率用单位时间(如每秒 s,每分 min,每小时 h)内反应物浓度的减少或生成物浓度的增加来表示。
计算式为:v = —
单位:
Δc
Δt
1.含义:
一、化学反应速率
mol/(L·s)
mol/(L·min)
mol·L-1·s-1
mol·L-1·min-1
用来衡量化学反应进行快慢的物理量
(1)v(A):指用A物质表示的反应速率,即使用化学反应速率时,必须指明具体的物质。
原因:对于同一反应,用不同的物质表示反应速率时,数值可能不同,但其意义相同。
对化学反应速率的正确理解——“公式中的三个量”
3)Δt:表示一段时间,因此化学反应速率为平均值而非瞬时值。
(2)Δc(A):为A浓度的改变量,为正值,因此A不能为固体或纯液体。
原因:固体或纯液体的物质的量浓度视为常数,Δc=0。
[练习]
1.在某一化学反应里,反应物A的浓度在10s内从4.0mol/L变成1.0mol/L,在这10s内A的化学反应速率为___________.
2.向4L容器中充入0.7molSO2和0.4molO2,4s末测得剩余SO2是0.3mol,则v(SO2)=_______________。
v(O2)=_______________。
0.3mol/(L·s)
0.025mol/(L·s)
0.0125mol/(L·s)
例: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,此反应的反应速率用NO来表示为多少?
1.若用O2的浓度变化来表示此反应速率是多少?
2.v(NO)=0.002mol/(L·s) 与v(O2)=0.0025mol/(L·s)是否表示此反应的同一种速率?数值上有何规律?
v(NO)=
v(O2)=0.0025mol/(L·s)
用不同物质表示同一反应的速率,虽然数值不同,但表示的反应速率是一样的。
0.002mol/(L·s)
1.某密闭容器中只含2mol/L和1mol/L的H2和N2,在一定条件下发生化学反应,5s后发现NH3的浓度为1mol/L,分别求N2、H2和NH3的反应速率?
v(NH3)= 0.2mol/(L·s)
v(N2)= 0.1mol/(L·s)
v(H2)= 0.3mol/(L·s)
2.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·s ) (4)v(D)=0.45mol/(L·s)
则该反应速率的快慢顺序为—————————。
(1)>(4)>(2)=(3)
比较反应速率大小时,不能只看数值的大小,还要将反应速率换算为用同一种物质表示才能进行比较。
注意
3.在25℃时,向100mL含HCl 14.6g的盐酸中,放入5.6g铁粉,反应进行到2s时收集到氢气1.12L(标况),之后反应又进行了4s,铁粉全溶解。若不考虑体积变化,则:
(1)前2s内用FeCl2表示的平均反应速率为
(2)后4s内用HCl表示的平均反应速率为
(3)前2s与后4s比较,反应速率 较快,其原因可能
0.25mol/(L·s)
0.25mol/(L·s)
前2s
前2s时段盐酸浓度比后4s时段大
能否用Fe表示化学反应速率吗?
注意
不能,因为Fe是固体
归 纳
2.同一个化学反应中,可以用不同的物质表示反应速率,虽然数值不同,但表示的反应速率意义是一样的。其数值之比等于化学方程式中相应的化学计量数之比。因此,必须指明用哪种物质表示反应速率。
1.某一时间段内的反应速率是指这一时间段内的平均速率。
3.对于反应中的固体物质或纯液体物质,反应在其表面进行,它们的“浓度”是不变的,因此不用液体和固体表示化学反应速率。
比较反应速率大小时,不能只看数值的大小,要将反应速率换算为用同一种物质表示才能进行比较,并且要统一成相同的单位。
影响化学反应的速率的决定因素是反应物本身的性质,称之为内因。
是否还有其它些因素能够影响化学反应的速率呢?
二、化学反应速率的影响因素
控制变量法:
研究受多因素影响的问题时,每次只改变其中一个因素,而控制其余几个因素不变,研究被改变因素对事物发展的影响的方法叫控制变量法
镁、铁哪种金属更活泼?它们与同浓度的盐酸反应,哪种金属反应进行的更快?
实验探究
1.完成下列实验,分析影响H2O2分解反应速率的因素
【实验一】:取两支试管,各加入5ml4%的H2O2溶液,向其中一只试管内加入少量MnO2粉末,观察并比较两支试管中气泡生成的快慢。
【实验二】:取两支试管,各加入5ml12%的H2O2溶液,将其中一只试管水浴加热,观察并比较两支试管中气泡生成的快慢。
【实验三】:取两支试管,各加入5ml4%、5ml12%的H2O2溶液,再各加入2滴0.2mol/ LFeCl3溶液,观察并比较两支试管中气泡生成的快慢。
{5C22544A-7EE6-4342-B048-85BDC9FD1C3A}实验序号
实验现象
实验结论
实验1
实验二
实验三
加入MnO2的试管很快产生大量气泡
加热的试管很快产生大量气泡
加12%H2O2溶液的试管产生气泡快
MnO2能加快H2O2分解
升温能加快H2O2分解
浓度越大H2O2分解越快
2.取两支试管,向其中一支加入约5g块状大理石,另一支加入约5g粉末状大理石,再各加入5ml4mol/L盐酸,观察并记录实验现象。
实验现象:
增大反应物的接触面积能加快反应速率
实验结论:
粉末状大理石与盐酸反应生成气泡的速率比块状大理石快得多
归纳
可见,催化剂、反应温度、反应物浓度、反应物的接触面积都是影响化学反应速率的因素。
一般来说,其他条件相同时:
1.催化剂:正催化剂能加快反应速率,负催化剂能减慢反应速率;
2.温度:升高温度能加快反应速率,降低温度能减慢反应速率;
3.浓度:增大浓度能加快反应速率,减小浓度能减慢反应速率;强调:对于固体和纯液体来说,浓度都是不变的,改变固体和纯液体的量对于化学反应速率几乎不产生影响。
4.接触面积:增大反应物接触面积能加快反应速率,减小接触面积能减慢反应速率。
催化剂对反应速率的影响示意图
温度对反应速率的影响示意图
浓度对反应速率的影响示意图
压强对反应速率的影响示意图
压强对化学反应速率的影响只适用于有气体参加或生成的化学反应,改变压强对化学反应速率产生影响的根本原因是引起浓度的变化,只有压强的变化引起浓度的变化时才能改变反应速率。
对气体来说,若其他条件不变,增大压强,就是增加单位体积内反应物的物质的量,即增加反应物的浓度,因而可以增大化学反应速率。相反,减小压强,气体的体积增大,浓度减小,因而反应速率减小。
5.压强:
对于有气体参加的反应,增大反应体系的压强对化学反应速率的影响常有以下几种情况:
(1)恒温时,增大压强
引起
体积减小
引起
浓度增大
化学反应速率增大
引起
(2)恒温恒容时,充入气体反应物
引起
总压强增大
引起
浓度增大
化学反应速率增大
引起
(3)恒温恒容时,充入“惰性气体”
引起
总压强增大,但各反应物浓度不变,所以化学反应速率不变
(4)恒温恒压时,充入“惰性气体”
引起
总容积增大
引起
反应物浓度减小
化学反应速率减小
引起
5.其他因素:如: 光、电磁波、紫外线、溶剂等等。
1.化学反应速率的表示方法: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。
3.加快化学反应速率的“五个因素”:
(1)加入催化剂;
(2)升高温度;
(3)增大反应物的浓度;
(4)增大固体表面积;
(5)缩小体积增大压强(对于气体参加的反应)。
2.化学反应速率的“三个公式”:
(1)定义式:v=Δt/Δc
(2)推导式:v=
(3)关系式:化学反应速率之比=化学计量数之比
单元小结
练 习
C
2、下列说法中正确的是 ( )
A.0.1mol·L-1 盐酸 和 0.1mol·L-1硫酸与2mol·L-1NaOH溶液反应速率相同
B.大理石块和大理石粉与0.1mol·L-1盐酸反应的速率相同
C.Mg,Al和0.1mol·L-1盐酸反应速率相同
D.0.1mol·L-1盐酸和0.1mol·L-1硝酸与相同形状和大小的大理石反应的速率相同
D
1、在下列四个盛有盐酸的烧杯中,分别放入等质量的碳酸钙,其中反应速率最大的是( )
(A)10 mL、2 mol·L-1(B)20 mL、2 mol·L-1
(C)10 mL、4 mol·L-1 (D)40 mL、1 mol·L-1
D
4、在一密闭容器中发生如下反应:C+O2=CO2,以下叙述错误的是( )
A.将碳块磨成粉状可以加快反应速率
B.升高温度可以加快反应速率
C.升高压强可以加快反应速率
D.增强碳的量可以加快反应速率
3、对于在溶液间进行的反应,对反应速率影响最小的因素是( )
A、温度 B、浓度
C、压强 D、催化剂
C
6、人们为什么使用电冰箱储存食物?
7、人们在实验室进行化学反应时,常常采用粉碎反应物。原因是什么?
8、实验室进行化学反应时,通常将固体反应物溶于水中,配成溶液进行反应,为什么?
9、实验室常用浓度30%左右的硫酸与锌粒反应制取氢气,当反应进行到一段时间后,气泡变的稀少(锌有剩余),如果添加一些适当浓度的硫酸溶液,气泡又重新增多起来。原因是什么?
5、分析下列实例,根据已有的知识和经验,填写下表。
实 例
影响速率因素
如何影响
夏天食物易变质
?
?
硫在氧气中比在空气中燃烧快
?
?
氯酸钾与二氧化锰混合共热可快速产生氧气
?
?
合成氨在高压下进行