内容正文:
第七章 化学反应速率和化学平衡
第一讲 化学反应速率
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。4.了解化学反应速率的调控在生产、生活和科学研究领域中的重要作用。
授课提示:对应学生用书第195页
化学反应速率
化学反应速率与化学计量数的关系
同一反应在同一时间内,用不同物质来表示的反应速率可能不同,但反应速率的数值之比等于这些物质在化学方程式中的化学计量数之比。
如在反应aA(g)+bB(g)cC(g)+dD(g)中,存在v(A)∶v(B)∶v(C)∶v(D)=a∶b∶c∶d。
影响化学反应速率的因素
(1)内因(主要因素):
反应物本身的性质是影响化学反应速率的决定因素。如卤素单质与H2反应的速率:F2>Cl2>Br2>I2。
(2)外因(其他条件不变,改变一个条件):
外界因素对反应速率影响的理论解释——有效碰撞理论
(1)活化分子、活化能、有效碰撞
①活化分子:能够发生有效碰撞的分子。
②活化能:如图所示。
图中:E1为正反应的活化能,使用催化剂时的活化能为E3,反应热为ΔH=E1-E2。
③有效碰撞:活化分子之间能够引发化学反应的碰撞。
(2)活化分子、有效碰撞与反应速率的关系
反应速率方程
在298 K时,实验测得溶液中的反应H2O2+2HI===2H2O+I2在不同浓度时的化学反应速率见下表。
实验编号
1
2
3
4
5
c(HI)/(mol·L-1)
0.100
0.200
0.300
0.100
0.100
c(H2O2)/(mol·L-1)
0.100
0.100
0.100
0.200
0.300
v/(mol·L-1·s-1)
0.007 60
0.015 3
0.022 7
0.015 1
0.022 8
(1)根据表中数据可总结化学反应速率与H2O2浓度及HI浓度之间的关系式为v=kc(H2O2)·c(HI)。式中比例系数k称为反应速率常数,它表示单位浓度下的化学反应速率。通常,反应速率常数越大,反应进行得越快。反应速率常数与浓度无关,但受温度、催化剂、固体表面性质等因素的影响。
(2)一个反应的化学反应速率与参与反应的物质的浓度的关系式是实验测定的结果,不能随意根据反应的化学方程式直接写出。
1.判断正误,正确的打“√”,错误的打“×”。
(1)对于任何化学反应来说,反应速率越大,反应现象越明显。(×)
(2)对于任何化学反应来说,都必须用单位时间内反应物或生成物浓度的变化量来表示化学反应速率。(×)
(3)单位时间内反应物浓度的变化量表示正反应速率,生成物浓度的变化量表示逆反应速率。(×)
(4)化学反应速率为0.8 mol·L-1·s-1是指1 s时某物质的浓度为0.8 mol·L-1。(×)
(5)同一化学反应,相同条件下用不同物质表示的反应速率,其数值可能不同,但表示的意义相同。(√)
(6)同一化学反应,相同条件下用不同物质表示的反应速率,数值越大,表示化学反应速率越快。(×)
(7)对于反应N2(g)+3H2(g)2NH3(g),v(N2)=1 mol·L-1·s-1与v(NH3)=1 mol·L-1·s-1表示的反应快慢相同。(×)
(8)对于反应4NH3(g)+5O2(g)===4NO(g)+6H2O(l),v(NO)与v(O2)的关系为4v(NO)=5v(O2)。(×)
(9)同时改变两个变量来研究反应速率的变化,能更快得出有关规律。(×)
(10)不管是吸热反应,还是放热反应,升高温度,反应速率都加快。(√)
(11)增大反应体系的压强,反应速率不一定增大。(√)
(12)增大反应物的浓度,能够增大活化分子的百分含量,所以反应速率增大。(×)
(13)对于可逆反应FeCl3+3KSCNFe(SCN)3+3KCl,增加氯化钾浓度,逆反应速率加快。(×)
2.在一密闭容器中充入1 mol H2和1 mol I2,压强为p(Pa),并在一定温度下使其发生反应:H2(g)+I2(g)===2HI(g) ΔH<0。改变下列条件对反应速率有何影响?
(1)保持容器容积不变,向其中加入1 mol N2(N2不参加反应)________(填“增大”“减小”或“不变”,下同)。
(2)保持容器内气体压强不变,向其中加入1 mol N2(N2不参加反应)________。
(3)保持容器内气体压强不变,向其中加入1 mol H2(g)和1 mol I2(g)________。
(4)提高起始的反应温度________。
(5)减小容器体积________。
答案: