内容正文:
专题2 化学反应速率与化学平衡
考点1 化学反应速率
1.化学反应速率的表示方法
化学反应速率是衡量化学反应快慢的物理量,可以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化学反应速率。
数学表达式:v=。
Δc表示反应物或生成物物质的量浓度的变化(取绝对值),常用单位mol·L-1。
Δt表示一定的时间间隔,常用单位s、min或h。
常用单位:mol·L-1·min-1或mol·L-1·s-1。
用浓度变化表示化学反应速率只适用于气体和溶液中的溶质,不适用于固体和纯液体。
2.平均速率与瞬时速率
根据求得的反应速率是在时间间隔Δt内化学反应的的平均速率。
若Δt非常小,则平均速率接近某一时刻的瞬时速率,瞬时速率也可以在物质的浓度随时间的变化曲线上通过数学方法求得。
3.化学反应速率与化学计量数的关系
对于化学反应:aA(g)+bB(g)===cC(g)+dD(g)
v(A)=,v(B)=,v(C)=,v(D)=
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。
同一化学反应中,用不同反应物表示化学反应速率时,化学反应速率(v)之比=物质的量浓度变化(Δc)之比=物质的量变化(Δn)之比=化学计量数之比,即:
v(A):v(B):v(C):v(D)= Δc(A):Δc(B):Δc(C):Δc(D)=Δn(A):Δn(B):Δn(C):Δn(D)=a:b:c:d。
考点2 化学反应速率的测定
1.测定原理
要测定不同反应物或生成物的浓度,可观察、测量体系中某一物质的相关性质,再进行适当的转换和计算。
2.常用方法
(1)测量在一定温度和压强下释放出来的体积的气体。
(2)用比色的方法测量溶液颜色的深浅,再根据溶液颜色的深浅与有色物质浓度的正比关系,确定反应物或生成物在不同时刻的浓度。
3.实验探究——化学反应速率的测定
(1)实验步骤:
①安装仪器,检查气密性,在锥形瓶中加入5 g大理石,加入20 mL 1 mol·L-1的盐酸。每隔10s观测玻璃注射器中气体的体积,记录数据。
②以mL·s-1为单位,计算每10s时间间隔内的反应速率。
时间/s
10
20
30
40
50
60
气体体积/mL
4
14
25
38
47
55
反应速率/(mL·s-1)
0.4
1.0
1.1
1.3
0.9
0.8
③在坐标中画出CO2体积[V(CO2)]-反应时间(t)曲线图。
(2)不同组实验结果产生差异的原因
①大理石的大小不同;
②注射器内外针筒间的摩擦力不同;
③计时器不同可能产生误差。
考点3 化学反应速率的计算模式——三段式
1.计算步骤
(1)写出正确的化学方程式
(2)标出各物质的起始量、转化量、某时刻量
(3)按要求分别计算
2.应用举例
mA(g) + nB(g) = pC(g)
起始浓度(mol/L) a b c
转化浓度(mol/L) mx nx px
某时刻浓度(mol/L) a-mx b-nx c+px
考点4 化学反应速率大小的比较
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,因此,在比较化学反应速率大小时,要进行一定的转换。
(1)换算成同一种物质来表示,同时注意单位的统一。
(2)比较化学反应速率与化学计量数的比值。
如反应aA+bB=cC,要比较v(A)与v(B)的相对大小,即比较与的大小,若>,则A表示的反应速率比B大。
考点5 碰撞理论
1.碰撞理论
(1)碰撞理论要点
反应物分子间必须相互碰撞才有可能发生反应,反应速率的大小与单位时间内反应物分子碰撞次数成正比。
(2)有效碰撞的定义:能发生反应的碰撞。
(3)发生有效碰撞的条件:
①分子必须具有足够高的能量;
②分子在一定的方向上发生碰撞。
2.活化分子与活化能
(1)活化分子:能量较高,有可能发生有效碰撞的分子。
(2)活化能:活化分子的平均能量与所有分子的平均能量之差称为活化能。
3.基元反应
(1)基元反应:
反应物分子经过一次碰撞就转化为产物分子的反应,称为基元反应,反应过程中没有任何中间物生成。
(2)复杂反应:
经过两个或多个步骤完成的反应。
(3)基元反应的活化能与反应速率的关系
每个基元反应都有对应的活化能,活化能越大,活化分子所占比例越小,有效碰撞的比例就越小,化学反应速率越小。
考点6 影响反应速率的因素
1.主要因素
影响化学反应速率的主要因素是反应物