内容正文:
必修二核心知识清单
第六章第二节 化学反应速率
填空版
一、化学反应速率
1、化学反应速率及其表示方法
①定义:化学反应速率通常用 来表示。
②计算公式:v(A)= 。如某反应的反应物A浓度在5 min内由6 mol·L-1变成了2 mol·L-1,则v(A)= 。
③常用单位: 、 。
④意义:化学反应速率是用来衡量化学反应进行快慢程度的物理量,同一化学反应用不同的物质来表示化学反应速率时,其 可能不同,但这些数值所表示的意义相同。
注意:
①固体或纯液体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 ,故一般不用 来表示反应速率。
②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 ,不是某一时刻的瞬时速率。
问题探究:根据反应速率的定义,思考对于同一反应,用不同的物质来表示反应速率之间有何关系?
例:在一个体积为2 L的密闭容器中发生反应2SO2+O22SO3,经过5 s后,测得SO3的物质的量为0.8 mol。填写下表:
有关反应物质
SO2
O2
SO3
物质的量浓度变化
化学反应速率
化学反应速率之比
由此可知:如对于反应:mA(g)+nB(g)pC(g)+qD(g),v(A)∶v(B)∶v(C)∶v(D)= 。
这是有关化学反应速率的计算或换算的依据。
2、化学反应速率的计算及大小比较
已知反应A(g)+3B(g)2C(g),在不同条件下,分别用A、B、C三种物质表示的速率为:①v(A)=0.2 mol/(L·s);②v(B)=0.45 mol/(L·s);③v(C)=0.45 mol/(L·s),则通过所学知识比较此反应在上述条件下进行的快慢程度。
(1)化学反应速率大小的比较方法
①归一法:若单位不统一,则要换算成相同的单位;若为不同物质表示的反应速率,则要换算成同一物质来表示反应速率;再比较数值的大小。
②比值法:比较化学反应速率与化学计量数的比值,如aA(g)+bB(g)cC(g)+dD(g),比较与,若>,则说明用A表示的化学反应速率大于用B表示的化学反应速率。
【典例1】对于可逆反应A(g)+3B(s)2C(g)+2D(g),在不同条件下的化学反应速率如下,其中表示的反应速率最快的是( )
A.v(A)=0.5mol·L-1·min-1 B.v(B)=1.2mol·L-1·s-1
C.v(D)=0.4mol·L-1·min-1 D.v(C)=0.1mol·L-1·s-1
总结:化学反应速率的计算方法:
化学反应速率的计算方法:
①利用公式v= 计算,其中Δc表示反应物(或生成物)浓度的变化量,Δn表示物质的量的变化,V表示反应容器的体积,Δt表示其浓度变化的时间间隔。
②对于已知反应mA(g)+nB(g)pC(g)+qD(g),其化学反应速率可用不同的反应物或生成物来表示,当单位相同时,同一段时间内用不同物质的化学反应速率的数值之比等于方程式中各物质的化学计量数之比,即v(A)∶v(B)∶v(C)∶v(D)= 。
二、影响化学反应速率的因素
1、实验探究外界条件对化学反应速率的影响
任务一、实验探究:结合教材P43-44页“探究”内容,完成实验,观察现象,填写表格内容:
(1) 探究温度对化学反应速率的影响
① 双氧水的分解
实验操作
实验现象
①
②
③
实验结论
②硫代硫酸钠与硫酸的反应
实验过程
取两支大小相同的试管,各加入2 mL 0.1mol/L Na2S2O3溶液,分别放入盛有冷水和热水的两个烧杯中。再同时向上述两支试管中加入2 mL 0.1mol/L H2SO4溶液,振荡。观察、比较两支试管中溶液出现浑浊的快慢
化学方程式
实验编号
加入0.1mol/L Na2S2O3溶液的体积/mL
加入0.1mol/L H2SO4溶液的体积/mL
水浴温度/℃
出现浑浊的快慢
1
2
2
冷水
2
2
2
热水
实验结论
影响规律:当其他条件不变时,升高温度,可以 化学反应速率;降低温度,可以 化学反应速率。
(2)催化剂对化学反应速率影响的探究
实验操作
实验现象
①
②
③
实验结论
(3)浓度对化学反应速率影响的探究
① 双氧水的分解
实验操作
实验现象
实验结论
②硫代硫酸钠与硫酸的反应
实验
过程
取两支大小相同的试管,分别加入2 mL 和 1 mL 0.1mol/L Na2S2O3溶液,向盛有1 mL 0.1mol/L Na2S2O3溶液的试管中加入1 mL 蒸馏水,摇匀。再同时向上述两支试管中加入2 mL 0.1mol/L H2SO4溶液,振荡。观察、比较两支试管中溶液出现浑浊的快慢
化学
方程式
Na2S2O3+H2SO4===Na2SO4+S↓+SO2↑+H2O
实验
编号
加入0.1mol/L Na2S2O3溶液的体积/mL
加入水的体积/mL
加入0.1mol/L H2SO4溶液的体积/mL
出现浑浊的快慢
1
2
0
2
2
1
1
2
实验
结论
影响规律:当其他条件不变时,增大反应物的浓度,可以 化学反应速率;减小反应物的浓度,可以 化学反应速率。
注意:
①浓度对化学反应速率的影响只适用于 的反应,对于纯固体或液体的反应物,一般情况下其浓度是常数,因此改变它们的量不会改变化学反应速率
②固体物质的反应速率与接触面积有关,颗粒越细,表面积越大,反应速率就越快。块状固体可以通过研细来增大表面积,从而加快化学反应速率
③对于离子反应,只有实际参加反应的各离子浓度发生变化,才会引起化学反应速率的改变
④随着化学反应的进行,反应物的浓度会逐渐减小,因此一般反应速率也会
(4)探究固体反应物表面积对化学反应速率的影响
实验操作
实验现象
实验结论
2、化学反应速率影响因素—变量控制
影响因素
一般规律
内因
反应物自身的性质(主要因素)
外因
催化剂
温度
反应物的浓度
气体反应物的压强
固体反应物的表面积
其他
注意:
科学研究中,对于多因素(多变量)的问题,往往采用只改变其中某一个因素,控制其它因素不变。使多因素的问题变成几个单因素的问题,分别加以研究,这种研究方法就是变量控制法。
观察教材P45页图6-16,思考压强对化学反应速率影响(对于有气体参与的化学反应)规律是什么?
其它条件不变时,压缩气体体积,气体的压强增大,反应物的 增大,化学反应速率增大。反之,减小压强,反应物 减小,化学反应速率减小。但应注意:
①恒温恒容时:充入气体反应物 反应速率 。
②恒温恒容时:充入惰性气体总压强增大,但各气体物质的 ,反应速率 。
③恒温恒压时:充入惰性气体压强 各气体物质的浓度 反应速率 。
④恒温时:缩小容器体积→容器 →反应物浓度 →反应速率 。
注意:压强的对化学反应速率的影响,实质是改变压强要改变 。即压强改变,若反应物浓度改变,则化学反应速率 ,反之,若压强改变,反应物浓度不变,则反应速率 。
必修二核心知识清单
第六章第二节 化学反应速率
背诵版
一、化学反应速率
1、化学反应速率及其表示方法
①定义:化学反应速率通常用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。
②计算公式:v(A)= 。如某反应的反应物A浓度在5 min内由6 mol·L-1变成了2 mol·L-1,则v(A)=0.8 mol·L-1·min-1。
③常用单位:mol·L-1·s-1或mol·L-1·min-1。
④意义:化学反应速率是用来衡量化学反应进行快慢程度的物理量,同一化学反应用不同的物质来表示化学反应速率时,其数值可能不同,但这些数值所表示的意义相同。
注意:①固体或纯液体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。
②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。
问题探究:根据反应速率的定义,思考对于同一反应,用不同的物质来表示反应速率之间有何关系?
例:在一个体积为2 L的密闭容器中发生反应2SO2+O22SO3,经过5 s后,测得SO3的物质的量为0.8 mol。填写下表:
有关反应物质
SO2
O2
SO3
物质的量浓度变化
0.4
0.2
0.4
化学反应速率
0.08
0.04
0.04
化学反应速率之比
2:1:2
由此可知:如对于反应:mA(g)+nB(g)pC(g)+qD(g),v(A)∶v(B)∶v(C)∶v(D)=m∶n∶p∶q。
这是有关化学反应速率的计算或换算的依据。
2、化学反应速率的计算及大小比较
已知反应A(g)+3B(g)2C(g),在不同条件下,分别用A、B、C三种物质表示的速率为:①v(A)=0.2 mol/(L·s);②v(B)=0.45 mol/(L·s);③v(C)=0.45 mol/(L·s),则通过所学知识比较此反应在上述条件下进行的快慢程度。
【解析】.A为纯固体,固体的浓度视为定值,故A错误;B.反应速率之比等于化学计量数之比,分别用B、C、D表示的反应速率其比值为3∶2∶1,故B正确;C.2 min内用B表示的反应速率是v(B)===0.3 mol·L-1·min-1,故C错误;D.由C项可知v(B)=0.3 mol·L-1·min-1,反应速率之比等于化学计量数之比,则v(C)=v(B)=0.2 mol·L-1·min-1,两者数值不相等,故D错误;故选B。
(1)化学反应速率大小的比较方法
①归一法:若单位不统一,则要换算成相同的单位;若为不同物质表示的反应速率,则要换算成同一物质来表示反应速率;再比较数值的大小。
②比值法:比较化学反应速率与化学计量数的比值,如aA(g)+bB(g)cC(g)+dD(g),比较与,若>,则说明用A表示的化学反应速率大于用B表示的化学反应速率。
【典例】对于可逆反应A(g)+3B(s)2C(g)+2D(g),在不同条件下的化学反应速率如下,其中表示的反应速率最快的是( )
A.v(A)=0.5mol·L-1·min-1 B.v(B)=1.2mol·L-1·s-1
C.v(D)=0.4mol·L-1·min-1 D.v(C)=0.1mol·L-1·s-1
D。解析:本题可以采用归一法进行求解,通过方程式的计量数将不同物质表示的反应速率折算成同一物质表示的反应速率进行比较,B项中的B物质是固体,不能表示反应速率;C项中对应的v(A)=0.2mol·L-1·min-1;D项中对应的v(A)=3mol·L-1·min-1。
总结:化学反应速率的计算方法:
化学反应速率的计算方法:
①利用公式v==计算,其中Δc表示反应物(或生成物)浓度的变化量,Δn表示物质的量的变化,V表示反应容器的体积,Δt表示其浓度变化的时间间隔。
②对于已知反应mA(g)+nB(g)pC(g)+qD(g),其化学反应速率可用不同的反应物或生成物来表示,当单位相同时,同一段时间内用不同物质的化学反应速率的数值之比等于方程式中各物质的化学计量数之比,即v(A)∶v(B)∶v(C)∶v(D)=m∶n∶p∶q。
二、影响化学反应速率的因素
1、实验探究外界条件对化学反应速率的影响
(1)温度对化学反应速率影响的探究
实验操作
实验现象
①产生气泡速率最慢
②产生气泡速率较快
③产生气泡速率最快
实验结论
对于反应2H2O22H2O+O2↑来说,温度升高,H2O2的分解速率加快
②硫代硫酸钠与硫酸的反应
实验过程
取两支大小相同的试管,各加入2 mL 0.1mol/L Na2S2O3溶液,分别放入盛有冷水和热水的两个烧杯中。再同时向上述两支试管中加入2 mL 0.1mol/L H2SO4溶液,振荡。观察、比较两支试管中溶液出现浑浊的快慢
化学方程式
Na2S2O3+H2SO4===Na2SO4+S↓+SO2↑+H2O
实验编号
加入0.1mol/L Na2S2O3溶液的体积/mL
加入0.1mol/L H2SO4溶液的体积/mL
水浴温度/℃
出现浑浊的快慢
1
2
2
冷水
较慢
2
2
2
热水
较快
实验
结论
升高温度能使硫代硫酸钠与硫酸的反应速率加快
影响规律:当其他条件不变时,升高温度,可以增大化学反应速率;降低温度,可以减小化学反应速率
(2)催化剂对化学反应速率影响的探究
实验操作
实验现象
①有少量气泡出现
②能产生大量气泡
③能产生大量气泡
实验结论
MnO2、FeCl3可以使H2O2分解的速率加快
(3)浓度对化学反应速率影响的探究
① 双氧水的分解
实验操作
实验现象
装有12% H2O2溶液的试管中先产生气泡
实验结论
增大反应物浓度能使H2O2分解速率加快
②硫代硫酸钠与硫酸的反应
实验
过程
取两支大小相同的试管,分别加入2 mL 和 1 mL 0.1mol/L Na2S2O3溶液,向盛有1 mL 0.1mol/L Na2S2O3溶液的试管中加入1 mL 蒸馏水,摇匀。再同时向上述两支试管中加入2 mL 0.1mol/L H2SO4溶液,振荡。观察、比较两支试管中溶液出现浑浊的快慢
化学
方程式
Na2S2O3+H2SO4===Na2SO4+S↓+SO2↑+H2O
实验
编号
加入0.1mol/L Na2S2O3溶液的体积/mL
加入水的体积/mL
加入0.1mol/L H2SO4溶液的体积/mL
出现浑浊的快慢
1
2
0
2
较慢
2
1
1
2
较快
实验
结论
增大反应物浓度能使硫代硫酸钠与硫酸的反应速率加快
影响规律:当其他条件不变时,增大反应物的浓度,可以 增大 化学反应速率;减小反应物的浓度,可以 减小 化学反应速率。
注意:
①浓度对化学反应速率的影响只适用于 溶液中 或 气体 的反应,对于纯固体或液体的反应物,一般情况下其浓度是常数,因此改变它们的量 不影响 化学反应速率。
②固体物质的反应速率与接触面积有关,颗粒越细,表面积越大,反应速率就越快。块状固体可以通过研细来增大表面积,从而加快化学反应速率
③对于离子反应, 只有实际参加反应 的各离子浓度发生变化,才会引起化学反应速率的改变
④随着化学反应的进行,反应物的浓度会逐渐减小,因此一般反应速率也会逐渐减小。
(4)探究固体反应物表面积对化学反应速率的影响
实验操作
实验现象
加碳酸钙粉末的试管内产生气泡较快,加块状碳酸钙的试管内产生气泡较慢
实验结论
其他条件相同时,固体反应物表面积越大,反应速率越快
2、化学反应速率影响因素—变量控制
影响因素
一般规律
内因
反应物自身的性质(主要因素)
反应物的化学性质越活泼,化学反应速率越快;反应物的化学性质越不活泼,化学反应速率越慢
外因
催化剂
一般情况下,使用合适的催化剂能极大地加快反应速率
温度
升高温度,化学反应速率加快;降低温度,化学反应速率减慢
反应物的浓度
增大反应物的浓度,化学反应速率加快;减小反应物的浓度,化学反应速率减慢
气体反应物的压强
增大气体反应物的压强,化学反应速率加快;减小气体反应物的压强,化学反应速率减慢
固体反应物的表面积
增大固体反应物的表面积,化学反应速率加快
其他
光波、电磁波、超声波、溶剂等,也能影响化学反应的速率
注意:
科学研究中,对于多因素(多变量)的问题,往往采用只改变其中某一个因素,控制其它因素不变。使多因素的问题变成几个单因素的问题,分别加以研究,这种研究方法就是变量控制法。
其它条件不变时,压缩气体体积,气体的压强增大,反应物的浓度增大,化学反应速率增大。反之,减小压强,反应物浓度减小,化学反应速率减小。但应注意:
①恒温恒容时:充入气体反应物压强增大浓度增大反应速率加快。
②恒温恒容时:充入惰性气体总压强增大,但各气体物质的浓度不变,反应速率不变。
③恒温恒压时:充入惰性气体压强不变体积增大各气体物质的浓度减小反应速率减慢。
④恒温时:缩小容器体积→容器压强增大→反应物浓度增大→反应速率加快。
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