影响化学反应速率的因素
【学习目标】
1、了解活化能的含义及其对化学反应速率的影响;
2、通过实验探究浓度、压强、温度和催化剂对化学反应速率的影响,认识其一般规律;
3、认识化学反应速率的调控在生活、生产和科学研究领域中的重要作用。
【要点梳理】
要点一、影响化学反应速率的因素
参加反应的物质的性质和反应的历程,是决定化学反应速率的主要因素。
对于同一化学反应,外界条件不同,反应速率也不同,其中重要的外界条件为浓度、压强、温度、催化剂等。有效碰撞理论能较好地解释浓度、压强、温度、催化剂等外界条件对化学反应速率的影响。
1、浓度对化学反应速率的影响
①重要结论:当其他条件不变时,增大反应物的浓度,可以增大化学反应速率;减小反应物的浓度,可以减小化学反应速率。
②理论解释:在其他条件不变时,对某一反应来说,活化分子在反应物分子中所占的百分数是一定的。增大反应物的浓度→活化分子数增多→有效碰撞次数增多→化学反应速率增大。因此,增大反应物的浓度可以增大化学反应速率。 ③几点注意:
a .对于纯液体或固体物质,可认为其浓度为“常数”,它们的量的改变不会影响化学反应速率。
b .固体反应物颗粒的大小能影响化学反应速率。固体颗粒越小,其表面积越大,与其他反应物的接触面积越大,有效碰撞次数越多,所以能增大化学反应速率。
2、压强对化学反应速率的影响
①重要结论:对于有气体参加的化学反应来说,当其他条件不变时,增大气体的压强,可以增大化学反应速率;减小气体的压强,可以减小化学反应速率。
②理论解释:在其他条件不变时,增大压强,就是增大了反应物浓度→单位体积内活化分子数增多→有效碰撞次数增多→化学反应速率增大。因此,增大压强,可以增大化学反应速率。 ③几点注意:
a .在讨论压强对反应速率的影响时,应区分引起压强改变的原因。对于气体反应体系,有以下几种情况:
Ⅰ.恒温时:增加压强???
→引起体积缩小???→引起浓度增大???→引起
反应速率增大 Ⅱ.恒容时:充入气体反应物???
→引起
总压增大???→引起
浓度增大???→引起
反应速率增大 充入“惰性气体”后总压强增大,各反应物质浓度不变,反应速率不变
Ⅲ.恒压时:充入“惰性气体”???
→引起体积增大???→引起各反应物浓度减小???→引起
反应速率减小 b .由于压强的变化对固体、液体或溶液的体积影响很小,因而对它们浓度改变的影响也很小,可以认为改
变压强对它们的反应速率无影响。
3、温度对化学反应速率的影响
①重要结论: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。
②理论解释:在其他条件不变时,升高温度,反应物分子的能量增加,使一部分原来能量较低的分子变成活化分子(如图)→活化分子百分数增大→有效碰撞次数增多→化学反应速率增大。因此,升高温度可以增大化学反应速率。
③几点注意:
a .实验测得:温度每升高10℃,化学反应速率通常增大到原来的2~4倍。
b .上述结论,对吸热反应和放热反应均适用。
c.一般地,温度对化学反应速率的影响比浓度、压强对化学反应速率的影响要大,也更易于控制,是实验室最常用的增大化学反应速率的方法。
4、催化剂对化学反应速率的影响
①重要结论:催化剂能够改变化学反应速率。能加快化学反应速率的催化剂叫正催化剂,能减慢化学反应速率的催化剂叫负催化剂。在实际应用中,如不特别说明,凡是说催化剂都是指正
催化剂。
②理论解释:使用催化剂一降低反应所需的活化能(如图)→更多的反应物分
子成为活化分子→大大增大单位体积内的活化分子百分数→成倍地增大化学反
应速率。
③几点注意:
a.使用催化剂能同等程度地改变(加快或减慢)正逆化学反应速率。
b.约85%的化学反应需要使用催化剂,在使用催化剂时应防止催化剂中毒。
5、影响化学反应速率的其他外界条件
影响化学反应速率的外界条件除浓度、压强、温度、催化剂外,还有很多其他因素,如光辐射、放射线辐射、超声波、电弧、激光、强磁场、反应物颗粒大小、溶剂等。总之,向反应体系输入能量,都有可能改变化学反应速率。
【巧记】加快化学反应速率的方法记忆口诀:
要想反应速率快,升温加压增浓度;催化增大表面积,反应也可加速度。
要点三、外界条件对可逆反应中正逆反应速率的影响
对于可逆反应来说,由反应物生成生成物的反应速率叫正反应速率;同时还进行着生成物之间相互反应生成反应物的逆反应,由生成物生成反应物的反应速率叫逆反应速率。用单位时间内反应物浓度的减小或生成物浓度的增大来表示正反应速率;用单位时间内反应物浓度的增大或生成物浓度的减小来表示逆反应速率。如:N2+3H22NH3(正反应放热)
各种外界条件对上述反应v正、v逆的影响分别是:
1、增大反应物(N2或H2)浓度,v正增大,v逆随之增大;增大生成物(NH3)浓度,v逆增大,v正也随之增大;减小反应物(N2或H2)浓度,v正减小,v逆随之减小;减小生成物(NH3)浓度,v逆减小,v正也随之减小。
2、升高温度,v正和v逆均增大,放热反应方向的速率v正不如吸热反应方向的速率v逆增大的倍数大;同理,降低温度,放热方向的v正减小的倍数小,吸热方向的v逆减小的倍数大。
3、增大压强,v正和v逆均增大,但v正(气体分子数由多到少的方向)增大得多,v逆(气体分子数由少到多的方向)增大得少;减小压强,v正和v逆均减小,且v逆(气体分子数由少到多的方向)减小得少,v正(气体分子数由多到少的方向)减小得多。
对于反应前后气体分子数相同的反应,加压时,v正和v逆同等倍数地增大;减压时,v正和v逆等倍数地减小。
4、催化剂对可逆反应速率的影响是同等倍数地增大或减小。
对于一个可逆反应,当v正>v逆时,反应向正反应方向进行,即反应的总速率v=v正-v逆;当v逆>v正时,反
应向逆反应方向进行,即反应的总速率v= v逆-v正。
要点四、有关化学反应速率的图像
化学反应速率图像是将化学反应速率变化的情况在直角坐标系中以图的形式表达的结果,是化学反应速率变化规律的反映。在认识和应用化学反应速率图像时,要立足于化学反应方程式,应用化学反应速率变化的规律,分析直角坐标系及其图像的含义。
1、图像类型
①例如:化学反应CaCO3+2HCl==CaCl2+CO2↑+H2O
a.其他条件一定时,反应速率随着c(HCl)的增大而增大,如图(1)所示。
b.其他条件一定时,反应速率随着温度的升高而增大,如图(2)所示。
c.随着反应时间的增加,c(HCl)逐渐减小,化学反应速率逐渐减小,如图(3)所示。
②例如:化学反应2H2S(g)+SO2(g)==3S(s)+2H2O(l)
a.其他条件一定时,增大气态反应物的压强(缩小气体容器的容积),反应速率随着压强的增大而增大,如图a所示。
b.其他条件一定时,减小气态反应物的压强(扩大气体容器的容积),反应速率随着压强的减小而减小,如图b所示。
c.温度、气体容器的容积都一定时,随着时间的增加,SO2、H2S物质的量逐渐减少,气体的压强逐渐减小,反应速率逐渐减小,如图c所示。
2、解答化学反应图像问题的一般步骤
①认准横坐标、纵坐标各表示什么物理量;
②看清曲线的起点位置及曲线的变化趋势,确定函数的增减性;
③理解曲线斜率的意义,弄清当斜率为0时,曲线为一水平线的特定含义;
④准确把握各个特殊点(如起点、最高点.、交点等)的含义;
⑤认准某些关键数据在解题中的特定作用;
⑥全面、准确地从图中找出直接或隐含的信息,结合上述几点快速得出答案。
【典型例题】
类型一、浓度和压强对化学反应速率的影响
例题1 100mL6mol/L的H2SO4溶液与足量的锌粉反应,在一定温度下,加入下列物质,试将对v(H2)和n(H2)
【思路点拨】解答此题的关键是要弄清楚反应的实质以及影响v(H2)的因素。
【答案】
【解析】H2SO4和Zn反应的离子方程式为2H+Zn=Zn+ H2浓度的变化影响反应速率,产生H2的物质的量受参加反应的H+的物质的量的影响。加入Na2CO3固体时,消耗部分H2SO4,减少了H+的物质的量和浓度;加入K2SO4溶液时,相当于加水稀释,H+的物质的量不变,但浓度减小;加入NaNO3固体时,引入NO3-,NO3-在H+的存在下与Zn反应不生成H2;通入HCl时,HCl= H++Cl-,增大了H+的物质的量和浓度。
【总结升华】在考虑浓度对反应速率的影响时,需注意:(1)影响反应速率的是反应物、生成物的浓度,而不是物质的量或反应物的总量。(2)溶液中发生离子反应时,与反应无关的离子浓度的大小对反应速率无影响。(3)固体反应物颗粒越小,其总的表面积越大,与其他反应物的接触面积越大,有效碰撞次数越多,反应速率越大,故块状固体可以通过研磨以增大表面积来增大反应速率。
举一反三:
【变式1】H2O2是一种绿色氧化还原试剂,在化学研究中应用广泛。某小组拟在同浓度Fe3+的催化下,探究H2O2浓度对H2O2分解反应速率的影响。限选试剂与仪器:30% H2O2、0.1mol?L﹣1 Fe2(SO4)3、蒸馏水、锥形瓶、双孔塞、水槽、胶管、玻璃导管、量筒、秒表、恒温水浴槽、注射器
①写出本实验H2O2分解反应方程式并标明电子转移的方向和数目:。
②设计实验方案:在不同H2O2浓度下,测定(要求所测得的数据能直接体现反应速率大小).
③设计实验装置,完成如图1所示的装置示意图.
④参照下表格式,拟定实验表格,完整体现实验方案(列出所选试剂体积、需记录的待测物理量和所拟定的数据;数据用字母表示).
【答案】①;
②相同时间内产生氧气的体积多少,或生成相同体积的氧气所需时间的多少;
③;
标出电子转移数目及方向为:;
②反应速率表示单位时间内物质的量浓度变化量,测定不同浓度的过氧化氢对反应速率的影响,需要测定相同时间内产生氧气的体积多少,或生成相同体积的氧气所需时间的多少;
③利用排水量气法收集一定体积的氧气,用盛满水的量筒倒立于盛水的水槽中,并用导管与图1 连接,装置
图为:;
④测定相同时间内产生氧气的体积多少,保证催化剂的浓度应相同,故加入双氧水溶液体积与水的总体积不
类型二、温度和催化剂对反应速率的影响
例题2 20℃时,将0.10 mol/L Na 2S 2O 3溶液10 mL 和0.10 mol/L H 2SO 4溶液10 mL 混合,2 min 后溶液中明显出现浑浊。已知温度每升高10℃,化学反应速率增大到原来的2倍,那么50℃时,同样的反应要明显出现浑浊,所需的时间是( )
A .40 s
B .15 s
C .48 s
D .20 s
【思路点拨】本题考查温度对化学反应速率的影响。但本题不是简单分析速率的变化,而且明确速率变化的倍数关系,需要同学们结合所学的数学知识解答。 【答案】B
【解析】设原来的反应速率为v ,温度从20℃升高到50℃,共升高了3个10℃,所以50℃时的反应速率为23v 。反应速率越大,则反应出现浑浊所需的时间越短。所以50℃时,此反应出现浑浊所需的时间为:2 min×
8v
v
=0.25 min=15 s 。 【总结升华】在影响化学反应速率的各因素中,温度的变化在决定反应速率的变化时起较大影响。并且很多化学反应也是通过改变温度来调节化学反应速率的。
例题3 下列说法正确的是( )
A .增大反应物浓度,可增大单位体积内活化分子的百分数,从而使有效碰撞次数增多
B .有气体参加的化学反应,若增大压强(即缩小反应容器的体积),可增大活化分子的百分数,从而使反应速率增大
C .升高温度能使化学反应速率增大的主要原因是增大了反应物分子中活化分子的百分数
D .催化剂能增大单位体积内活化分子的百分数,从而成倍地增大反应速率
【思路点拨】本题综合考查影响化学反应速率的因素。需要结合教材前言部分的内容,即活化分子、活化能
等。
【答案】CD
【解析】浓度和压强的变化改变了单位体积内的分子总数,活化分子的百分数不变,单位体积内活化分子的数目发生变化,从而化学反应速率改变;温度和催化剂改变了活化分子的百分数,单位体积内的分子总数不变,单位体积内活化分子的数目发生变化,从而化学反应速率改变。
【总结升华】本题中所涉及的各种影响因素,都属于最本质的知识点,避开了常规考查,学生通过对这些选项的分析可以更好的掌握影响化学反应速率的主要外界因素。
举一反三:
【变式1】在一定温度时,N2与H2反应过程中能量变化的曲线如图所示。
则下列叙述正确的是( )
A.该反应的热化学方程式为:N2+3H32NH3+92 kJ
B.b曲线是加入催化剂时的能量变化曲线
C.加入催化剂,该化学反应放出的热量增多
D.加入催化剂可增大正反应速率,降低逆反应速率
【答案】B
【解析】A项没有标明各物质的状态,反应热的表示形式也有错误;C项
加催化剂不影响化学反应的反应热;D项加入催化剂即可增大正反应速率,也可增大逆反应速率。
【变式2】在一定条件下,若单独改变可逆反应N2+3H22NH3(正反应放热)的下列条件后,则相关的叙述错误的是( )
A.加入催化剂,v正、v逆都发生变化,且变化的倍数相等
B.增大压强,v正、v逆都增大,且v正增大的倍数大于v逆增大的倍数
C.降低温度,v正、v逆都减小,且v正减小的倍数大于v逆减小的倍数
D.加入氩气,v正、v逆都增大,且v正增大的倍数大于v逆增大的倍数
【答案】CD
【解析】催化剂能同等倍数地改变正、逆反应速率;增大压强,v正、v逆都增大,但气体化学计量数之和较大的一侧增大的倍数大于气体化学计量数之和较小的一侧增大的倍数;降低温度,v正、v逆都减小,但吸热方向减小的倍数大于放热方向减小的倍数,如本题中应是v逆减小的倍数大于v正减小的倍数;加入氩气,若是恒温、恒容,则v正、v逆均不变,若是恒温、恒压,则相当于减小原体系的压强,v正、v逆均减小。
类型三、化学反应速率的图像
例题4 向含有H2SO4的H2O2溶液中滴加定量的KMnO4溶液,
反应开始时,溶液中Mn2+的浓度c将随时间的变化而变化。某学生在
做实验前认为,Mn2+的浓度c与时间的关系如图①所示,做完实验后
得到的结果如图②所示。请回答下列问题:
(1)写出H2O2与KMnO4溶液反应的化学方程式。
(2)Oa段的意义。
(3)ab段的意义及ab段很陡的原因。
(4)bc段的意义。
【思路点拨】本题是考查影响化学反应速率的“浓度-时间”类的图像题,注意在本题中除了考虑浓度对速率的影响之外,还需要注意催化剂的影响。
【答案】(1)5H2O2+2KMnO4+3H2SO4=K2SO4+2MnSO4+8H2O+5O2↑。
(2)Oa段说明反应非常慢,溶液中c(Mn2+)随时间变化很小。
(3)ab段说明反应非常快,c(Mn2+)迅速增大,表明Mn2+达到一定浓度时,对上述反应起到了催化作用。
(4)bc段说明反应趋于完全,溶液中c(Mn2+)为定值。
【解析】ab段斜率最大,说明化学反应速率最大,其原因应为Mn2+浓度增大充当了该反应的催化剂。
【总结升华】解答图像类题目时,注意认清纵坐标、横坐标的含义以及图像的各个拐点的形成原因,再运用所学的知识用化学用语解释题目中的问题。
例题5 将m g块状碳酸钙与足量盐酸反应,固体反应物损失的质量随时间的变化关系曲线如图中实线所示,在相同条件下,将n g(m>n)粉末状碳酸钙与同浓度的盐酸反应,则相应的关系曲线(图中虚线所示)表示正确的是( )
【答案】C
【解析】粉末状碳酸钙比块状碳酸钙与同浓度的盐酸反应速率快,即单位时间内损失的CaCO3的质量大,由此可排除A、B项。由于m>n,且粉末状CaCO3的消耗速率大于块状CaCO3的消耗速率,故当粉末状CaCO3完全消耗时,块状CaCO3仍有剩余,故只有C项符合题意。
举一反三:
【变式1】把除去氧化膜的镁条放入盛有一定浓度的稀盐酸的试管中,发现H2
的生成速率v随时间t的变化关系曲线如图所示。其中O~t1段影响速率变化的主要因
素是________;t1~t2段影响速率变化的主要因素是________。
【答案】此反应是放热反应,放出的热能使温度升高,所以反应速率加快。随着
反应的进行,c(H+)减小,反应速率逐渐减慢
【解析】根据影响化学反应速率的因素可知,镁与盐酸反应时,反应物的性质已
定,应从外因考虑,又知压强不变且无催化剂,因而,影响此反应速率的主要因素是盐酸的浓度和反应的温度。
在整个反应过程中,O~t1反应速率由慢到快,这是因为此反应是放热反应,放出的热能使反应体系温度升高,这段时间内温度对反应速率的影响起决定作用。反应使c(H+)减小,当c(H+)减小到一定程度后浓度对反应速率的影响占优势,所以t1~t2反应速率由快到慢。
【变式2】一定条件下可逆反应X(s)+Y(g)W(g)+Z(g)(正反应是放热反应),
在一体积不变的容器中反应达到平衡后,改变反应条件、反应速率(v)随时间变化的
情况如图所示。下列条件的改变与图中情况相符的是( )
A.增加了X的物质的量B.降低了温度
C.增大了压强D.增加了Y的物质的量
【答案】D
【解析】X是固体物质,其浓度可视为常数,增加X的物质的量,反应速率不变化,A错。降低温度时,v(正)与v(逆)都减小,B错。增大压强时,v(正)和v(逆)会同时增大,但v(逆)增大的程度大于v(正)增大的程度,C错。增加反应物Y的物质的量,v(正)会突然增大,而v(逆)在原平衡的基础上逐渐增大,D正确。
【变式3】把在空气中久置的铝片5.0 g投入盛有500 mL 0.5 mol·L-1硫酸的
烧杯中,该铝片与硫酸反应产生氢气的速率与反应时间关系可用如图所示的曲线
来表示,请回答下列问题:
(1)曲线O→a段不产生氢气的原因是________,有关的化学方程式为
________。
(2)曲线a→c段,产生氢气的速率逐渐增大的主要原因是________________。
(3)曲线由c以后,产生氢气的速率逐渐减小的主要原因是___________。
【答案】(1)久置的铝片表面覆有一层氧化铝薄膜Al2O3+3H2SO4=Al2(SO4)3+3H2O
(2)该反应是放热反应,温度升高,化学反应速率增大
(3)硫酸的浓度减小,化学反应速率逐渐减小
【解析】(1)在空气中久置的铝片表面有一层氧化铝薄膜,因此硫酸首先和氧化铝反应,不产生氢气;(2)a→c 段,虽然硫酸的浓度减小,但该反应是放热反应,体系温度升高,故化学反应速率增大;(3)曲线由c以后,硫酸的浓度逐渐减小,成为影响化学反应速率的主要因素,因此化学反应速率逐渐减小。
《影响化学反应速率的因素》教学设计 儋州市第二中学陈曦 一、教材分析 本节课起着承上启下的作用,绪言中介绍的碰撞理论可以用来解释外界条件对化学反应速率的影响。学生对外界条件对化学反应速率的影响的进一步理解又为后续化学平衡的学习奠定了理论基础。同时本节课是在社会生产、生活和科学研究中有广泛应用的知识,是对人类文明进步和现代化发展有重大价值的知识,与我们每个人息息相关。使学生进一步体会化学学习的实用价值。 二、教学目标 1、知识与技能目标 (1)使学生理解影响化学反应速率的内因和外因,通过实验探究浓度对化学 反应速率的影响,认识其一般规律。 (2)初步运用有效碰撞理论来解释浓度、压强对化学反应速率的影响。 2、过程与方法目标 (1)通过实验探究提高观察能力、分析能力。 (2)在利用碰撞理论对影响化学反应速率的因素进行解释的过程中提高分 析问题、解决问题能力。 3、情感态度与价值观目标 通过学习过程,使学生初步学会从化学视角去观察生活、生产和社会中有关化学反应速率的问题。体验科学探究的喜悦,从而培养实事求是的科学态度和积极探索的科学精神。 三、教学重点 浓度、压强对化学反应速率的影响 四、教学难点 运用碰撞理论解释外界条件对化学反应速率的影响 五、教学方法 实验探究法多媒体教学法 六、教学过程 板块1——创设情境,引出影响化学反应速率的因素 【引入】以下图片展示的是我们在生活中经常见到的一些反应,大家比较一下它们的快慢程度。 【ppt演示】烟花燃放、爆炸、铁生锈、溶洞的形成图片 【分析】爆炸和烟花燃放的反应速率非常快,都是瞬间完成的;铁生锈的反应速率相对慢一些,需要数年才能完成;溶洞的形成反应速率最慢,需 要上万年或者几百万年的时间才能完成。 由此可知,不同的反应进行的快慢程度是有差别的,即其反应速率是不同的。
化学反应速率及其影响因素练习 一、选择题(16*3=48) 1.下列关于化学反应速率的说法正确的是( ) A 、化学反应速率是指一定时间内任何一种反应物物质的量浓度的减少或任何一种生成物物质 的量的增加 B 、化学反应速率为0.8 mol /(L·s )是指1s 时某物质的浓度为0.8mol/L C 、根据化学反应速率的大小可以知道化学反应进行的快慢 D 、决定反应速率的主要因素是反应物的浓度 2.下列条件一定能使反应速率加快的是:①增加反应物的物质的量②升高温度③增大压强④加入生成物 ⑤加入MnO 2( ) A .全部 B .①② C .② D .②③ 3.已知:4 NH 3 + 5 O 2 = 4 NO + 6 H 2O ,若反应速率分别用v (NH 3)、v (O 2)、v (NO )、v (H 2O )(mol/(L?s ))表示,则正确的关系是( ) A .()3NH V 5 4= v (O 2) B .65 v (O 2)= v (H 2O ) C . 32v (NH 3)= v (H 2O ) D .5 4 v (O 2)= v (NO ) 4.将4 mol A 气体和2mol B 气体在2L 的密闭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2s 后测得C 的浓度为0.6mol/L ,现有下列几种说法:①用物质A 表示的反应的平均速率为0.3mol/(L?s );②用物质B 表示的反应的平均速率为0.6mol/(L?s );③2s 时物质A 的转化率为70%;④2s 时物质B 的浓度为0.7moL/L 。其中正确的是( ) A 、①③ B 、①④ C 、②③ D 、③④ 5.200C ,将10ml 0.1mol/l Na 2S 2O 3溶液和10ml 0.1mol/l 的H 2SO 4溶液混合,2分钟后溶液中明显出现浑浊。已知温度每升高100C ,化学反应速率增大到原来的2倍,那么500C 时,同样的反应要看到明显浑浊,需要的时间是( ) A .15秒 B .20秒 C .40秒 D .48秒 6.在一定条件下,在2L 的密闭容器中充入2molSO 2 和一定量的O 2 ,发生反应2SO 2(g)+O 2(g) 2SO 3(g),进行到4min 时,测得n(SO 2)=0.4mol ,若反应进行到2min 时,容 器中n(SO 2)为( )。 A .1.6mol B .1.2mol C .大于1.6mol D .小于1.2mol 7.对于密闭容器中进行的反应:N 2+O 2 == 2NO ,下列条件中哪些能加快该反应速率的(假 定改变下列条件时温度不变)( ) A .缩小体积使压力增大 B .体积不变充入N 2使压强增大 C .体积不变充入He 气使压强增大 D .减小压强使体积增大 8.将等物质的量的X 2和Y 2置于一密闭容器中,在一定条件下发生反应 mX 2(g)+nY 2(g) === pZ(g),在某一时刻,测得容器中C (X 2)=0.9mol·L -1 ,C (Y 2)=0.1mol·L -1 ,
《化学反应的速率和限度》教学设计 第一课时 三维目标: 知识与技能: 1.通过实例和实验初步认识化学反应的速率及其影响因素。 2. 会比较化学反应速率的快慢。 过程与方法: 1. 通过实验探究总结化学反应速率的影响因素。 2.增进学生对化学科学的兴趣与情感,体会化学学习的价值。 情感态度与价值观: 1.从学生日常生活中的化学现象和实验中抽象出有关的概念和原理。形成一个由宏观到微观、由感性到理性、由简单到复杂的科学探究过程。 2.培养学生良好的实验习惯,认真的观察能力。 教学重点:化学反应速率概念;了解影响化学反应速率的因素。 教学难点:影响化学反应速率的因素。 教学用具:实验用品 教学方法:图片展示——实验探究——小组讨论——归纳总结——习题巩固 教学过程: 新课引入: [投影]:图2-17 快慢差别很大的化学反应 [思考与交流]:通过投影观察到在我们的生活中,有的反应很快,有的反应很慢,但许多反应我们希望快,有些反应希望慢,人们希望能控制反应速率的快慢为人类造福。 根据投影同学们交流一下在炸药爆炸、金属腐蚀、食物腐败、塑料老化、溶洞形成、石油及煤生成等方面,那一些人们希望快?那一些人们希望慢? [学生活动]: [讲述]:咱们这一节就要讨论人们最关心的化学反应速率的快慢问题。 [板书]:第三节化学反应的速率和极限 一、化学反应的速率 [讲述]:不同的化学反应速率快慢千差万别,快与慢是相对而言,在科学研究中需要一个统一的定量标准来衡量或比较。与物理学中物体的运动快慢用“速度”表示想类似,化学反应的过程进行的快慢用“反应速率”来表示。 [学生活动]:学生认真阅读教材,结合运动速率的理解,自学化学反应速率的知识内容。 [提问]:请一位同学回答一下化学反应速率的定义是什么? [回答]:通常用单位时间里反应物浓度的减少或生成物浓度的增加来表示,用来衡量化学反应进行快慢程度的。 [板书]:1. 化学反应速率的概念:用单位时间里反应物浓度的减少或生成物浓度的增加来表示。
[归纳·助学] 1.化学反应速率的简单计算 (1)根据公式计算: v (B) =Δc (B )Δt 。 (2)根据化学计量数计算: 在同一条件下的同一化学反应中,各物质的反应速率之比等于其化学方程式中相应物质的化学计量数之比。 2.影响化学反应速率的外界因素 增大反应物浓度,增大压强,升高反应温度,使用催化剂均能加快化学反应速率。 3.化学平衡状态 4.化学平衡常数 (1)数学表达式: 对于反应:m A(g)+n B(g) p C(g)+q D(g) K =c p (C )·c q (D )c m (A )·c n (B ) 。 (2)注意问题: ①固体、纯液体的浓度视为常数,不包含在化学平衡常数的表达式中; ②K 只受温度的影响,当温度不变时,K 值不变; ③化学平衡常数表达式与化学方程式的书写形式有关,对于同一个化学反应,当化学方程式的计量数发生变化时,平衡常数的数值也发生变化;当化学方程式逆向书写时,平衡常数为原平衡常数的倒数。 分析化学平衡的移动一定要从反应速率入手 1.改变条件??????? 速率不变:如容积不变时充入稀有气体速率改变????? 程度相同[v (正)=v (逆)]??????????使用催化剂或对气体体积前后无变化的反应改变压强平衡不移动程度不相同[v (正)≠v (逆)]??????????浓度压强温度平衡移动
2.平衡移 动原理????? 增大反应物浓度,平衡正向移动;增大产 物浓度,平衡逆向移动升高温度,平衡向吸热方向移动增大压强,平衡向体积减小的方向移动 化学平衡状态的判断 (1)利用化学平衡状态的本质[即v (正)=v (逆)]判断。要求速率必须是一正一逆(不能同时都是v 正或v 逆),且速率之比等于化学计量数之比。 (2)利用化学平衡状态的特点(即“三定”——反应物的转化率、混合体系中各物质的百分含量、混合体系中各物质的浓度均一定)判断。 (3)利用“变量”与“不变量”来判断。选定反应中“变量”,即随反应进行而变化的量,当变量不再变化时,反应已达平衡。如常见的变量有:气体的颜色;对于气体体积变化的反应来说,恒压反应时的体积、恒容反应时的压强;对于反应体系中全部为气体,且气体物质的量变化的反应来说,混合气体的平均相对分子质量;对于反应体系中不全部为气体的反应来说,恒容时混合气体的密度等。 化学平衡常数的应用 (1)判断反应进行的程度。 对于同类型的反应,K 值越大,表示反应进行的程度越大;K 值越小,表示反应进行的程度越小。 (2)判断反应进行的方向。 若任意状态下的生成物与反应物的浓度幂之积的比值为Q c ,则 Q c >K ,反应向逆反应方向进行; Q c =K ,反应处于平衡状态; Q c <K ,反应向正反应方向进行。 (3)判断反应的热效应。 ①若升高温度,K 值增大,则正反应为吸热反应; ②若升高温度,K 值减小,则正反应为放热反应。 (4)利用化学平衡常数计算平衡浓度、转化率、体积分数等。 化学反应速率与化学平衡图象 破解化学反应速度与化学平衡图象题的方法是将“图象—方程式—理论”三者联系起来解答,具体方法是“三看”、“两法”:
6.1 化学反应为什么有快有慢 第2课时《影响化学反应速率的因素》 一、设计思想 本节内容在高一第二学期第六章《揭示化学反应速率和平衡之谜》的第一节——化学反应为什么有快有慢(第二课时)。其知识属于化学反应原理范畴,是深入认识和理解化学反应特点与进程的入门性知识。由于本课题的知识在生活生产和科学研究中有着广泛应用,学生能够通过生活经验在学科内的延伸,定性地理解和掌握化学反应速率影响因素的知识要点。因而,从学生认知和知识构建的角度来说,这个课题的内容不容易引发强烈的探究欲望和认知冲突。所以本课时的设计尝试着想引导学生从已有的生活经验出发,一步一步地自主设计探究实验的过程,近距离地做一次科学探究方法上的学习。 二、教学目标 1.知识与技能 (1)知道化学反应的快慢是由内因和外因共同作用的结果。 (2)能用控制变量的思想设计实验方案,通过实验探究浓度、温度、压强、催化剂、固体表面积对化学反应速率的影响,认识其一般规律。 (3)初步知道怎样控制化学反应速率。 2.过程与方法 (1)在实验探究的过程中,体会定性观察、对比试验、控制变量等科学方法。 (2)通过分组实验,增强合作学习的意识。 (3)亲历探究实验的实施过程,初步认识实验方案设计、实验条件控制、数据处理等方法在化学学习和科学研究中的应用。 (4)增强实验现象观察和描述的能力,通过对实验现象的分析和推理,能得出正确结论。3.情感态度与价值观 (1)体验科学探究的过程,学习科学探究的方法,提升科学探究的素养。 (2)关注社会生产生活中有关化学反应速率的实例,了解控制反应条件在生产和科学研究中的作用。 (3)养成尊重事实、按化学规律办事的求实态度,树立严谨的科学实验精神。 三、重点与难点 教学重点:控制变量法在影响化学反应速率的因素的研究中的作用。 教学难点:1、化学反应速率影响因素的探究; 2、实验方案设计(如何体现控制变量法)。
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)== 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:(i)速率比=方程式系数比(ii)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。 【例题讲解】 例1、下列关于化学反应速率的说法中,不正确的是() 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.化学反应速率通常用单位时间内生成或消耗某物质的质量的多少来表示 C.在同一个反应中,各物质的反应速率之比等于化学方程式中的系数比 D.化学反应速率的常用单位有mol?L-1?S-1和mol/(L?min) 例2、反应4A(s)+3B(g)═2C(g)+D(g),经2min,B的浓度减少了 0.6mol/L. 对此化学反应速率的正确表示是() A.用A表示的反应速率是0.4mol/(L?min) B.分别用B、C、D表示反应的速率,其比值是3:2:1 C.在2min末的反应速率,用B表示是0.3mol/(L?min) D.B的浓度减小,C的浓度增大,v(B)<0,v(C)>0 例3、硫代硫酸钠溶液与稀硫酸反应的化学方程为: 下列各组实验中最先出现浑浊是()
化学反应速率和化学平衡 【专题目标】 1.了解化学反应速率的概念及表示方法,掌握同一反应中不同物质的化学反应速率与化学方程式中各物质的化学计量数的关系。 (1)概念: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:t c v ??=(A) (A);单位:mol/(L ·min)或mol/(L ·s)。 (3)在同一反应中,用不同的物质表示反应速率的数值之比等于它们在化学方程式中的化学计量数之比。 2.了解化学反应的可逆性,理解化学平衡的特征,了解化学平衡与化学反应速率之间的内在联系。 (1)概念:在一定条件下的可逆反应里,正反应和逆反应速率相等,反应混合物中各组分的浓度保持不变的状态叫做化学平衡状态,简称化学平衡。 (2)化学平衡状态的特征: ①“动” :化学平衡是动态平衡,即:v 正=v 逆≠0 ②“等” :达到化学平衡时v 正=v 逆,即同一物质的消耗速率等于生成速率 ③“定” :外界条件不变时,处于化学平衡状态的各物质的浓度、质量分数或体积分数保持不变 ④“变” :可逆反应的平衡状态是相对的,暂时的,当影响平衡的条件改变时,化学平衡即被破坏,并在新的条件下建立新的平衡状态 3.理解浓度、压强和温度等条件对化学平衡的影响,理解平衡移动原理的涵义。 理解勒夏特列原理:如果改变影响化学平衡的一个条件(如浓度、压强或温度等),平衡就会向着能够减弱这种改变的方向移动。
4.学会应用建立等效平衡的思维方式解决化学平衡中的常见问题。 【经典题型】 一、化学反应速率 题型一:根据化学计量数之比,计算反应速率 【例1】反应4NH3(g)+5O2(g) 4NO(g)+6H2O(g)在10L密闭容器中进行,半分钟后,水蒸气的物质的量增加了0.45mol,则此反应的平均速率) (X v(反应物的消耗速率或产物的生成速率)可表示为(C ) A.) mol/(L 0.010 ) (NH 3 s v? =B.) mol/(L 0.001 ) (O 2 s v? = C.) mol/(L 0.001 (NO)s v? =D.) mol/(L 0.045 O) (H 2 s v? = 【方法点拨】速率之比化学计量数之比 题型二:以图象形式给出条件,计算反应速率 【例2】某温度时,在2L容器中,X、Y、Z三种物质的物质的量随时间变化的曲线如图所示。由图中数据分析:该反应的化学方程式为___3X+Y_______2Z_______。反应开始至2min,用Z表示的平均反应速率为__0.05mol/(L·min)__________。 题型三:根据已知的浓度、温度等条件,比较反应速率的大小 【例3】把下列四种X溶液分别加入四个盛有10mL 2mol/L盐酸的烧杯中,均加水稀释到50mL,此时,X和盐酸缓慢地进行反应,其中反应最快的是( B ) A.10℃20mL 3mol/L的X溶液 B.20℃30mL 2mol/L的X溶液 C.20℃10mL 4mol/L的X溶液 D.10℃10mL 2mol/L的X溶液 二、化学平衡 题型四:已知一个可逆反应、一种起始状态
《第二章第三节化学反应的速率和限度》 1.化学反应速率的含义: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。 浓度的变化——△C 时间的变化——△t 表达式:v=△C/△t 单位:mol/(L?s)或mol/(L?min) 例1、下列关于化学反应速率的说法中,正确的是() A.化学反应速率是化学反应进行快慢程度的物理量 B.化学反应速率通常用单位时间内生成或消耗某物质的质量的多少来表示 C.在反应过程中,反应物浓度逐渐变小,所以用反应物表示的化学反应的速率为负值 D.化学反应速率越大,则单位时间内生成物的产量就越大 例2、在2L密闭容器中,某气体反应物在2s内由8mol变为7.2mol,用此反应物表示该反应的平均反应速率为() A.0.4 mol(L·s)-1 B.0.3 mol(L·s)-1 C.0.2 mol(L·s)-1 D.0.1 mol(L·s)-1 注意:(1)在同一反应中用不同物质来表示时,其反应速率的数值可以不同,但都表同一反应的速率。(必须标明用哪种物质来做标准) (2)起始浓度与化学计量数比无关,但是变化浓度一定与化学计量数成比例。 (3)同一反应各物质的反应速率之比等于化学计量数之比。
例如:2A(g)+3B (g)C(g)+4D(g) ν(A):ν(B):ν(C):ν(D) = 2:3:1:4 (3)化学反应速率均用正值来表示,且表示的是平均速率而不是瞬时速率 (4)一般不用纯液体或固体来表示化学反应速率 (5)改变压强对无气体参与的反应的化学反应速率无影响。 例4.已知反应4CO+2NO2N2+4CO2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(N2)=0.4 mol·L-1·min-1 D.v(CO2)=1.1 mol·L-1·min-1 例5.对于可逆反应A(g)+3B(s)2C(g)+2D(g),在不同条件下的化学反应速率如下,其中表示的反应速率最快的是() A.v(A)=0.5 mol·L-1·min-1 B.v(B)=1.2 mol·L-1·s-1 C.v(D)=0.4 mol·L-1·min-1 D.v(C)=0.1 mol·L-1·s-1 【总结】对于同一反应,比较用不同反应物或生成物表示的反应速率大小时,要换算成同一物质表示的速率,才能比较。 3.影响化学反应速率的因素 内因:由参加反应的物质的性质决定。 影响反应速率的因素有 外因:浓度、温度、压强、催化剂、其它因素。 (1)浓度:其它条件不变时,增大反应物浓度,可以增大反应速率。 注意:“浓度”是指“溶液中溶质的浓度”或“气体的浓度”;固体和纯液体的浓度可看成是一常数。对固体,反应速率与其表面积大小有关,固体的颗粒度越小(表面积越大,则反应速率越快。 (2)温度:其它条件不变时,升高温度可以增大反应速率;降低温度可以减小反
化学反应速率 1.化学反应速率的定义:_________________________________________________。 2.化学反应速率的计算公式:v= ,单位:。 注意: (1)在同一个化学反应中,用不同物质所表示的化学反应速率,数值上可能是的(填“相等”或“不等”),但各反应速率所表示的意义是相同的,所以计算化学反应速率时,要注明具体物质; (2)在同一个化学反应中,用不同物质所表示的化学反应速率,其比值等于之比;(3)固体、纯液体在反应中可视为浓度,一般不用固体或纯液体来表示反应速率; 3.化学反应速率的相关计算,常用“三段式”方法。 4.影响化学反应速率的内因:反应物自身的性质,如Na、Mg、Al与水反应的速率由大到小的顺序为:Na>Mg>Al。 5.影响化学反应速率的外因,可从分子碰撞理论解释(充分接触和有效碰撞): (1)浓度:其它条件相同时,增大反应物的浓度,化学反应速率加快;减少反应物的浓度,化学反应速率降低。 注意:纯固体、纯液体的浓度看作常数,故其反应速率与其用量无关。 (2)温度:其它条件相同时,升高温度,化学反应速率加快;降低温度,化学反应速率降低。一般,温度每升高10℃,反应速率增大2—4倍。 (3)压强:其它条件相同时,增大气体反应物的压强,化学反应速率加快;减小气体反应物的压强,化学反应速率降低。 注意:①压强只影响气体反应的速率;②恒温、恒容充入“惰性气体”化学反应速率不变;恒温、恒压充入“惰性气体”,化学反应速率减小。 (4)固体反应物的表面积:其它条件相同时,固体反应物表面积越大,反应速率越大。 (5)催化剂:其它条件相同时,催化剂可以改变化学反应速率,大部分加快反应速率。 (6)其他外因:光波、电磁波、放射线、超声波和溶剂等。 6.硫代硫酸钠溶液和盐酸的化学反应方程式为:Na2S2O3 + 2HCl →2NaCl + S↓+SO2↑+H2O, Na2S2O3,还原剂是Na2S2O3,氧化产物是SO2,还原产物是S。 例1.(化学反应速率的基本计算与大小的比较) 1.对于反应A2(g)+3B2(g)2AB3(g)来说,下列反应速率中表示该反应进行得最快的是(A) A.v(A2)=0.6 mol/(L·s) B.v(B2)=2.7 mol/(L·min) C.v(AB3)=12 mol/(L·min) D.v(A2)=6 mol/(L·min) 例2.(“三段式”法计算反应速率、转化率等) 2.将2 mol X和2 mol Y充入2 L密闭容器中发生如下反应:X(g)+3Y(g)2Z(g)+a Q(g),2 min 后达到平衡时生成0.8 mol Z,测得Q的浓度为0.4 mol·L-1,下列叙述错误的是(B) A.a的值为2 B.平衡时X的浓度为0.2 mol·L-1 C.Y的转化率为60% D.反应速率v(Y)=0.3 mol·(L·min)-1 1
化学反应速率和限度讲 义 集团文件版本号:(M928-T898-M248-WU2669-I2896-DQ586-M1988)
化学反应的速率和限度 一、化学反应速率 考点一 化学反应速率的简单计算及应用 例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 表示反应的平均速率为0.3 mol·L -1 ·s -1 ②用物质B 表示反应的平均速率为0.6mol·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 表示反应的平均速率分别为0.3 mol·L -1·s -1、0.6 mol·L -1·s -1,哪种物质表示的化学反应速率更快? (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 例2.对于A 2+3B 22C 的反应来说,以下化学反应速率的表示中,反应 速率最快的是( ) A .v ( B 2)=0.8 mol·L -1·s -1 B .v (A 2)=0.4 mol·L -1·s -1 C .v (C)=0.6 mol·L -1·s -1 D .v (B 2)=4.2 mol·L -1·min -1 考点二 影响化学反应速率的因素 例3、把铝条放入盛有过量稀盐酸的试管中,不影响产生氢气速率的因素是( ) A .盐酸的浓度 B .铝条的表面积 C .溶液的温度 D .加少量Na 2SO 4固体 例4、.下列事实中,什么因素影响了化学反应速率。
化学化学反应的速率与限度的专项培优练习题及答案解析 一、化学反应的速率与限度练习题(含详细答案解析) 1.某温度下在2L密闭容器中,3种气态物质A、B、C的物质的量随时间变化曲线如图。 (1)该反应的化学方程式是________________________ (2)若A、B、C均为气体,10min后反应达到平衡, ①此时体系的压强是开始时的________倍。 ②在该条件达到平衡时反应物的转化率为________%(计算结果保留1位小数) (3)关于该反应的说法正确的是_________。 a.到达10min时停止反应 b.在到达10min之前C气体的消耗速率大于它的生成速率 c.在10min时B气体的正反应速率等于逆反应速率 【答案】2C A+3B 9 7 或1.29或1.3 66.7% b、c 【解析】 【分析】 (1)由图可知,C是反应物,物质的量分别减少2mol,A、B生成物,物质的量增加 1mol、3mol,物质的量变化比等于系数比; (2)①体系的压强比等于物质的量比; ②转化率=变化量÷初始量×100%; (3)根据化学平衡的定义判断; 【详解】 (1)由图可知,C是反应物,物质的量减少2mol,A、B生成物,物质的量分别增加 1mol 、3mol,物质的量变化比等于系数比,所以该反应的化学方程式为:2C A+3B;(2)①体系的压强比等于物质的量比,反应前气体总物质的量是7mol、反应后气体总物 质的量是9mol,所以此时体系的压强是开始时的9 7 倍; ②转化率=变化量÷初始量×100%=2÷3×100%=66.7%; (3)a.根据图象,到达10min时反应达到平衡状态,正逆反应速率相等但不为0,反应没有停止,故a错误; b.在到达10min之前,C的物质的量减少,所以 C气体的消耗速率大于它的生成速率,故b 正确; c.在10min时反应达到平衡状态,所以B气体的正反应速率等于逆反应速率,故c正确;选bc。
影响化学反应速率的因 素试题 文件编码(TTU-UITID-GGBKT-POIU-WUUI-0089)
影响化学反应速率的因素(提高)【巩固练习】 一、选择题 1.(2015海南高考)10mL浓度为1mol/L的盐酸与过量的锌粉反应,若加入适量的下列溶液,能减慢反应速率但又不影响氢气生成的是()A.K2SO4B.CH3COONaC.CuSO4D.Na2CO3 2.将镁带投入盛放在敞口容器内的盐酸里,反应速率用产生氢气的速率表示,在下列因素中:①盐酸的浓度、②镁带的表面积、③溶液的温度、④盐酸的体积、⑤氯离子的浓度,影响反应速率的是() A.①④B.③⑤C.①②③⑤D.①②③ 3.(2015福建高考)在不同浓度(c)、温度(T)条件下,蔗糖水解的瞬时速率(v)如下表。下列判断不正确的是() A.a=6.00B.同时改变反应温度和蔗糖的浓度,v可能不变 C.b<318.2D.不同温度时,蔗糖浓度减少一半所需的时间相同 4.100mL6mol·L-1的硫酸跟过量锌粒反应,在一定温度下,为了减慢反应的速率,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.碳酸氢钠溶液D.氨水 5.将盐酸滴到Na2CO3粉末上,能使反应的最初速率加快的是()
A.盐酸浓度不变,使用量增大一倍B.盐酸浓度增加一倍,用量减至原来的1 2 C.增大Na2CO3粉末的量D.使反应在较高温度下进行 6.设C+CO22CO(此反应为吸热反应)的反应速率为v1; N2+3H22NH3(此反应为放热反应)的反应速率为v2,对于上述反应,当温度升高时,v1和v2的变化情况为() A.都增大B.都减小C.v1增大,v2减小D.v1减小,v2增大 7.在N2+3H22NH3反应中,使用催化剂的理由是() A.提高反应物的转化率B.没有催化剂该反应不能发生C.使化学反应速率增大D.抑制逆反应的发生 8.在气体反应中,改变条件:①增大反应物的浓度,②升高温度,③增大压强,④移去生成物,⑤加入催化剂。能使反应物中活化分子数和活化分子的百分数同时增大的方法是() A.①⑤B.①③C.②⑤D.③⑤ 9.在A==B+C的反应中,温度每升高10℃,反应速率增大到原来的4倍。现将反应体系的温度由12℃升高到42℃,反应速率增加的倍数为() A.8B.12C.24D.64
7-25化学反应速率与限度 知识点: 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的快慢程度的物理量。 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来表示。 2、计算公式: 3 例1mol/L ,那么,用SO 2浓度变化来表示的化学反应速率为 , 例2:以下是工业合成氨的反应原理,已知反应的浓度数据如下: N 2 + 3H 2 2NH 3 起始浓度(mol/L ) 1 3 0 2 min 后浓度(mol/L ) 0.6 2 min 内浓度变化量(ml/L ) 分别用N 2、H 2、NH 3的浓度变化量表示反应速率。 注意:同一反应可以选用不同的物质来表示速率,其数值可能不同,但意义相同。 且用不同物质表示的速率之比等于方程式中计量数之比: aA +bB =cC +dD ,速率关系式: v(A)∶v(B)∶v(C)∶v(D) = 。 比较反应速率快慢的方法:根据速率关系式,转化成同一种物质的速率,再比较大小 例3 在四个不同的容器中,在不同的条件下进行合成氨反应:N2+3H2=2NH3,根据在 相同时间内测定的结果判断,生成氨气的速率最大的是( ) A 、v (H2)=0.3mol*(L*min )^-1 B 、v (N2)=0.2mol*(L*min )^-1 C 、v (NH3)=0.25mol*(L*min )^-1 D 、v (H2)=0.4mol*(L*min )^-1 二、影响化学反应速率的因素 ⑴内因(决定性因素):反应物本身的性质。反应物的化学性质越活泼,化学反应速率越 。 化学反应的本质:有效碰撞使化学键断裂和形成 ⑵外因(外界条件): ①催化剂:在其他条件相同时,使用(正)催化剂,通常可以 化学反应速率,不同的催化剂对同一反应的催化效果 。 例:实验2-6 MnO2与FeCl3催化H2O2分解 ②温度:在其他条件相同时,温度越高,化学反应速率 。 例:冷水、常温、热水情况下H2O2分解 例4:已知反应的温度每升高10℃,反应速率增大为原来的2倍,若反应的温度由20℃升高到90℃,则反应速率变为原来的_________倍。 ③反应物的浓度:在其他条件相同时,反应物浓度越大,化学反应速率 。 注意,固体的量不影响反应的速率 例:2mol/L 与6mol/L 的HCl 与Fe 反应 ④固体的表面积:在其他条件相同时,反应物之间接触的表面积越大,化学反应速率____ 例:块状的大理石与粉状的大理石与盐酸反应 ⑤压强:对于气体,其他条件相同时,反应体系的压强越大,化学反应速率_______ 总结:1、等温等积,充入气体反应物 2、等温等积,充入惰性气体或其他无关气体 3、等压等温,充入无关气体 4、其他条件不变,缩小或扩大容器体积 ⑥其它条件:反应物状态、光、溶剂等,也能影响化学反应速率。 例5:下列反应开始时放出氢气的速率最大的是(金属均为粉末状): A 、Mg 0.1mol 与6mol/L 硝酸10ml 60℃ B 、Mg 0.1mol 与3mol/L 盐酸10ml 60℃ C 、Fe 0.1mol 与3mol/L 盐酸10ml 60℃ D 、Mg0.1mol 与3mol/L 硫酸10ml 60℃ 例6:用铁片与稀硫酸反应制备H2时,下列措施不能够使得H2生成的速率加大的是 A 、加热 高温、高压 催化剂
高二年级化学选修四同步小题狂练 第二章第二节影响化学反应速率的因素 一、单选题 1.下列说法中有明显错误的是() A. 对有气体参加的化学反应,增大压强体系体积减小,可使单位体积内活化分子数 增加,因而反应速率增大 B. 升高温度,一般可使活化分子的百分数增大,因而反应速率增大 C. 活化分子之间发生的碰撞一定为有效碰撞 D. 加入适宜的催化剂,可使活化分子的百分数大大增加,从而成千上万倍地增大化 学反应的速率 2.化学反应的速率主要取决下列哪个因素() A. 催化剂 B. 温度 C. 压强 D. 物质的性质 3.通过下列有关实验研究影响化学反应速率的因素得出的相关结论,你认为不正确的 是() A. 在其它条件相同时,将等质量的锌块和锌粉与相同浓度的盐酸反应,锌粉反应快 B. 将质量相同、形状大小一样的铝条分别与稀硫酸和浓硫酸反应,浓硫酸产生氢气 快 C. 两支试管中分别加入双氧水,其中一支试管中再加入少量二氧化锰,同时加热, 产生氧气的快慢不同 D. 在稀硫酸和铁粉反应制取氢气时,加入适量醋酸钠晶体,可减慢反应速率 4.硫代硫酸钠(Na2S2O3)与稀硫酸发生如下反应:Na2S2O3+H2SO4=Na2SO4+SO2+ S↓+H2O下列四种情况中最早出现浑浊的是() A. 10℃时0.1mol/L Na2S2O3和0.1mol/L H2SO4各 5 mL B. 20℃时0.1mol/L Na2S2O3和0.1mol/L H2SO4各 5 mL C. 10℃时0.1mol/L Na2S2O3和0.1mol/L H2SO4各5 mL,加水10mL D. 20℃时0.2mol/L Na2S2O3和0.1mol/LH2SO4各5 mL,加水10 mL 5.铁粉与足量1mol/L盐酸反应,为了加快反应速率且不影响产生氢气的量可以加入() ①2mol/L的硝酸溶液②少量CuSO4(s)③少量铜粉④少量 CH3COONa(s)⑤对溶液加热⑥向反应液中通入HCl气体⑦加入过量铁粉⑧将铁粉改为铁片.
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+O 2SO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
《影响化学反应速率的因素》说课稿 一、教材分析 1.教材所处的地位和作用: 本节内容在全书和章节中的作用是:《影响化学反应速率的因素》是人教版高中化学教材选修四,第二章第二节内容。在此之前学生已学习了第一节化学反应速率为基础,这为过渡到本节的学习起着铺垫作用。本节内容为化学平衡及化学平衡移动的学习奠定基础,以及为其他学科和今后的学习做好准备。 学情分析 教学对象是高二理科学生,经过前一段的化学学习,他们已经储备了一定的相关知识:,积累了一些化学方程式,掌握了基本的实验技能,基本上都养成了良好的思考、讨论、探究的习惯,必修二中初步学习了温度、压强、催化剂、浓度、接触面积等因素对化学反应速率的影响等对本节内容奠定了一定基础,新课标的理念和学生的学习经历决定着该部分内容的教学目标不是在知识的深度和广度上而是要注重培养学生的科学精神,科学的探究方法,学以致用,根据上述情况,我为本节课制定了如下教学目标: 教学目标: 1、知识与技能 掌握浓度、压强、温度、催化剂对反应速率的影响。
能运用碰撞理论解释影响化学反应速率的因素。 2、过程与方法 通过实验观测浓度、压强、温度、催化剂对反应速率的影响。 3、通过小组讨论用碰撞理论解释影响化学反应速率的因素 4.情感态度与价值观 1、通过实验,培养学生严谨求实的科学态度。 2. 通过教学初步培养学生分析问题,解决实际问题,收集处理信息,团结协作,语言表达能力以及通过师生双边活动,初步培养学生运用知识的能力,培养学生加强理论联系实际的能力, 3 通过浓度、压强、温度、催化剂对反应速率的影响,学生从现实的生活经历与体验出发,激发学生学习兴趣。 教学重点:浓度对化学反应速率的影响 根据:其他条件对反应速率的影响均可归结为活化分子的浓度的影响 教学难点:用碰撞理论解释解释影响因素 教学手段:采用探究发现式教学。 三、教学过程 1、引入:让学生带着以下几个问题阅读课本的第一段内容 2、我们能通过计算出一个化学反应的速率,能否改变反应速率呢? 3、影响化学反应速率的因素是什么?我们人类能否控制这个因素?
化学反应的速率和限度 一、化学反应速率的概念与计算 1、化学反应速率的概念概念 化学反应速率就是化学反应进行的快慢程度(平均反应速度),用单位时间内反应物或生成物的物质的量来表示。在容积不变的反应容器中,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。 单位:mol/(L﹒min)或mol/(L﹒s) 2、正确理解化学反应速率 ①化学反应速率是平均速率,均取正值。 ②同一反应选用不同物质的浓度的改变量表示速率,数值可能不同,但表示的意义相同。 ③各物质表示的速率之比等于该反应方程式中相应化学计量数之比。 ④在一定温度下,固体和纯液体物质,单位体积里的物质的量保持不变,即物质的量浓度为常数,因此,它们的化学反应速率也被视为常数。 【例1】在一定条件下,向体积为2L的密闭容器中加入2mol N2和10mol H2,发生反应:N 2 + 3H22NH3,2min 时,测得剩余的N2为1mol 则化学反应速率的表示正确的是 () A、v(N2)=1 mol/(L﹒min) B、v(H2)=0.75 mol/(L﹒min) C、v(NH3)=0.25 mol/(L﹒min) C、v(N2)=0.5 mol/(L﹒min) 【例2】对于反应N2+O22NO在密闭容器中进行,下列哪些条件能加快反应的速率 A. 缩小体积使压强增大 B. 体积不变充入N2使压强增大 C. 体积不变充入H2使压强增大 D. 压强不变充入N2使体积增大 【例3】在一密闭容器里装有氮气和氢气。反应开始时,氮气的浓度为2mol/L,氢气的浓度为5mol/L, 反应开始2min时,测得容器中氮气的浓度为1.8mol/L。2min后氢气的浓度为多少mol/L?这2min内氮气的平均反应速率是多少?氢气和氨气的平均反应速率各是多少?2min内氮气、氢气和氨气的速率之比为多少?