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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
学习目标 核心素养
1.知道化学反应速率的表示方法,了解测定化学反应速率的简单方法。
2.通过实验探究,了解温度、浓度、压强和催化剂对化学反应速率的影响。
3.知道化学反应是有历程的,认识基元反应活化能对化学反应速率的影响。 1.科学探究与创新意识:能通过实验探究分析不同组分浓度改变对化学反应速率的影响。
2.论据推理与模型认知:能用一定的理论模型说明外界条件改变对化学反应速率的影响。
3.宏观辨识与微观探析:能进行化学反应速率的简单计算
第一节 化学反应速率
一、化学反应速率
1.化学反应速率
表示方法 公式 常用单位
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 v= mol/(L·s)或mol·L-1·s-1
浓度的减小
浓度的增加
v=
mol/(L·s)
mol·L-1·s-1
第一节 化学反应速率
2.同一反应中各物质的反应速率间的关系
对于mA+nBpC+qD,A、B、C、D是气体或溶液时,===。
===
3.化学反应速率的实验测定
常用于化学反应速率测定的物理量有气体的体积、体系的压强、颜色的深浅、光的吸收、导电能力等。
气体的体积
体系的压强
颜色的深浅
导电能力
第一节 化学反应速率
1.氨分解反应在容积为2 L的密闭容器内进行。已知起始时氨气的物质的量为4 mol,5 s末为2.4 mol,则用氨气表示该反应的速率为 ( )
A.0.32 mol·L-1·s-1
B.0.16 mol·L-1·s-1
C.1.6 mol·L-1·s-1
D.0.8 mol·L-1·s-1
答案 B
第一节 化学反应速率
二、影响化学反应速率的因素
1.主要因素
反应物的组成、结构和性质等因素。
组成
结构
性质
第一节 化学反应速率
2.影响因素
因素 影响(其他条件相同)
浓度 增大反应物浓度,化学反应速率增大;降低反应物浓度,化学反应速率减小
压强 对于有气体参加的反应,在密闭容器中保持温度不变时,增加压强,气体体积减小,相当于增大反应物的浓度,反应速率将增大;减小压强,气体的体积增大,相当于减小反应物的浓度,反应速率减小
增大
减小
气体
减小
增大
增大
增大
减小
减小
第一节 化学反应速率
因素 影响(其他条件相同)
温度 升高温度,化学反应速率增大;降低温度,化学反应速率减小。大量实验证明,温度每升高10 ℃,化学反应速率通常增大为原来的2~4倍
催化剂 使用适当的催化剂可以显著改变化学反应速率
增大
减小
2~4
第一节 化学反应速率
2.下列措施是为了降低化学反应速率的是 ( )
A.食品放在冰箱中贮藏
B.用铁粉代替铁钉与稀硫酸反应制取氢气
C.合成氨工业中使用催化剂
D.在试管中进行铝和盐酸反应时,稍微加热
第一节 化学反应速率
解析 在冰箱中温度降低,反应速率降低,A项符合;B中铁粉表面积大于铁钉,加快化学反应速率,B项不符合;合成氨工业中使用催化剂,加快化学反应速率,C项不符合;在试管中进行铝和盐酸反应时,稍微加热,温度升高,可加快化学反应速率,D项不符合。
答案 A
第一节 化学反应速率
三、活化能
1.基元反应
大多数化学反应并不是经过简单碰撞就能完成的,而往往经过多个反应步骤才能实现。其中,每一步反应都称为基元反应,它反映了化学反应的反应历程。
基元反应
反应历程
第一节 化学反应速率
2.有效碰撞
(1)定义:把能够发生化学反应的碰撞叫做有效碰撞。
(2)
3.活化能和活化分子
(1)活化分子:发生有效碰撞的分子必须具有足够的能量,这种分子叫做活化分子。
(2)活化能:活化分子具有的平均能量与反应物分子具有的平均能量之差。
化学反应
有效碰撞
平均能量
平均能量
第一节 化学反应速率
4.反应物、生成物的能量与活化能的关系
5.改变化学反应速率的其他方法
除了改变浓度、温度、压强及选用催化剂等,还有光辐照、放射线辐照、超声波、电弧、强磁场、高速研磨等因素也会对反应速率产生影响。
光辐照
放射线辐照
超声波
高速研磨
活化能
放出的热量
反应热
第一节 化学反应速率
3.下列说法不正确的是 ( )
A.增大压强,活化分子百分数不变,化学反应速率增大
B.升高温度,活化分子百分数增大,化学反应速率增大
C.加入反应物,活化分子百分数增大,化学反应速率增大
D.使用催化剂,活化分子百分数增大,化学反应速率增大
答案 C
第一节 化学反应速率
要点一 化学反应速率及其计算与比较
右图表示800 ℃时,气体A分解为B和C两种气体(2A3B+C),A、B、C三种气体的浓度随时间变化的情况,t1是到达平衡状态的时间。
第一节 化学反应速率