第4讲 化学反应速率.doc

化学反应原理 专题2 化学反应速率与化学平衡第4讲 化学反应速率【考试说明】1、了解化学反应速率的概念和平均反应速率的定量表示方法。2、了解温度、浓度、压强和催化剂等影响化学反应速率的一般规律。3、认识催化剂在生产、生活和科学研究领域中的重大作用。【教学设计】一、化学反应速率的概念及其表示方法1、概念：化学反应速率通常用单位时间内反应物浓度的 或生成物浓度的 来表示。2、计算公式：3、单位：4、注意点：【例1】反应4NH3(g)+5O2(g) 4NO(g)+6H2O(g)在10L密闭容器中进行，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(X)（反应物的消耗速率或产物的生成速率）可表示为 （ ）A、v(NH3)=0.010molL1s1 B、v(O2)=0.0010molL1s1C、v(NO)=0.0010molL1s1 D、v(H2O)=0.045molL1s1二、影响化学反应速率的因素1影响化学反应速率的因素决定因素： 外在因素：当其它条件不变时（1）浓度的影响：增加反应物的浓度可以 化学反应速率；（2）压强的影响：（仅适用于有气体参加的反应）增加体系的压强，可以 化学反应速率；（3）温度的影响：升高体系的温度可以 化学反应速率；（4）催化剂：使用催化剂同等程度的增大正逆反应速率，从而改变反应到达平衡所需时间。2压强对气体反应体系的影响引起引起引起(1)恒温时：增加压强 缩小 增大 反应速率加快。引起引起引起(2)恒容时引起 充入气体反应物 增大 总压增大 速率加快。 充入“惰气” 但各物质的浓度不变，反应速率不变。引起引起引起 (3)恒压时充入“惰气” 增大 各反应物 减少 反应速率减慢。思考与交流：N2 + 3H2=2NH3反应在密闭容器中进行1、容器若为恒定容器,在容器内充入惰性气体,则化学反应速率_(加快、不变、减慢)，原因是_ 2、容器若为恒压容器,在容器内充入惰性气体,则反应速率(加快,不变,减慢)_,原因是_ 。【例2】设C(s)+CO2(g) 2CO(g)的反应速率为v1，N2(g)+3H2(g) 2NH3(g)的反应速率为v2，对于上述反应，当只增大反应体系的压强时，v1和v2的变化情况为 （ ）A、同时增大 B、同时减小 C、v1减小，v2增大 D、v1不变，v2增大【例3】在10时，某化学反应速率为0.1molL1s1，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1.6molL1s1，则该反应需要在什么温度下进行 （ ）A、30 B、40 C、50 D、60【例4】合成氨反应：N2(g) + 3H2(g) 2NH3(g) H92.4kJmol1，在反应过程中，正反应速率的变化如下图：下列说法正确的是( ) At1时升高了温度 Bt2时使用了负催化剂 Ct3时减小了压强 Dt4时降低了温度三、速率-时间图像及应用对于可逆反应，外界条件变化对v正，v逆的影响（1）温度升高v正 ，v逆 .（2）对有气体参与的反应，加压时v正 ，v逆 ，。（3）浓度：反应物浓度增大，则v正急剧 ，v逆逐渐 。（4）催化剂可同等倍数地改变v正和v逆。【例5】一定条件下，可逆反应：N2+3H2 2NH3（正反应放热）达平衡，当单独改变下列条件后，有关叙述错误的是 （ ）A、加催化剂，v正，v逆皆发生变化且变化的倍数相等B、加压，v正，v逆皆增大，且v正增大倍数大于v逆增大倍数C、降温，v正，v逆皆减小，且v正减小倍数大于v逆减小倍数D、加入氢气，v正，v逆皆增大，且v正增大倍数大于v逆增大倍数【例6】 在一定温度下，容器内某一反应中M、N的物质的量随反应时间变化的曲线如下图，下列表述中正确的是（ )A反应的化学方程式为：2 MN Bt2时，正逆反应速率相等，达到平衡 Ct3时，正反应速率大于逆反应速率 Dt1时，N的浓度是M浓度的2倍【例7】等质量的铁与过量的盐酸在不同的实验条件下进行反应，测定在不同时间t产生气体体积V的数据，根据数据绘制得到图1，则曲线a、b、c、d所对应的实验组别可能是（ ）A4321B1234C3421D1243四.探究影响化学反应速率因素的实验【例8】、(2007年高考广东) “碘钟”实验中，3II3 2SO42 的反应速率可以用I3 与加入的淀粉溶液显蓝色的时间t来度量，t越小，反应速率越大。某探究性学习小组在20 进行实验，得到的数据如下表：实验编号c(I)/ molL10.0400.0800.0800.1600.120c()/molL10.0400.0400.0800.0200.040t/s88.044.022.044.0t1回答下列问题：(1)该实验的目的是_。(2)显色时间t1_。(3)温度对该反应的反应速率的影响符合一般规律，若在40 下进行编号对应浓度的实验，显色时间t2的范围为_(填字母)。(A)22.0 s (B)22.0 s44.0 s (C)44.0 s (D)数据不足，无法判断(4)通过分析比较上表数据，得到的结论是_。【例9】某探究小组用HNO3与大理石反应过程中质量减小的方法，研究影响反应速率的因素。所用HNO3浓度为1.00 molL-1、2.00 molL-1，大理石有细颗粒与粗颗粒两种规格，实验温度为298 K、308 K，每次实验HNO3的用量为25.0 mL、大理石用量为10.00 g。（1） 请完成以下实验设计表，并在实验目的一栏中填出对应的实验编号：实验编号T/K大理石规格HNO3浓度/molL-1实验目的298粗颗粒2.00（）实验和探究HNO3浓度对该反应速率的影响；（）实验和探究温度对该反应速率的影响；（）实验和探究大理石规格（粗、细）对该反应速率的影响；）(2)实验中CO2质量随时间变化的关系见下图：依据反应方程式CaCO3+HNO3=Ca(NO3)2+CO2+H2O，计算实验在70-90 s范围内HNO3的平均反应速率（忽略溶液体积变化，写出计算过程）。（3）请在答题卡的框图中，画出实验、和中CO2质量随时间变化关系的预期结果示意图。1、（09年广东）已知汽车尾气无害化处理反应为2NO(g)2CO(g)N2(g)2CO2(g)。下列说法不正确的是A升高温度可使该反应的逆反应速率降低 B使用高效催化剂可有效提高正反应速率C反应达到平衡后，NO的反应速率保持恒定D单位时间内消耗CO和CO2的物质的量相等时，反应达到平衡2可逆反应：CO（g）+NO2（g） CO2（g）+NO（g）；H=-226kJ/mol，在下列情况下不能使逆反应速率加快的是 A充入NO2 B升高温度 C充入Ar气体使体系压强增大 D缩小容器体积3（08年海南）X、Y、Z三种气体，取X和Y按11的物质的量之比混合，放入密闭容器中发生如下反应：X+2Y2Z ，达到平衡后，测得混合气体中反应物的总物质的量与生成物的总物质的量之比为32，则Y的转化率最接近于A33%B40%C50%D66%4在一可变容积的密闭容器中进行反应：C(固) + H2O(气)= CO(气) + H2（气），下列条件的改变对反应速率几乎无影响的是 A.增加C的量 B.将容器的体积缩小一半C.保持体积不变，充入N2，使体系的压强增大 D.保持压强不变，充入N2，使容器的体积变大5、某化学反应2ABD在四种不同条件下进行，B、D起始浓度为0。反应物A的浓度（mol/L）随反应时间（min）的变化情况如下表：根据上述数据，完成下列填空：（1）在实验1，反应在10至20分钟时间内平均速率为 mol/(Lmin)。（2）在实验2，A的初始浓度C2 mol/L，反应经20分钟就达到平衡，可推测实验2中还隐含的条件是 。（3）设实验3的反应速率为V3，实验1的反应速率为V1，则V3 V1（填、 ，且C3 1.0mol/L（填、（4）比较实验4和实验1，可推测该反应是 反应（选填吸热、放热）。理由是 6某同学进行了硫代硫酸钠与硫酸反应有关实验，实验过程的数据记录如下（见表格），请结合表中信息，回答有关问题：实验序号反应温度（）参加反应的物质Na2S2O3H2SO4H2OV/mLc/molL-1V/mLc/molL-1V/mLA20100.1100.10B2050.1100.15C20100.150.15D4050.1100.15（1）写出上述反应的离子方程式 （2）根据你所掌握的知识判断，在上述实验中反应速率最快的可能是 （填实验序号）（