内容正文:
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
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
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。
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
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。
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
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
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
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
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。
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。
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。
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
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。
1.如何表示上述反应中A的消耗速率以及B和C的生成速率(假设t1=2 min)?
提示:据速率计算公式v=,可得v(A)==0.4 mol·L-1·min-1。同样,可以计算出v(B)==0.6 mol·L-1·min-1,v(C)==0.2 mol·L-1·min-1。
2.上述反应中A的消耗速率以及B和C的生成速率的数值是否相等?大小有何关系?
提示:由计算结果可知,A的消耗速率以及B和C的生成速率的数值不相等,但它们的数值大小满足化学反应中各物质的反应速率之比等于其化学计量数之比。
1.化学反应速率及计算
(1)化学反应速率的理解
①化学反应速率是平均速率,不是瞬时速率,通常用单位时间内某物质的物质的量浓度变化来表示,通常取正值;
②同一化学反应,用不同物质表示的化学反应速率的数值可能不同,但表示意义相同,故表示化学反应速率时,必须指明具体物质;