化学反应的速率2
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第二节化学反应的快慢和限度一.化学反应的快慢1.化学反应速率概念:用单位时间内或(均取正值)来表示。
数学表达式:化学反应的速率单位为:注意:1、反应速率要指明具体物质并取2、表示气体或溶液反应速率3、指速率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 的化学反应速率为多少?2.在2L的容器中发生某化学反应,已知反应前A物质的物质的量为8mol,2min后A的物质的量变为4mol,问在这2min内A的平均反应速率?3.在2L容器中发生反应:N2 + 3H2== 2NH3;0.5min后,生成1.7gNH3。
求v(NH3),v(N2),v(H2)v(N2) :v(H2) :v(NH3) =结论:同一时刻,同一化学反应,用不同的物质表示其化学反应速率的数值可能不相同,但,各物质的化学反应速率之比。
即:aA + bB= cC + dD速率比为:内因:反应物是反应速率大小的因素(2)外因:反应物的,反应的,反应物间的,等都影响反应速率. 反应物浓度,反应的温度,反应物间的接触面,使用等都可以提高反应速率3.调控化学反应速率的意义:(1)根据需要采取适当措施某些反应速率如过程,树脂的合成过程、泄露在大海里的石油的过程等(2)根据需要采取适当措施某些反应速率钢铁、食品、延缓塑料制品和橡胶制品的老化4..反应4NH3(g)+ 5O2(g) = 4NO(g)+ 6H2O(g)在10L密闭容器中中进行,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可表示为( )A.v(NH3)=0.0010 mol·L-1·S-1B.v(O2)=0.0010 mol·L-1·S-1C.v(NO)=0.0010 mol·L-1·S-1D.v(H2O)=0.0045 mol·L-1·S-15.反应A + 3B =2C +2D 在四种不同情况下的反应速率分别为①v(A)=0.15 mol·L-1·S-1②v(B)=0.6 mol·L-1·S-1③v(C)=0.4 mol·L-1·S-1④v(D)=0.45 mol·L-1·S-1该反应进行的快慢顺序为.6.100mL6mol/L H2SO4与过量锌粉反应,在一定温度下为了减缓反应进行的速率,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. 硫酸钾溶液D. 硫酸铵固体7.下列措施对增大反应速率明显有效的是( )A. Na与水反应时增大水的用量B. Fe与稀硫酸反应制取H2时,改用浓硫酸C. 在硫酸钾与氯化钡两溶液反应时,增大压强D. 铝在氧气中燃烧生成氧化铝,将铝片改为铝粉8.现有可逆反应CaO+CO2CaCO3要使正逆反应速率都加快,可采用的措施是()A升高温度 B 增大压强 C 加入CO2 D 加入CaCO39.在相同条件下,等质量(金属颗粒大小相当)的下列金属与足量1mol/L盐酸反应时,速率最大的是( ) A镁 B 铝 C 钠 D 铁10.在1L密闭容器中,1molA和3molB在一定条件下,A(g)+xB(g) 2C(g) ,2min后,各物质的浓度不再变化,测得混合物气体共3.4mol,生成了0.4molC,则下列计算结果不正确的是( )A 2min后物质的量之比:n(A):n(B):n(C)=2:11:4B x值等于4C B的平均速率为0.8mol/(L.min)D C的平均速率为0.2mol/(L.min)二.化学反应的限度:1.可逆反应:在 下同时向 两个方向进行的反应例如:氨气与水的反应:氮气与氢气的反应:注意:① 条件下②正逆反应 进行③用“ ”号代替“=”号规定:正反应:从 向 进行的反应;逆反应:从 向 进行的反应【交流研讨】在一固定容积的密闭容器里,充入2molSO 2和1molO 2,实验发现:无论反应进行多长时间,在反应容器中总是同时存在着SO 2、O 2、SO 3。
化学反应的速率方程是描述化学反应速率与反应物浓度关系的数学表达式。
化学反应速率是指化学反应中物质转化的快慢程度,速率方程能够定量描述反应速率与反应物浓度之间的关系,对于探索反应机理和优化反应条件具有重要意义。
本文将详细介绍速率方程的定义、推导方法、影响因素以及相关实例。
一、速率方程的定义速率方程是化学反应速率与反应物浓度的关系的数学表达式。
对于简单的化学反应,速率方程常常可以直接从反应物的物质平衡式中推导得到。
而对于复杂的多步反应,需要通过实验测定或运用化学动力学原理解析才能求得。
速率方程通常采用指数函数表达,一般形式如下:v = k[A]^m [B]^n其中v表示反应速率,k为速率常数,[A]和[B]分别表示反应物A和B的浓度,m和n分别表示反应物A和B的阶数。
速率常数k是一个实验上测定的常数,表示在一定温度下单位时间内反应物参与反应的能力。
阶数m和n则表示反应物浓度对于反应速率的影响程度,可以为整数、分数或零。
二、速率方程的推导1. 常见速率方程的推导常见的反应速率方程包括一级反应速率方程、二级反应速率方程和零级反应速率方程。
一级反应速率方程的一般形式为:v = k[A]在一级反应中,反应速率正比于单一反应物的浓度,反应速率常数k称为一级反应速率常数。
二级反应速率方程的一般形式为:v = k[A]^2在二级反应中,反应速率正比于反应物浓度的平方,反应速率常数k称为二级反应速率常数。
零级反应速率方程的一般形式为:v = k在零级反应中,反应速率与反应物浓度无关,反应速率常数k称为零级反应速率常数。
2. 反应速率与体积的关系在某些反应中,速率方程与反应体积之间存在关系。
例如,对于气体反应,反应物的浓度可以通过反应体积来表示。
若反应物为气体,速率方程可以写成如下形式:v = k[P]^m [Q]^n其中[P]和[Q]分别表示反应物P和Q所占体积的比例,m和n表示反应物P和Q的阶数。
这种形式的速率方程常用于描述气体反应速率与反应物体积之间的关系。
第二章化学反应速率和化学平衡第一节、化学反应速率掌握化学反应速率的含义及其计算;了解测定化学反应速率的实验方法1.化学反应速率的概念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;2.化学反应速率的表示方法对于反应体系体积不变的化学反应,通常用单位时间内反应物或生成物的物质的量浓度的变化值表示;v=Δc/Δtυ:平均速率,Δc:浓度变化,Δt:时间单位:mol/3.化学反应速率的计算规律①同一反应中不同物质的化学反应速率间的关系:同一时间内,用不同的物质表示的同一反应的反应速率数值之比等于化学方程式中各物质的化学计量数之比;VA:VB:VC:VD=A:B:C:D;VA/A=VB/B.②三步法:mA+nB===pC+qD初始量mol/L: a b 0 0变化量mol/L:mx nx pxqxns末量mol/L a-mx b-nx pxqxPS:只有变化量与计量数成正比4.化学反应速率的特点①反应速率不取负值,用任何一种物质的变化来表示反应速率都不取负值;②同一化学反应选用不同物质表示反应速率时,可能有不同的速率数值,但速率之比等于化学方程式中各物质的化学计量数之比;③化学反应速率是指时间内的“平均”反应速率;不是瞬时速率④由于在反应中纯固体和纯液体的浓度是恒定不变的,因此对于有纯液体或纯固体参加的反应一般不用纯液体或纯固体来表示化学反应速率;其化学反应速率与其表面积大小有关,而与其物质的量的多少无关;通常是通过增大该物质的表面积如粉碎成细小颗粒、充分搅拌、振荡等来加快反应速率;⑤对于同一化学反应,在相同的反应时间内,用不同的物质来表示其反应速率,其数值可能不同,但这些不同的数值表示的都是同一个反应的速率;因此,表示化学反应的速率时,必须指明是用反应体系中的哪种物质做标准;5.化学反应速率的测量1基本思路化学反应速率是通过实验测定的;因为化学反应中发生变化的是体系中的化学物质包括反应物和生成物,所以与其中任何一种化学物质的浓度或质量相关的性质在测量反应速率时都可以加以利用;2测定方法①直接可观察的性质,如释放出气体的体积和体系的压强;②依靠科学仪器才能测量的性质,如颜色的深浅、光的吸收、光的发射、导电能力等;③在溶液中,当反应物或产物本身有比较明显的颜色时,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速率;物理方法:量气法、比色法、电导法等;第二节、影响化学反应速率的因素了解影响反应速率的主要因素;掌握外界条件对反应速率的影响规律1、发生化学反应的前提——有效碰撞理论1有效碰撞:能够发生化学反应的碰撞;化学反应发生的先决条件是反应物分子之间必须发生碰撞;反应物分子之间的碰撞只有少数碰撞能导致化学反应的发生,多数碰撞并不能导致反应的发生,是无效碰撞;碰撞的频率越高,则化学反应速率就越大;2活化能和活化分子①活化分子:在化学反应中,能量较高,有可能发生有效碰撞的分子;活化分子之间之所以能够发生有效碰撞,是由于它们的能量高,发生碰撞时,能够克服相撞分子之间的排斥力,破坏分子内部原子之间的“结合力”,从而导致反应物分子破坏,重新组合成生成物分子,发生化学反应;②活化能:活化分子所多出的那部分能量或普通分子转化成活化分子所需的最低能量;③活化能与化学反应速率:活化分子数目的多少决定了有效碰撞发生的次数;在分子数确定时,活化分子百分数增大,有效碰撞的次数增多,反应速率加快;2、决定化学反应速率的因素内因: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;外因:即外界条件,主要有温度、浓度、压强、催化剂等;1浓度①其他条件不变时,增大反应物的浓度,加快反应速率;减小反应物的浓度,减慢反应速率;②解释:在其他条件不变时,对某一反应来说,活化分子百分数是一定的,单位体积内的活化分子数与单位体积内反应物分子总数成正比,就与浓度成正比;反应物浓度增大→单位体积内分子数增加→活化分子数增加→单位时间内有效碰撞增加→反应速率加快2压强①对于有气体参加的反应,若其他条件不变,增大压强减小容器的容积,反应速率加快;减小压强增大容器容积,反应速率减慢;②解释:在一定温度下,一定量的气体所占的体积与压强成反比;增大压强减小容器的容积相当于增大反应物的浓度;③压强改变的几种情况:1.恒温时:压缩体积→压强增大→浓度增大→反应速率增大;增大体积,反应速率减小. 恒温时,压缩体积→活化分子百分数不变,但单位体积内活化分子数增多→有效碰撞几率增多→反应速率增大.反之,增大容器体积,反应速率减小.2.恒温恒容时⑴充入气体反应物→气体反应物浓度增大压强也增大→反应速率增大体积不变时,充入气体反应物→活化分子百分数不变,但单位体积内活化分子数增多→有效碰撞几率增多→反应速率增大⑵充入不参与反应的气体→容器内总压强增大→各物质浓度未改变→反应速率不变体积不变时,充入不参与反应的气体→活化分子数和活化分子百分数都不变→有效碰撞几率不变→反应速率不变.3.恒温恒压时:充入不参与反应的气体→体积增大→反应物浓度减小→反应速率减慢总之,分析压强改变对化学反应速率的影响时,关键看气体浓度是否有变化:如果气体浓度有变化,化学反应速率一定改变;若气体浓度无改变,则化学反应速率不改变.同时要注意通常所说的压强增大是指压缩加压.3温度①其他条件不变时,升高温度,增大反应速率;降低温度,减慢反应速率;②解释:温度是分子平均动能的反映,温度升高,使得整个体系中分子的能量升高,分子运动速率加快;4催化剂对反应速率的影响①催化剂可以改变化学反应的速率;不加说明时,催化剂一般使反应速率加快的正催化剂;②催化剂影响化学反应速率的原因:在其他条件不变时,使用催化剂可以大大降低反应所需要的能量,会使更多的反应物分子成为活化分子,大大增加活化分子百分数,因而使反应速率加快;第三节、化学平衡了解化学平衡状态的建立,理解化学平衡的特点外界条件浓度、温度、压强等对化学平衡的影响1. 可逆反应与不可逆反应①可逆反应:在同一条件下,同时向正、反两个方向进行的化学反应称为可逆反应;前提:反应物和产物必须同时在于同一反应体系中,而相同条件下,正逆反应都能自动进行;②不可逆反应:在一定条件下,几乎只能向一定方向向生成物方向进行的反应;2. 化学平衡状态的概念特征:逆、等、动、定、变化学平衡状态:在一定条件下的可逆反应里,正反应速率和逆反应速率相等,反应混合物中各组分的浓度保持不变的状态;理解化学平衡状态应注意以下三点:①前提是“一定条件下的可逆反应”,“一定条件”通常是指一定的温度和压强;②实质是“正反应速率和逆反应速率相等”,由于速率受外界条件的影响,所以速率相等基于外界条件不变;③标志是“反应混合物中各组分的浓度保持不变”;浓度没有变化,并不是各种物质的浓度相同;对于一种物质来说,由于单位时间内的生成量与消耗量相等,就表现出物质的多少不再随时间的改变而改变;3.化学平衡的移动1可逆反应的平衡状态是在一定外界条件下浓度、温度、压强建立起来的,当外界条件发生变化时,就会影响到化学反应速率,当正反应速率不再等于逆反应速率时,原平衡状态被破坏,并在新条件下建立起新的平衡;2化学平衡移动方向①若外界条件改变,引起υ正>ν逆时,正反应占优势,化学平衡向正反应方向移动,各组分的含量发生变化;②若外界条件改变,引起υ正<ν逆时,逆反应占优势,化学平衡向逆反应方向移动,各组分的含量发生变化;③若外界条件改变,引起υ正和ν逆都发生变化,如果υ正和ν逆仍保持相等,化学平衡就没有发生移动,各组分的含量从保持一定到条件改变时含量没有变化3对于恒容条件下m+n≠p+q的只有气体参与的反应,平衡时体系的总压强,总物质的量,平均相对分子质量不再发生变化;如果有固体或液体参与反应,则只看气体的数;对于m+n=p+q的只有气体参与的反应,无论平衡与否,三者都不会发生变化;注意:只要容器体积不变,密度就不会发生改变但对于有固体或液体气体一同参与的反应,气体的密度可以作为平衡状态的标志4.影响化学平衡的条件1浓度:增加反应物的浓度或减少生成物的浓度,平衡向正方向移动;减少反应物的浓度或增加生成物的浓度,平衡向逆方向移动;2压强:对有气体参与的反应,压强越大,平衡向化学计量数体积减小的方向移动;压强越小,平衡向化学计量数体积增大的方向移动;3温度:温度升高,平衡向吸热方向移动;温度降低,平衡向放热方向移动;4催化剂:催化剂只影响化学反应速率,不会影响平衡的移动;5勒夏特列原理①原理内容:如果改变影响平衡的一个条件如温度、压强等,平衡就向能够减弱这种改变的方向移动;②适用范围:勒夏特列原理适用于已达平衡的体系如溶解平衡、化学平衡、电离平衡、水解平衡等;不适用于未达平衡的体系;判断化学平衡状态常用方法的归纳:项目m Ag+n Bg p Cg+q Dg混合物体系中各成分的含量①各物质的物质的量或物质的量分数一定平衡②各物质的质量或质量分数一定平衡③各气体的体积或体积分数一定平衡④总体积、总压力、总物质的量一定不一定平衡正、逆反应速率的关系①在单位时间内消耗了m molA的同时生成m molA,即v正=v逆平衡②在单位时间内消耗n molB的同时消耗p molC,即v正=v逆平衡③v A:v B:v C:v D=m:n:p:q,v正不一定等于v逆不一定平衡④在单位时间内生成n molB的同时消耗q molD,均指v逆不一定平衡压强①m+n≠p+q时,总压力一定其他条件一定平衡②m+n=p+q时,总压力一定其他条件一定不一定平衡混合气体的平均相对分子质量M ①一定,只有当m+n≠p+q时平衡②一定,但m+n=p+q时不一定平衡温度任何化学反应都伴随着能量变化,当体系温度一定时,其他不变平衡密度ρ体系的密度一定不一定平衡其他如体系颜色不再变化平衡5.化学平衡常数1概念:在一定温度下,当一个可逆反应达到平衡状态时,生成物的平衡浓度用化学方程式中的化学计量数作为指数的乘积与反应物的平衡浓度用化学方程式中的化学计量数作为指数的乘积的比值是一个常数,这个常数叫做化学平衡常数;用符号K示;2表达式:mAg+nBg=pCg+qDg,在一定温度下K为常数,只要温度不变,对于一个具体的可逆反应就对应一个具体的常数值;3平衡常数意义:K值越大,说明平衡体系中生成物所占的比例越大,它的正向反应进行的程度就越大,即该反应进行得越完全,反应物转化率越大;反之,就越不完全,转化率就越小;一般说>105时,该反应进行得就基本完全了;4影响化学平衡常数的因素:只受温度影响5平衡转化率:用平衡时已转化了的某反应物的量与反应前初始时该反应物的量之比来表示反应在该条件下的最大限度;6化学平衡常数的应用:①用任意状态浓度幂之积的比值称为浓度商,用Qc表示,以平衡常数为标准,判断正在进行的可逆反应是否处于平衡状态,以及向那个方向金子那个最终建立放入平衡;Qc与K比较:Qc>K,可逆反应逆向进行Qc<,K可逆反应正向进行Qc=K,可逆反应处于平衡②利用平衡常数可判断反应的热效应;若温度升高,K增大,则正反应为吸热反应;反之;③利用平衡常数可计算物质的平衡浓度、物质的量分数、转化率等6.化学平衡图像解题方法1认清坐标所代表的意义,并与勒夏特列原理联系2紧扣可逆反应的特征,搞清正反应是吸热还是放热,体积增减,有无固体纯液体参加3看清速率的变化及变化量大小,在条件间建立关系4看清起点、拐点、终点和曲线的变化趋势;先拐先平;5定一议二;当图像中有三个量时,先确定一个量不变再讨论另外两个量的关系第四节、化学反应进行的方向了解焓变、熵变与反应方向的关系;掌握焓变和熵变一起决定反应的方向1.自发过程和自发反应自发过程:在一定条件下不借助外部力量就能自动进行的过程;自发反应:在一定的条件温度、压强下,一个反应可以自发进行到显着程度,就称自发反应;自发反应一定属于自发过程;非自发反应:不能自发地进行,必须借助某种外力才能进行的反应;2.自发反应的能量判据自发反应的体系总是趋向于高能状态转变为低能状态这时体系往往会对外做功或释放热量ΔH<0,这一经验规律就是能量判断依据;注:反应焓变是与反应能否自发进行有关的一个因素,但不是唯一的因素,并且自发反应与反应的吸放热现象没有必然的关系;3.自发反应的熵判据①熵的含义:在密闭的条件下,体系由有序自发地转变为无序的倾向,这种推动体系变化的因素;熵用来描述体系的混乱度,符号为S;单位:J/熵值越大,体系的混乱度越大;注:自发的过程是熵增加的过程;熵增加的过程与能量状态的高低无关;熵变是与反应能否自发进行有关的又一个因素,但也不是唯一的因素;②熵增加原理:自发过程的体系趋向于有序转变为无序,导致体系的熵增加,也是反应方向判断的熵依据;与有序体系相比,无序体系“更加稳定”;③反应的熵变ΔS反应熵变即化学反应时物质熵的变化;④常见的熵增加的化学反应:产生气体的反应,气体物质的量增大的反应,熵变的数值通常都是正值,为熵增加反应;4.化学反应方向的判断依据。
人教版高中化学必修2教案化学反应的速率《化学反应的速率》信息化教学设计一、教学内容化学反应的速率,本节内容在人教版《化学》必修2第二章第三节,继化学能之后,本节教材从化学反应的快慢这一全新的视角,引领学生继续认识化学反应。
二、教学目标知识与技能(1)了解化学反应速率的概念。
(2)知道浓度、温度、压强和催化剂等因素对化学反应速率的影响。
过程与方法(1)通过探究活动,培养学生设计实验方案和分析处理实验数据的能力。
(2)采用小组形式,培养学生的团结合协作意识。
情感态度与价值观(1)初步学会从化学反应快慢的这一视角来认识化学反应。
(2)学会从化学反应的快慢这一角度解决生活生产中的有关问题。
三、教学重难点温度、浓度对化学反应速率的影响四、学情分析高一学生对化学的认识模糊、不系统,实验操作设计能力较差五、主要教学方法引导法、实验探究法、问题情境法六、教学工具教师利用传统方法教学,配以部分图片资源进行讲课,利用实验室开展探究。
七、各阶段时间分配第一环节:5 min;第二环节:5 min;第三环节:30 min;第四环节:5 min八、教学流程图开始老师创设情境,设置问题组,引学生查阅资料,思考并回答导学生阅读思考所提问题老师运用迁移,帮助学生理解概学生自学总结,锻炼提念升自学概括能力老师设置问题组,引导学生探究学生思考回答,用实验来验证猜测学生思考解释,课后查老师举例练习,布置作业阅资料结束说明开始或结束教师活动、教学内容学生活动九、教学过程环名教师活动学生活动设计意图节称第创1、给出工业制硫酸的图片~讲1、课前阅读本节课的内容以工业制一设解制硫酸的历程~提出两个并查阅有关资料硫酸生产条件环情问题:到底是什么在影响着2、思考并回答老师提出的的优化为背景节景硫酸的生产发展,我们今天问题展开内容~并加,学习的知识对硫酸的工业生以图片效果的引产有什么意义呢, 感染~使学生产导2、展示焰火、爆炸、青铜器生生浓厚的兴趣。
教学内容:化学反应速率(二课时) 时间:2005-9-9——12教学目的:使学生了解化学反应速率的概念及表示方法,理解浓度、压强、温度和催化剂等条件对化学反应速率的影响,初步运用有效碰撞理论解释浓度、压强、温度、催化剂等外界条件对化学反应速率的影响。
基础知识导引:1.据统计,世界上的古建筑在20世纪所遭受的腐蚀比过去几百年甚至几千年所遭受的腐蚀还要严重.为什么以前几百年腐蚀很慢,而近几十年腐蚀却变快了呢?2.我国目前多用燃烧黄铁矿(主要成分是2FeS )的方法来制取2SO ,工业上常把黄铁矿粉碎成细小的矿粒后再燃烧,为什么要在燃烧前将黄铁矿粉碎?教学过程:一、化学反应速率化学反应速率用来衡量化学反应进行的快慢程度,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. ①公式:t C V ∆∆=△C 是物质的量浓度的变化而非物质的量的变化,更非质量的变化.这种变化对于反应物而言是浓度的减少,对于生成物而言是浓度的增加.这里浓度的变化实际是取绝对值,是正数.②化学反应速率的单位是由浓度单位和时间单位组成的,为mol/(L ·min )或mol/(L ·s ),两单位间可以换算:)(1min)/(60s L mol L mol ⋅=⋅③化学反应速率是指平均反应速率,而不是瞬时反应速率.即为一段时间内的平均值,而非某个时刻的反应速率.而且在不同的时间段,化学反应速率的数值不同.④同一反应,可以选用不同物质的浓度变化表示化学反应速率,所以必须标明是何种物质表示的化学反应速率.用不同物质表示的反应速率虽然数值不同,但表示的都是同一反应在同一时间段内的速率,它们的意义相同,并且数值之比等于这些物质在化学方程式中的化学计量数之比.⑤并非所有的物质都可以用这种方法表示化学反应速率,固体或纯液体因无浓度变化,所以无法用这种方式表示化学反应速率.二、决定化学反应速率的主要因素:参加反应的物质的性质(内因)三、外界条件对化学反应速率的影响内因无法改变,但我们可以改变外因,即外界条件的影响,使同一化学反应在不同的条件下具有不同的化学反应速率.我们可以通过改变反应的条件,如浓度、压强、温度、催化剂等条件来改变化学反应的速率.①增大气体或溶液反应物的浓度可以增大化学反应速率.固体和纯液体的浓度一般认为不变,所以增加固体或纯液体反应的的量并不能增加浓度.②对有气体参加的反应,增大压强可增大反应速率.压强的变化必须引起浓度的变化才能改变化学反应速率.压强对液体、固体的体积几乎无影响,可认为浓度不变,因此,对无气体参加的反应,压强对反应速率无影响.③无论是吸热还是放热反应,升高温度均可增大反应速率,但增大的倍数不同.一般温度每升高10℃,反应速率可增大2—4倍.④使用催化剂一般可增大反应速率.催化剂不能改变反应发生的方向,不能让不可能的反应变成可能.对于可逆反应,催化剂能同等程度地改变正、逆反应速率.⑤其他因素如固体颗粒的大小、光、电磁波、超声波、溶剂的性质等也能改变反应速率.四、有效碰撞理论解释浓度、压强、温度、催化剂等外界条件对化学反应速率的影响:有效碰撞:能发生化学反应的碰撞活化分子:能发生有效碰撞的分子%100⨯=反应物分子数活化分子数活化分子的百分数化学反应空间因素:合适的取向能量具有比普通分子更高的能量因素:活化分子有效碰撞→⎭⎬⎫⎩⎨⎧)(1.浓度:反应物浓度增大→活化分子数增大(活化分子百分比不变)→有效碰撞增多→化学反应速率增大2.压强:压强的影响实际就是浓度的影响3.温度:温度升高→反应物分子能量增加→活化分子的百分数增大4.催化剂:降低反应所需要的能量→增加活化分子所占的百分数浓度、压强、温度、催化剂等外界条件对化学反应速率的影响中,浓度、压强并不能改变活化分子的百分数,升高温度和使用催化剂能增加活化分子的百分数.例题分析例1 一个5L 的容器里,盛入8.0mol 某气态反应物,5min 后,测得这种气态反应物还剩余6.8mol ,这种反应物的化学反应速率为__________________________mol/(L ·min ). 解析 本题考查的是化学反应速率的表示方法,直接用气态反应物物质的量浓度的变化除以时间即可. 答案 0.048点悟 此题是直接运用计算公式的基础题,但学生易做错.解题易错点是用气态反应物物质的量的变化而不是物质的量浓度变化除以时间,即少除以5L .例2 某反应温度每升高10℃,反应速率增大到原来的2倍,如果将温度从0℃升高到100℃,反应速率为原来的多少倍?解析 本题考查的是温度对化学反应速率影响的指数关系,反应速率为原来的10242100100=-倍 答案 1024倍点悟 解题易错点:误认为是201001002=-⨯倍例3 把下列四种X 溶液分别加入四个盛有10mL2mol/L 盐酸的烧杯中,并加水稀释到50mL ,此时X 和盐酸缓和地进行反应,其中反应速率最大的是( )A .20mL3mol/LB .20mL2mol/LC .10mL4mol/LD .30mL1mol/L 解析 本题考查的是浓度对化学反应速率的影响,因最终溶液都稀释到50mL ,体积相同,所以溶质物质的量大的溶液反应速率最大.答案 A点悟 解题易错点为直接将各选项中的浓度进行比较,忽略了所有溶液都稀释到50mL ,原浓度已无意义,应根据物质的量计算出新的浓度再比较大小,决定化学反应速率的大小. 例4 某反应:X+3Y=2Z+2P ,在甲、乙、丙、丁四种不同条件下测得的反应速率为:甲条件v (X )=0.3mol/(L ·min ),乙条件v (Y )=1.2mol/(L ·min ),丙条件v (Z )=0.8mol/(L ·min ),丁条件v (P )=0.9mol/(L ·min ),则反应进行最快的是_________________. 解析 本题考查的是如何比较用不同物质表示的同一反应化学反应速率的快慢.解题方法为将不同物质表示的化学反应速率根据方程式中化学计量数之比换算成同一物质的化学反应速率,再根据数值的大小来比较.如将不同条件下X 、Y 、Z 、P 表示的化学反应速率都换算成v (X ).甲条件v (X )=0.3mol/(L ·min ),乙条件v (X )=0.4mol/(L ·min ),丙条件v (X )=0.4mol/(L ·min ),丁条件v (X )=0.45mol/(L ·min ).答案 丁点悟 解题易错点为没有注意到表示化学反应速率的物质不同,这样的化学反应速率的数值不具有可比性,而是直接将四个数值比较,从而错选乙.解题技巧点为将不同物质表示的化学反应速率根据方程式中化学计量数之比换算成同一物质的化学反应速率,才有可比性.例5 将10molA 和5molB 放入10L 真空箱中,某温度时发生反应)(2)()(3g C g B g A +,在最初0.2s 内,A 的平均速率为0.06mol/(L ·s ),则在0.2 s 时,箱中有C ____________mol ,0.2s 时有B __________ mol/L .解析 本题考查的是不同物质表示的化学反应速率之比,根据化学计量数之比以及化学反应速率与物质的量浓度 、物质的量之间的换算关系.解题思路如下:2:1:3)(:)(:)(=C v B v A v ,v (A )=0.06mol/(L ·s ),可求出v (B )=0.02mol/(L ·s ),v (C )=0.04mol/(L ·s ).n (C )=△n (C )=v (C )·t ·V=0.04mol/(L ·s )·0.2s ·10L=0.08mol ,△c (B )=v (B )·t=0.02mol/(L ·s )·0.2s=0.004mol/L ,开始时c (B )=0.5mol/L ,0.2s 时c (B )=0.5mol/L —0.004mol/L=0.046mol/L . 答案 0.08mol ,0.046mol 点悟 此题的有关计算并不难,但正确率不高.解题易错点为没有看清所求数值的单位,也就是说根本不明确题目要求的是什么量.匆匆下笔、审题不清是同学们受惯性思维的影响,如此题第一问求的是C 的物质的量,但第2问不再求物质的量,而是求B 的浓度,并且通过化学反应速率算出的是浓度的变化,而非0.2s 时B 的浓度,还要用初始时B 的浓度减去浓度的变化. 此题综合了较多量的计算,解这类题的关键是要熟悉不同量之间的运算关系.拓展延伸探究例1 在恒温、恒容的密闭容器进行反应有)()()(气气气C B A +,若反应物的浓度从2mol/L 降到0.8mol/L 需20s ,那么反应物浓度由0.8mol/L 降到0.2mol/L 所需的反应时间为 A .10s B .大于10s C .小于10s D .无法判断解析 本题考查的是同一反应在不同的时间段内化学反应的速率.如果按反应物浓度从2mol/L 降到0.8mol/L 需20s 计算,那么反应物浓度由0.8mol/L 降到0.2mol/L 所需的反应时间为10s ,但一般来说,不考虑其他条件的变化,随着反应的进行,反应物的浓度逐渐降低,化学反应速率逐渐减慢,因此所需的反应时间应大于10s . 答案 B点悟 解题易错点为将化学反应当做一个匀速的变化,以为在不同的时间段内化学反应速率是不变的.例2 一容积为1L 的恒容密闭容器,发生工业合成氨的反应.充入21molN 和21molH ,反应进行一段时间后,①若又加入21molN ,气体的压强和化学反应速率如何变化?②若又加入21molH ,气体的压强和化学反应速率如何变化?③若加入1molHe ,气体的压强和化学反应速率如何变化?解析 本题考查的是压强的变化必须引起反应物浓度的变化,才能对化学反应速率产生影响.首先要明确恒容密闭容器就是指体积始终不变的容器,气体的压强指的是所有气体的总压强.①若又加入21molN 及②又加入21molH ,使气体压强都变大,并且①使反应物2N 的浓度增大,②使反应物2H 的浓度增大,从而使化学反应速率都变快;③加入1molHe ,使恒容容器中单位体积内分子数增多,气体的压强也变大,但反应物2N 和2H 浓度没有改变,所以反应速率不变.答案 ①②气体压强都变大,化学反应速率都变快;③气体的压强增大,反应速率不变. 点悟 解题易错点为第③问,误以为加入He ,使气体压强增大,化学反应速率也变大.当在容器中加入与反应无关的气体时,解题关键点在于分析能否引起反应物浓度的变化,如果能,则化学反应速率相应地改变;如果不能,则化学反应速率不变.变式:若在一恒压容器中,发生工业合成氨的反应.充入21molN 和21molH ,反应进行一段时间后,再加入1molHe ,容器的容积和化学反应速率如何变化?解析 本题考查的也是在容器中加入与反应无关的气体时,对化学反应速率能否产生影响.与上题第③问的区别在于容器不同,上题为恒容容器,本题为恒压容器.恒压容器指在反应过程中压强始终不变的容器.加入1molHe 后,要保持压强不变,使单位体积内气体分子数不变,容器的容积必须增大,所以2N 和2H 浓度变小,化学反应速率变慢. 答案 容器的容积增大,化学反应速率变慢.点悟 通过本例及变式的对比,我们可以体会到只有明确题目的条件,注意是什么样的容器,会发生什么样的变化.哪些因素变了,哪些不变.才能正确分析条件变化对化学反应速率的影响.解题规律:向恒容容器中充入与反应无关的气体,压强增大,反应物浓度不变,反应速率不变.向恒压容器中充入与反应无关的气体,容器容积增大,反应物浓度变小,反应速率减小.例3 a 、b 是两个容积相等的容器,容器a 的容积保持不变,容器b 的上盖可以上下移动以保持压强恒定.在同温同压下,将等物质的量的2NO 充入容积相同的a 、b 两容器中,并发生反应:.问①开始反应时两容器内生成42O N 的速率是什么关系?②反应过程中两容器生成42O N 的速率是什么关系?解析 本题考查的是同样的反应分别在恒容、恒压容器中进行化学反应速率的变化,与例7有相似之处.思考时要注意随着反应的进行,影响化学反应速率的外界条件如何变化.①开始反应时两容器容积相同,2NO 物质的量相同,所以2NO 浓度相同,化学反应速率相同.思考第②问时,要观察反应实质,这是气体体积、物质的量、分子数减小的反应.反应过程中a 容器容积不变,随着反应的进行,单位体积内气体的分子数减小,所以气体的压强就减小.B 容器通过使容器容积减小保持原压强不变,P (b )>P (a ),所以v (b )>v (a ).答案 ①化学反应速率相同,②v (b )>v (a ).点悟 解题延伸点:在本章化学平衡的题目中,许多都是在恒容或恒压容器中进行,理解恒容、恒压容器的涵义并正确分析反应过程中物质浓度、压强的变化是解题的关键. 教后一得:明确理解外界条件对化学反应速率的影响,正确分析题目中外界条件的变化是解题的关键,排除思考障碍.古建筑遭受腐蚀是酸雨造成的.前几百年腐蚀很慢,而近几十年腐蚀却变快是因为随着工业的发展,排入空气中的2SO 等酸性物质增多,使酸雨日益频繁和严重,环境污染加剧,使近几十年腐蚀变快.工业上常把黄铁矿粉碎成细小的矿粒后再燃烧,是为了减小固体颗粒半径,增大固体表面积,从而使燃烧的反应速率加快.。
化学反应的速率方程式化学反应中,反应速率是指单位时间内反应物消耗或生成物生成的量,它直接关系到反应的快慢和进展的程度。
而化学反应的速率方程式描述了反应速率与各反应物浓度之间的关系,是研究反应速率的重要工具。
本文将探讨化学反应的速率方程式的基本概念、表达形式及相关影响因素。
一、速率方程式的基本概念在化学反应的过程中,反应物的浓度对反应速率有直接影响。
根据实验观察结果,可以确定反应速率与反应物浓度的关系,并通过数学公式进行表达,这就是速率方程式的基本概念。
速率方程式通常采用以下的一般表达式:v = k[A]^m[B]^n其中,v表示反应速率,k为速率常数,[A]、[B]分别为反应物A、B的浓度,m、n为反应物A、B的反应级数。
可以通过实验测定反应速率与反应物浓度的关系来确定m和n的值,进而得到速率方程式。
二、速率方程式的表达形式速率方程式的具体形式与所研究的具体反应有关。
在以下几种常见的反应类型中,速率方程式的表达形式存在一定的差异。
1. 零级反应零级反应是指反应速率与反应物浓度无关,即反应速率恒定。
其速率方程式可以表示为:v = k2. 一级反应一级反应是指反应速率与某一反应物浓度成正比,即反应速率随着反应物浓度的增加而增加。
其速率方程式可以表示为:v = k[A]3. 二级反应二级反应是指反应速率与某一反应物浓度的平方成正比,即反应速率随着反应物浓度的增加而明显增加。
其速率方程式可以表示为:v = k[A]^24. 伪一级反应伪一级反应是指在多步反应中,其中一个步骤是速率决定步骤,而其他步骤快速达到平衡。
此时,整体反应看起来是一级反应,但实际上是多步反应。
其速率方程式可以表示为:v = k'[A]三、影响速率方程式的因素速率方程式的形式与反应的物质及反应条件有关。
有些反应速率只与浓度有关,而有些反应速率还受到温度、催化剂等因素的影响。
1. 浓度反应物浓度的增加会加快化学反应的速率。
通过实验测定反应速率与浓度的关系,可以确定速率方程式中反应物的反应级数。
化学反应的速率和限度知识点化学反应的速率和限度知识点化学反应的速率和限度这个化学知识属于高中必修二的化学内容,这个知识点是很多学生觉得比较难掌握的,你对这个知识点了解多少呢?下面是店铺为大家整理的高中化学必备的知识点,希望对大家有用!化学反应的速率和限度知识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: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:速率比=方程式系数比变化量比=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。
2、化学反应的限度——化学平衡(1)在一定条件下,当一个可逆反应进行到正向反应速率与逆向反应速率相等时,反应物和生成物的浓度不再改变,达到表面上静止的一种“平衡状态”,这就是这个反应所能达到的限度,即化学平衡状态。
化学平衡的移动受到温度、反应物浓度、压强等因素的影响。
催化剂只改变化学反应速率,对化学平衡无影响。
在相同的条件下同时向正、逆两个反应方向进行的反应叫做可逆反应。
通常把由反应物向生成物进行的反应叫做正反应。
而由生成物向反应物进行的反应叫做逆反应。
在任何可逆反应中,正方应进行的同时,逆反应也在进行。
可逆反应不能进行到底,即是说可逆反应无论进行到何种程度,任何物质(反应物和生成物)的物质的量都不可能为0。
(2)化学平衡状态的特征:逆、动、等、定、变。
第二章 化学反应速率Chapter 2 Rates of chemical reactions化学反应速率与化学达到平衡的倾向的区别。
We saw that a reaction with a very large equilibrium constant has a strong tendency toward the products so that very little of the reactants remain when equilibrium is reached. Such a reaction is said to be spontaneous. However, as we have already pointed out, spontaneous doesn’t mean fast.In order to be able to control the rates of reactions, we need to understand the factors that influence the rate.Many reactions of industrial importance employ catalysts, and most reactions in living organisms are catalyzed. We will discuss how a catalyst can increase the rate of a reaction without being used up.First we need to consider just how we express and measure the rate of a reaction.2.1速率及表示方法(Reaction rate)The rate of a chemical reaction is defined as the change in the concentration of a reactant (or product) in a given time interval. Consider the reaction between A and B.aA+bB=gG+dDd ζ=B Bdn νdtdc v B B ν= 反应速率v 的单位mol.m -3.s -1(摩尔每立方米秒),dt dc B 表示B 的浓度随时间的变化率。
第3节化学反应的速率(第2课时)
设计人:邢迎军审核人:王兆敏2009.11.5
【课前预习】影响化学反应速率的因素有
一、浓度对化学反应速率的影响:
1、反应速率常数表示,与无关,但受等因素影响。
通常,反应速率常数越大,反应进行的。
2、借助反应速率常数,化学反应速率与反应物浓度之间可以建立一种定量关系式,但对一个确定的化学反应来说,该关系式是的结果,不能随意
直接写出。
3、当其它条件不变时,增加反应物的浓度,一般可以反应的速率。
4、对于有气体参加的反应来说,当温度一定时,增大体系的压强(压缩体积),反应物的浓度,反应速率会。
【课堂探究】
一、浓度对化学反应速率的影响:
【讨论】利用已学知识从定性的角度,举两例说明浓度对化学反应速率的影响:
【实验】碳酸钙分别和浓度不同的盐酸反应。
现象
结论
【交流研讨】
参考P57表2-3-1,并回答下列问题:
①H I浓度一定时,H2O2浓度与反应速率的定量关系
H2O2浓度一定时,H I浓度与反应速率的定量关系
②上述关系式可表示为,尝试利用表中数据计算k为
③谈谈对反应速率常数k的认识
参考P58表2-3-2,回答下列问题:
④关系式中浓度的方次与化学方程式中的系数有确定的关系吗?
⑤一个反应的反应速率与参与反应的物质的浓度的定量关系式能否根据反映的方程式直接写出?
⑥增加固体和纯液体的物质的量,对反应速率有影响吗?
练习1、反应速率和反应物浓度的关系是使用实验的方法测的,化学反应:
C l2(g)+H2(g)2H C l(g)的反应速率v=k·c m(H2)·c n(C l2),
k为反应速率常数,用下表中数据确定m=,n=
练习2、在25℃时,向100m L含氯化氢14.6g的盐酸溶液里放入5.6g纯铁粉(不考虑反应前后溶液体积的变化),反应开始至2m i n末,收集到1.12L(标准状况)H2,在此之后,又经过4m i n,铁粉完全溶解。
则:
(1)在前2m i n内,用F e C l2表示的平均反应速率是。
(2)在后4m i n内,用H C l表示的平均反应速率是。
(3)前2m i n与后4m i n相比,反应速率较快,其原因是。
【归纳】1、浓度对化学反应速率的影响
【思考】压强对反应速率有什么影响?
【提示】压强对反应速率的影响是通过改变浓度而影响反应速率的。
我们在分析压强对反应速率的影响时,应最终落实到浓度上,将压强问题转化为浓度问题。
【交流研讨】反应C(S)+H 2O(g)C O(g)+H2(g)在一可变容积的密闭容器中进行,讨论改变下列条件对反应速率的影响:
①增加C的量
②将容器的容积缩小为一半
③保持容器容积不变,充入氮气使体系的压强增大
④保持压强不变,充入氮气使容器的体积增大
【归纳】2、压强对化学反应速率的影响
【随堂练习】
1、把镁带投入盛有盐酸的敞口容器里,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氯离子的浓度。
对反应速率有影响的是()
A.①②
B.③④
C.①②③④
D.①②③
2、在恒温恒容的容器中进行反应A(g)+B(g)=C(g),若反应物浓度由2m o l·L-1降致
0.8m o l·L-1需20s,那么反应物浓度由0.8m o l·L-降致0.2m o l·L-1需要的反应时间为
A、10s
B、大于10s
C、小于10s
D、无法判断
归纳小结:
如果还有疑惑,请在后面写出:
班级姓名1.根据Le Chatelier原理,讨论下列反应:2Cl
(g) + 2H2O(g) 4HCl(g) + O2(g);
△H>0,将Cl2、H2O(g)、HCl、O2四种气体混合后,反应达到平衡时,下列左面的操作条件改变对右面的平衡数值有何影响(操作条件中没有注明的,是指温度不变,体积不变)?
(1)增大容器体积n(H2O,g) (2)加O2n (H2O,g)
(3)加O2n(O2)(4)加O2n(HCl)
(5)减少容器体积n(Cl2)(6)减少容器体积p(Cl2)
(7)减少容器体积(8)升高温度
(9)升高温度p(HCl)(10)加氮气n(HCl)
(11)加催化剂n(HCl)
2.已知可逆反应:
请回答下列问题: M( g)+N( g)= P( g)+Q( g) 正反应放热
(1)在某温度下,反应物的起始浓度分别为:c(M)= 1 mol·L-1, c(N)=2.4 mol·L-1;达到平衡后,M的转化率为60%,此时N的转化率为;(2)若反应温度升高,M的转化率(填“增大”“减小”或“不变”;)
(3)若反应温度不变,反应物的起始浓度分别为:c(M)= 4 mol·L-1,
c(N)= a mol·L-1;达到平衡后,c(P)=2 mol·L-1,a= ;
(4)若反应温度不变,反应物的起始浓度为:c(M) = c(N)= b mol·L-1,达到平衡后,M的转化率为。
班级姓名
1.在2升的密闭容器中,发生以下反应:2A(g)+ B(g) 2C(g)+D(g) 。
若最初加入的A和B都是4 mol,在前10秒钟A的平均反应速度为0.12 mol/(L·s),则10秒钟时,容器中B的物质的量是( )。
A、1.6 mol
B、2.8 mol
C、2.4 mol
D、1.2 mol
2.在密闭容器中进行可逆反应,A与B反应生成C,其反应速率分别用v(A)、v(B)、v(C)(mol·L-1·s-1)表示,且v(A)、v(B)、v(C)之间有如下所示的关系:v(B)=3v(A);3v(C)=2v(B)。
则此反应可表示为()。
A、2A+3B=2C
B、A+3B=2C
C、3A+B=2C
D、A+B=C
3.将0.5molPCl5充入体积为1L的密闭容器中,发生反PCl5PCl3+Cl2,一段时间后测得PCl5的浓度为0.3mol/L,且这段时间内的平均反应速率
v(PCl5)=0.4 mol/(L·min),请计算这段时间。
课后延伸
班级姓名
1、下列情况下,反应速率相同的是()。
A.等体积0.1 mol/L HCl和0.1 mol/L H2SO4分别与0.2 mol/L NaOH溶液反应
B.等质量锌粒和锌粉分别与等量1 mol/L HCl反应
C.等体积等浓度HCl和HNO3分别与等质量的Na2CO3粉末反应
D.等体积0.2 mol/L HCl和0.1 mol/L H2SO4与等量等表面积等品质石灰石反应
2、硫代硫酸钠(Na2S2O3)与稀H2SO4溶液时发生如下反应:
Na2S2O3+ H2SO4=Na2 SO4+SO2+S↓+H2O 下列反应速率最大的是()。
A 0.1mol/L Na2S2O3和0.1mol/L H2SO4溶液各5mL,加水5mL,反应温度10℃
B 0.1mol/L Na2S2O3和0.1mol/L H2SO4溶液各5mL,加水10mL,反应温度10℃
C 0.1mol/L Na2S2O3和0.1mol/L H2SO4溶液各5mL,加水10mL,反应温度30℃
D 0.2mol/L Na2S2O3和0.1mol/L H2SO4溶液各5mL,加水10mL,反应温度30℃
3、100 mL 6 mol·L-1 H2SO4跟过量锌粉反应,一定温度下,为了减缓反应进行的速率,但又不影响生成氢气的总量,可向反应物中加入适量()。
A.碳酸钠(固体) B.水C.硫酸钾溶液 D.浓硝酸
4、在可逆反应中,改变下列条件一定能加快反应速率的是()。
A.增大反应物的量 B.升高温度C.增大压强D.使用催化剂
5、用铁片与稀硫酸反应制取氢气时,下列措施不能使氢气生成速率加大的是()。
A.加热 B.不用稀硫酸,改用98%浓硫酸
C.滴加少量CuSO4溶液 D.不用铁片,改用铁粉
6、将6 mol H2和3 molCO充入容积为0.5 L的密闭容器中,进行如下反应:
2H2(g)+CO(g) CH3OH(g),6秒末时容器内压强为开始时的0.6倍。
试计算:(1)H2的反应速率是多少?(2)CO的转化率为多少?。