内容正文:
2.1.1 化学反应速率
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对于化学反应,不同的反应,其速率也不一样
如《开端》里,火药的爆炸,可以在瞬间完成
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对于化学反应,不同的反应,其速率也不一样
而溶洞的形成,需要百年甚至千年
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一、化学反应速率
1.定义:衡量化学反应进行快慢的物理量。
2.表示方法:单位时间内反应物浓度的减少量或生成物浓度的增加量来表示。
3.表达式:______________
单位: ___________________________________________________
mol·L-1·s-1或mol/(L·s),mol·L-1·min-1或mol/(L·min)
[微点拨](1) 化学反应速率无论是用反应物表示还是用生成物表示都取正值,而且是某一段时间内的平均速率,不是某一时刻的瞬时速率。
(2)在一定温度下,对于固体和纯液体物质来说,其单位体积里的物质的量不会改变,即它们的物质的量浓度为常数,故一般不用固体或纯液体物质来表示反应速率。
某反应物浓度在5 min内由6 mol·L-1变为2 mol·L-1,则5 min内的平均反应速率为______
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资料卡片——除浓度外,反应速率的其他测量量
化学反应速率是可以通过实验测定的。根据化学反应速率表达式,实验中需要测定不同反应时刻反应物(或生成物)的浓度。实际上任何一种与物质浓度有关的可观测量都可以加以利用,如气体的体积、体系的压强、颜色的深浅、光的吸收、导电能力等。例如,对于在溶液中进行的反应,当反应物或生成物本身有比较明显的颜色时,人们常常利用颜色变化与浓度变化间的比例关系来测量反应速率。
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二、“三段式”计算
(1)写出有关反应的化学方程式;
(2)标出各物质的起始量、转化量、最终量(可用物质的量,也可用浓度);
(3)根据已知条件列方程式计算。
已知反应:2SO2 + O2 2SO3,4 mol SO2和2 mol O2 在2 L的密闭容器中反应2 min 后,SO2的物质的量浓度为1.5 mol/L,求SO2、O2、SO3的反应速率。
比较用SO2、O2、SO3表示的反应速率,从中你能得出什么结论?
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三、化学反应速率与化学计量数的关系
1.用不同物质表示同一反应的反应速率时,其数值大小可能不同,但表示的意义相同。
2.对于反应aA(g) + bB(g) === cC(g) + dD(g),
当单位相同时,化学反应速率之比等于化学计量数之比
即v (A)∶v (B)∶v (C)∶v (D) = ___________________。
a∶b∶c∶d
或 = = =
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例1:反应4X(s)+2Y(g) == 2Z(g)+W(g),经过2 s后Y的浓度减小了0.04mol·L-1。下列说法正确的是( )
A.用X表示的反应速率是0.04 mol·L-1·s-1
B.在这2 s内用Y和Z表示的反应速率的值是相同的
C.在2 s末时的反应速率,用反应物Y来表示是 0.02 mol ·L-1·s-1
D.2 s后,W的物质的量为 0.02 mol
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例2:反应2NO(g)+O2(g)== 2NO2(g)经a min后NO2(g)的浓度变化情况如图所示,在0~a min 内用O2表示的平均反应速率为0.04 mol·L-1·min-1,则a等于( )
[A] 5 [B] 2.5 [C] 0.1 [D] 10
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四、化学反应速率的比较方法
1.定性比较
观察实验现象(剧烈程度、产生气泡或沉淀的快慢、固体消失所需时间的长短等)
如 K 与水反应比 Na 与水反应剧烈,则反应速率:K>Na
2.定量比较
(1)“化单位”:若化学反应速率的单位不一致,需转化为同一单位。
(2)“化物质”:将不同物质的化学反应速率转化成同一物质的化学反应速率,
或分别除以相应物质的化学计量数,所得数值大的速率大。
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例:对于可逆反应2M(g)+2N(s) 3P(g)+Q(g),在不同条件下测得的化学反应速率如下。
①v(M)=4 mol·L-1·min-1 ②v(M)=0.1 mol·L-1·s-1
③v(P)=0.2 mol·L-1·s-1 ④v(Q)=3 mol·L-1·min-1
下列反应速率大小关系正确的是( )
[A] ①>④>③>② [B] ②>③=①>④
[C] ③>②=④>①. [D] ④>③>①>②
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(1)探究浓度对反应速率的影响
【实验仪器】烧杯、试管、量筒、试管架、胶头滴管、温度计、秒表。
【实验药品】0.1 mol/L Na2S2O3溶液、0.1 mol/L H2SO4溶液、0.5 mol/L H2SO4溶液、5% H2O2溶液、1mol/L FeCl3溶液、蒸馏水、热水。
【实验原理】Na2S2O3+H2SO4===_______________________
(可根据产生浑浊的时间判断反应速率的大小)
实验探究——定性研究影响化学反应速率的因素
Na2SO4+SO2↑+S↓+H2O
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(1)探究浓度对反应速率的影响
【实验步骤】
实验探究——定性研究影响化学反应速率的因素
【实验现象】两支试管中的溶液________,滴加___mol·L-1 H2SO4溶液的试管_________。
【实验结论】________________,增大反应物浓度,化学反应速率________。
均变浑浊
0.5
先变浑浊
其他条件相同时
增大
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(2)探究温度对反应速率的影响
【实验原理】Na2S2O3+H2SO4===Na2SO4+SO2↑+S↓+H2O
【实验步骤】
实验探究——定性研究影响化学反应速率的因素
【实验现象】两支试管中的溶液__________,烧杯中装______的试管__________
【实验结论】________________,升高温度,化学反应速率__________。
均变浑浊
热水
先变浑浊
其他条件相同时
增大
烧杯中装热水 烧杯中装冷水
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(3)探究催化剂对反应速率的影响
【实验原理】
【实验步骤】
实验探究——定性研究影响化学反应速率的因素
【实验现象】余烬____________ 余烬________
【实验结论】催化剂可以___________化学反应速率。
没有复燃
复燃
改变
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(4)压强对反应速率的影响
其他条件不变时,对于有气体参与的反应:
增大压强(减小容器容积)相当于增大反应物的浓度,化学反应速率增大;
反之,化学反应速率减小。
体积不变,充入惰性气体以增大压强,反应速率如何变化?
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例1:可使反应C(s)+CO2(g)=2CO(g)的反应速率增大的措施是:( )
①增大压强 ②增加碳的用量 ③通入CO2 ④恒压下充入N2 ⑤恒容下充入N2 ⑥通入CO
A.①③⑤ B.②④⑥ C.①③⑥ D.③⑤⑥
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例2:某化学小组欲探究不同条件对化学反应速率的影响,分组进行了如下实验。已知:2KMnO4+5H2O2+3H2SO4 == 2MnSO4+K2SO4+5O2↑+8H2O。30 ℃及以下,H2O2具有较好的稳定性,忽略溶液体积变化。下列说法不正确的是( )
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