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
课时1 化学反应速率
人教版必修第二册
学习目标
本节重点
了解化学反应速率的概念和表示方法;
能够进行化学反应速率的简单计算。
本节难点
理解影响化学反应速率的因素及规律,并能合理解释生产、生活中的相关化学现象。
2
新课导入
爆 炸
牛奶变质
钢铁生锈
溶洞形成
在化学实验和日常生活中,我们经常观察到有些反应进行得快,有些反应进行得慢。
思考:如何科学衡量化学反应速率的快慢?
实验探究
化学反应快慢的表示方法
通过观察对比实验现象来定性描述化学反应的快慢
(1)Zn+H2SO4=ZnSO4+H2↑
(3)Ca(OH)2+CO2=CaCO3↓+H2O
(2)Fe3++3SCN-=Fe(SCN)3
观察冒气泡的快慢
观察沉淀产生的快慢(溶液变浑浊快慢)
观察溶液颜色变化快慢
温度变化快慢
(4)Mg + 2HCl = MgCl2 + H2↑
在科学研究和实际应用中,往往需要定量地描述一个反应的快慢
教师点拨
一、化学反应速率
1.概 念:
2.表示方法:
3.单 位:
4.表达式:
用来衡量化学反应过程进行快慢程度的物理量
均取正值
mol/(L·s)或mol/(L·min)
反应物或生成物A的浓度变化量;单位:mol/L
通常用单位时间内反应物浓度的减少或生成物浓度的增加来表示化学反应快慢程度的物理量;符号:
νB
表示反应时间的变化 单位:s/min
物质A的化学反应速率
=
V∙Δt
Δn
 ̄ ̄ ̄
=
t2–t1
c2–c1
 ̄ ̄ ̄
1 mol/(L·s) = mol/(L·min)
60
教师点拨
例1:向4L容器中充入0.7moL SO2和0.4moL O2,在一定条件下反应,4s末测得容器内剩余SO2 是0.3moL,求4s内SO2反应速率?
化学反应速率指某一段时间内化学反应的平均速率,不是某刻的瞬时速率
【解】υ (SO2) =
△n(SO2 )
V△t
=
(0.7 – 0.3) mol
4L×4s
= 0.025 mol/(L·s)
固体或纯液体的浓度可视为常数。因此不用固体或纯液体表示化学反应速率
例2:对于2Na+ 2H2O = 2NaOH + H2↑这个反应,能否用钠或者水的浓度变化来表示速率呢?
教师点拨
化学反应速率的计算——三段式
例3:将1.0 mol N2和3.0 mol H2在2 L的密闭容器中发生反应,反应经 2秒后,剩余的N2为0.6 mol,求2秒内N2的反应速率。
起始量 mol/L
转化量 mol/L
2s量 mol/L
0.5
1. 5
0.2
0.6
0.4
0.9
0.4
0.3
v(N2)= 0.2 mol/L/2 s=0.1mol/(L·min)
v(H2)= 0.6 mol/L/2 s=0.3mol/(L·min)
v(NH3)= 0.4 mol/L/2s=0.2mol/(L·min)
① 写出有关反应的化学方程式;
② 找出各物质的起始量,转化量,某时刻量;
③ 根据已知条件列方程式计算。
0
教师点拨
★结论
各物质的反应速率之比等于化学计量数之比
aA + bB= cC + dD
v(A)∶v(B)∶v(C)∶v(D) = a∶b∶c∶d
= ∆n(A)︰∆n(B)︰∆n(C)︰∆n(D)
= ∆c(A)︰∆c(B)︰∆c(C)︰∆c(D)
★结论
同一反应中用不同物质表示化学反应速率时,其值不一定相同,但其表示反应的快慢程度相同——计算时必须指明具体物质 v(A)。
教师点拨
化学反应速率大小的比较方法
3A(g)+B(g)=2C(g)
例3:对于反应3A(g)+B(g)=2C(g),在不同条件下,用A.B表示的反应速率分别为条件① v(A)=0.6 mol·L-1·min-1;条件② v(B)=0.45 mol·L-1·min-1;比较反应在条件①和条件②的速率快慢
v(A)=0.6 mol·L-1·min-1
v(B)=0.45 mol·L-1·min-1
v(B)=0.2 mol·L-1·min-1
v①
v②
<
①“化物质”:换算成同一物质表示的反应速率,或分别除以相应物质的化学计量数,所得数值大的速率大。
②“化单位”:若化速率的单位不一致,需转化为同一单位。
生活化学
二、影响化学反应速率的因素
生活中有哪些控制反应速率快慢的实例?
氧气浓度
食物温度
酵母加速发酵
煤的接触面积
反应物浓度
反应温度
催化剂
反应物接触面积
浓度越大,速率越快
温度越低,速率越慢
催化剂加快速率
接触面积越大,速率越快
实验探究
教师点拨
操作
现象
结论
当其他条件相同时,升高温度,化学反应速率增大;降低温度,化学反应速率减小。
(适用于所有的化学反应,与吸热反应或放热反应及反应物的状态无关)
② 产生气泡速率较快
③ 产生气泡速率最快
① 产生气泡速率最慢
温度对化学反应速率的影响
实验探究
教师点拨
反应物浓度对化学反应速率的影响
实验操作
实验现象 加_________盐酸的试管中产生气泡的速率更快
实验结论
1 mol/L
当其他条件相同时,增大反应物浓度,化学反应速率增大;减小反应物浓度,化学反应速率减小。
(固体和纯液体的浓度都是不变的,对于化学反应速率不影响)
实验探究
教师点拨
操作
现象
结论
催化剂对化学反应速率的影响
① 有少量气泡出现
② 能产生大量气泡
③ 能产生大量气泡
当其他条件相同时,催化剂能改变化学反应速率,同一化学反应的催化剂可能不止一种,且催化效率一般不同。MnO2>FeCl3
教师点拨
操作
现象
结论
固体反应物表面积对化学反应速率的影响
① 有少量气泡出现
② 能产生大量气泡
③ 能产生大量气泡
当其他条件相同时,催化剂能改变化学反应速率,同一化学反应的催化剂可能不止一种,且催化效率一般不同。MnO2>FeCl3
拓展延伸
压强对化学反应速率的影响
增大压强,容器体积减小
V=
=
=
增大压强(容器体积减小)
减小压强(容器体积增大)
增大反应速率
减小反应速率
增大反应物浓度
减小反应物浓度
V=
=
=
① 恒温恒容时
充入稀有气体
参加反应的气体浓度不变
速率不变
② 恒温恒压时
充入稀有气体
V增大
参加反应的气体浓度减小
速率减小
增大压强
课堂小结
内因:化学反应速率的大小主要取决于反应物本身的性质。
外因:在其他条件相同时,
压强
其他因素
催化剂
温度
浓度
反应物浓度越大
气体反应的压强越大
使用催化剂
反应物接触面积,固体反应物的颗粒大小等
温度越高
化学反应速率越大
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