反应速率常数与活化能教案资料
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实验17 化学反应速率与活化能的测定一、实验目的1.进一步了解浓度、温度、催化剂对化学反应速率的影响,加深对反应速率、反应级数和活化能概念的理解。
2.了解过二硫酸铵与碘化钾反应的反应速率测定原理和方法,学习通过数据处理和作图求算反应级数和反应的活化能。
3. 练习在水浴中保持恒温的操作。
二、实验原理在水溶液中,过二硫酸铵和碘化钾发生以下反应S 2O 82-+3I -==== 2SO 42-+ I 3-(1)根据反应速率方程,若用S 2O 82-量随时间的不断降低来表示反应速率,则:r = -dtO S dc )(282−=)()(282−−⋅⋅I c O S c k n m本实验测定的是一段时间t Δ内反应的平均速率r ,由于在t Δ时间内本反应的r 变化较小,故可用平均速率近似代替起始速率。
即:r =-tO S c ΔΔ−)(282≈)()(282−−⋅⋅I c O S c k n m 式中:Δc (S 2O 82-)为Δt 时间内S 2O 82-浓度的改变值。
c (S 2O 82-) 、c (I -)分别为两种离子的初始浓度;k 为反应速率常数;m ,n 为决定反应级数的两个值;m+n 即为反应级数。
为了测定在一定时间t Δ内S 2O 82-的变化值,可在混合(NH 4)2S 2O 8溶液和KI 溶液的同时,加入一定体积已知浓度的Na 2S 2O 3溶液和淀粉溶液,在反应(1)进行的同时,也同时进行着如下反应:2S 2O 32-+ I 3-=== S 4O 62-+ 3I-(2)反应(2)比反应(1)进行得快,瞬间即可完成。
由反应(1)生成的碘能立即与S 2O 32-作用,生成无色的S 4O 62-和I -。
因此,在开始一段时间内,看不到碘与淀粉作用所显示的蓝色,但当S 2O 32-用尽,反应(1)继续生成的微量I 3-与淀粉作用,使溶液显示出蓝色。
根据此原理及从反应(1)和反应(2)可看出,从反应开始到溶液出现蓝色所需的时间t Δ内,S 2O 82-浓度的改变量为S 2O 32-在溶液中浓度的一半。
影响化学反应速率的因素活化能01目标任务课程标准学习目标1.了解温度、浓度、压强和催化剂对化学反应速率的影响。
2.知道化学反应是有历程的,认识基元反应活化能对化学反应速率的影响。
1.认识化学反应速率是可以调控的,能从多角度、动态地分析外界条件改变对化学反应速率的影响,运用化学原理解决简单的化学实际问题。
2.能基于证据分析外部条件对化学反应速率的影响,建立认知模型,并能运用模型分析说明外界条件改变对化学反应速率的影响。
3.能对影响化学反应速率的多个外界因素进行调控,设计实验探究影响化学反应速率的因素。
02预习导学自主梳理1.外界因素对化学反应速率的影响(1)浓度①增大反应物浓度,化学反应速率。
②固体或纯液体的浓度为常数,改变其用量时,化学反应速率。
③增大固体的表面积或将固体溶于一定溶剂,化学反应速率。
(2)温度升高温度,化学反应速率;降低温度,反应速率。
(3)压强①对于没有气体参加的化学反应,改变压强,对化学反应速率无影响。
②对于有气体参加的反应A.恒温时:压缩体积−−−→引起压强−−−→引起反应物浓度−−−→引起化学反应速率。
B.恒温、恒容时:充入反应物气体−−−→引起压强−−→反应浓度−−−→引起化学反应速率。
充入“天关”气体−−−→引起压强−−→反应物浓度−−→化学反应速率。
C.恒盟、恒压时:充入“无关”气体−−→压强−−−→引起体积−−−→引起反应物浓度化学反应速率。
(4)催化剂催化剂一般能使化学反应速率。
2.碰撞理论(1)基元反应发生的先决条件是反应物分子发生。
(2)有效碰撞是的碰撞。
(3)有效磁撞的条件:发生碰撞的分子具有足够高;分子有合适的。
(4)活化分子是具有足够高能量、能发生的分子。
(5)活化分子的平均能量与反应物分子具有的平均能量之差,叫做。
(6)反应物、生成物的能量与活化能的关系:E 1为,E 1-E 2为。
3.碰撞理论分析影响化学反应速率的外界因素(1)浓度其他条件不变时,增加反应物浓度−−→单位体积内反应物中的活化分子数目−−→的次数增多−−→化学反应速率。
实验化学反应速率与活化能集团文件版本号:(M928-T898-M248-WU2669-I2896-DQ586-M1988)实验 化学反应速率与活化能一、实验目的1.了解浓度、温度和催化剂对反应速率的影响。
2.测定过二硫酸铵与碘化钾反应的速率,并计算反应级数、反应速率常数和反应的活化能。
二、实验原理:在水溶液中过二硫酸铵与碘化钾反应为:(NH 4)2S 2O 8 + 3KI === (NH 4)2SO 4 + K 2SO 4 + KI 3其离子反应为: S 2O 82- + 3I - === SO 42- + I 3- (1)反应速率方程为: nIm O S c kc r --⋅=282 式中r 是瞬时速率。
若-282O S c 、-I c 是起始浓度,则r 表示初速率(v 0)。
在实验中只能测定出在一段时间内反应的平均速率。
在此实验中近似地用平均速率代替初速率:为了能测出反应在△t 时间内S 2O 82-浓度的改变量,需要在混合(NH 4)2S 2O 8 和KI 溶液的同时,加入一定体积已知浓度的Na 2S 2O 3溶液和淀粉溶液,这样在(1)进行的同时还进行着另一反应:2S 2O 32- + I 3- === S 4O 62- + 3I - (2)此反应几乎是瞬间完成,(1)反应比(2)反应慢得多。
因此,反应(1)生成的I 3-立即与S 2O 32-反应,生成无色S 4O 62-和I -,而观察不到碘与淀粉呈现的特征蓝色。
当S 2O 32-消耗尽,(2)反应不进行,(1)反应还在进行,则生成的I 3-遇淀粉呈蓝色。
从反应开始到溶液出现蓝色这一段时间△t 里,S 2O 32-浓度的改变值为:再从(1)和(2)反应对比,则得:通过改变S 2O 82- 和I -的初始浓度,测定消耗等量的S 2O 82- 的物质的量浓度-∆282OS c 所需的不同时间间隔,即计算出反应物不同初始浓度的初速率,确定出速率方程和反应速率常数。
实验八化学反应速度与活化能一、实验目的1、了解化学反应速率与活化能之间的关系。
2、掌握测定反应速率实验的方法。
二、实验原理化学反应根据反应速率可分为快速反应和缓慢反应,其中缓慢反应的速率较慢,需要提供外界能量,才能进一步发生反应。
反应开始时,反应物只有一部分,此时的碰撞频率较低,从而导致反应速率较慢。
但是如果反应物在某种条件下被提供能量,就会使它们动能增加,碰撞的频率也会随之增加,反应的速率也会随之增大。
这种需要外界能量才能发生的反应的能量差,我们称之为“活化能”。
对于一个反应来说,它的反应速率与其物质浓度、温度、反应物质的物理状态、催化剂等多种因素有关。
其中,温度对化学反应速率的影响最大,当反应物温度升高时,它们的分子运动速度加快,碰撞的能量也就增大,反应速率也随之增大。
如果要研究一个反应的反应速率与温度之间的关系,可以进行实验,通过实验结果绘制一条反应速率随温度变化的曲线,称之为“反应速率温度曲线”。
在一定温度范围内,反应速率与温度之间的关系可使用阿伦尼乌斯方程来表示:K=Ae^(-Ea/RT)其中K为反应速率常函,A为指数因子,e为自然对数的底数,Ea为活化能(kJ/mol),R为气体常数,T为反应温度。
阿伦尼乌斯方程表达了反应速率对温度的依赖关系,并提供了计算反应的活化能的方法。
在反应速率和温度的关系曲线上,不同温度下的反应速率常数可以利用不同反应条件下的实验结果得到(如反应完成所需的时间或所生成的产物数量等),并带入阿伦尼乌斯方程中求得不同温度下的活化能。
三、实验步骤1、将3mL的10%硫酸溶液装入一只小杯子中,再将3mL的0.02mol/L名义浓度的碳酸钙溶液倒入另一只小杯子中。
2、将烧杯用电热板加热,加热到大约60℃左右时,即可开始反应速率测定实验。
3、将两只小杯子中的溶液混合,开始计时。
4、观察混合溶液在反应过程中的变化,每隔10秒钟记录一次变化。
5、当观察到反应已经全面进行时,将数据记录下来,以此计算反应速率常数。
化学反应速率与活化能教案研究一、引言在化学反应中,反应速率是一个重要的指标,它描述了反应物消耗和产物生成的快慢程度。
而活化能是影响反应速率的关键因素之一。
本教案研究的目的是通过理论探讨和实验演示,帮助学生理解化学反应速率与活化能的概念,并掌握相关计算方法。
二、理论探讨1. 化学反应速率的定义和计算方法化学反应速率是指单位时间内反应物消耗或产物生成的数量变化。
在反应开始时,反应速率通常较高,然后随着反应进行逐渐降低,直至达到平衡态。
常见的计算方法包括初始速率法和平均速率法。
2. 活化能的概念和影响因素活化能是指化学反应发生的能垒,即反应物转化为过渡态所需的最小能量。
它是由反应物分子之间的相互作用力、碰撞频率和碰撞能量等因素决定的。
温度的升高会提高反应物的平均动能,从而增加反应物分子之间的碰撞频率和能量,降低反应物分子达到活化能的门槛。
三、实验演示1. 实验材料和步骤材料:甲酸、过氧化氢、硫酸、催化剂等。
步骤:(1)取一定量的甲酸和过氧化氢,加入试管中。
(2)加入少量的硫酸作为催化剂。
(3)观察反应过程中的变化,并记录时间和温度。
(4)重复实验,改变温度条件,观察反应速率的变化。
2. 实验结果和讨论根据实验记录,我们可以得到不同温度条件下的反应速率数据,并绘制出反应速率随温度变化的曲线图。
通过分析实验数据,学生可以发现随着温度升高,反应速率增加的趋势,并解释为活化能的降低。
四、案例分析通过案例分析,帮助学生运用所学知识解释实际应用中的化学反应速率问题。
比如,解释为什么在低温下储存食物可以延缓其变质的速率,或者为什么在冷天里汽车启动困难。
五、总结与拓展通过本教案的学习,学生将能够深入理解化学反应速率与活化能之间的关系,掌握相关计算方法,并将相关知识应用于实际问题中。
此外,学生还可以进一步探索其他影响反应速率的因素,并与活化能进行深入研究,拓展他们对化学反应的理解。
六、延伸阅读1. 罗氏速率方程2. 阳离子速率3. 关于催化剂的研究七、参考文献1. Atkins, P. & de Paula, J. (2010). Atkins' Physical Chemistry (8th ed.). Oxford University Press.2. Levine, I. N. (2017). Physical Chemistry (7th ed.). McGraw-Hill Education.以上为化学反应速率与活化能教案研究的内容,希望能对您的学习有所帮助。
第一节 化学反应速率第3课时 活化能教学设计【教学目标】1.知道化学反应是有历程的,认识基元反应活化能对化学反应速率的影响。
2.深度解析温度、浓度、压强和催化剂对化学反应速率的影响。
【教学重难点】简单碰撞理论、活化能【教学过程】1.新课导入[师]展示图片,烟花、爆炸,这样的化学反应瞬间完成。
而钢铁的生锈、溶洞的形成过程却非常缓慢。
同样是化学反应,为什么有的反应瞬间完成,有的反应进行的非常缓慢呢。
从化学反应的本质上考虑,化学反应的本质是旧键的断裂和新键的形成。
那么旧键的断裂和新键的形成又是如何发生的呢?本节课我们从活化能和分子碰撞理论的角度去解析一下。
2.新课讲授[板书]一、化学反应速率-活化能一、活化能[师]研究发现,大多数化学反应并不是经过简单碰撞就能完成的,而往往经过多个反应步骤才能实现。
例如,222HI H I =+实际上是经过下列两步反应完成的,每一步反应都称为基元反应,这两个先后进行的基元反应反映了222HI H I =+的反应历程。
反应历程又称反应机理。
[师]基元反应发生的先决条件是反应物的分子必须发生碰撞。
以气体的反应为例,任何气体中分子间的碰撞次数都是非常巨大的。
通常情况下,当气体的浓度为1 mol/L时,在每立方厘米、每秒内反应物分子的碰撞可达到1028次。
如果反应物分子间的任何一次碰撞都能发生反应的话,反应只需10-5s就可以完成。
换言之,任何气体的反应均可瞬间完成。
但实际并非如此。
这就说明并不是反应物分子的每一次碰撞都能发生反应。
[设疑]为什么分子碰撞时有的能发生化学反应,有的不能呢?[师]以篮球队员投篮为例,不能投进篮筐有哪些情况?有可能力量不够,或是投不准,也就是说只有力量足够,并且投的准,也就是有合适的取向,才能投的好球。
那么在化学反应的过程中,反应物分子必须具有一定的能量,碰撞时还要有合适的取向,这样的碰撞我们称为有效碰撞。
发生有效碰撞的分子叫做活化分子,活化分子具有的平均能量与反应物分子具有的平均能量之差,叫做反应的活化能。
化学反应的活化能与反应速率常数化学反应速率是描述反应物消耗和生成物生成的速度的物理量,而活化能则是描述反应发生所需的最小能量。
化学反应速率与活化能之间存在着密切的关系。
本文将探讨化学反应的活化能与反应速率常数之间的关系,并讨论其影响因素。
一、活化能的定义与意义活化能是指在化学反应过程中,反应物转化为反应产物所需要的能量。
它代表了反应物在反应开始时需要克服的能垒。
活化能越高,说明反应发生的难度越大,速率也就越慢。
而活化能越低,反应发生的容易程度就越高,速率也就越快。
二、反应速率常数的定义与计算反应速率常数是描述化学反应速率的一个重要物理量。
它表示单位时间内单位体积反应物转化为产品的数量。
反应速率常数通常用k表示。
计算反应速率常数需要根据所研究的反应方程式,并通过实验测定获得。
三、反应速率常数与活化能的关系在自然界中,大多数化学反应都需要克服能量垒才能发生。
反应物必须获得克服活化能垒所需的能量,才能转化为反应生成物。
因此,化学反应速率常数与活化能之间存在着紧密的关系。
根据活化能理论,反应速率常数k与活化能Ea之间的关系可由阿伦尼斯方程表示:k = A * exp(-Ea/RT)其中,k为反应速率常数,A为频率因子,Ea为活化能,R为气体常数,T为反应温度。
该方程表明了反应速率常数与活化能之间呈指数关系。
活化能的大小决定了反应发生的快慢程度。
当活化能较高时,反应速率常数会变小,反应速率较慢。
反之,当活化能较低时,反应速率常数会变大,反应速率较快。
四、影响化学反应速率常数的因素除了活化能外,还有其他因素会影响化学反应速率常数的数值。
1. 温度:反应的温度越高,反应物分子的平均动能越大,更多的分子能够克服活化能垒,从而增加反应发生的可能性和速率常数的数值。
2. 反应物浓度:反应物浓度的增加将增加反应物分子之间的碰撞频率,从而增加发生反应的机会,提高反应速率常数的数值。
3. 催化剂:催化剂可以提供一条低能垒的反应路径,降低反应的活化能,从而加快反应速率常数的数值。
乙酸乙酯皂化反应速率常数及活化能的测定篇一:乙酸乙酯皂化反应速率常数及活化能的测定乙酸乙酯皂化反应速率常数及活化能的测定一、实验目的1.通过电导法测定乙酸乙酯皂化反应速度常数。
2.求反应的活化能。
3.进一步理解二级反应的特点。
4.掌握电导仪的使用方法。
二、实验原理反应速率与反应物浓度的二次方成正比的反应为二级反应。
其速率方程为4.1将速率方程积分可得动力学方程:4.2式中为反应物的初始浓度,为时刻反应物的浓度,为二级反应的速率常数。
以对时间作图应为一直线,直线的斜率即为。
对大多数反应,反应速率与温度的关系可用阿仑尼乌斯经验方程来表示:4.3式中为阿仑尼乌斯活化能或叫反应活化能,为指前因子,为速率常数。
实验中若测得两个不同温度下的速率常数,由(4.3)式很容易得到:4.4由(4.4)式可求活化能。
乙酸乙脂皂化反应是二级反应=动力学方程为4.5由(4.5)式可以看出,只要测出t时刻的x值,c0为已知的初始浓度,就可以算出速率常数k2。
实验中反应物浓度比较低,因此我们可以认为反应是在稀的水溶液中进行,CH3COONa+--是全部解离的。
在反应过程中Na的浓度不变,OH的导电能力比CH3COO的导电能力大,随着--反应的进行,OH不断减少,CH3COO不断增加,因此在实验中我们可以用测量溶液的电导(G)来求算速率常数k2。
体系电导值的减少量与产物浓度x的增大成正比:4.64.7式中为时溶液的电导,为时间时溶液的电导,时溶液的电导。
将(4.6)、(4.7)两式代入(4.5)式得:整理得:4.8实验中测出及不同时刻所对应的,用对作图得一直线,由直线的斜为反应进行完全(→∞)率可求出速率常数。
若测得两个不同温度下的速率常数,后,可用(4.4)式求出该反应的活化能。
1、仪器电导率仪(附DJS-1型铂黑电极)1台;电导池1只;恒温水浴1套;停表1只;移液管(10ml)3只;磨口三角瓶(200ml)1个。
2、药品NaOH水溶液(0.0200mol·dm-3);乙酸乙酯(A.R.);电导水。
实验六 化学反应速率与活化能【实验目的】1.了解浓度、温度和催化剂对反应速率的影响。
2.测定过二硫酸铵与碘化钾反应速率,并计算反应级数、反应速率常数和反应的活化能。
3.测定不同温度下的速率常数并计算反应的活化能;4.学习数据处理的一般方法及作图法。
【实验原理】对反应: 反应速率表示一段时间内的浓度变化即为平均反应速率。
在水溶液中过二硫酸铵和碘化钾发生如下反应:其反应的微分速率方程可表示为:①S2O8 2 - +3 I - ==2 SO4 2- + I3 - (慢) (1)S 2O 82 -+3 I -==2 SO 42-+ I 3- (慢)(1)pDqC bB aA +→+tp ct q c t b c t a c r Dd d d d d d d d C B A ==-=-=nI m OS c kc r --=282m+n=反应级数近似地用平均速率代替初速率:2S2O3 2- + I3 - = S4 O6 2- + 3I - (快) ②加入一定体积已知浓度的Na2S2O3 溶液和淀粉溶液,在反应〔1〕进行的同时由①②式可得:蓝色出现〔淀粉与过量碘反应〕标志着S2O3 2-全部耗尽,由S2O3 2-浓度的改变量可以得到S2O8 2 - 浓度的改变量。
因此两边取对数,得lgr= mlg[s2o82-] + nlg[I-] + lgk[ I-]不变,lgr对lg[s2o82-] 作图,可得一直线,斜率即为m.同样,保持[s2o82-] 不变,作图可计算n,从而可得反应级数。
通过m和n以及速率计算公式,可以得到速率常数k.利用阿仑尼乌斯方程:求得不同温度下的k,以lgk对1/T作图,可以计算反应活化能。
1. 量筒的作用2. 秒表的使用3. 作图方法【基本操作】实验用品:仪器:烧杯、大试管、量筒、秒表、温度计···L-1〕Cu(NO3)2〔0.02mol.L-1〕,KNO3〔0.20mol.L-1〕(NH4)2SO4〔0.20mol.L-1〕,材料:冰【实验内容】1、浓度对化学反应速率的影响用同样方法按表1的用量进行编号I、II、III、V、等的实验。
化学反应活化能与反应速率常数在化学反应中,反应速率是一个重要的指标,它涉及到反应物的消耗速度以及生成物的生成速度。
而影响反应速率的一个关键参数就是活化能。
本文将探讨化学反应中的活化能与反应速率常数之间的关系。
一、活化能的概念活化能是指一个反应所需的最小能量,只有当反应物具备了这个能量之后,才能成功发生反应。
活化能可以理解为反应物分子在反应中克服的能垒,也可以理解为反应物分子在反应过程中发生构型变化的能力。
二、反应速率常数的定义反应速率常数是描述反应速率的物理量,通常用k来表示。
它表示单位时间内每个摩尔反应物被转化的数量。
具体地,反应速率常数k的定义可以写作:k = A * exp(-Ea/RT)其中,A代表频率因子,Ea代表活化能,R为理想气体常数,T为反应温度。
这个公式被称为阿伦尼乌斯方程,它是活化能和反应速率常数之间的关系表达式。
三、活化能与反应速率常数的关系根据阿伦尼乌斯方程,可以看出活化能与反应速率常数之间存在着指数关系。
也就是说,活化能越高,反应速率常数越低;活化能越低,反应速率常数越高。
这是因为活化能代表着反应物分子转变到反应状态所需要的能量,活化能越高,反应物分子转变到反应状态的难度越大,因此反应速率会降低。
此外,活化能还与温度密切相关。
根据阿伦尼乌斯方程可知,在一定温度下,活化能越高,反应速率常数越敏感于温度变化;活化能越低,反应速率常数对温度的敏感性较小。
因此,通过调节反应温度,我们可以影响反应速率常数的大小。
四、影响活化能和反应速率常数的因素除了温度之外,还有其他因素也会对活化能和反应速率常数产生影响。
以下是几个重要的影响因素:1. 催化剂:催化剂是通过降低反应物转化的能垒来提高反应速率的物质。
催化剂可以提供一个新的反应路径,使反应物转化为产物的过程更容易进行。
催化剂可以有效降低反应的活化能,从而增大反应速率常数。
2. 浓度:反应物的浓度越高,反应分子之间的碰撞频率也会增加,因此反应速率常数增大。
化学反应反应速率与活化能分析实验一、课程目标知识目标:1. 让学生掌握化学反应速率的定义,理解活化能的概念及其对反应速率的影响。
2. 使学生能够运用活化能理论解释化学反应速率的变化规律。
3. 让学生了解实验中测定反应速率和活化能的方法及其原理。
技能目标:1. 培养学生设计实验方案、进行实验操作、观察实验现象、分析实验数据的能力。
2. 培养学生运用活化能理论解决实际问题的能力。
情感态度价值观目标:1. 激发学生对化学反应速率与活化能的兴趣,培养他们探究化学反应规律的积极态度。
2. 引导学生认识到化学反应在生活和生产中的重要性,增强他们的环保意识和社会责任感。
3. 培养学生的团队合作精神,提高他们的沟通与交流能力。
课程性质:本课程为实验课程,以理论为指导,实验为基础,旨在让学生在实践中掌握化学反应速率与活化能的相关知识。
学生特点:高二学生已具备一定的化学基础知识,具有较强的实验操作能力和问题分析能力,但对活化能概念的理解和应用尚需加强。
教学要求:教师应注重理论与实践相结合,引导学生主动参与实验,鼓励他们提出问题、解决问题,并通过小组讨论等形式,促进学生的交流与合作。
同时,关注学生的个性化差异,给予不同层次的学生有针对性的指导。
通过本课程的学习,使学生在知识、技能和情感态度价值观等方面取得具体的学习成果。
二、教学内容1. 理论知识:- 化学反应速率的定义、表达式及其单位。
- 活化能的概念、活化能对反应速率的影响。
- 反应速率与活化能的关系:阿伦尼乌斯方程。
- 影响化学反应速率的因素:温度、浓度、催化剂等。
2. 实践操作:- 设计实验方案,测定不同条件下化学反应速率的变化。
- 实验操作步骤及注意事项,如温度控制、浓度配制、数据记录等。
- 数据处理与分析,运用活化能理论解释实验现象。
3. 教学大纲安排:- 第一课时:介绍化学反应速率与活化能的基本概念,引导学生复习相关基础知识。
- 第二课时:讲解影响化学反应速率的因素,重点阐述活化能的作用。
高二化学教案设计化学反应速率与活化能计算教学目标:1. 理解化学反应速率的定义和计算方法;2. 掌握活化能的概念和计算公式;3. 运用计算方法解决相关问题。
教学内容:一、化学反应速率的定义和计算方法化学反应速率是指单位时间内反应物消失或生成物产生的数量。
计算化学反应速率的方法有两种:平均速率和瞬时速率。
1. 平均速率的计算:平均速率=(反应物消失量或生成物产生量)/(时间)比如,对于反应物A和B生成产物C的反应:A + B → C,计算平均速率的公式为:平均速率=(ΔC)/(Δt),其中ΔC表示产物C的浓度变化量,Δt 表示时间的变化量。
2. 瞬时速率的计算:瞬时速率是指在某一特定时刻的速率,可以通过在该时刻处的斜率来计算。
比如,在反应物A与B生成产物C的反应中,瞬时速率的计算方法为:瞬时速率=(dC)/(dt),其中dC表示产物C的微小变化量,dt 表示时间的微小变化量。
二、活化能的概念和计算公式活化能是指反应物转变为产物所需要的最小能量,也是反应过程中的能垒。
它与反应速率密切相关,通过活化能的计算可以了解反应的难易程度。
1. 活化能的计算公式:根据阿伦尼乌斯方程,活化能的计算公式为:k=Ae^(-Ea/RT),其中k为反应速率常数,A为频率因子,Ea为活化能,R为气体常数,T为反应温度(K)。
2. 活化能的影响因素:活化能受到反应物的分子结构、反应物浓度和反应温度等因素的影响。
其中,反应温度是影响活化能的主要因素,提高温度可以增加反应物的能量,从而加快反应速率。
教学步骤:1. 引入化学反应速率和活化能的概念,简要介绍它们的重要性;2. 展示化学反应速率的计算方法和活化能的计算公式,进行详细说明并给予示例;3. 引导学生通过练习题进行实际应用,加深对概念和计算方法的理解;4. 分组讨论,让学生结合实际生活中的化学反应问题,进行速率与活化能的计算和分析;5. 总结本节课的内容,强调速率和活化能的重要性,并鼓励学生在学习中积极思考和发现问题。
化学反应中的活化能教案。
一、教案目标1.了解活化能的概念及其在化学反应中的作用。
2.学会如何计算活化能。
3.掌握活化能的影响因素,以及如何控制反应速率。
二、教案内容1.活化能的概念活化能是指化学反应中分子通过碰撞获得足够能量,克服反应子的能垒,使反应达到瞬间反应的最小能量差。
即反应物在反应前状态与反应产物在反应后状态之间的能量差,也是化学反应中所需克服的最小能垒。
2.活能的计算活化能可以通过以下公式进行计算:Ea= RT ln(k/T) (1)其中,Ea为活化能;R为气体常量;T为温度,k为反应速率常数。
3.活化能的影响因素活化能的大小取决于许多因素,包括反应物分子间距、反应物分子的速度、反应物的数量以及温度等。
一般来说,温度升高会降低活化能。
因为在高温下,分子的动能增强,分子碰撞更频繁,增加了反应机率;反应时需要克服的能垒也会因此降低。
4.控制反应速率活化能的大小决定了化学反应的速率。
因此,如果要控制化学反应的速率,我们需要寻找方法来降低活化能。
方法包括:1)提高温度:在许多情况下,提高温度可以大幅度降低活化能。
2)添加催化剂:一些催化剂可以提高反应物分子之间的碰撞率,促进化学反应的进行,同时也可以降低活化能。
3)增加反应物浓度:增加反应物浓度可以提高反应物之间的碰撞率,增加化学反应的机率,从而降低化学反应的活化能。
三、活动安排1.给学生介绍化学反应和活化能的概念,以及它们在实际生活中的应用。
2.使用实验或计算机模拟实验示范,使学生了解活化能的计算方法和如何控制反应速率。
3.指导学生观察和记录实验结果,分析因素,对结果进行定量分析。
4.促进学生团队协作,探讨更多实验和例题,巩固学生的学习成果。
四、教学教育策略1.积极互动:从普及化学反应和活化能的概念,引导学生自主思考和课堂互动,激发学生的兴趣。
2.理论实践结合:引入实验实践或计算机模拟实验,以帮助学生更好地理解活化能的概念及其在化学反应中的应用。
化学反应速率常数教案反应速率常数与反应级数化学反应速率常数教案引言:化学反应速率是描述化学反应快慢的重要性质之一。
而反应速率常数则是用来量化反应速率的数值。
本教案将介绍反应速率常数的概念、计算方法以及与反应级数之间的关系。
一、反应速率常数的定义反应速率常数(k)是指在一定温度下,反应物浓度为单位时间内消耗或产生的物质的摩尔数的比例。
它可以通过实验测量得到,并且与反应物浓度和温度有关。
二、反应速率常数的计算方法1. 一级反应速率常数的计算方法对于一级反应,反应速率常数可以通过下列公式计算:k = -Δ[A]/Δt ÷ [A]其中Δ[A]表示反应物A的浓度变化量,Δt表示反应时间的变化量。
2. 二级反应速率常数的计算方法对于二级反应,反应速率常数可以通过下列公式计算:k = Δ[B]/Δt ÷ [A]²其中Δ[B]表示生成物B的浓度变化量,[A]表示反应物A的浓度。
三、反应速率常数与反应级数的关系反应级数是指反应速率与反应物浓度的关系。
对于一些简单的反应,反应级数可以通过实验数据确定。
以下是几种常见的反应级数及其对应的反应机理:1. 零级反应:反应速率与反应物浓度无关,常数为固定值。
例如A → 生成物,k = [A]₀2. 一级反应:反应速率与反应物浓度成正比。
例如A → 生成物,k = k₁[A]3. 二级反应:反应速率与反应物浓度的平方成正比。
例如2A → 生成物,k = k₂[A]²对于其他更高级的反应,反应级数可能会更为复杂,需要更多实验数据和更复杂的数学模型来确定。
结论:反应速率常数是描述化学反应速率的重要参数,它可以通过实验测量得到。
反应速率常数的计算方法根据反应级数的不同而不同。
反应速率常数与反应级数之间存在一定的关系,通过实验数据可以确定反应级数。
理解反应速率常数与反应级数的关系对于深入理解化学动力学和催化反应机理具有重要意义。
参考文献:1. Atkins, P., & de Paula, J. (2006). Atkins' physical chemistry. Oxford: Oxford University Press.2. Chang, R., & Goldsby, K. (2012). Chemistry. New York, NY: McGraw-Hill.附注:本教案根据《化学》课程教学大纲编写,并参考相关教材和文献资料。
《活化能与反应速率》教学设计一、教学目标1.知识与技能1.进一步了解温度、催化剂对化学反应速率的影响,认识其一般规律。
2.知道活化能的概念及其对化学反应速率的影响。
3.认识催化剂在生产、生活和科学研究领域中的重大作用。
2.过程与方法通过对温度、催化剂对化学反应速率的影响的探讨,培养学生定量探究问题的意识及分析、处理数据并从中获取信息的能力,初步了解调控化学反应快慢的思路。
3.情感态度与价值观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。
体验理论科学探究的喜悦,从而培养实事求是的科学态度和积极探索的科学精神。
二、重点和难点活化能的概念;用碰撞理论解释外界条件(浓度、压强)对化学反应速率的影响三、教学用具:多媒体投影、相关实验药品及仪器等。
四、教学过程1、引入——概括影响化学反应速率的内、外因[问]:分析下列现象,说说你认为什么因素影响化学反应速率?①金属镁与稀盐酸反应比铁与稀盐酸反应快;②硫在纯氧中燃烧得比在空气中要旺;③夏天食物容易变质,而放在冰箱可以保存几天。
④稀盐酸与大理石颗粒的反应比与块状大理石的快很多。
[讨论后小结]:影响化学反应速率的因素有内因和外因。
①内因——物质本身的结构和性质(决定)②外因——化学反应的外界条件,如浓度、温度、压强、催化剂、固体颗粒大小等。
(条件)本节课开始我们重点研究外因对化学反应速率的影响。
2、浓度对化学反应速率的影响[过渡讨论]:探究外界条件对化学反应速率的影响时,我们可以借助哪些实验现象来比较反应的快慢?[小结]可以从以下现象来比较化学反应的快慢:①冒气泡快慢;②颜色变化快慢;③固体量减少快慢;④产生沉淀快慢;⑤温度变化快慢等。
[对比实验2-2] 探究浓度对高锰酸钾褪色的影响(学生分组实验):实验原理:2KMnO 4+ 5H 2C 2O 4+ 3H 2SO 4=K 2SO 4+2MnSO 4+ 10CO 2↑+ 8H 2O(草酸:最早由植物中提取,在芭蕉和秋海棠中含量丰富,是一种有机酸,具有还原性,能与酸性高锰酸钾发生氧化还原反应而使高锰酸钾溶液褪色;)3、碰撞理论[设疑] 为什么改变反应物浓度会对化学反应速率有影响呢?[解析、过渡] 我们引入碰撞理论从微观本质上进行解释[知识回顾]一个化学反应过程必定包含旧的化学键的以及新的化学键的。
实验一化学反应速率和活化能一、实验目的1.了解浓度、温度和催化剂对反应速率的影响。
2.测定过二硫酸铵与碘化钾反应的速率,并计算反应级数、反应速率常数和反应的活化能。
二、知识介绍我们学习化学是离不开探讨化学反应的。
那么我们探讨化学反应应该从哪些方面入手呢?特别是应用在生产实践时,我们主要从两个方面来探讨化学反应:a.化学反应进行的方向和能够达到的最大限度以及外界条件对平衡的影响,该问题是——热力学问题;b.化学反应进行的速率和化学反应的机理,该问题是——动力学问题。
我们今天的实验就是解决第二个问题。
1.化学反应速率一个化学反应开始后,随着反应时间的增加,反应物的量不断降低,生成物的量不断增加。
化学反应速率的大小就是用这两个变化的量来表示。
在一定条件下,单位时间内,单位体积中反应物或生成物的量的变化来表示反应速率,亦即采用反应物浓度或生成物浓度的变化速率来表示反应速率。
反应速率用符号v表示,单位是mol/L·s、mol/L·min、mol/L·h。
2.化学反应速率的表示方法在具体表示反应速率时,可选择参与反应的任一物质(反应物或生成物),但一定要注明。
aA + bB →cCv(A)=-△c(A)/△t v(B)=-△c(B)/△t v(C)=△c(C)/△t式中△t表示时间间隔,△c(A)、△c(B)和△c(C)分别表示在△t期间内反应物以及生成物的浓度变化。
当用反应物浓度变化表示反应速率时,由于其浓度变化为负值(随着反应进行,反应物在不断被消耗),为使速率为正值,在浓度变化前加负号。
此处的v是单位体积内反应进度随时间的变化率,即瞬时速率。
3.化学反应速率理论反应速率理论对研究化学反应速率的快慢及其影响因素是十分重要的。
分子碰撞理论和过渡状态理论是其中两种重要的理论。
⑴分子碰撞理论a.分子碰撞理论的要点首先认为反应物分子必须相互碰撞才能发生反应。
b.有效碰撞和活化能分子间发生反应的碰撞叫做有效碰撞(这是反应的必要条件)。