内容正文:
第二节 化学反应的速率与限度
第1课时 化学反应的速率
(一)化学反应速率及表示方法
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
[微点拨]
①反应速率为正值。
②反应速率为平均反应速率。
③固体与纯液体为常数,一般不用固体和纯液体表示化学反应速率。
表示方法
通常用单位时间内反应物浓度的减小或生成物浓度的增大来表示(取正值)
表达式及单位
v=(Δc表示浓度的变化量;Δt为时间),其单位为mol·L-1·s-1或mol·L-1·min-1
(二)反应速率与化学计量数的关系
在一个体积为2 L的密闭容器中充入SO2和O2,发生反应2SO2(g)+O2(g) 2SO3(g),经过5 s后,测得SO3的物质的量为0.8 mol。填写下表:
[微点拨]
同一个化学反应,同一时间段内,可以用不同物质表示化学反应速率,且化学反应速率之比等于化学计量数之比。
有关物质
SO2(g)
O2(g)
SO3(g)
物质的量浓度变化/(mol·L-1)
0.4
0.2
0.4
化学反应速率/(mol·L-1·s-1)
0.08
0.04
0.08
化学反应速率之比
2∶1∶2
(三)影响化学反应速率的因素
反应温度的影响
实验操作
在两支大小相同的试管中均加入2 mL 5% H2O2溶液,同时滴入2滴1 mol·L-1 FeCl3溶液。待试管中均有适量气泡出现时,将其中一支试管放入盛有冷水的烧杯中,另一支试管放入盛有热水的烧杯中
[微点拨]
影响化学反应速率的主要因素是反应物本身的性质。如Cu能与浓硝酸反应,而不与浓盐酸反应;铝比铁活泼,因此大小、形状相同的铁块和铝块分别与等浓度的盐酸反应,铝生成氢气的速率快。
[微拓展]
①催化剂分正催化剂(加快反应)和负催化剂(减慢反应),催化剂一般指正催化剂。
②2H2O22H2O+O2↑中催化剂一般有MnO2、Fe3+、Cu2+等。
实验现象
冷水
热水
产生气泡速率较慢
产生气泡速率较快
实验结论
温度越高,H2O2的分解速率越快,反应越快
反应物浓度的影响
实验操作
在两支大小相同的试管中均加入2.0 g颗粒大小、形状相同的大理石碎块,分别滴加2 mL不同浓度的盐酸
实验现象
0.1 mol·L-1盐酸
1 mol·L-1盐酸
产生气泡速率较慢
产生气泡速率较快
实验结论
盐酸的浓度越大,碳酸钙与盐酸的反应速率越快
催化剂的影响
实验操作
在两支大小相同的试管中均加入2 mL 5% H2O2溶液,其中一支试管中滴入2滴1 mol·L-1 FeCl3溶液
实验现象
未加FeCl3溶液
滴加FeCl3溶液
产生气泡速率很慢
产生气泡速率较快
实验结论
使用催化剂,可加快H2O2的分解速率
[新知探究(一)]
化学反应速率的理解、计算及大小比较
[理解与辨析能力]
[发展认知]
1.化学反应速率的理解
(1)表示化学反应速率时,必须指明具体的物质,因为同一化学反应,用不同的物质表示的反应速率,其数值可能不同。
(2)固体或纯液体的浓度视为常数,Δc=0,因此不用固体或纯液体表示化学反应速率。
(3)用不同物质表示的化学反应速率之间的关系
各物质的化学反应速率(单位一致)之比等于化学方程式中各物质的化学计量数之比,也等于各物质的浓度变化量之比。对于任意反应aA(g)+bB(g)===cC(g)+dD(g),单位一致时总有v(A)∶v(B)∶v(C)∶v(D)=a∶b∶c∶d或===。
2.化学反应速率大小的比较
同一化学反应速率用不同物质表示时数值可能不同,比较化学反应速率的快慢不能只看数值大小,还要进行一定的转化。
(1)换算成用同一单位、同一物质表示,再比较数值大小。
(2)比较化学反应速率与化学计量数的比值。如反应aA(g)+bB(g)cC(g)+dD(g),要比较v(A)与v(B)的相对大小,即比较与的相对大小,若>,则用v(A)表示的反应速率比用v(B)表示的反应速率大。
锌与稀硫酸反应制取氢气反应中,哪些物质可以表示该反应的速率?
提示:硫酸、硫酸锌。硫酸、硫酸锌溶解于水中,浓度可以表示;锌是固体,浓度几乎不变;由于氢气脱离了溶液,故其浓度无法表示。
[跟踪训练]
1.反应4A(s)+2B(g)2C(g)+D(g)从正反应方向进行,经过2 s后B的浓度减少了0.04 mol·L-1。下列说法正确的是( )
A.用A表示的反应速率是0.04 mol·L-1·s-1
B.在这2 s内用B和C表示的反应速率的值是相同的
C.在2 s末时的反应速率