内容正文:
第六章
化学反应与能量
第二节 化学反应的速率与限度
第一课时
爆炸
牛奶变质
铁棒生锈
溶洞形成
较快
较慢
很慢
很快
在已有知识里面,有没有表示“快慢”的物理量?
物理学中物体运动快慢用速度描述(v=s/t),
那么在化学反应中用什么来表示化学反应的快慢呢?
化学反应速率
1、表示方法:
2、数学表达式:
单位时间内反应物浓度的减少量或生成物浓度的增加量(取正值)。
3、常用单位:
mol/(L· min) mol/(L·s)
用于衡量化学反应过程进行的快慢
v=
ΔC
Δt
=
mol•L-1•min-1 mol•L-1•s-1
一、化学反应速率
[例1]将锌粒放入5mol/L的盐酸中,经过10S,盐酸的浓度变为1mol/L,则此10S内该化学反应的速率为?
(HCl)
v =
ΔC
Δt
= = 0.4 mol/(L·s)
化学反应速率指的是某一时间段内的平均速率,而不是某一时刻的瞬时速率;
② 必须指明具体物质;
③ 不用于固体或纯液体的浓度表示化学反应速率;
注 意
[例2]在一密闭容器中装有N2和H2,反应开始时,N2的浓度为2mol/L;H2的浓度为5mol/L;反应开始2min时,测得容器中N2的浓度为1.8mol/L,求这2min内N2、H2、NH3的平均速率各是多少?
v(N2) =
0.2mol/L
2min
= 0.1 mol/(L·min)
v(H2) = 0.3mol/(L·min)
v(NH3) = 0.2 mol/(L·min)
起始浓度(mol/L): 2 5 0
2min后浓度(mol/L): 1.8
变化浓度(mol/L): 0.2 0.6 0.4
解: N2 + 3 H2 2NH3
高温高压
催化剂
4.4 0.4
[思考]各物质的速率之比和方程式计量数之比有何关系?
相等;v(N2 ):v (H2):v (NH3) == 1 :3 : 2
速率比较:
[例2] A(g) + 3B (g) =2C (g) +2D (g) 在四种不同情况下的反应速率如下,其中表示反应速率最快的是( )
A. υ(A)= 0.8 mol·L-1·min-1 B. υ(B)= 0.75 mol·L-1·s-1
C. υ(C)= 0.6 mol·(L·s)-1 D. υ(D)= 0.5 mol·L-1·s-1
C
2. 按照化学计量数之比转化为同一种物质再比较
1.看单位是否统一,若不统一,换算成相同的单位
调控化学反应速率常常是决定化学实验成败或化工生产成本的关键。
根据生活中的实例,想一想影响化学反应速率的因素有哪些?它们如何影响反应速率?
溶洞虽美,但是却经得起时间的等待!
牛奶虽好喝,却经不起时间的考验!
探究方式:设计对照实验
二、探究影响化学反应速率的因素
实验
操作
现象
结论
催化剂(正)能加快化学反应速率
①有少量气泡出现
②能产生大量气泡
③能产生大量气泡
2 mL
(1) 催化剂
注意:加快化学反应的速率叫正催化剂;
减慢化学反应速率叫负催化剂。
【实验用品】
5% H2O2溶液、1 mol/L FeCl3溶液、0.1 mol/L 盐酸、1 mol/L盐酸、大理石碎块、冷水、热水、试管、烧杯、量筒、胶头滴管等
【思考】如何进行实验设计,从而实现对比?
科学探究(基本方法)
变量控制
实验
操作
现象
结论
① 产生气泡速率较慢
② 产生气泡速率快
升高温度,化学反应速率增大;降低温度,化学反应速率减小
其他条件相同时,探究反应温度对H2O2分解速率的影响
(2) 温度
②
实验
操作
现象
结论
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。
加入1 mol/L盐酸的试管中生成气泡的速率更快
(3) 浓度
其他条件相同时,向等质量的大理石碎块中分别滴加2mL 0.1mol/L和1mol/L的盐酸,观察现象。
对于有气体参加的反应,改变压强,对化学反应速率有影响吗?
(4) 压强
增大压强的方法
压缩体积
体积不变,充入不参与反应的气体
压强增大,反应物浓度增大,化学反应速率加快