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专题 2 化学反应与能量转化. 第一单元 化学反应速率与反应限度. 化学反应速率. 火车时速可达每小时 500 公里以上. 蜗牛每分钟 爬 0.15m. 国际田联超级大奖赛洛桑站男子 110 米栏的决赛中,中国选手刘翔以 12 秒 88 的成绩打破了沉睡 13 年之久的男子 110 米栏世界纪录. 宏观物体的运动 有快有慢. 爆炸反应. 煤的形成. 化学反应的速率也有快慢之分. 请说说看,你所知道的化学 反应中,哪些是比较快的, 哪些是比较慢的?. 一、化学反应速率. 1. 概念:化学反应速率是用来衡量化学反应进行快慢程度的一个物理量。.
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专题2 化学反应与能量转化 第一单元 化学反应速率与反应限度 化学反应速率
火车时速可达每小时500公里以上 蜗牛每分钟爬0.15m 国际田联超级大奖赛洛桑站男子110米栏的决赛中,中国选手刘翔以12秒88的成绩打破了沉睡13年之久的男子110米栏世界纪录 宏观物体的运动 有快有慢
爆炸反应 煤的形成 化学反应的速率也有快慢之分 请说说看,你所知道的化学 反应中,哪些是比较快的, 哪些是比较慢的?
一、化学反应速率 1.概念:化学反应速率是用来衡量化学反应进行快慢程度的一个物理量。 2.表示方法:通常用单位时间内反应物浓度的减少或生成浓度的增加来表示。 3.表达式: 4.常用单位:mol/(L·s)或 mol/(L·min)
注意: (1)化学反应速率指的是一段时间内的平均速率,不是瞬时速率。 (2)固体或纯液体(注意不是溶液)的浓度可视为不变的常数,一般不用固体或纯液体表示化学反应速率。注意纯液体(如无水乙醇)与溶液(如乙醇水溶液)不同。 (3)比较速率的大小要以单位一致为前提。 如相同的反应2SO2+O2 2SO3,不同的条件下测得反应速率不同,比如:A条件下测得VSO2=1mol·L-1·S-1,而B条件下测得VSO2=60mol·L-1·h-1,我们不能判断VB比VA快。 例 题:在某一反应中,反应物 B的浓度在5s内从2.0mol/L变成0.50mol/L,在这5s内B的化学反应速率为。 0.30mol/(L.s)
(1 0.6 ) mol/L V= N2 2 min V = 0.6mol/(L·min) V = 0.4mol/(L· min ) H2 NH3 例如:反应 N2 + 3H2 2NH3 开始浓度 1mol/L 4mol/L 0 t时浓度 0.6mol/L 2.8mol/L 0.8mol/L △C 0.4mol/L 1.2mol/L 0.8mol/L 若 t = 2 min 反应速率就可表示为: =0.2 mol /(L•min) 同理可求得:
(4)同一化学反应,用不同物质表示的反应速率,可能相同,也可能不同。但各物质的速率之比等于方程式中相应物质的化学计量数之比,等于各相应物质的浓度的变化量之比,等于各相应物质的物质的量的变化量之比。(4)同一化学反应,用不同物质表示的反应速率,可能相同,也可能不同。但各物质的速率之比等于方程式中相应物质的化学计量数之比,等于各相应物质的浓度的变化量之比,等于各相应物质的物质的量的变化量之比。 (5)求反应速率的途径一般有两条:一是根据反应速率的定义求;二是根据速率之比=浓度的变化量之比=物质的量的变化量之比=化学计量数之比。
课堂练习1: 反应:4NH3(g)+5O2(g) 4NO(g)+6H2O(g),在10L容闭容器中进行,半分钟后,水蒸气的物质的量增加了0.45mol,则此反应的平均速率V(×)(反应物的消耗速率或生成物的生成速率)可表示为: A VNH3=0.010 mol/L·s B VO2=0.001 mol/L·s C VNO=0.001 mol/L·s D VH2O=0.045 mol/L·s
练习2:反应2R(g)+5Q(g) 4X(g)+2Y(g)在2L的密闭容器中进行,20S后,R减少了0.04mol,则平均每分钟浓度变化正确的是( ) A R:0.08mol·L-1 B Q:0.05mol·L-1 C X:0.12mol·L-1 D Y:0.06mol·L-1
练习3:把0.6molX气体和0.4molY气体混合于容积为2L的容器中,使其发生如下反应:3X(g)+Y(g) nZ(g)+2W(g),5min末生成0.2molW,若测知以Z浓度变化表示的平均反应速率为0.01mol·L-1·min-1则n的值为( ) A 4B 3 C 2D 1
练习4:反应A(g)+3B(g) 2C(g)+2D(g)在不同情况下测得反应速率,其中反应速率最快的是( ) A VD=0.4mol/(L·S) B VC=0.5mol/(L·S) C VB=0.6mol/(L·S) D VA=0.15mol/(L·S)
二、影响化学反应速率的因素 (一)内因:——主要因素 反应物的结构和性质。 一般来说,化学键越牢固,物质的化学活动性就越小。 例:把下列金属分别投入0.1mol/l硫酸中,能发生反应但反应最缓慢的是( ) A Fe B Al C Mg D Cu
(二)外因: 1、浓度对化学反应速率的影响。 (1)规律: 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,减少反应物的浓度,可以减少化学反应速率。
2HI H2 + I2 能量不足 有效碰撞 取向不合适
(2)原因:化学反应的过程就是反应物分子中化学键断裂,生成物分子化学键形成的过程。旧键的断裂和新键的形成都是通过反应物分子(或离子)的相互碰撞来实现的。而反应物的分子的每次碰撞不一定都能发生化学反应,我们把能够发生化学反应的碰撞叫有效碰撞,能够发生有效碰撞的分子称为活化分子。(2)原因:化学反应的过程就是反应物分子中化学键断裂,生成物分子化学键形成的过程。旧键的断裂和新键的形成都是通过反应物分子(或离子)的相互碰撞来实现的。而反应物的分子的每次碰撞不一定都能发生化学反应,我们把能够发生化学反应的碰撞叫有效碰撞,能够发生有效碰撞的分子称为活化分子。
(3)注意: 此规律只适用于气体反应或溶液中的反应,对于纯液体或固体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。 一般来说,固体反应物表面积越大,反应速率越大。
例、把下列四种X溶液分别加进4个均盛有10mL2mol/L盐酸的烧杯中,并立即都加入水稀释至50mL,此时X和盐酸进行反应,其中反应速率最快的是例、把下列四种X溶液分别加进4个均盛有10mL2mol/L盐酸的烧杯中,并立即都加入水稀释至50mL,此时X和盐酸进行反应,其中反应速率最快的是 A、20mL, 2.5mol/L B、20mL, 2mol/L C、10ml, 5mol/L D、30mL, 2mol/L D
2、压强对化学反应速率的影响 (1)规律:对于有气体参加的化学反应,若其他条件不变,增大压强,反应速率加快,减小压强,反应速率减慢。 (2)原因:压强的变化是通过浓度的变化来实现的。对于气体来说,若其他条件不变,增大压强,就是增加单位体积内反应物的物质的量,即增大反应物浓度,因而可以增大化学反应速率。
3、温度对化学反应速率的影响 (1)规律:当其他条件不变时,升高温度,可以增大反应速率,降低温度可以减慢反应速率,温度每升高10℃,反应速率是原来的2-4倍。 (2)原因:在浓度一定时,升高温度,反应物分子的能量增加,使一部分原来能量较低的分子变成活化分子,从而增加了反应物分子中活化分子的百分数。这样单位时间内反应物分子间的碰撞次数增加,反应速率也会相应地加快。
例1:在10℃时某化学反应速率为0.1mol·l-1·S-1,若温度每升高10℃,反应速率增加到原来的2倍,为了把该反应速率提高到1.6mol·l-1·S-1则该反应需在什么温度下进行( ) A 30℃ B 40℃ C 50℃ D 60℃
4、催化剂对化学反应速率的影响 (1)规律:催化剂能够改变化学反应速率。能加快化学反应速率的催化剂叫做正催化剂,能够减慢化学反应速率的催化剂叫做负催化剂,在实际中如不特意说明,凡说催化剂都是指正催化剂。 (2)原因:在其他条件不变时,使用催化剂,能够降低反应所需的能量,这样会使更多的反应物的分子成为活化分子,大大增加单位体积内反应物分子中活化分子所占的百分数。因而使反应速率加快。
(3)注意: (i)催化剂同等程度地改变正逆化学反应速率。 (II)催化剂中毒:催化剂的活性往往因接触少量杂质而明显下降,甚至遭到破坏,这种现象叫催化剂中毒。催化剂中毒会严重影响反应的顺利进行。工业上为了防止催化剂中毒,要把原料净化除去毒物。 5、反应物颗粒的大小,溶剂的性质,光、超声波,磁场会改变反应速率。
5A + 4B 4C 根据下图回答: A、B 1、反应物是__________. 2、2min内A的平均速率是________ 2.5mol/(L·min) 3、写出化学方程式