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文档简介
高二高二化学反应速率化学反应速率人教版人教版 【同步教育信息同步教育信息】 一. 本周教学内容 化学反应速率 二. 重点、难点 1. 了解控制化学反应速率对人类的意义。 2. 掌握定量表达化学反应速率的方法 。 3. 影响化学反应速率的因素。外界条件对化学反应速率影响的本质。 三. 具体内容 (一)化学反应速率 1. 化学反应的快慢 2. 化学反应速率及其表示方法 (1)概念:单位时间内反应物或生成物的物质的量的变化(以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) (2)数学表达式:v =c/t(式中 v平均速率、c浓度变化、t时间) (3) 单位:molL-1 min-1 或 molL-1s-1等等。 练习:在给定条件下,氮气与氢气在密闭容器中合成氨。起始时加入氮气和氢气且浓 度分别为 1.0 mol/L 和 3.0 mol/ L,2 秒后,氮气的浓度为 0.8 mol/L ,氢气的浓度为 2.4 mol/L,氨气的浓度为 0.4 mol/L。分别用氮气、氢气和氨气的浓度变化表示的这 2 秒内的 化学反应速率是多少?有什么关系? 3. 说明: (1)化学反应速率并不是均匀进行的,采用这样的方法计算出来的反应速率,是在给 定时间范围内的平均反应速率,而不是瞬时反应速率。 (2)反应速率均取正值。 (3)对于同一化学反应,选用不同的物质作标准计算,有不同的速率数值,但却表示 的是同一化学反应的速率。所以必须在速率 v 的右下角注明参照物的名称。否则这个速率 的数值没有确定的含义。 (4)以不同参照物计算出来的反应速率数值比,等于化学方程式中各物质的系数比。 (二)影响化学反应速率的因素 1. 不同的化学反应具有不同的反应速率,影响反应速率的主要因素是内因,即参加反应 物质的性质。 化学反应过程的实质: 反应物分子之间发生碰撞是化学反应发生的先决条件。 能发生反应的碰撞叫有效碰撞。 能发生有效碰撞的能量较高的分子叫活化分子。 只有活化分子之间采取合适的取向的碰撞才是有效碰撞。 2. 在同一反应中,影响反应速率的因素是外因,即外界条件,主要有温度、浓度、压强、 催化剂等。(还有像反应颗粒(固体)的大小、光、波等对化学反应速率也有影响) 浓度、压强、温度、催化剂的变化与活化分子的分数、有效碰撞次数及反应速率的关 系。 条件 变化 反应体系内 变化 注意点 浓度 增大 单位体积内 分子总数增 加,反应速 率增大。 活化分子百分数不变,由于单位体积内分子总数增多, 引起 单位体积内活化分子总数增多。 压强 增大 单位体积内 气体分子总 数增加,反 应速率增 大。 无气体物质参加或生成的反应,压强变化不影响反应速率。可 逆反应中,增大压强正、逆反应速率都加快,减小压强逆 反应速率都减慢。 温度 升高 分子的平均 能量升高, 使反应速率 增大。 温度每升高 10,反应速率通常增大到原来的 24 倍。可逆 反应中,升高温度正、逆反应速率都增大,降低温度正、逆反 应速率都减小。 使用 正催 化剂 改变了反应 历程,反应 易于发生, 使反应速率 增大。 催化剂降低了活化能,使一部分原先的非活化分子变为活化分 子,提高了活化分子的百分数。催化剂对反应速率的影响很大, 是工业生产中改变反应速率的主要手段。正逆反应速率都增大, 且正逆反应速率以相同的幅度增大。 【典型例题典型例题】 例 1 已知某气体反应:起始浓度x=15mol/L,y=5mol/L,在)(2)()(3gZgYgX 2s 末时用生成物 Z 所表示的该反应速率为 2.0mol/(Ls)求 2s 末时各物质的浓度? 分析:分析:利用各物质的反应速率,可求出单位时间内反应物的消耗浓度和生成物的增生 浓度,进一步可求出 2s 时各物质的浓度 根据又因:)/(0 . 2)(sLmolzv2:1:3)(: )(: )(zvyvxv 可求得:)/(12 2 1 )(sLmolyv )/(32 2 3 )(sLmolxv 2s 时各物质的转化浓度分别为: LmolssLmolxC/62)/(3)( LmolssLmolyC/22)/(1)( LmolssLmolzC/42)/(2)( 根据化学方程式可求出 2s 时各物质浓度 )(2)()(3gZgYgX 起始浓度(mol/L) 15 5 0 转化浓度(mol/L) 6 2 4 2s 时浓度(mol/L) 9 3 4 答案:答案:2s 时各物质的浓度分别为:9 mol /L、3 mol /L、4 mol /L 例 2 以下反应在四种不同情况下的反应速率分别为: (1) (2) (3) (4) 该反应由快到慢的顺序为 分析:分析:以上四种反应速率是以不同物质为参照物,也就是标准不统一,当然不能直接 比较,只有将它们换算成同一种物质表示的反应速率才能比较快慢。根据化学方程式中系 数比可以进行换算。 解答:解答:将(2)、(3)、(4)、反应速率都以 A 为参照物表示: 反应(2) 反应(3) 反应(4) sLmol v v D A /225 . 0 2 反应快慢顺序:(4)(3)= (2)(1) 点拨:点拨:用不同参照物表示同一反应速率,各数值之间有如下关系: 掌握以上等式,对用不同物质表示的同一反应速率各数值的换算会带来很大方便,更 便于不同反应速率的比较。 例 3 下列措施肯定能使反应速率增大的是( ) A. 增大反应物的量 B. 增大压强 C. 升高温度 D. 使用催化剂 分析:分析: A. 增大反应物的量,不一定能增大反应物的浓度。如反应物为固态或液态,增大反应 物的量并不改变其浓度,也不能增大反应速率。另外,如果增大反应物的量,体积也同时 改变,浓度也不一定增大。关键看增大反应物的量,能否使反应物浓度增大。 B. 增大压强,只能增大气态反应物浓度,若反应物中没有气态物质,增压就不能改变 反应速率。 C. 升高温度,反应速率一定增大,且温度升高,反应速率增大较为明显,一般温度升 高 10,反应速率增大 2 倍。 D. 催化剂能改变反应速率,一般情况下为增大速率又叫正催化剂,也可能减小反应速 率又叫负催化剂。 解答:解答:只有 C 符合 点拨:点拨:外界条件对反应速率的影响,只有温度是无条件的,压强、催化剂对反应速率 的影响要根据具体情况具体分析。只有气态反应物及溶液才能改变浓度,不要把物质的量 的增减与浓度的大小混为一谈。 例 4 其它条件不变,升高温度能增大反应速率的原因是( ) A. 单位体积内分子数增多 B. 单位体积内活化分子数增多 C. 单位体积内有效碰撞次数增多 D. 单位体积内有效碰撞次数减少 分析:分析:升高温度,压强和浓度不变,单位体积内分子数不变,故 A 不正确。压强和浓 度虽不变,但升高温度使一部分分子获得能量而成为活化分子,所以活化分子百分数增大, 单位体积内活化分子数增多,有效碰撞次数增多,所以 BC 正确。 答案:答案:B、C 例 5 对于反应 NO2(气)SO2(气)NO(气)SO3(气) 放热,下列叙述正确的是 ( ) A. 使用催化剂不能改变反应速率 B. 改变压强对反应速率没有影响 C. 升高温度能加快反应速率 D. 减小压强会降低反应速率 分析:分析:这是一个有气体物质参加的化学反应,因此,浓度、温度、压强、催化剂等因 素能影响该反应的反应速率。 答案:答案:C、D 例 6 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下图所示。 由图中数据分析,该反应的化学方程式和反应开始至 2min 末 Z 的平均速率分别为( ) A. B. C. D. 分析:分析:从图像中找出 2min 末 X、Y、Z 物质的量与反应开始时的差值,就是它们的转 化量,转化量之比即为方程式中系数比。 解答:解答:2min 末: 化学方程式: 答案:答案:A 点拨:点拨:由化学方程式中系数比可求出反应中转化量之比,同理从化学反应中转化量的 比值可确定化学方程式中系数。可见转化量是关键。学习中注重逆向思维的训练。 【模拟试题模拟试题】 1. 当其它条件不变时,下列化学反应的反应速率与压强变化基本无关的是( ) A. 2NaOHH2SO4=Na2SO42H2O B. 2SO2(气)O2(气)2SO3(气) C. CaCO3(固)CaO(固)+CO2(气) D. H2(气)I2(气)2HI(气) 2. 同质量的锌与稀硫酸反应,欲使反应速率最大,选择下列组合中的反应条件:锌粒 锌片锌粉10的稀硫酸15的稀硫酸20的稀硫酸加热用冰冷却不断搅 拌迅速加入锌片后静置( ) A. B. C. D. 3. 在密闭容器中进行可逆反应,A 与 B 反应生成 C,其反应速率分别用 v(A)、 v(B)、v(C)mol 表示,且 v(A)、v(B)、v(C)之间有以下关系:)(sL v(B)=3 v(A),v(C)=2 v(A),3 v(C)2 v(B),则此反应表示为( ) A. A(气)B(气)C(气) B. 2A(气)2B(气)3C(气) C. 3A(气)B(气)2C(气) D. A(气)3B(气)2C(气) 4. 1995 年诺贝尔化学奖授予致力于研究臭氧层被破坏问题的三位环境化学家。大气中的 臭氧层可滤除大量的紫外光,保护地球上的生物。氟利昂(如 CCl2F2)可在光的作用下分 解,产生 Cl 原子,Cl 原子会对臭氧层产生长久的破坏作用(臭氧的分子式为 O3)。有关 反应为、ClO3ClO+O2、ClOOClO2、总反应 2O33O2 在上述臭氧变成氧气的反应过程中,Cl 是( ) A. 反应物 B. 生成物 C. 中间产物 D. 催化剂 5. 增大反应速率的原因是( ) A. 升高温度,使单位体积内分子数增多 B. 增大浓度,可使反应物分子中活化分子的数增多 C. 使用催化剂可升高反应的活化能 D. 使用催化剂可降低反应的活化能 6. 在 2L 密闭容器内,某气体反应物在 2s 内由 8mol 变为 7.2mol,则该反应的平均反应 速率为( ) A. 0.4mol B. 0.3mol C. 0.2mol D. 0.1molsLsLsLsL 7. 可逆反应:A+3B2C2D 在 4 种不同的情况下的反应速率分别为 sLmolA/15 . 0 )(sLmolBv/6 . 0)(molCv4 . 0)(sL/ 该反应进行速率最快的是( )sLmolDv/45 . 0 )( A. B. 和 C. D. 和 8. 把 0.6molX 气体和 0.4molY 气体混合于 2L 容器中,使它们发生如下反应: 3X(气)Y(气)=nZ(气)2W(气)。5min末已生成 0.2 mol W,若测知以 Z 浓度变化来表 示的反应平均速率为 0.01mol,则minL (1)上述反应中 Z 气体的计量系数 n 的值是( ) A. 1 B. 2 C. 3 D. 4 (2)上述反应在 5min 末时,已作用去的 Y 值占原来量的百分比是( ) A. 20 B. 25 C. 33 D. 50 9. A、B 两物质当浓度恒定时在不同温度下进行反应 A3B2C,10时反应速率 v(B)=0.3mol,50时 v(A)=25.6mol,若该反应每高 10反应速率增至sLsL n 倍,则 n 为( ) A. 4 B. 3 C. 3.5 D. 2.5 10. 某温度下,在 0.5L 密闭容器中通入 A(气)、B(气)各 2mol,发生反应 3AB 2C,由反应开始至 6s 末,A 的平均速率为 0.3mol,6s 末容器内剩余 B 为( )(sL ) A. 0.6mol B. 1.2mol C. 0.8mol D. 1.7mol 11. 在一密闭容器中充入一定量的 N2和 H2,经测定反应开始后的 2s 末,v(H2)= 0.45mol /,则 2s 末 NH3的浓度为( )sL A. 0.5molL B. 0.6molL C. 0.45molL D. 0.55molL 12. 下列各组实验中溶液最先变浑浊的是 A. 0.1molLNa2S2O3和 H2SO4各 5mL,加水 5mL,反应温度 10 B. 0.1molLNa2S2O3和 H2SO4各 5mL,加水 10mL,反应温度 10 C. 0.1molLNa2S2O3和 H2SO4各 5mL,加水 10mL,反应温度 30 D. 0.2molLNa2S2O3和 H2SO4各 5mL,加水 10mL,反应温度 30 13. 反应 C(固)H2O(气)CO2(气)+H2(气)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( ) A. 增加 C 的量 B. 将容器的体积缩小一半 C. 保持体积不变,升高温度 D. 压强不变充入 N2使容器体积增大 14. 把除去氧化膜的镁条投入到盛有稀盐酸的试管中,发现 H2发生的速率变化情况如图, 其中 T1T2速率变化的主要原因是_,T2T3速率变化的主要原因是_。 15. 已知某合成反应的如下数据 A23B22AB3 A23B22AB3 起始浓度(mol / L) 1.0 3.0 0 2S 末浓度 0.8 则 2s 内该反应的速度 v(AB3)_,v(B2)=_,v(A2)=_,2s 末 A2的浓度是_,B2的浓度是_。 16. 实验室制氯化氢不加热就能产生大量的氯化氢。而在实验时,往往要加热,请说明 原因。(提示:提示:从影响反应速率的条件分析) 17. 在 N23H22NH3的反应中,若使反应速率加快,可采
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