第一节 化学反应的速率
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第二章化学反应速率与化学平衡第一节化学反应速率.................................................................................................. - 1 - 第二节化学平衡.......................................................................................................... - 7 - 第三节化学反应的方向............................................................................................ - 23 - 第四节化学反应的调控............................................................................................ - 26 -第一节化学反应速率一、化学反应速率1.概念:化学反应速率是定量描述化学反应进行快慢的物理量。
如果反应体系的体积是恒定的,则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.数学表达式为v=ΔcΔt或v=ΔnV·Δt。
3.单位常用mol·L-1·s-1或mol·L-1·min-1表示。
4.注意事项(1)一般来说,随着反应的逐渐进行,反应物浓度会逐渐减小,化学反应速率也会逐渐减慢。
因此,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。
(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,但表示的意义相同。
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。
其次章 化学反应速率和化学平衡第一节 化学反应速率目标要求 1.知道化学反应速率的定量表示方法,知道v =ΔcΔt 的含义。
2.知道一个反应中化学反应速率可以用不同物质表示。
3.理解反应m A +n BY +q Z 中,v (A)∶v (B)∶v (Y)∶v (Z)=m ∶n ∶p ∶q 的含义并能运用此关系进行简洁的计算。
4.知道化学反应速率试验测定的基本原理和方法。
一、化学反应速率1.化学反应速率的含义化学反应速率用单位时间内反应物或生成物浓度的改变来表示。
在容积不变的反应器中,通常是用单位时间内反应物浓度的削减或生成物浓度的增加来表示。
其数学表达式为v =ΔcΔt。
(1)式中v 表示反应速率;c 表示各反应物或生成物浓度,Δc 表示其浓度的改变(取其肯定值);t 表示时间,Δt 表示时间改变。
(2)单位:mol·L -1·s -1或mol·L -1·min -1或mol·L -1·h -1等。
2.化学反应速率与化学计量数之间的关系对随意一个反应,用符号来代替详细的化学物质,反应方程式表示为m A +n B===p Y +q Z 用不同物质表示的反应速率其关系是v (A)∶v (B)∶v (Y)∶v (Z)=m ∶n ∶p ∶q 。
二、化学反应速率的测定 1.测定原理利用与化学反应中任何一种化学物质的浓度(或质量)相关的性质进行测定。
2.测定方法 (1)依据颜色改变在溶液中,当反应物或产物本身有较明显的颜色时,可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。
(2)依据释放出气体的体积2 g 锌粒分别与40 mL 1 mol·L -1的H 2SO 4和40 mL 4 mol·L -1的H 2SO 4反应,当收集到同样多的H 2时,后者所用的时间较短,说明4 mol·L -1的H 2SO 4与锌反应比1 mol·L -1的H 2SO 4与锌反应的速率快。
第七章化学反应速率和化学平衡第一节化学反应的速率课时作业一、选择题(包括8小题。
1~6小题只有一个选项符合题意,7~8小题有两个选项符合题意。
)1.(2009年福建五校)常温常压下将氢气和氧气混合在一起,即使过上几年,它们也不会发生化合反应生成水。
然而只要给一个电火花,氢气就迅速与氧气反应生成水。
反应过程中的能量变化如下图A所示。
对比下图B中的情景,漫画中的羊供给石头的“能量”相当于图A 中的( )A.E2B.E2-E1C.E3-E2D.E32.(2010年泰州质检)一定温度下,在固定体积的密闭容器中发生下列反应:2HI(g)=H2(g)+I2(g)。
若c(HI)由01 mol·-1L降到0.07 mol·-1L时,需要15 s,那么c(HI)由0.07 mol·-1L 时降到0.05 mol·-1L时,所需反应的时间为( )A.等于5 sB.等于10 sC.大于10 sD.小于10 s3.在一定温度下,容器内某一反应中M、N的物质的量随反应时间变化的曲线如右图所示,下列表述中正确的是( )A.反应的化学方程式为:2M=NB.t2时,正逆反应速率相等C.t3时,正反应速率大于逆反应速率D.t1时,N的浓度是M浓度的2倍4.(2009年浙江台州)在一定温度时,N2与H2反应过程中能量变化的曲线如右图所示。
下列叙述正确的是( )A.该反应的热化学方程式为:N2+3H2=2NH3;ΔH=-92 kJB.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5.(2010年枣庄模拟)可逆反应mA(g)+nB(g)=pC(g)+gD(g)的v-t图象如下图甲,若其他条件都不变,只是在反应前加入合适的催化剂,则其v-t图象如下图乙。
①a1=a2②a1<a2③b1=b2④b1<b2⑤t1>t2⑥t1=t2⑦两图中阴影部分面积相等⑧乙图阴影部分面积更大以上正确的为( )A.②④⑤⑦B.①④⑥⑧C.②③⑤⑧D.①③⑥⑦6.反应A+B→C的反应速率方程式为:v=k·c(A)·c(B),v为反应速率,k为速率常数。
当c(A)=c(B)=1 mol·-1L时,反应速率在数值上等于速率常数。
下列说法正确的是( )A.只增大c(A)时,v也增大B.只增大c(A)时,v值不变C.只升高温度时,k值不变D.只升高温度时,k值变小7.某温度下,反应2N2O5=4NO2+O2。
开始时c(N2O5)=0.0408 mol·-1L,经1 min后测得c(N2O5)=0.030 mol·-1L,则该反应速率为( )A.v(N2O5)=1.08×10-4 mol·-1L·s-1B.v(N2O5)=1.8×10-4 mol·(L·s)-1C.v(O2)=9.0×10-5 mol·(L·s)-1D.2v(NO2)=v(N2O5)8.(2009年盐城质检)反应C(s)+H2O(g)=CO(g)+H2(g)在一可变容积的密闭容器中进行,下列条件的改变对其反应速率几乎无影响的是( )A.增加C的量B.将容器的体积缩小一半C.保持体积不变,充入N2使体系压强增大D.保持压强不变,充入N2使容器体积增大二、非选择题9.在化学反应中,只有活化分子才能发生有效碰撞而发生化学反应。
使普通分子变成活化分子所需提供的平均能量叫活化能,其单位通常用kJ·mo-1L表示。
请观察下图,回答问题。
(1)图中所示反应是____________(填“吸热”或“放热”)反应ΔH是____________(用E1、E2表示)。
(2)已知热化学方程式:H 2(g )+1/2O 2(g )=H 2O (g );ΔH=-241.8 kJ ·mo -1L ,该反应的活化能为167.2 kJ ·mo -1L ,则其逆反应的活化能为____________。
(3)对于同一反应,图中虚线(Ⅱ)与实线(Ⅰ)相比,活化能大大降低,活化分子百分数增多,反应速率加快,你认为最可能的原因是____________ 。
10.在相同条件下进行Mg 与HCl 、CH3COOH 反应的对照实验,相关数据如下:(1)试比较有关量的大小:v1____________v2,n1____________N 2(填“>”、“=”或“<”)。
(2)现欲改变条件,使实验Ⅰ中的v1降低,但不改变n1的值,试写出两种可行的方法。
方法①____________ 。
方法②____________ 。
11.甲、乙两位同学学习了化学反应与能量的有关知识后,进行了如下探究,请你参与其中的探究,并分析和解答相关问题。
Ⅰ.甲同学为探究CaCO 3与稀盐酸反应的化学反应速率,设计实验如下:在25 ℃时,将CaCO 3放入1000 mL 1 mol ·-1L 稀盐酸中,根据得到CO 2气体的物质的量随反应时间的变化情况,绘制成如右图所示的曲线。
根据曲线分析讨论以下问题(假设溶液的体积变化忽略不计)。
(1)在0~2 min 、2 min~4 min 、4 min~6 min 内,反应速率最大的是____________,原因是____________ 。
该反应是____________(填“吸热”或“放热”)反应。
(2)在0~4 min内,用HCl表示的平均反应速率为____________。
(3)6 min以后反应速率为____________,原因是____________ 。
Ⅱ.乙同学探究KClO3和NaHSO3溶液反应,查阅资料知:氯酸钾和亚硫酸氢钠发生氧化还原反应生成Cl(-1价)和S(+6价),在某温度下,他绘出大致的反应速率随时间变化如右图所示。
已知该反应速率随着溶液中c(H+)增大而加快。
(1)反应开始反应速率加快的原因是____________ ____________ 。
(2)反应后期反应速率下降的原因是____________ ____________ 。
12.下表是稀硫酸与某金属反应的实验数据:分析上述数据,回答下列问题:(1)实验4和5表明,____________对反应速率有影响,____________反应速率越快,能表明同一规律的实验还有____________(填实验序号)。
(2)仅表明反应物浓度对反应速率产生影响的实验有-(填实验序号)。
(3)本实验中影响反应速率的其他因素还有____________,其实验序号是____________。
(4)实验中的所有反应,反应前后溶液的温度变化值(约15 ℃)相近,推测其原因:______________________________________ 。
参考答案:1.解析:羊供给石头的“能量”相当于氢气和氧气反应过程中的电火花,即反应过程中的活化能E3-E2。
答案:C2.解析:c(HI)从0.1 mol·L-1降到0.07 mol·L-1过程中:v(HI)= Δc/Δt=0.03 mol·L-1/15s=0.002 mol·L-1假设v(HI)不变,则c(HI)从0.07 mol·L-1降到0.05 mol·L-1时,Δt=Δc/v=0.02 mol·L-1/0.002 mol·L-1·s-1=10 s.但反应速率受浓度变化的影响,浓度越大,反应速率越快。
而0.07 mol·L-1比1 mol·L-1小,反应速率慢,所需反应时间大于10 s。
答案:C3.解析:分析本题图象可知,从反应开始到时间t3建立平衡,N的物质的量变化为8 mol-2 mol=6 mol,M的物质的量变化为5 mol-2 mol=3 mol。
可知,N的变化量与M的变化量之比为2∶1,该反应的反应式表示为2N=M。
在t2时,M、N的物质的量相等,反应在同一容器中进行,实际上也是浓度相等。
但由于此时并未达到平衡状态,正、逆反应的速率并不相等。
t3时平衡状态,v正=v逆。
t1时,M和N的物质的量分别为6 mol和3 mol,故此时N的浓度是M浓度的2倍。
综上分析,D选项符合题意。
答案:D4.解析:A项没有标物质的状态,ΔH的单位为kJ·mol-1;C项加催化剂不影响反应热;D项催化剂既可增大正反应速率,又可增大逆反应速率。
答案:B5.解析:加入催化剂只加快反应速率,使达到平衡所需的时间缩短,其它各项都不发生变化。
所以上述的②④⑤⑦正确。
答案:A6.解析:v与c(A)、c(B)成正比,无论只增大c(A)、只增大c(B)或同时增大c(A)、c(B),v 均增大。
若只升高温度,v增大,c(A)、c(B)不变,所以k值变大。
答案:A7.解析:此题先求出1 min内N2O5的浓度变化值应为0.0408 mol·L-1-0.030 mol·L-1=0.0108 mol·L-1。
然后求出用N2O5来表示的反应速率v(N2O5)=0.018 mol·L-1/60 s=1.8×10-4 mol·(L·s)-1再根据同一化学反应在相同时间内用不同的物质表示反应速率之间的关系得出C正确,应选BC。
答案:BC8.解析:A选项中C为固态反应物,增加固体的量对反应速率无影响;B选项将容器的体积缩小一半,压强增大,反应速率加快;C选项中充入N2使体系压强增大,但容器的容积未变,参加反应的各种气体浓度未变,故反应速率不变;D选项中保持恒压,充入N2使容器体积增大,参加反应的各种气体浓度减小,反应速率减小。
答案:AC9.解析:(2)逆反应的活化能=167.2 kJ·mol-1-241.8 kJ·mol-1=409.0 kJ·mol-1(3)催化剂可降低活化能,从而使活化分子百分数增多,反应速率加快。
答案:(1)放热E2-E1(2)409.0 kJ·mol-1(3)使用了催化剂10.解析:(1)n(Mg)=0.24 g/24 g·mol-1=0.01 mol,n(HCl)=n(CH3COOH)=0.2 mol·L-1×0.1 L=0.02 mol,因此Mg与HCl、CH3COOH分别反应时,均能恰好完全反应,生成H2总量相同,n1=N2;反应开始时,盐酸中c(H+)大于CH3COOH中c(H+),由于c(H+)越大,反应越快,所以反应开始时v1>v2。