苏教版选修4 专题2第一单元 化学反应速率 学案.doc

第一单元 化学反应速率第1课时 化学反应速率的表示方法一、化学反应速率1、定义：化学反应速率是用_内，_（常用_）的_或_的_来表示，通常用符号_表示。2、意义：化学反应速率是用来衡量化学反应_的物理量【练练】（1）指出下列说法所表示的含义：物质在某化学反应中的反应速率为0.50mol/lmin。（2）在a+2b=c的反应中，已知其始时a的浓度为2mol/l， 2min后浓度变为1mol/l，求该物质的化学反应速率。3、表达式： 思考：对于化学反应aa+bb=cc+dd 若用v表示化学反应速率；c表示反应物或生成物的物质的量浓度的变化（绝对值）；t表示一定时间间隔，则：v（a）= v（b）= v（c）= v（d）= 4、单位：化学反应速率的单位是_。常用单位有：_、_、_。换算关系：1mol/ls=_mol/lmin=_mol/lh【练练】n2o5在四氯化碳溶液中的分解反应：2n2o5=4no2+o2,根据反应情况填写下表：时刻（min）012345n2o5c1.000.710.500.350.250.17cvno2c00.581.001.301.501.66cvo2c00.150.250.330.380.42cv计算:v（n2o5）：v（no2）：v（o2）=_。思考：同一化学反应，各物质化学反应速率的比值与_之比相同。5、特点：（1）同一反应，可以采用_物质的浓度该变量表示速率，表示的意义_，但数值可能_。一种物质的化学反应速率代表了_。因此在表示某反应的化学反应速率时要指明_。（2）_、_无浓度可言。因此，化学反应方程式中，不能用_、_来表示反应速率的大小。反应速率适用于_体和_，固体和纯液体的浓度为_。例：在密闭容器中zn+h2so4=znso4+h2的反应速率不能用v（_）表示该反应的化学反应速率。（3）化学反应速率均为_值，没有_值。（4）化学反应速率是一段时间的_速率，而非_速率。（5）同一化学反应，各物质化学反应速率的比值等于_之比。只要知道某种物质来表示的化学反应速率的数值，就可以换算成用其它物质表示的该反应速率。（6）比较反应的快慢，应取同一参照物，且单位一致。【练练】反应a+3b=2c+2d在四种不同条件下的个速率为：（1）对于化学反应3w(g)+2x(g)=4y(g)+3z(g)，下列反应速率关系中，正确的是（ ）a、v(w)=3v(z) b、2v(x)=3v(z) c、2v(x)=v(y) d、3v(w)= v(y)（2）v(a)=0.3mol/ls；（2）v(b)=0.6mol/ls（3）v(c)=0.4mol/ls（4）v(d)=0.45mol/ls则该反应速率的快慢顺序为:_（3）反应4a(s)+3b(g)=2c(g)+ d(g)，经2min后b的浓度减少0.6mol/l。下列反应速率的表示正确的是a、用物质a表示的反应速率为0.4mol/lmin； b、用b、c、d表示的反应速率比值为3:2:1；c、2min末用b表示的反应速率为0.3mol/lmin d、在这2min内用b表示的反应速率是逐渐减小的，用c表示的反应速率是逐渐增加的。6、化学反应速率的计算：（1）基本公式：定义式：比例式：【练练】在密闭容器中，a与b反应生成c，其反应速率分别为v(a)、v(b)、 v(c)表示。已知3v(a)=2v(b)、3v(c)=2v(b)，则此反应可表示为（ ）a、2a+3b=2c b、a+3b=2c c、3a+b=2c d、a+b=c（2）解题模式：计算反应速率一般用“_”，即_、_、_时情况来考虑，这种方法的优点在于_。【练练】（1）一定温度下：在容积为2l的密闭容器中加入3mol h2和1mol n2，在2s末测得容器中含有0.4molnh3，求v（n2）、v（h2）、v（nh3）。（2）（某温度时在2l容器中x、y、z三种物质的物质的量随时间的变化曲线如图所示。由图中数据分析：反应开始2min内的x、y、z的化学反应速率；该反应的化学方程式为_。（3）反应物转化率的计算：定义：计算公式：【练练】1、将4mola气体和2molb气体在2l的容器中混合并在一定条件下发生如下反应：2a(g)+b(g)=2c(g).若2s后测得c的浓度为0.6mol/l，下列几种说法中正确的是（ ）用物质a表示的反应速率为0.3mol/ls； 用物质b表示的反应速率为0.6mol/ls；2s时物质b的浓度为0.7mol/l； 2s末时，物质a的转化率为70%；a、 b、 c、 d、2、在一定条件下发生反应:3a(g)+2b(g)=c(g)+2d(g)，在2l密闭容器中，把4mola和2molb混合，2min后达到平衡时生成1.6molc，又测得反应速率v(d)=0.2mol/lmin，下列说法正确的是（ ）a、b的转化率是20% b、x=4 c、a的平衡浓度是1.4mol/l d、平衡时气体压强是原来的0.94倍（4）某组分（气体）体积分数的计算：定义：计算公式：答案：1、单位时间 反应物浓度（物质的量浓度） 减少 生成物浓度 增加 v 2、快慢程度 （1）表示该物质在参与反应时，1分钟内物质的量浓度增加（或减少）了0.50mol/l。（2）v(a)=(2-1)/2 mol/lmin =0.50mol/lmin3、n vt n(a)v(a)t n(b)v(b)t n(c) v(c)t n(d)v(d)t 4、复合单位 1mol/ls mol/lmin mol/lh 60 36000.29 0.50 0.65 0.75 0.83 0.290 0.25. 0.216 0.188 0.166 0.58 1.00 1.30 1.50 1.66 0.580 0.500 0.430 0.375 0.332 0.15 0.25 0.33 0.38 0.42 0.150 0.125 0.110 0.095 0.084 2:4:1 反应方程式中化学计量数 5、（1）不同 相同 不同 整个化学反应速率 那种物质（2）固体 纯液体 固体 纯液体 气体 溶液 常数（3）正 负（4）平均 瞬时（5）反应方程式中化学计量数【练练】（1）c （2）（1）（4）（2）=（3）；（3）b 6、（1） 【练练】a（2）三段思维法 起始 转化 平衡 各物质的量及变化非常清晰，一目了然。【练练】 （1）（2）v（x）=0.025mol/lmin、v（y）=0.075mol/lmin、v（z）=0.05mol/lmin x+3y=2z（3）同一反应里，参与化学反应中的某物质一定时刻的转化量与起始量的百分比。 【练练】1、b 2、bc（4）在多种物质组成的体系中，某物质a物质的量与容器中所有物质物质的量的百分比。二、化学反应速率的测定1、基本原理：化学反应速率是通过_测定的，可测定不同反应时刻反应物或生成物的_，即通过观察和测量体系中的某一物质的_，再进行适当的转换和计算。2、可用于化学反应速率测定的基本性质： （1）能够直接可观察的性质：气体的_和体系的_。（2）必须依靠科学仪器才能测量的性质：_。3、基本方法：（1）化学方法：直接观察某些性质（释放出的气体体积和体系压强）一般用单位时间内，物质的_或_来衡量化学反应速率的快慢。【实验】步骤：（1）检查装置气密性（2）装入药品，每隔10s观察注射器中气体的体积。（3）记录数据，以ml/s为反应速率单位计算各段时间反应平均速率。（4）绘制体积（v）时间（t）曲线图。练习：右图所示为某同学通过上图实验装置测定反应中生成的co2气体体积，并绘出的曲线，在该实验过程中发现锥形瓶温度升高。请分析讨论以下问题。在o t1、t1 t2、t2 t3各相同的时间段里，反应速率最大的时间段是 ，可能的原因是 ；收集到的气体最多的是 时间段。为了减缓上述反应速率，欲向盐酸溶液中加入下列物质，你认为可行的有 ；a蒸馏水 bnacl固体 cnacl溶液 d通入hcl在t4后，收集到的气体的体积不再增加，可能的原因是 。 （2）物理方法：比色法（根据颜色的变化）在溶液中，当反应物或生成物本身有明显的_变化时（其_不同），可应用_和_间的正比关系来跟踪反应过程和测量反应速度。电导法根据_的差异，通过_的变化测反应物中_变化，从而计算化学反应速率。（3）激光技术：激光技术也可以应用到化学反应速率的测定。4、测定化学反应速率常用的方法：（1）对于有气体生成的反应：可测定_或_。（2）对于有固体参加的反应，可测定一段时间内_。（3）对于有酸碱参与的反应，可测定一段时间内溶液中_的变化。（4）对于有颜色变化的反应,可测定_。（5）对于有沉淀生成的反应，可测定_。答案: 1、实验 浓度 相关性质 2、（1）体积 压强（2）颜色的深浅光的吸收光的发射导电能力3、（1）颜色改变程度 气体生成的体积 【练习】t1 - t2 该反应为放热反应，反应一段时间后溶液温度升高，使得反应速率加快 t1 -t2 ac; 反应物中有一种已经消耗完。（2）颜色 吸光度 颜色深浅 显色物质浓度离子导电能力 电导率4、（1）相同时间内收集气体的体积 收集等量气体所用的时间（2）消耗固体质量的多少（3）氢离子或氢氧根离子浓度（4）溶液变色所需时间（5）溶液变浑浊所需的时间第2课时 影响化学反应速率的因素一、碰撞理论1、化学反应的实质：反应物旧化学键_；生成物中形成_。2、碰撞理论：碰撞理论认为，反应物分子间必须_才有可能发生反应，_的大小与_成_比，_（是或不是）每次碰撞都能发生反应。3、有效碰撞： （1）定义：_称为有效碰撞。（2）有效碰撞两条件：_；_。 没有足够的能量 没有合适的方向 足够的能量+合适的方向4、化学反应与分子碰撞（1）分子间的碰撞是发生化学反应的_条件。（2）有效碰撞是化学反应的_条件。5、活化分子（1）定义：在化学反应里，_、_的分子称活化分子。（2）性质：发生有效碰撞的分子一定是_；但活化分子的碰撞_。有效碰撞次数的的多少与单位体积内反应物中的_有关。有效碰撞次数越多，化学反应速率越_。（3）活化分子百分数：_占_的百分比。 活化分子百分数=（4）活化分子的特点：活化分子具有_，能量不足的分子_才能变成活化分子。在温度不变时，对某一个反应来说，活化分子在反应物中所占的百分数是_的，且与温度成_比。6、活化能（1）定义：_。（2）作用：使反应物_，决定_。（3）活化能与反应速率的关系：活化能越小，一般分子成为活化分子越_，活化分子百分数越_，单位体积内活化分子数越_，单位时间内有效碰撞越_，反应速率越_，反应越_。活化能越大，活化分子百分数越_，反应越_。（4）影响活化能大小的因素：活化能大小是由_决定的。（5）活化能与反应热的关系： 活化能的大小虽然意味着一般分子成为活化分子的_，但是却对这个化学反应前后的能量变化_影响。（6）提供活化能的途径：_、_、_、_、_、_等。7、有效碰撞模型：答案：1、断裂 新的化学键 2、相互碰撞 反应速率 单位时间内反应物分子间的碰撞次数 正 不3、（1）能发生反应的碰撞 （2）一是发生碰撞的分子具有足够高的能量；二是分子在一定的方向上发生碰撞。 4、必要 充要 5、（1）能量较高 有可能发生有效碰撞 （2）活化分子 不一定是有效碰撞 活化分子的多少 快（3）活化分子数 反应物总分子数 （4）较高的能量 获取能量后 恒定 正 6、（1）活化分子的平均能量与所有分子的平均能量之差成为活化能。（2）活化 化学反应的难易 （3） 容易 大 多 多 快 容易 低 难 （4）反应物分子的性质 （5）难易 并不产生任何 （6）加热 光照 超声波 核辐射 外加磁场 摩擦二、影响化学反应速率的因素：1、内部因素（主要因素）：_。2、外界因素：包括_（如_、_、_等）。在其他条件相同时，（1）浓度反应物浓度越大，反应速率_。（2）压强气体反应的压强越大，反应速率_。（3）温度反应的温度越高，反应速率_。（4）催化剂加入催化剂能够显著地_反应速率。（5）其他如反应物颗粒越小，接触面积_，反应速率_。答案：1、反应物自身的性质 2、浓度 压强 温度 催化剂 其他 光 颗粒大小 溶剂（1）越大（2）越大（3）越大（4）增大（5）越大 越大三、浓度对化学反应速率的影响：1、实验探究：（1）反应原理：_。（2）实验现象：_。（3）实验结论：_。 2、影响规律： 其他条件相同时，增大反应物的浓度，反应速率_；减小反应物的浓度，反应速率_。注意：此规律只适用于 的反应，对于纯液体和固体的反应物，一般情况下其浓度是 ，因此改变它们的量 化学反应速率。一般来说，固体反应物表面积越大，反应速率 。随着化学反应的进行，反应物的浓度会 ，反应速率会 。3、碰撞理论诠释： 活化分子 浓度增大单位体积内活化分子数增加有效碰撞次数增多 反应速率加快巩固练习：一定量的盐酸跟过量的铁粉反应时，为了减缓反应速率，而不影响生成氢气的总量，可向其中加入适量的（ ）a、na2co3晶体 b、naoh晶体 c、水 d、cuso4晶体答案：1、（1）nahco3+hcl=nacl+h2o+co2 （2）盛放盐酸浓度大的锥形瓶中的气球膨胀速度比较快（3）其他条件相同时，增大反应物的浓度反应速率增大，减小反应物的浓度反应速率减小2、增大 减小 气体或溶液 常数 不会改变 越大 减小 减慢 【练习】c四、压强对化学反应速率的影响：1、分析：对气体来说，若其他条件不变，增大压强，就是增加单位体积的_，即增加反应物的_，单位体积内活化分子数_，因而可以_化学反应速率。2、影响规律：对于有气体参加的反应，其他条件不变时，增大压强，气体的体积_，浓度_,反应速率_,减小压强，反应速率_。【说明】由于压强对液体和固体的体积_，因此，无气体参加的反应，压强对反应速率的影响_。3、实质：压强对反应速率的影响本质上是对_的影响。4、碰撞理论诠释：压强增大浓度_单位体积内活化分子数_有效碰撞次数_ 反应速率_。5、压强的“真变”与“假变”【问题讨论】（1）取一个盛有一定量氢气和氮气的恒容密闭容器，向其中充入与反应无关的气体（如惰性气体），总气压_，氢气和氮气的浓度_，化学反应速率_，此增压是_变。化学反应速率减慢n2、h2浓度减小总气压没变体积增大化学反应速率没变n2、h2浓度没变总气压增大 (讨论1图) (讨论2图)（2）取一个盛有一定量氢气和氮气的变容密闭容器，向其中充入与反应无关的气体（如惰性气体），总气压_，体积_，氢气和氮气的浓度_，化学反应速率_，此增压是_变。【结论】：改变压强影响反应速率本质上是改变单位体积内气体的_，如果系统的压强虽然发生了变化，但是单位体积内气体的浓度并不发生改变时，反应速率_。6、惰性气体对反应速率的影响（1）如果保持恒温恒容，加入惰性气体后，反应物的浓度_，因此对反应速率_。（2）如果恒温恒压，加入惰性气体后，反应体系体积_，反应物浓度_，因此反应速率会_。结论：（1）恒容时“_变”：加入惰性气体后使压强_，反应物和生成物的浓度_，所以化学反应速率_。（2）恒压时“_变”：加入惰性气体后使体积_，反应物和生成物的浓度_，所以化学反应速率_。压强对反应速率的影响是通过改变_来改变的；若压强变化之后，气体的浓度没变，其化学反应速率_。7、改变压强的几种情况：（1）恒温时：增大压强体积_浓度_反应速率_。（2）恒温恒容时： 充入“气体反应物”反应物浓度_总压强_反应速率_。 充入“无关气体”（如惰性气体）引起总压强_各反应物浓度_反应速率_。（3）恒温恒压时： 充入“无关气体”（如惰性气体）体积_各反应物浓度_反应速率_。【练练】1、在一固定体积的密闭体系中发生反应：n2+3h2=2nh3。现采取下列措施：（1）往体系中充入一定量氢气；（2）往体系中充入一定量氮气；（3）往体系中充入一定量氦气；（4）压缩容积使体积变小。哪些措施能够使反应速率增大？2、如下图所示，相同体积的a、b、c三密闭容器，其中c容器有一活塞，a、b两容器为恒荣容器，开始时向三容器中都加入相同量的so2和o2使三容器压强相等，一定条件下发生2so2+o2=2so2的反应。问：（1）开始时a、c容器的反应速率大小关系为v(a)_v(c);（2）反应一段时间后a、c容器的反应速率大小关系为v(a)_v(c);（3）如果开始时在a、c两容器中通入同量的n2，则此时三容器起始压强关系为p(a)_p(b)_p(c)；起始反应速率关系为v(a)_v(b)_v(c)。3、增大压强，能使下列反应速率加快的是（ ）a、na2so4溶液与bacl2溶液反应 b、co和水蒸气在一定条件下反应生成co2和h2。c、将co2通入石灰水中 d、na2o溶于水。4、反应在一体积可变的密闭容器中进行，下列条件的改变对其反应速率几乎无影响的是（ ）增加碳的量；将容器的体积缩小一半；保持体积不变，充入n2使体系压强增大保持压强不变，充入n2使容器体积变大。a、 b、 c、 d5、对于反应n2+o2=2no在密闭容器中进行，下列条件是否能该表该反应的化学反应速率，为什么？（1）缩小体积使压强增大（2）体积不变充入n2使压强增大（3）体积不变充入o2使压强增大（4）体积不变充入he（5）体积不变充入he使压强增大答案：1、反应物的物质的量 浓度 增多 增大 2、减小 增大 增大 减小 几乎无影响 可忽略不计3、浓度 4、增大 增加 增多 加快 5、（1）增大 没变 不变 假（2）不变 增大 减小 减慢 真 【结论】浓度 不变 6、（1）不变 不变 （2）增大 减小 减慢 【结论】（1）假 增大 不变 不变 （2）真 增大 减小 减慢 反应物浓度 不变 7、（1）减小 增大 增大；（2）增大 增大 增大 增大 不变 不变 （3）增大 减小 减慢【练练】1、（1）（2）（4）能够使反应速率增大。因为它们都使反应物浓度增大，因而加快反应速率。2、（1）= （2） = ; = 3、bc 4、c 5、（1）各气体浓度均增加，反应速率加快（2）n2浓度增加，反应速率加快；（3）o2浓度增加，反应速率加快；（4）容器变大，各气体浓度变小，反应速率减小；（5）容器大小不变，各气体浓度不变，反应速率不变。五、温度对化学反应速率的影响：1、实验探究：（1）实验药品：草酸又名_，_色粉末状固体，溶于水为_色液体，化学式为：_（2）反应原理:_（3）实验过程：实验现象：_。实验结论：。2、影响规律： 其他条件不变时，升高温度，反应速率_；降低温度，反应速率_。【说明】（1）温度对反应速率的影响，无论是_反应，还是_反应，都适用。 （2）温度对反应速率的影响，无论是_体、_体，还是_体，都适用。 每升高10，化学反应速率通常增大到原来的_倍。3、碰撞理论诠释： 原因：（1）主因：活化分子数_，有效碰撞次数_：浓度一定时，反应物分子的能量增加，使原来一部分能量较低的分子变成_分子，从而增加了_，使有效碰撞次数_，反应速率_。（2）次因：分子运动速率_：温度升高，使分子运动速度_,单位时间内反应物分子间的碰撞次数_，反应速率也会相应的_。 总之，升高温度，一部分非活化分子_转化为_分子，使得活化分子百分数_，活化分子间的有效碰撞频率_,故反应速率_。【练习】温度对反应速率影响对比 温度升高分子总数活化分子数活化分子百分数单位体积活化分子总数化学反应速率答案：1、（1）乙二酸 白 无 h2c2o4 （2）2kmno4+5h2c2o4+3h2so4=k2so4+2mnso4+10co2+8h2o（3）水浴加热的试管中溶液紫红色迅速褪去，常温下溶液紫红色褪色较慢，冰水中溶液紫红色褪色最慢。 其他条件不变时，升高温度，反应速率增大；降低温度，反应速率减慢。2、增大 减慢 吸热 放热 固 液 气 243、（1）增加 增加 活化 活化分子数量 增多 增大；（2）加快 加快 增加 加快 吸收能量 活化 增加 增加 加快 【练习】不变 增加 增大 增大 加快五、催化剂对化学反应速率的影响：1、催化剂（1）定义：能_化学反应速率，但在反应前后本身的_和_都_的物质。（2）种类：催化剂有_、_之分。_使反应速率加快，_使反应速率减慢。2、催化剂对化学反应速率的影响倒入mno2（1）实验探究：带火星木条【实验现象】开始时，带火星木条_，经漏斗向锥形瓶内倒入适量mno2后，试管中_，带火星木条_。【结论】：当其他条件不变时，使用合适的催化剂，化学反应速率_。h2o2（2）原因：在其他条件不变时，使用催化剂可以大大_反应所需要的能量，会使更多的反应物分子成为_,大大_单位体积内反应物分子中_所占的百分数，因而是反应速率_。使用催化剂，能够改变反应的_反应的活化能_活化分子的百分数活化分子数目_有效碰撞的几率_反应速率_。（3）催化剂对化学反应速率的影响规律：_。正催化剂降低了反应活化能，则分子只需要较低能量就变成活化分子，即反应所需要的能量降低。活化分子百分比增大，活化分子数增多有效碰撞次数增大，化学反应速率加快。（4）作用：催化剂改变了反应_，正催化剂_了反应活化能，增大了_使反应速率显著_。（5）催化剂的影响：使用催化剂同