第一节 化学反应速率
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第一节化学反应速率(学案及强化训练)知识精讲:一、化学反应速率1、定性描述化学反应的速率的方法有哪些?2、定量描述化学反应速率的方法:(1)定义:单位时间内或来表示(2)公式:归纳总结:(1)固体或纯液体的浓度记为常数,Δc=0,因此不用固体或纯液体表示化学反应速率。
(2)化学反应速率是一段时间(Δt)内的平均反应速率,而不是瞬时反应速率。
(3)无论是反应物还是生成物,其化学反应速率均取正值。
(4)在描述或计算某物质表示的化学反应速率大小时,必须注明其单位,否则毫无意义。
3、重要规律:例1:在密闭容器中,合成氨气,开始时候N2的浓度为8mol/L,H2的浓度为20mol/L,5min后N2的浓度为6mol/L,回答下列问题:(1)写出N2、NH3的电子式和结构式。
(2)计算氮气的转化率。
(3)分别计算用N2、H2、NH3表示的反应速率为多少,并分析他们之间的关系。
4、反应速率的比较例2、反应A+3B=2C+3D 在四种不同情况下的反应速率分别为:①v (A)=0.150mol •L -1•s -1② v (B)=0.6mol •L -1•s -1;③v (C)=0.5mol •L -1•s -1;④v (D)=0.3mol •L -1•s -1,该反应进行的快慢顺序为 。
归纳总结 比较同一化学反应不同条件下反应速率快慢的方法 “一看”:看化学反应速率的单位是否统一;“二化”:将不同的化学反应速率转化为同一种物质的化学反应速率或分别除以相应物质的化学计量数; “三比较”:比较同一种物质的化学反应速率的数值或分别除以相应物质的化学计量数之后的数值,数值越大,反应速率越大。
如反应a A(g)+b B(g)===c C(g),比较v (A )a 与v (B )b ,若v (A )a >v (B )b ,则v (A)表示的反应速率大于v (B)表示的反应速率。
二、化学反应速率额测定速例3:设计实验测定锌与硫酸反应的速率,按下列实验步骤完成实验:① 按下图所示安装装置,加入锌粒,然后快速加入40 mL 1 mol ·L -1硫酸,测量收集10 mL H 2所用时间。
第一节 化学反应速率一、知识回顾1.表示方法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。
2.数学表达式及单位v =Δc Δt ,单位为mol·L -1·min -1或mol·L -1·s -1。
3.规律同一反应在同一时间内,用不同物质来表示的反应速率可能不同,但反应速率的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。
深度思考正误判断,正确的划“√”,错误的划“×”(1)对于任何化学反应来说,反应速率越大,反应现象就越明显( )(2)化学反应速率是指一定时间内任何一种反应物浓度的减少或任何一种生成物浓度的增加( ) (3)化学反应速率为0.8mol·L -1·s -1是指1s 时某物质的浓度为0.8mol·L -1( ) (4)由v =ΔcΔt计算平均速率,用反应物表示为正值,用生成物表示为负值( )(5)同一化学反应,相同条件下用不同物质表示的反应速率,其数值可能不同,但表示的意义相同( ) (6)根据反应速率的大小可以判断化学反应进行的快慢( ) 解析:×××√√二、课堂练习题组一 “v =ΔcΔt”的应用1.一定温度下,在2L 的密闭容器中,X 、Y 、Z 三种气体的物质的量随时间变化的曲线如图所示。
回答下列问题:(1)从反应开始到10s 时,v (Z)=____________________________________。
(2)反应的化学方程式为______________________________________。
答案 (1)0.079mol·L -1·s -1 (2)X(g)+Y(g)2Z(g)解析(1)Δn(Z)=1.58molv(Z)=1.58mol2L·10s=0.079mol·L-1·s-1。
第一节 化学反应速率一.化学反应速率1. 概念:化学反应速率是用来衡量化学反应进行快慢的物理量,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:v =Δc Δt;v 表示平均速率,常用的单位是mol/(L·min)或mol/(L·s)。
3. 表示化学反应速率的注意事项(1)在同一化学反应中,选用不同物质表示化学反应速率,其数值可能相同也可能不相同,但它们表示的意义却是完全相同的。
因此,表示化学反应速率时,必须指明用哪种物质作标准。
(2)由于在反应中纯液体和固体的浓度是恒定不变的,因此对于有纯液体或固体参加的反应一般不用纯液体或固体来表示化学反应速率。
(3)在同一个化学反应中,无论选用反应物还是生成物来表示化学反应速率,其值均为正值。
(4)化学反应速率通常是指某一段时间内的平均反应速率,而不是瞬时反应速率。
例1: 判断下列描述的正误(正确的打“√”,错误的打“×”)。
(1)化学反应速率是指一定时间内任何一种反应物浓度的减少或生成物浓度的增加。
( )(2)化学反应速率为0.8 mol/(L·s)是指1 s 时某物质的浓度为0.8 mol/L 。
( )(3)化学反应速率的数值越大,反应进行得越快。
( )(4)根据化学反应速率的大小可以推知化学反应进行的快慢。
( )(5)对于化学反应来说,反应速率越大,反应现象就越明显。
( )答案:(1)× (2)× (3)× (4)√ (5)×即时练习:1.下列关于化学反应速率的说法,不正确的是( C )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 .单位时间内某物质的浓度变化越大,则该物质反应就越快C .化学反应速率可以用单位时间内生成某物质的质量的多少来表示D .化学反应速率常用单位有“mol/(L·s)”和“mol/(L·min)”2. 用纯净的CaCO 3与1 mol·L -1 100 mL 稀盐酸反应制取CO 2。
第一节化学反应速率1.定义:用单位时间内反应物浓度的减少或生成物的浓度增加来表示。
数学表达式为:单位是:mol/(L·s)或mol/(L·min)或mol/(L·h)【例1】在2L的密闭容器中,加入1mol和3mol的N2和H2,+ 3H2 2NH3,在2s末时,测得容器中含有0.4mol的NH3,求该发生N反应的化学反应速率。
【注意】理解化学反应速率的表示方法时应注意的几个问题:1.上述化学反应速率是平均速率,而不是瞬时速率。
2.无论浓度的变化是增加还是减少,都取正值,所以化学反应速率一般为正值。
3.对于同一个反应来说,用不同的物质来表示该反应的速率时,其数值不同,但每种物质都可以用来表示该反应的快慢。
4.在同一个反应中,各物质的反应速率之比等于方程式中的系数比。
即:V(N2):V(H2 ):V(NH3)==== 1 :3 :25.对于在一个容器中的一般反应aA + bB == cC + dD来说有:V A :V B:V C:V D === △C A:△C B:△C C:△C D === △n A :△n B:△n C:△n D==== a :b :c :d6.用化学反应速率来比较不同反应进行得快慢或同一反应在不同条件下反应的快慢时,应选择同一物质来比较。
例如:例2可逆反应A(g)+2 B(g3C(g)+ D(g),在四种不同情况下的反应速率如下,其中反应进行得最快的是()A. V A==0.15mol/L·minB. V B==0.6 mol/L·minC. V C==0.4 mol/L·minD.V D==0.01 mol/L·s第二节、应速率的因素⑴内因(主要因素):________________(2)外因:_____________________________________________________。
2、有效碰撞:_能发生化学反应的碰撞。
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 引言:N 2 + 3 H 2 2 NH 3、2 SO2 + O 2 2 SO 3这二个反应都具有一个共同点:需要一定的条件,这里涉及二个问题①.控制反应的快慢即化学反应速率;②.控制反应的程度即让原料更多地转化为产品也即平衡问题。
1.化学反应速率的观念化学反应速率是指化学反应进行的快慢程度。
例:H 2、Cl 2爆炸 油的形成酸、碱中和 钢铁的锈蚀 2.化学反应速率的表示方法定义:用单位时间内反应物物质的量浓度的减少或生成物物质的量浓度的增加来表示。
化学反应速率=tL c ∆∆)(=时间(时、分、秒)度的变化反应物(或生成物)浓/m ol 单位:mol/(L ·时间) 时间……h 、min 、s3.化学反应速率的有关计算注意:①.浓度仅指溶液或气体的。
②.固体、纯液体无浓度可言。
例1:在18 L 容积的容器中,5 h 内产生180 mol 物质;在另一容器为12 L 的容器中,10 h 内产生60 mol 物质,问哪个反应速率快?①V (生成物)= tc∆∆ = h L mol518180 = 2 mol/(L •h )②V (生成物)= 0.5 mol/(L •h ) ∴前者快例2:SO 2氧化制SO 3反应中,SO 2的起始浓度为2 mol/L,2 min 后,SO 2的浓度变为1.8mol/L ,用SO 2的浓度变化来表示反应速率。
2 SO 2 + O 2 2 SO 3起始浓度(mol/L ) 2 变化浓度(mol/L ) 2-1.8 终时浓度(mol/L ) 1.8 ∴V (SO 2)=m in2/8.1/2Lmol L mol - = 0.1mol/(L •min )例3:设有以下的气态反应:A + 2 B 2 C ,起始浓度c (A )=1 mol/L 、c (B ) = 1 mol/L 、c (C )= 0,1 min 后的浓度c (A )= 0.8 mol/L 、c (B )= 0.6 mol/L 、c (C )= 0.4 mol/L ,试分别用A 、B 、C 物质浓度的变化来表示这个反应的速率。
A + 2B 2C 起始浓度(mol/L ) 1 1 0 变化浓度(mol/L ) 1-0.8 1-0.6 0.4-0 终时浓度(mol/L ) 0.8 0.6 0.4催化剂 高温、高压450℃V 2O 5快慢∴V (A )= 0.2 mol/(L •min ) V (B )= 0.4 mol/(L •min ) V (C )= 0.4 mol/(L •min ) 小结:①.反应速率是物质单位时间内浓度的变化量(mol/L ·s ),不是物质的量的变化(mol/s )。
②.求得的反应速率是某一段时间内的平均反应速率,而不是某时刻的瞬时反应速率。
③.同一反应中,选用不同物质的浓度变化来表示反应速率时,所得的反应速率值不一 定相等,但这些数值所表示的意义是相同的,并且这些速率数值之比等于化学方程式 中的相应各物质系数比。
(重要:速率应指同一方向下的)④.表示某一反应的速率时,必须说明以反应中哪一个物质作标准。
练习:1.下列反应中 2 SO 2 + O 2 2 SO 3起始浓度(mol/L ) 0.4 0.2 0 2 s 后浓度(mol/L ) 0.2 求:V (SO 2)、V (O 2)、V (SO 3)解: 2 SO 2 + O 2 2 SO 3起始浓度(mol/L ) 0.4 0.2 0变化浓度(mol/L )(0.4-0.2)21(0.4-0.2) (0.4-0.2) 终时浓度(mol/L ) 0.2 0.1 0.2 由概念tc∆∆代入数据得:V (SO 2)= 0.1 mol/L , 由小结3:V (O 2)=21V (SO 2)= 0.05 mol/L V (SO 3)= V (SO 2)= 0.1 mol/L2.在500 mL 的密闭容器中装入1.5 mol H 2,0.5 mol N 2和0.05 mol NH 3。
若该反应的反应速率V (H 2)= 0.3 mol/(L ·min )时,求3分钟末时NH 3的浓度?分析:反应前各物质的浓度V (H 2)= 3 mol/L 、 V (N 2)= 1 mol/L 、 V (NH 3)= 0.1 mol/L 3 H 2 + N 2 2 NH 3 起始浓度(mol/L ) 3 1 0.1 变化浓度(mol/L ) 0.3×331×0.3×3 32×0.3×3终时浓度(mol/L ) 2.1 0.7 0.7∴3分钟末C (NH 3)= 0.7 mol/L3.在4个不同的容器中,在不同的条件下进行合成氨反应,根据在相同时间内测定的结果判断,生成氨的速率最快的是( B )A .V (H 2)= 0.1 mol/(L ·min )B .V (N 2)= 0.2 mol/(L ·min )C .V (NH 3)= 0.15 mol/(L ·min )D .V (H 2)= 0.3 mol/(L ·min ) 分析:均换算为同一物质作标准比较。
4.依照反应方程式2 A (气)+ B (气) C (气)进行的反应,开始10 s 后,物质A 的浓度等于0.2 mol/L ,此时物质B 的浓度减少了0.02 mol/L ,求物质A 的起始浓度?分析: 2 A (气)+ B (气) C (气)起始浓度(mol/L) 0.24 0 变化浓度(mol/L ) 0.04 0.02 终时浓度(mol/L ) 0.2 ∴C (A )= 0.24 mol/L总结:化学反应进行的时候,反应物和生成物的浓度都在不断地变化,由于反应体系中一种反应物浓度的变化,必然引起其他物质浓度发生相应的变化。
因此,化学反应速率只要用反应体系中任何一种物质(反应物或生成物)的浓度变化来表示,一般以最容易测定的物质表示。
5.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( D ) (MCE93)A .()354NH V = V (O 2)B .65V (O 2)= V (H 2O )C .32V (NH 3)= V (H 2O ) D .54V (O 2)= V (NO )6.(MCE89)某温度时,在2 L 容器中,X 、Y 、Z三种气体物质的物质的量随时间变化的曲线图,由图中数据分析,该反应的化学方程式为?反应开始至2 min ,Z 的平均反应速率?分析:由图知,2 min 内X 、Y 、Z 物质的量的变化为0.3 mol 、0.1 mol 、0.2 mol 比值为3∶1∶2,可知3 X + Y = 2 Z ,V (Z )= min222.0L mol= 0.05 mol/(L •min )二、外界条件对化学反应速率的影响主要因素:反应物的性质(决定反应能否发生) 外界因素:外界条件影响速率快慢内因解释:化学反应能否发生活化分子的碰撞 注:1.碰撞能反应的分子……活化分子。
2.一定条件下,物质的活化分子百分含量为定值。
3.提高活化分子百分含量……解决反应难易的本质。
1.浓度对化学反应速率的影响演示:结论:当其他条件不变时,增加反应物的浓度可以增大反应的速率。
(本质即提高活化分子数)2.压强对化学反应速率的影响n (mol )CaCO 3 CaCO 3快 慢 取决于前提:温度一定时,一定量气体压强增大体积缩小单位体积内分子数目增多增大反应速率。
问题:温度一定时,一定量气体,当气体压强减小时,情况如何?结论:1.对于有气体的反应来说,温度一定时,一定量的气体当气体压强增大时,气体的体积缩小,就是增加了反应物的浓度,因而可以加快反应速率。
(本质即提高活化分子数)2.若体系中物质为固体、液体无气体时,由于压强变化对他们的体积浓度改变很小,因此,可以认为压强与他们的浓度无关。
问题:盐酸和碳酸钙反应时,若将碳酸钙粉碎,反应速率如何变化?原因?加快,但是接触面积增大原因,浓度不变化且比浓度的影响要小的多.3.温度对化学反应速率的影响演示:10 mL Na2S2O310 mL H2SO4冷水热水Na2S2O3 + H2SO4 = Na2SO4 + S↓+ SO2↑+ H2O结论:温度升高,化学反应一般要加快,温度每升高10℃,反应速率增大2—4倍。
(本质即提高活化分子数)例:若一反应每10℃可增大3倍,则从10℃到40℃是增大多少倍?33 = 27 (倍),而不是3×3 = 9例:对于反应M + N = P,如果温度每升高10℃,化学反应速率增加3倍.在10℃时,完成反应要81min,将温度提高到30℃,完成反应要多少时间?速率提高32 = 9倍,所以时间缩短= 81/9 = 9 min4.催化剂对反应速率的影响演示:2 H2O2 = 2 H2O+ O2↑气泡少而慢2 H2O2 === 2 H2O+ O2↑气泡多而快分析:试验条件相同:反应物浓度,反应温度不同:MnO2的加入结论:催化剂能改变反应速率(快或慢).注意:光、电磁波、反应物颗粒大小、溶剂性质等,也会影响反应速率.练习:1.已知反应,比较下列反应的快慢①.10 mL0.1 mol/L H2SO4跟10 mL0.1 mol/L Na2S2O3溶液混合②.20 mL0.1 mol/L H2SO4跟20 mL0.1 mol/L Na2S2O3溶液混合③.20 mL0.05 mol/L H2SO4跟20 mL0.05 mol/L Na2S2O3溶液混合分析:理解影响反应速率的条件是反应物的浓度,而不是物质的量。
Ⅰ.①、②中,②中反应物的量比①大,但反应物的浓度两者相等,V1=V2MnO2Ⅱ.①、③中,反应物的量相等,但③的反应物浓度小于①,V 1>V 32.为什么木炭在纯氧中燃烧比在空气中剧烈?3.为什么要把NaHCO 3储存在阴凉处?4.已知2 NO 2 N 2O4 + Q ,将NO 2充入易导热材料制成的A 、B 容器中反应。
A 的容积固定不变,B 的上盖可随容器内气体压强的改变而上下移动,以保持容器内外压强相等。
当同温同压时,将等量的NO 2充入起始体积相同的容器A 、B 中,反应同时开始,问:①.反应开始时,A 与B 中生成N 2O 4的速率V A = V B 因为NO 2的温度、浓度、压强均相等。
②.反应过程中两容器里生成N 2O 4的速率是V A < V B 因为容器极易导热,可认为反应中温度不变,反应是ΔV 减小的反应,则B 中[NO 2] >A 中[NO 2]③.达到平衡时,A 与B 中NO 2转化为N 2O 4的百分数比较A < B 反应体积减小,对A 压强减小不利于平衡右移。