高中化学反应原理:化学反应速率

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化学人教版(2019)选择性必修1 2

化学人教版(2019)选择性必修1 2

0.6mol/L。下列反应速率的表示正确的是( A. 用A表示的反应速率是0.4mol/(L·min)

B
B. 分别用B、C、D表示的反应速率其比值是3:2:1
C. 2min末时的反应速率,用B表示0.3mol/(L·min)
D. 3v(B)=2v(C)
【学习评价】 《教材》P28 练习与应用3、4
2NH3,反应开始时N2的浓度
为0.8mol/L,5min后N2的浓度变为0.7 mol/L。求这5min内N2的反应速率。
【思考】1.计算所得速率数值是平均速率还是瞬时速率?该表达式能否表 示固体或纯液体的化学反应速率。
计算所得速率数值是平均速率。固体或纯液体无法用浓度表示,所以该表 达式不能表示固体或纯液体的化学反应速率。
b.饱和碳酸氢钠溶液
b
c.饱和氢氧化钠溶液
d.饱和硫酸铜溶液
【思维转变】通过气体体积的测定可实现反应速率的测定,同样的通过气体 质量的变化的测定也可实现反应速率的测定。
如图,A为碳酸钠与稀硫酸的反 应装置。通过测定产生的CO2的 质量,可实现该反应的反应速 率的测定。
【思考】该装置中B的试剂是?B、C、D分别有什么作用?
科学研究中,对于多因素(多变量)的问题,常常采用 只改变其中的某一个因素,控制其他因素不变的研究方法, 使多因素的问题变成几个单因素的问题的研究结果,分别加 以研究,最后将几个单因素问题的研究结果加以综合。
【提出问题】浓度、温度、催化剂等因素如何影响化学反应速率? 【实验探究I】 设计实验探究影响化学反应的因素。 试剂:
【学习评价】(2014年广东高考)H2O2是一种绿色氧化还原试剂,在 化学研究中应用广泛。
(1)某小组拟在同浓度Fe3+的催化下,探究H2O2浓度对H2O2分解反应 速率的影响。限选试剂与仪器:30% H2O2、0.1mol∙L-1Fe2(SO4)3、蒸馏 水、锥形瓶、双孔塞、水槽、胶管、玻璃导管、量筒、秒表、恒温水浴

高中化学《选择性必修1化学反应原理》课后习题word第一节 第1课时 化学反应速率

高中化学《选择性必修1化学反应原理》课后习题word第一节 第1课时 化学反应速率

第二章化学反应速率与化学平衡第一节化学反应速率第1课时化学反应速率A级必备知识基础练1.下列对化学反应速率的说法不正确的是()A.反应速率用于衡量化学反应进行的快慢B.通常不用固体或纯液体表示化学反应速率C.同一化学反应中,各物质表示的反应速率之比等于各物质的化学计量数之比D.速率的大小与参加反应的物质的量有关2.下列四个数据都表示合成氨的反应速率,其中能代表是同一反应的是()①v(N2)=0.3 mol·L-1·min-1②v(NH3)=0.9 mol·L-1·min-1③v(H2)=0.6 mol·L-1·min-1④v(H2)=0.022 5 mol·L-1·s-1A.①②B.①③C.③④D.②④3.把0.6 mol X气体和0.4 mol Y气体混合于2 L的容器中,发生反应3X(g)+Y(g)n Z(g)+2W(g),5 min末生成0.2 mol W。

若测知以Z浓度变化来表示的反应速率为0.01 mol·L-1·min-1,上述反应中Z 气体的化学计量数n的值是()A.1B.2C.3D.44.在一个10 L的密闭容器中,发生反应:H2(g)+I2(g)2HI(g),起始加入H2的物质的量为2 mol,I2的物质的量为5 mol,5 s后,HI的物质的量为0.5 mol,则这5 s内H2的反应速率为()A.0.04 mol·L-1·s-1B.0.005 mol·L-1·s-1C.0.01 mol·L-1·s-1D.0.1 mol·L-1·s-15.已知某条件下,合成氨反应中不同时刻各物质的浓度如下:N2(g)+3H2(g)2NH3(g)初始浓度1.0 3.0 0.2(mol·L-1)2s末浓度0.6 1.8 1.0(mol·L-1)4s末浓度0.4 1.2 1.4(mol·L-1)当用氨气浓度的增加来表示该反应的速率时,下列说法错误的是()A.2 s末时用氨气的浓度变化表示的反应速率为0.4 mol·L-1·s-1B.前2 s内用氨气的浓度变化表示的反应速率为0.4 mol·L-1·s-1C.前4 s内用氨气的浓度变化表示的反应速率为0.3 mol·L-1·s-1D.2~4 s内用氨气的浓度变化表示的反应速率为0.2 mol·L-1·s-16.某温度下,浓度均为2 mol·L-1的两种气体X2和Y2在恒容密闭容器中发生反应生成气体Z,经过t min后,测得各物质的浓度分别为c(X2)=0.8 mol·L-1,c(Y2)=1.6 mol·L-1,c(Z)=0.8 mol·L-1,则该反应的化学方程式可表示为()A.3X2(g)+Y2(g)2X3Y(g)B.2X2(g)+Y2(g)2X2Y(g)C.X2(g)+4Y2(g)2XY4(g)D.2X2(g)+3Y2(g)2X2Y3(g)7.在反应A2B中,A、B的浓度变化如图所示,则2 min内的平均反应速率为()A.v(A)=9 mol·L-1·min-1B.v(A)=4.5 mol·L-1·s-1C.v(B)=18 mol·L-1·min-1D.v(B)=9 mol·L-1·min-18.在2 L密闭容器中进行反应:m X(g)+n Y(g)p Z(g)+q Q(g),式中m、n、p、q为该反应的各物质化学计量数。

化学反应原理第二章化学反应速率和化学平衡-影响化学反应速率的因素教学设计

化学反应原理第二章化学反应速率和化学平衡-影响化学反应速率的因素教学设计

第二节影响化学反应速率的因素(第1课时)教学目标1.知识与技能:(1)掌握外界条件(浓度、压强、温度、催化剂等)对化学反应速率的影响规律。

(2)会用有效碰撞理论解释外界因素对化学反应速率的影响。

(3)培养学生设计简单实验的能力、观察能力、思维能力。

2.过程与方法:实验法:运用控制变量法设计简单实验探究影响化学反应速率的因素。

归纳法:由实验现象归纳同种影响因素对不同反应速率的影响规律。

3.情感态度与价值观:通过从宏观现象到微观本质的分析,培养学生分许问题,解决问题的能力;通过控制变量法的应用培养学生辨证唯物主义观点;感受控制和影响化学反应速率对生产生活的意义。

教学重点、难点重点:影响化学反应速率的因素(浓度、压强、温度、催化剂等)。

难点:用有效碰撞理论、活化分子、活化能概念模型解释外界条件对化学反应速率的影响。

课时安排3课时(第1课时主要为浓度、压强对反应速率的影响)。

教学过程【引入】我们生活中涉及到很多化学反应,如金属的腐蚀、食物的变质、燃料的燃烧、污水的处理、药物的研发与生产等等。

化学反应速率有快有慢,对人们生产生活也有利有弊。

为了提高资源的利用率和经济生产效益从而更有利于我们的生活,往往需要对化学反应速率加以影响和控制。

那影响化学反应速率的因素有哪些呢?大家可以根据黑板上提供的例证加以总结归纳:【问提一】影响化学反应速率的因素有哪些?【思考与总结】请大家比较以下各组反应速率并总结哪些因素可以影响化学反应速率?1、Na + H2O Fe + H2O2、夏天食品变质冬天食品变质3、在空气中加热铁丝在纯氧中加热铁丝4、普通电饭锅与高压锅做食物5、面粉厂禁止明火【生】归纳,叙述。

【板书】一、影响化学反应速率的因素1、内因(主):反应物的性质。

2、外因:浓度、压强、温度、催化剂、固体表面积、原电池原理等。

【过渡】本节课重点学习浓度、压强对化学反应速率的影响。

那如何设计实验探究某一因素对化学反应速率的影响呢?【生】控制变量法研究。

高中化学选修化学反应原理知识点总结

高中化学选修化学反应原理知识点总结

高中化学选修化学反应原理知识点总结指单位时间内反应物浓度的变化量。

2.速率常数(k):反应速率和反应物浓度的关系式为v=k[A]^m[B]^n,其中m和n为反应物的反应级数,k为速率常数。

3.影响反应速率的因素:温度、浓度、催化剂、表面积等。

二、反应机理1.反应机理:反应过程中分子之间的相互作用和反应的具体过程。

2.反应中间体:反应过程中生成的短暂存在的中间物质。

3.反应活化能:反应物转化为反应产物所需要的最小能量。

三、反应平衡常数1.反应平衡常数(K):反应物和产物在反应平衡时的浓度比。

2.平衡常数与反应物浓度的关系式:K=[C]^c[D]^d/[A]^a[B]^b,其中a、b、c、d为反应物和产物的化学计量数。

3.影响平衡常数的因素:温度、压力、浓度等。

四、化学平衡1.化学平衡:反应物和产物浓度不再发生变化的状态。

2.平衡常数与化学平衡的关系式:K=产品浓度之积/反应物浓度之积。

3.化学平衡的移动:通过改变反应物浓度、温度、压力等条件可以使化学平衡向产物或反应物方向移动。

化学反应速率是用来衡量反应快慢的指标,它表示单位时间内反应物或生成物的物质量变化。

速率可以通过单位时间内反应浓度的减少或生成物浓度的增加来表示,计算公式为v=Δc/Δt(υ:平均速率,Δc:浓度变化,Δt:时间),单位为XXX)。

影响速率的因素包括决定因素(反应物的性质)和条件因素(反应所处的条件)。

对于固体和液体参与的反应,由于压强的变化对浓度几乎无影响,可以认为反应速率不变。

惰性气体对速率的影响取决于反应体系的恒温恒容或恒温恒体状态。

在恒温恒容状态下,充入惰性气体会使总压增大,但各分压不变,各物质浓度不变,因此反应速率不变。

在恒温恒体状态下,充入惰性气体会使体积增大,各反应物浓度减小,反应速率减慢。

化学平衡是指一定条件下,可逆反应进行到正逆反应速率相等时,组成成分浓度不再改变,达到表面上静止的一种“平衡”状态。

化学平衡的特征包括逆、等、动、定、变。

高中化学化学反应原理

高中化学化学反应原理

高中化学化学反应原理【内容】反应速率、反应方向、反应限度;酸、碱、盐的性质及其在溶液中的反应;化学反应与能量(反应热)的关系;化学反应与电能的关系(电化学)。

一.化学反应与能量变化1.能量变化的原因:反应物分子吸能断键,生成物分子放能成键2.放热反应:生成物释放的能量>反应物吸收的能量(ΔH<0)主要有燃料的燃烧反应,酸碱中和反应和大多数化合反应CaO+H₂O=Ca(OH)₂①燃烧热:101KPa时,1mol纯物质完全燃烧生成稳定的氧化物所释放出的能量C→CO₂,H₂→H₂O,S→SO₂,②中和热:酸和碱的稀溶液发生中和反应生成1molH₂O(l)时所释放出的能量③溶解热:25℃,101KPa下,1mol溶质完全溶解所产生的能量变化,ΔH有正负【实验】操作注意小烧杯与大烧杯杯口平齐;反应前后温度测定用同一根温度计,测定完成用滤纸擦干;操作速度要快,以防热量流失。

计算注意单位;换算成生成1molH₂O。

1.计算反应热——盖斯定律//高考通常在选四大题考察①原理:化学反应的能量变化只与物质的始末态有关、②运用:给定多个热化学方程式来计算反应热。

③热化学方程式注意点:C(s)+O₂(g)=CO₂(g)ΔH=-870.3kJ/mol标状态;等号上标测定条件(25℃,101KPa可不标);ΔH与反应计量数对应且有正负。

2.能源1.化学反应速率与化学平衡2.反应速率:反应体系中某个物质浓度变化(取绝对值)与时间变化的比值公式:v=Δc/Δt3.影响化学反应速率的因素1.温度:温度越高,反应速度越快。

温度影响活化分子的百分比。

2.浓度:浓度越高,反应速度越快。

浓度影响每单位体积的活化分子数量。

3.压力:压力的本质是专注。

在涉及气体的反应中,压力越大,单位体积内活化的分子越多,反应速率越快。

4.催化剂:催化剂降低反应活化能,加快反应速度。

4.其他:如充电能量、光辐射、超声波、电弧、高速研磨等。

进入反应系统。

二.反应方向与化学平衡1.化学平衡1.平衡过程包括沉淀溶解平衡、电离平衡、水解平衡、(化学平衡)。

化学反应原理2.1化学反应速率

化学反应原理2.1化学反应速率

2.1化学反应速率Chemical reaction rate一、化学反应速率chemical reaction rate1.concept :化学反应速率是用来衡量反应进行快慢程度的物理量.①通常用单位时间内反应物或生成物的浓度变化来表示化学反应速率;②如果反应在容积不变的反应器中进行,可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;③广义上,可以使用单位时间内质量、压强、物质的量等的变化量来表示反应速率; t Δm Δv B B =、t Δp Δv B B =、tΔn Δv B B = 2.表达式:tΔc Δv B B = Δc---B 物质浓度的变化,常用单位mol/L ;Δt---时间变化,常用单位s 、min 、h ;①根据Δc 、Δt 的单位,很容易看出v 的单位为mol/(L·s )或mol/(L·min )或mol/(L·h );②v 没有负值,即无论表示反应物还是生成物,v 都不可能出现负数,并且反应速率表示某一时间段内的平均速率,而不是某一时刻的瞬时速率;3.化学反应速率的表示方法①m A+n B=p Y+q Z ,用不同物质表示的化学反应速率分别为:t Δc Δv A A =,t Δc Δv B B =,t Δc Δv Y Y =,tΔc Δv Z Z =; ②对于一个确定的化学反应,涉及反应物和生成物等各种物质.※在中学化学中,通常说化学反应速率的大小时,往往是对整体化学反应而言,如中和反 应进行得很快,酯化反应进行得较慢;※在表示化学反应速率时,一般是用具体物质定量地表示,如反应N 2+3H 22NH 3, v (A)=0.5mol/(L·s );③对于同一个化学反应,在同一段时间内,用不同的物质表示化学反应速率时,数值不一定 相同,但表达的意义却相同;④由于在反应中纯固体和纯液体的浓度是恒定不变的,因此对于有纯液体或纯固体参加的反 应一般不用纯液体或纯固体来表示化学反应速率.其化学反应速率与其表面积大小有关, 而与其物质的量的多少无关.通常是通过增大该物质的表面积(如粉碎成细小颗粒、充分搅 拌、振荡等)来加快反应速率.4.反应速率大小比较对于同一个反应,用不同物质表示时,换算成同一种物质且同一单位进行大小的比较.【例】在一定条件下,反应4NH 3+5O 24NO+6H 2O 在体积为V 的固定容器中进行t min 后, 在反应中存在下列关系:4NH 3 + 5O 2 4NO + 6H 2O变化的物质的量Δn Δn 1 Δn 2 Δn 3 Δn 4变化的物质的量浓度Δc Δc 1 Δc 2 Δc 3 Δc 4反应速率v v 1 v 2 v 3 v 4则有Δn 1:Δn 2:Δn 3:Δn 4=4:5:4:6; (各物质的物质的量变化之比与化学计量数之比一致) Δc 1:Δc 2:Δc 3:Δc 4=4:5:4:6; (各物质物质的量浓度变化之比与化学计量数之比一致) v 1:v 2:v 3:v 4=4:5:4:6; (各物质反应速率之比与化学计量数之比一致)二、活化能activation energy1.有效碰撞(effective collision ):在化学反应中,反应物分子不断发生碰撞,在千百万次碰撞中,大多数碰撞不发生反应,只有少数分子的碰撞才能发生化学反应,能发生有效碰撞的分子 是活化分子;而活化分子的碰撞也不一定都能发生有效碰撞.发生有效碰撞的分子有能量的 因素,还有空间因素,只有同时满足这两者的要求才能发生有效碰撞.※发生有效碰撞的条件:①反应物的分子必须相互碰撞;②活化分子碰撞时,取向合适;③必须是活化分子.2.活化分子(activated molecule ):能够发生有效碰撞的分子.①%100⨯=反应物分子数活化分子数活化分子百分数 ②如果每次碰撞都能反应,任何反应都可瞬间完成,而实际并非如此,只有具备一定能量 的分子(或离子)相互接触(即有效碰撞)才能发生反应.③活化分子与反应速率⎩⎨⎧→→→→→→→加快有效碰撞增加增加活化分子数及百分数均升温加快有效碰撞增加增加活化分子数及百分数均活化能降低正催化剂等效v v ⎩⎨⎧→→→→→→→加快有效碰撞增加不变活化分子数及百分数均增大浓度加快有效碰撞增加增大浓度体积缩小增大压强等效v v 3.活化能(activation energy ):E a①活化分子具有的平均能量与反应物分子具有的平均能量之差称为活化能.②发生有效碰撞时分子所需的最低能量称为活化能;③反应的实质是旧化学键的断裂和新化学键的形成,所以也可以将活化能理解为化学键断裂 时所需的最低能量(键能);④活化能的大小体现一个反应的难易程度;E a 小,反应易且快;E a 大,反应难且慢; ⑤提供“活化能”的方法:加热、光照、超声波、核辐射、外加磁场、摩擦;⑥能垒Energy barrier能垒是活化络合物与反应物的能量之差,是不同于活化能的;最大能垒就是活化能;4.基元反应elementary reaction大多数化学反应并不是经过简单碰撞就能完成的,而往往经过多个反应步骤才能实现,如2HI==H2+I2,实际上是经过下列两步反应完成的:2HI→H2+2I·,2I·→I2.每一步反应都称为基元反应elementary reaction,这两个先后进行的基元反应反映了2HI==H2+I2的反应历程,反应历程mechanism又称反应机理.【各基元反应相加等于总反应】【练习】化学动力学上将一步完成的反应称为基元反应,对于基元反应:a A+b B→c C+d D,其速率方程式v=k·c a(A)·c b(B)[k为只与温度有关的速率常数],复杂反应(由几个基元反应构成)的速率取决于慢的基元反应.已知反应NO2+CO NO+CO2,在温度低于250℃时是由两个基元反应构成的复杂反应,该反应的速率方程式为v=k·c2(NO2),则其两个基元反应分别为:I._________=NO3+________;II._____________________________;这两个反应中活化能较小的是______.三、影响化学反应速率的因素1.浓度(concentration)对反应速率的影响①浓度影响反应速率的微观解释对一定条件下一定浓度的某一反应物来说,反应物中活化分子的百分数是一定的,即单位体积内活化分子的数目与单位体积内反应物的总数成正比,也就是与反应物的浓度成正比,当反应物浓度增大时,单位体积内分子总数增多,活化分子数也相应增加(但活化分子百分数不变),有效碰撞次数增加,故反应速率增大.v .②其他条件不变时,c【固体物质的浓度可视为常数,故其反应速率只与其表面积的大小及生成物扩散的速率有关,而与其用量多少无关.】2.压强(pressure)对反应速率的影响①压强影响化学反应速率的原因对于气体来说,当温度一定时,一定量气体的体积与其所受的压强成反比,也就是说,如果气体的压强增大到原来的2倍,气体的体积就缩小到原来的一半,单位体积内的分子数就增大到原来的2倍,所以,增大压强,就是增加单位体积内反应物的物质的量,即增大了反应物的浓度.相反,减小压强,气体的体积增大,浓度减小.对于有气体参加的反应,当温度一定时,活化分子在反应物分子中所占的百分数是一定的,但增大压强(缩小体积)时,单位体积内的反应物分子数增多,活化分子数随之增多,活化分子相互碰撞几率增大,所以化学反应速率增大.②若参加反应的物质为固体或液体(溶液),由于压强的变化对它们的浓度几乎无影响,因此可以认为反应速率不变;③对于有气体参加的化学反应,若其他条件变,Pv∝.④在讨论压强对反应速率的影响时,应区分引起压强改变的原因,对于气体反应体系,有以下几种情况:※恒温时:增大压强→体积减小→浓度增加→反应速率增大;※恒容时:充入气体反应物→总压增大→浓度增加→反应速率增大;充入“惰性气体”→总压增大→反应物分压不变→浓度不变→反应速率不变;※恒压时:充入惰性气体→体积增大→各反应物浓度下降→反应速率减小.3.温度(temperature)对反应速率的影响①温度影响化学反应速率的原因在浓度一定时,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吸收能量变成活化分子,从而增大了反应物分子中活化分子的百分数,使有效碰撞的次数增多,因而使反应速率增大.此外,温度升高,会使分子的运动速率加快,这样单位时间里反应物分子间的碰撞次数增加,反应速率也会相应加快.但前者是反应速率加快的主要原因.②当其他条件不变时,Tv∝.③实验表明:温度每升高10℃,反应速率通常增大到原来的2~4倍;4.催化剂(catalyst)对反应速率的影响①催化剂影响化学反应速率的原因在其他条件不变时,使用催化剂能够改变反应的途径,使发生反应所需的活化能降低,使反应体系中含有的活化分子百分数提高,从而使有效碰撞的几率提高,反应速率增大.②催化剂对化学反应速率的影响使用催化剂可以改变反应速率,这里的改变包括加快和减慢,加快反应的为正催化剂,减慢反应的为负催化剂,在实际中如果不特别指明,凡是说催化剂都是指正催化剂.5.影响化学反应速率的其他因素除浓度、压强、温度、催化剂外,还有很多因素可以影响化学反应速率,如光照、放射线辐射、超声波、电弧、强磁场、高速研磨、反应物颗粒大小、构成原电池、加入溶剂等. 总之,向反应体系输入能量,都有可能改变化学反应速率.各条件对化学反应速率的影响大小:催化剂>温度>浓度=压强;各种影响都有其局限性,而影响反应速率的最根本的因素是物质的本性.。

《化学反应原理》第二章 化学反应速率和化学平衡 答案

《化学反应原理》第二章  化学反应速率和化学平衡 答案
方法二:将不同物质表示的速率换算为用同一物质表示的速率,再比较速率数值的大小.若以物质A为标准,将其他物质表示的反应速率换算为用A物质表示的速率,则有:
υ(A)∶υ(B)=1∶3,则②表示的υ(A)=0.2mol/(L·s)
υ(A):υ(C)=1∶2,则③表示的υ(A)=0.2mol/(L·s)
υ(A)∶υ(D)=1∶2,则④表示的υ(A)=0.225mol/(L·s)
则υ(N2)= =0.1 mol/(L·min)
υ(H2)= =0.3 mol/(L·min)
υ(NH3)= =0.2 mol/(L·min)
方法二:在求得υ(N2)= =0.1 mol/(L·min)
后利用υ(N2)∶υ(H2)∶υ(NH3)=1∶3∶2
则很易求得υ(H2)=0.3 mol/(L·min),υ(NH3)=0.2 mol/(L·min)
〖点评〗通入一定气体后反应速率的变化,关键是分析反应物的浓度是否发生了变化。
〖例题2〗增大反应物浓度或增大生成物浓度都将增大反应速率;温度、压强(对有气体参加的反应有影响)、催化剂的影响是广泛的,不论反应吸热、放热,温度升高都将增大反应速率(反应物能量升高、活化分子百分数升高);不论气体体积增大还是缩小的反应,增大压强都将增大反应速率(反应物浓度增大、活化分子总数增大);正催化剂将增大反应速率,负催化剂减小反应速率.因此选项A正确.
反应速率/mol·L-1·min-1
1mol·L-1的硫酸


4mol·L-1的硫酸


实验结论:4mol·L-1的硫酸与锌反应比1mol·L-1的硫酸与锌反应快。
注意事项:①锌粒的颗粒(即表面积)大小基本相同;②40ml的硫酸溶液加入要迅速;③装置气密性要好,且计时要迅速准确。

高中化学知识点-化学反应原理-化学反应速率和化学平衡-反应速率的定量表示方法

高中化学知识点-化学反应原理-化学反应速率和化学平衡-反应速率的定量表示方法

化学反应速率的表示方法1. 传统的定义对于均匀体系的恒容反应,传统的说法,化学反应速率(reaction rate)习惯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,而且习惯用正值。

单位为mol·L -1·s -1 或mol·L -1·min -1 或mol·L -1·h -1 。

例如,反应2 N 2O 5 (g) = 4 NO 2 (g) + O 2 (g) 在某温度时各组分浓度随时间的变化如下表:表2–1 N 2O 5分解反应中各组分浓度随时间的变化t / s 0 100 200 500 c (N 2O 5) / mol·L -1 c (NO 2)/ mol·L -10 c(O 2)/mol·L -1前200 s 内的平均速率为: 25225N O Δ(N O ) 1.56 5.001.7210Δ2000===⨯-----c v t (mol·L -1·s -1) 222NO Δ(NO ) 6.7803.4410Δ2000=+=+=⨯---c v t (mol·L -1·s -1) 232O Δ(O ) 1.7208.6010Δ2000=+=+=⨯---c v t (mol·L -1·s -1) 很显然,用不同的组分表示,反应速率的数值不同,但相互之间存在固定关系: 1:4:2=::2252O NO O N v v v与它们在反应方程式中的计量系数之比相同。

用微分定义的反应速率,或瞬时速率的表达式为: 25250(N O )(N O )lim d ∆→∆==∆--d t c c v t t(2–8)但这样的计算在实际操作当中是很难实现的,通常的方法是用作图法通过斜率求得。

2. 用反应进度定义的反应速率按国际纯粹与应用化学联合会(IUPAC )推荐,反应速率的定义为:单位体积内反应进度随时间的变化率,即1d d ξv =V t(2–9)将(1–7)式的微分形式d n B =νB d ξ 与 B B n c V代入上式,则得:BB 1d d c v =νt(2–10)对于上述2 N 2O 5 (g) = 4 NO 2 (g) + O 2 (g) 化学计量方程式,用反应进度定义的反应速率为: 25221d (N O )1d (NO )1d (O )2d 4d 1d c c c vttt-显然用反应进度定义的反应速率(2–10)式与传统定义的反应速率(2–8)式不同,用反应进度定义的反应速率的量值与表示速率物质的选择无关,亦即一个反应就只有一个反应速率值,但与反应式中的化学计量数有关,所以在表示反应速率时,必须写明相应的化学计量方程式。

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化学反应速率【内容概要】 1.化学反应速率 2.速率影响因素 3.速率图像及应用 【知识精讲】 一、化学反应速率1.定义: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表示。

2.表达式:v =Δc /Δt ,单位:mol·L -1·s -1或mol·L -1·min -1。

【注意】(1) 化学反应速率一般指平均速率而不是某一时刻的瞬时速率,且无论用反应物还是用生成物表示均取正值。

(2) 不能用固体或纯液体表示化学反应速率,因为固体或纯液体的浓度视为常数。

3.化学反应速率与化学计量数关系对于已知反应m A(g)+n B(g)===p C(g)+q D(g),当单位相同时,化学反应速率的数值之比等于化学计量数之比,即v (A)∶v (B)∶v (C)∶v (D)=m ∶n ∶p ∶q 。

(因此,在表示化学反应的速率时,必须指明用反应体系中的哪种物质作标准。

)4.计算化学反应速率的常用方法(1)定义式法:根据“v =Δc /Δt ”进行计算。

(2)比例式法:根据“化学反应速率之比等于化学计量数之比”进行计算。

(3)三段式法:具体步骤如下。

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。

例如,反应 m A +n Bp Ct 0时刻浓度/mol·L -1 a b 0 转化浓度/mol·L -1 xnx m pxmt 1时刻浓度/mol·L -1 a -x b -nx m px m则:v (A)=xt 1-t 0 mol/(L·s)、 v (B)=10()n x m t t ⋅- mol/(L·s)、 v (C)=10()p x m t t ⋅- mol/(L·s)。

5.速率的比较(1)先看单位是否统一,若不统一,换算成相同的单位。

(2)再用转化同一物质法(或比值法)进行比较。

①归一法:将同一反应中的不同物质的反应速率转化成同一种物质的反应速率,再进行速率的大小比较。

②比值法:用各物质表示的反应速率除以对应各物质的化学计量数,然后再对求出的数值进行大小排序,数值大的反应速率快。

如反应m A+n B===p C+q D,若()()v A v Bm n,则反应速率A>B。

【例1】下列关于化学反应速率的说法正确的是( )A.化学反应速率是指单位时间内任何一种反应物或生成物的浓度变化量B.化学反应速率是指某一时刻,某种反应物的瞬时速率C.在反应过程中,反应物的浓度逐渐减少,所以用反应物表示的化学反应速率为负值D.同一反应,用不同物质表示的化学反应速率之比等于其化学计量数之比【例2】将4 mol A气体和2 mol B气体在2 L容器中混合,一定条件下发生反应:2A(g)+B(g)2C(g),若经2 s 后测得C的浓度为0.6 mol·L-1,现有下列说法:①用物质A表示的反应速率为0.3 mol·L-1·s-1②用物质B表示的反应速率为0.6 mol·L-1·s-1③2 s时物质A的转化率为70% ④2 s时物质B的浓度为0.7 mol·L-1。

其中正确的是( )A.①③B.①④C.②③D.③④【例3】已知反应4CO+2NO2N2+4CO2在不同条件下的化学反应速率如下,其中表示反应速率最快的是( ) A.v(CO)=1.5 mol·L-1·min-1B.v(NO2)=0.7 mol·L-1·min-1C.v(N2)=0.4 mol·L-1·min-1D.v(CO2)=1.1 mol·L-1·min-1【例4】反应A(g)+3B(g)===2C(g)+2D(g)在四种不同情况下的反应速率分别为①v(A)=0.45 mol/(L·s)②v(B)=0.6 mol/(L·s)③v(C)=0.4 mol/(L·s) ④v(D)=0.45 mol/(L·s)。

下列有关反应速率的比较中正确的是( )A.④>③=②>①B.①>④>②=③C.①>②>③>④D.④>③>②>①【例5】将等物质的量的A、B混合放于 2 L 的密闭容器中,发生反应3A(g)+B(g)x C(g)+2D(g)。

经5 min 后达到平衡,平衡时测得D的浓度为0.5 mol/L,c(A)∶c(B)=3∶5,v(C)=0.1 mol/(L·min)。

则:(1)x=________。

(2)前5 min 内B的反应速率v(B)=________。

(3)﹡平衡时A的转化率为________________。

(4)若用①v(A)=12 mol/(L·min)、②v(C)=0.1 mol/(L·s)分别表示该反应速率,则反应速率较快的是________(填序号)。

二、化学反应速率的影响因素1.内因反应物本身的性质是主要因素。

如相同条件下Mg、Al与稀盐酸反应的速率大小关系为Mg>Al。

2.外因(其他条件不变,只改变一个条件)3.理论解释——有效碰撞理论(1)活化分子、活化能、有效碰撞①活化分子:能够发生有效碰撞的分子。

②活化能:图中:E1为反应的活化能,使用催化剂时的活化能为E3,反应热为E1-E2。

③有效碰撞:活化分子之间能够引发化学反应的碰撞。

(2)活化分子、有效碰撞与反应速率的关系4.速率影响因素的几个注意点(1)理解外界条件对化学反应速率的影响①固体反应物量的增减,不能改变化学反应速率,固体的表面积改变才能改变化学反应速率。

②压强对化学反应速率的影响是通过改变浓度实现的,所以分析压强的改变对反应速率的影响时也可以从浓度是否发生改变的角度来分析,若改变总压强而各物质的浓度不改变,则反应速率不变。

★气体反应体系中充入惰性气体(不参与反应)对反应速率的影响Ⅰ.恒温恒容:充入“惰性气体”―→总压增大―→物质浓度不变(活化分子浓度不变)―→反应速率不变。

Ⅱ.恒温恒压:充入“惰性气体”―→体积增大―→物质浓度减小(活化分子浓度减小)―→反应速率减小。

③改变温度,使用催化剂,反应速率一定发生变化,其他外界因素的改变,反应速率不一定发生变化。

【例6】下列说法中正确的是( )A.增大反应物浓度,能增大活化分子百分数,所以反应速率增大B.使用合适的催化剂,能增大活化分子百分数,所以反应速率增大C.对于任何反应,增大压强都可加快反应速率D.升高温度,只能增大吸热反应的反应速率【例7】反应C(s)+H2O(g)CO(g)+H2(g)在一可变容积的密闭容器中进行,下列条件的改变对其反应速率几乎无影响的是( )①增加C的量②将容器的体积缩小一半③保持体积不变,充入N2使体系压强增大④保持压强不变,充入N2使容器体积变大A.①④B.②③C.①③D.②④(2)探究影响化学反应速率的外界因素—控制变量法①确定变量。

解答这类题目时首先要认真审题,理清影响实验探究结果的因素有哪些。

②定多变一。

在探究时,应该先确定其他的因素不变,只变化一种因素,看这种因素与探究的问题存在怎样的关系;这样确定一种以后,再确定另一种,通过分析每种因素与所探究问题之间的关系,得出所有影响因素与所探究问题之间的关系。

③数据有效。

解答时注意选择数据(或设置实验)要有效,且变量统一,否则无法作出正确判断。

【例8】硫代硫酸钠溶液与稀硫酸反应的化学方程式为Na2S2O3+H2SO4===Na2SO4+SO2↑+S↓+H2O,下列各组实验中最先出现浑浊的是( )Na2S2O3溶液稀H2SO4]H2O实验反应温度/℃V/mL c/mol·L-1V/mL c/mol·L-1V/mLA 25 5 0.1 10 0.1 5B 25 5 0.2 5 0.2 10C 35 5 0.1 10 0.1 5D 35 5 0.2 5 0.2 10【例9】某实验小组以H2O2分解为例,研究浓度、催化剂、溶液的酸碱性对反应速率的影响。

在常温下按照如下方案完成实验。

编号反应物催化剂①10 mL 2%H2O2溶液无②10 mL 5%H2O2溶液无③10 mL 5%H2O2溶液 1 mL 0.1 mol/L FeCl3溶液④10 mL 5%H2O2溶液+少量HCl溶液 1 mL 0.1 mol/L FeCl3溶液⑤10 mL 5%H2O2溶液+少量NaOH溶液 1 mL 0.1 mol/L FeCl3溶液(1)催化剂能加快化学反应速率的原因是_________________________________。

(2)常温下5%H2O2溶液的pH约为6,H2O2的电离方程式为_________________________。

(3)实验①和②的目的是_____________________________________________________。

实验时由于没有观察到明显现象而无法得出结论。

资料显示,通常条件下H2O2稳定,不易分解。

为了达到实验目的,你对原实验方案的改进是________________________________________________。

(4)实验③、④、⑤中,测得生成氧气的体积随时间变化的关系如图所示。

分析图示能够得出的实验结论是____________________________________________________________。

【例10】某同学在用稀硫酸与锌制取氢气的实验中,发现加入少量硫酸铜溶液可加快氢气的生成速率。

回答问题:(1)上述实验中发生反应的化学方程式有______________________________________________________;(2)硫酸铜溶液可以加快氢气生成速率的原因是____________________________________________________;(3)实验室中现有Na2SO4、MgSO4、Ag2SO4、K2SO4等4种溶液,可与实验中CuSO4溶液起相似作用的是_________;(4)要加快上述实验中气体产生的速率,还可采取的措施有__________________________________________(答两种);(5)为了进一步研究硫酸铜的量对氢气生成速率的影响,该同学设计了如下一系列实验。

将表中所给的混合溶液分别加入到6个盛有过量Zn粒的反应瓶中,收集产生的气体,记录获得相同体积的气体所需时间。

实验A B C D E F混合溶液4 mol·L-1 H2SO4/mL 30 V1V2V3V4V5饱和CuSO4溶液/mL 0 0.5 2.5 5 V620H2O/mL V7V8V9V1010 0①请完成此实验设计,其中:V1=______,V6=________,V9=________;②反应一段时间后,实验A中的金属呈________色,实验E中的金属呈________色;③该同学最后得出的结论为:当加入少量CuSO4溶液时,生成氢气的速率会大大提高。

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