内容正文:
第二章 化学反应速率与化学平衡
第一节 化学反应速率
第一课时 化学反应速率及影响因素
爆炸
溶洞形成
很慢
钢铁生锈
较慢
牛奶变质
较快
只需数天
一段时间
千年万年
不同的化学反应进行的快慢千差万别,快和慢是相对而言的,是一种定性的比较。
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。
如何定量描述一个化学反应的快慢?
化学反应速率
情 境 导 入
瞬间完成
很快
化学反应进行是有快慢的
新课导入
(1)含义:
(2)表示方法:
(3)计算式:
(4)单位:
用来衡量化学反应过程进行快慢程度的物理量
单位时间内反应物浓度的减少量或生成物浓度的增加量(均取正值)。
v =
Δc
Δt
V·△t
=
△n(B)
 ̄ ̄ ̄
mol/(L·min) 或 mol/(L·s)
mol ·L-1 ·min-1 或
mol ·L-1 ·s-1
一、化学反应速率
任务一 化学反应速率
温馨提示:
(1)由v= 计算得到的是一段时间内的平均反应速率,而不是某一时刻的瞬时速率。
Δc
Δt
(2)不用固体或纯液体物质来表示化学反应速率。纯液体或固体物质的浓度一般视为常数,单纯改变它们的用量,浓度视为不变。
如:2Na+2H2O=2NaOH+H2↑
v(H2)
v(NaOH)
可以用 、 表示速率;
但不能用Na 、H2O表示速率
任务一 化学反应速率
【典例】在恒容的密闭容器中发生反应N2 + 3H2 2NH3,反应开始时N2的浓度0.8 mol/L,5min后N2的浓度变为0.7 mol/L。求该反应的化学反应速率(分别用N2 、H2 、NH3 表示)。
任务二 化学反应速率的计算
N2 + 3H2 2NH3
起始量/mol·L-1
变化量/mol·L-1
5min量/mol·L-1
0.8
0
0.1
0.3
0.2
0.7
υ(N2)
=
=
υ(H2)
=
Δc (H2)
Δt
=
0.1mol/L
5min
=
0.02
0.3mol/L
5min
=
0.06
υ(NH3)
=
Δc (NH3)
Δt
=
0.2mol/L
5min
=
0.04
Δc (N2)
Δt
化学反应速率之比=物质浓度变化之比=物质的量变化之比=化学计量数之比。
同一化学反应 m A + n B p C + q D
υ(A)︰υ(B)︰υ(C)︰υ(D) = m︰n︰p︰q
①写出有关反应的化学方程式。
②标出各物质的起始量、变化量、某时刻量(可用n,也可用c,但要求统一)。
③根据已知条件列方程式计算。
mA(g) + nB(g) pC(g) + qD(g)
起始量(mol/L)
a
b
0
0
变化量(mol/L)
x
某时刻量(mol/L)
a-x
相关计算:
变化量
起始量
转化率=
×100 %
x
n
m
a-
x
n
m
x
p
m
x
q
m
x
p
m
x
q
m
任务二 化学反应速率的计算
模型认知:“三段式”计算模板
【典例】反应 A(g) + 3B(g) 2C(g) + 2D (g) 在四种不同情况下的反应速率为①υ(A)=0.45mol·L-1·min-1 ②υ(B)=0.6mol·L-1·s-1 ③υ(C)=0.4mol·L-1·s-1④υ(D)=0.45mol·L-1·s-1 则该反应速率的快慢顺序为_______________
④>③=②>①
任务二 化学反应速率的计算
题型二 比较化学反应速率的快慢
比较反应的快慢(归一法)
先统一单位,再统一物质
1 mol /(L · s)=60 mol /(L · min)
气体体积
体系压强
测量反应速率时,任何一种与化学物质的浓度或质量相关的性质均可利用,如_________、________、颜色深浅、光的吸收、光的发射、导电能力等。
在溶液中,当反应物或生成物本身有较明显的颜色时,人们常利用__________和___________________的正比关系来跟踪反应的过程和测量反应速率。
颜色深浅
显色物质浓度时间
任务三 化学反应速率的测定
定性与定量研究影响化学反应速率的因素的模型
建立模型
定性
定量
选择实验现象明显的化学反应。通过观察冒气泡快慢;颜色变化;固体量减少;浑浊程度;温度变化等。
选择合适实验装置准确测量时间、气体体积、压强、pH等的变化。
任务四 影响化学反应速率的因素
定性研究影响化学反应速率的因素
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、1 mol/L FeCl3溶液、蒸馏水、热水。
实验用品:烧杯、试管、量筒、试管架、胶头滴管、温度计、秒表。
任务四 影响化学反应速率的因素
浓度、温度、催化剂等因素如何影响化学反应速率?如何测定化学反应速率?
①探究浓度对化学反应速率的影响
影响因素 实验步骤 实验现象比较 结论
浓度
2mL0.1 mol/L Na2S2O3溶液
① + 2mL 0.1 mol/L H2SO4溶液
② +2mL 0.5 mol/L H2SO4溶液
均变浑浊
较慢
较快
增大反应物浓度,加快反应速率
Na2S2O3+H2SO4 = Na2SO4+SO2 ↑+S↓+H2O
任务四 影响化学反应速率的因素
②探究温度对化学反应速率的影响
影响因素 实验步骤 实验现象比较 结论
温度
2mL0.1 mol/L Na2S2O3溶液
+ 2mL 0.5 mol/L H2SO4溶液
② 将 试管 放入 热水 中
① 将 试管 放入 冷水 中
较快
较慢
均变浑浊
升高温度,加快反应速率
任务四 影响化学反应速率的因素
③探究催化剂对化学反应速率的影响
2H2O2 = 2H2O + O2 ↑
影响因素 实验步骤 实验现象比较 结论
催化剂
2 mL 5% H2O2溶液
① + 1mL 的 1 mol/L FeCl3溶液
② + 0mL 的 1 mol/L FeCl3溶液
较多气泡产生
几乎无气泡
其他条件相同时,催化剂可改变化学反应速率
定量研究影响化学反应速率的因素
υ=
Δc
Δt
测定的原理
找与化学反应物质的浓度相关的物理
找与该物理量化学变化对应的时间
选择可观测、易操作的变量
气体
体积,压强,颜色
离子浓度
pH,浑浊度,颜色等
任务四 影响化学反应速率的因素
任务四 影响化学反应速率的因素
①定量测量浓度对化学反应速率的影响
Zn+H2SO4=ZnSO4+H2↑
加入试剂 反应时间(min) 反应速率(mL/min) 实验结论
1mol/L H2SO4
4mol/L H2SO4
2min51s
1min37s
增大反应物浓度,加快反应速率
条件 改变 对化学反应速率的影响
浓度 增大反应物的浓度
减小反应物的浓度
温度 升高温度
降低温度
催化剂 多数情况下,使用催化剂能够 化学反应速率
压强(对有气体参加的化学反应) 增大压强
减小压强
接触面积 块状固体变为粉末状
加快
加快
加快
加快
减慢
减慢
减慢
加快
大量实验证明,温度每升高10℃,化学反应速率通常增大为原来的2~4倍。这表明温度对反应速率的影响非常显著
任务四 影响化学反应速率的因素
(1)探究接触面积对化学反应速率的影响应选用哪两组实验数据____。
(2)上述5组实验中测定收集等体积的氢气需要时间最短的是___。
(3)实验完成后,某同学又用A组实验药品滴加两滴氯化铜,发现产生氢气的速率明显加快,解释速率加快的原因是____________________________
____________________________________________。
DE
E
Zn与Cu2+反应生成Cu单质,在
锌块表面形成Zn—Cu原电池,加快化学反应速率
用等质量的锌与等体积过量盐酸在不同条件下进行如下5组实验,测定收集相同条件下等体积的氢气所用时间。
组别 A B C D E
盐酸浓度/mol·L-1 2.0 2.0 2.5 2.5 2.5
温度/℃ 25 30 30 50 50
锌粒状态 块状 粉末 粉末 块状 粉末
随堂检测
下列关于化学反应速率的说法中,正确的是 ( )
①用铁片与稀硫酸反应制取氢气时,改用98%的浓硫酸可以加快产生氢气的速率
②SO2的催化氧化是一个放热反应,所以升高温度,反应速率减慢
③决定化学反应速率的主要因素是反应物的浓度
④汽车尾气中的NO与CO反应转化为无害的N2和CO2,减小压强,反应速率减慢
⑤增大压强,一定能加快化学反应速率
⑥用锌与稀硫酸反应制H2时,滴加几滴硫酸铜溶液能加快反应速率
⑦使用催化剂,会改变反应速率
⑧光是影响某些化学反应速率的外界条件之一
⑨增加反应物的用量,一定会增大化学反应速率
A.①②⑤⑨ B.④⑥⑦⑧ C.④⑥⑦⑨ D.③④⑥⑦
B
随堂检测
某温度下按如图装置进行实验,锥形瓶内盛有6.5 g锌粒,通过分液漏斗加入40 mL 2.5 mol·L-1的硫酸溶液,将产生的H2收集在一个注射器中,用时10 s时恰好收集到气体的体积为44.8 mL(标况),在该温度下下列说法不正确的是( )
A.用锌粒表示的10 s内该反应的速率为0.013 g·s-1
B.忽略锥形瓶内溶液体积的变化,用H+表示的10 s
内该反应的速率为0.01 mol·L-1·s-1
C.忽略锥形瓶内溶液体积的变化,用Zn2+表示的
10 s内该反应的速率为0.01 mol·L-1·s-1
D.用H2表示的10 s内该反应的速率为0.000 2 mol·s-1
C
随堂检测
化学反应速率
外因
温度
浓度
催化剂
接触面积
压强(气体)
影响因素
内因:
反应物本身的性质
概念
单位:
公式:
mol· L-1·s-1或mol· L-1·min-1
课堂小结
课堂小结
定性描述
定量计算
实验测定
EVCapture4.0.2软件录制
Lavf56.38.102
本视频由湖南一唯信息科技开发的EV录屏软件录制,www.ieway.cn
EVCapture4.0.2软件录制
Lavf56.38.102
本视频由湖南一唯信息科技开发的EV录屏软件录制,www.ieway.cn
Lavf58.20.100
$