内容正文:
第一单元 化学反应速率与反应限度
第1课时 化学反应速率及影响因素
发 展 目 标
体 系 构 建
1.能从内因、外因两个方面认识化学反应速率。
2.学会运用控制变量方法研究影响化学反应速率的因素。
3.初步建立变化观念与平衡思想,能运用动态平衡的观点看待和分析化学变化。
4.认识化学反应速率的研究在生产、生活中的重要作用。
一、化学反应速率
1.化学反应速率及其表示方法
(1)概念:化学反应速率是用来衡量化学反应过程进行快慢程度的物理量。
(2)表示方法:可用单位时间内反应物浓度的减少或者生成物浓度的增加(均取正值)来表示。
(3)计算:表达式为v=或v=。
式中:Δc为浓度的变化量,一般以mol·L-1为单位;
Δt为时间,一般以s或min为单位。
(4)常用单位:mol·L-1·s-1或mol·L-1·min-1。
2.规律
对于同一反应,用不同的物质来表示反应速率,其比值一定等于化学方程式中相应的化学计量数之比。
如对于反应:mA(g)+nB(g)pC(g)+qD(g),v(A)∶v(B)∶v(C)∶v(D)=m∶n∶p∶q。
微点拨:(1)一个确定的化学反应涉及反应物、生成物等多种物质,因而定量表示一个化学反应的反应速率时,必须指明是用哪一种反应物或哪一种生成物来表示。
(2)无论是用某一反应物表示还是用某一生成物表示,其化学反应速率都取正值,而且是某一段时间内的平均速率,不是某一时刻的瞬时速率。
(3)在一定温度下,对于固体和纯液体物质来说,其单位体积里的物质的量不会改变,即它们的物质的量浓度为常数,故一般不用固体或纯液体物质来表示反应速率。
在体积为100 mL的溶液中,发生下列反应:
16H++2MnO+10Br-===2Mn2++5Br2+8H2O。已知,反应开始时,Br-的物质的量为0.01 mol;经过10 s后,Br-的物质的量变为0.002 mol。假设反应过程中溶液的体积保持不变,则在这10 s内,Br-消耗的平均速率是多少?
[提示] Δc(Br-)=Δn(Br-)/V=(0.01 mol-0.002 mol)/0.1 L=0.08 mol/L-1,v==0.08 mol/·L-1÷10s=0.008 mol/·L-1·s-1。
二、影响化学反应速率的因素
1.[基础实验]化学反应速率的影响因素
实验1.催化剂对化学反应速率的影响
实验操作
实验现象
①有少量气泡出现
②产生大量气泡
实验结论
MnO2可以使H2O2分解的速率加快
微点拨:催化剂有正、负之分,正催化剂能加快反应速率,负催化剂减慢反应速率,不特别指明的条件下,均指正催化剂。催化剂只对某一特定反应具有催化作用,即有专一性。
实验2.温度对化学反应速率的影响
实验操作
试管中均为5 mL12%的H2O2溶液
实验现象
①产生气泡速率较慢
②产生气泡速率较快
实验结论
其他条件相同时,用水浴加热,化学反应速率增大,常温,化学反应速率减小
实验3.浓度对化学反应速率的影响
实验操作
实验现象
①产生气泡速率较慢
②产生气泡速率较快
实验结论
其他条件相同时,增大浓度,化学反应速率增大,减小浓度,化学反应速率减小
实验4.反应物状态对化学反应速率的影响
实验操作
取两支试管,向其中一支加入约5 g块状大理石,另一支加入约5 g粉末状大理石,再各加入5 mL 4 mol·L-1盐酸,观察并记录实验现象
现象与结论
块状大理石与盐酸反应的速率较慢,粉末状大理石与盐酸反应的速率快,说明增大反应物的接触面积,能增大反应速率
微点拨:影响化学反应速率的因素除温度、催化剂和反应物浓度外,还有反应物的状态、固体的表面积等许多因素。
2.控制变量法
受多因素影响的问题每次只改变其中的一个因素,而控制其余几个因素不变,研究被改变的因素对事物发展的影响。这样,就将多因素问题拆解为多个单因素问题分别开展研究,化繁为简,再进行综合分析,最后得出结论。这种方法称为控制变量法。
1.判断正误(正确的打“√”,错误的打“×”)
(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)由v=计算平均速率,用反应物表示为正值,用生成物表示为负值。 (×)
(3)化学反应速率为0.8 mol·L-1·s-1是指1 s时某物质的浓度为0.8 mol·L-1。 (×)
(4)升温时不论吸热反应还是放热反应,反应速率都增大。 (√)
2.在某一化学反应中,反应物A的浓度在10 s内从0.8 mol·L-1变为0.2 mol·L-1,则在这10 s内A的化学反应速率为( )
A.0.02 mol·L-1 B.0.02 mol·L-1·s-1
C.0.06 mol·L-1·s-1 D.0.