第三节 化学反应的速率和限度 第1课时 化学反应的速率一、化学反应速率1.概念:化学反应速率是用来衡量化学反应过程进行的快慢的物理量。
通常用单位时间内反应物浓度的减少量或生成物浓度的增加量(均取正值)表示。
2.计算公式及单位:化学反应速率常用v (B)表示,其计算公式为v (B)=Δc (B )Δt 其中,v 表示B 物质的反应速率,Δc 表示B 物质浓度的变化值,Δt 表示反应的时间变化,化学反应速率的常用单位为mol·L -1·min -1或mol·L -1·s -1。
3.实例:某反应的反应物A 浓度在5 min 内由6 mol·L-1变成了1 mol·L -1,则v (A)= 。
判断正误将4 mol A 和2 mol B 在2 L 容器中混合,一定条件下发生反应:2A(固)+B(气)===2C(气)+D(液)+3E(气),若2 s 后测C 的物质的量为2 mol 。
现判断下列说法是否正确:(1)v (A)=0.5 mol·L -1·s -1( ) (2)v (B)=-0.25 mol·L -1·s -1( ) (3)v (C)=0.5 mol·L -1·s -1( ) (4)v (D)=0.25 mol·L -1·s -1( ) (5)v (E)=0.75 mol·L -1·s -1( ) (6)以上物质表示化学反应速率是某一时刻的瞬时速率( ) (7)以上物质表示化学反应速率是一段时间内的平均反应速率( )深度思考已知反应:4NH 3(g)+5O 2(g)===4NO(g)+6H 2O(g)在5 L 的密闭容器中进行。
20 s 后,NO 的物质的量增加了1.6 mol 。
(1)此时用NO 表示该反应的反应速率v (NO)是多少?(2)20 s 后,NH 3、O 2、H 2O 物质的量变化了多少?用NH 3、O 2、H 2O 表示的化学反应速率v (NH 3)、v (O 2)、v (H 2O)分别是多少?(3)同一反应在相同时间内,用不同物质表示的反应速率,其数值是否相同?表示的反应快慢是否相同?用不同物质表示的反应速率其数值有什么规律?归纳总结对化学反应速率的正确理解(1)化学反应速率无负值。
不论是用单位时间内反应物浓度的减少量还是用单位时间内生成物浓度的增加量来表示,化学反应速率均为正值。
(2)化学反应速率是一段时间内的平均反应速率,而不是某一时刻的瞬时速率。
(3)固体或纯液体的浓度视为常数,Δc =0,因此不用固体或纯液体表示化学反应速率。
(4)在同一化学反应里,用不同的物质表示的反应速率可能不同,但意义相同,所以描述反应速率时必须指明具体的物质。
(5)关系式法:化学反应速率之比=物质的量浓度的变化量之比=物质的量的变化量之比=化学计量数之比。
二、影响化学反应速率的因素1.内因是影响化学反应速率的决定因素。
2.外因(其他条件不变)[实验探究] (1)探究温度对H 2O 2分解反应速率的影响。
实验操作实验现象产生气泡由快到慢的顺序: > >实验结论升高温度,反应速率 降低温度,反应速率(2)探究催化剂对H 2O 2分解反应速率的影响。
实验操作实验现象 产生气泡速率的相对大小: > , > 实验结论催化剂 H 2O 2分解反应的速率(3)浓度、固体的表面积等因素对化学反应速率的影响。
[问题探究](1)实验室常用约30%左右的硫酸(浓度约3.7 mol·L -1)与锌粒反应制取氢气,当反应进行一段时间后,气泡变得稀少(锌粒还有剩余),如果添加一些适当浓度的硫酸溶液到反应容器中,气泡又重新增多。
原因是什么? 提示: (2)人们常把固体试剂溶于水配成溶液后再进行化学实验,原因是什么? 提示: 。
(3)实验时,通常要将两种块状或颗粒状的固体药品研细,并混匀后再进行反应。
原因是什么? 提示: [探究结论]影响因素 规律内因 反应物本身的性质 反应物的化学性质越活泼,化学反应速率越快;反之化学反应速率越慢外因浓度增大反应物的浓度,化学反应速率增大;减小反应物的浓度,化学反应速率减小温度升高温度,化学反应速率增大;降低温度,化学反应速率减小催化剂一般地,使用催化剂能极大地加快反应速率固体的表面积增大固体反应物的表面积,化学反应速率加快其他光照、溶剂、形成原电池等,也能影响化学反应速率判断正误(1)钾与水反应的反应速率比钠与水反应的反应速率快的原因是钾、钠本身性质决定的,钾的金属活动性强于钠的()(2)铁粉与一定浓度的盐酸反应时,增加铁粉的用量可以加快反应速率()(3)夏天的时候,牛奶保存时间短,原因是夏天温度高,加快牛奶腐败速度()(4)化工生产过程中常常使用催化剂来加快反应速率,提高生产效率()(5)实验室常用大理石与盐酸反应制取CO2,不用纯碱与盐酸反应制取CO2的原因是大理石是块状的,纯碱是粉末状,纯碱接触面积大,反应速率太快,难于控制和收集()(6)相同条件下,铁分别与相同浓度的硫酸和盐酸制取氢气,反应速率相同()深度思考1.下表是某种金属与稀硫酸反应时测得的实验数据。
实验序号金属质量/g金属状态c(H2SO4)/mol·L-1V(H2SO4)/mL溶液温度/℃金属消失所需时间/s反应前反应后①0.10丝0.5502034500②0.10粉末0.550203550③0.10丝0.7502036250④0.10丝0.8502035200⑤0.10粉末0.850203625⑥0.10丝 1.0502035125⑦0.10丝 1.050355050⑧0.10丝 1.1502034100⑨0.10丝 1.150304440(1)反应速率最大的是实验__________(填实验序号,下同),反应速率最小的是__________。
(2)实验③和实验④是探究________对化学反应速率的影响,实验⑥和实验⑦是探究__________对化学反应速率的影响。
(3)实验②中金属消失的时间比实验①短,原因是_________,实验②反应后温度较高的原因是______________。
归纳总结变量控制科学研究中,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,分别加以研究,最后再将几个单因素问题的研究结果加以综合。
2.一定条件下,分别对反应C(s)+CO2(g)2CO(g)进行如下操作(只改变该条件):①升高反应体系的温度;②增加反应物C的用量;③缩小反应体系的体积;④减少体系中CO的量。
上述措施中一定能使反应速率显著变大的是() A.①②③④B.①③④C.①②D.①③归纳总结压强对反应速率的影响有气体参加的反应,改变压强对反应速率的影响实质是改变体积,使反应物的浓度改变。
(1)压缩体积或充入气态反应物,使压强增大,都能加快化学反应速率。
(2)体积不变,充入不参与反应的气体。
虽然总的压强增大,但反应物浓度不发生变化,故化学反应速率不变。
随堂演练知识落实1.下列关于化学反应速率的说法,不正确的是()A.化学反应速率是衡量化学反应进行快慢程度的物理量B.化学反应速率的大小主要取决于反应物的性质C.化学反应速率可以用单位时间内生成某物质的质量的多少来表示D.化学反应速率常用单位有mol·L-1·s-1和mol·L-1·min-12.已知合成氨反应N2(g)+3H2(g)高温、高压2NH3(g),其浓度数据如下:催化剂N2H2NH3起始浓度/mol·L-1 1.0 3.002 s末浓度/mol·L-10.6 1.80.8当用氨气浓度的增加来表示该化学反应的速率时,其速率为()A.0.2 mol·L-1·s-1B.0.4 mol·L-1·s-1 C.0.6 mol·L-1·s-1D.0.8 mol·L-1·s-13.把下列四种X溶液分别加入四个盛有10 mL 2 mol·L-1盐酸的烧杯中,均加水稀释到50 mL,此时,X和盐酸缓慢地进行反应,其中反应最快的是()A.10 ℃ 20 mL 3 mol·L-1的X溶液B.20 ℃ 30 mL 2 mol·L-1的X溶液C.20 ℃ 10 mL 4 mol·L-1的X溶液D.10 ℃ 10 mL 2 mol·L-1的X溶液4.实验室用锌粒与2 mol·L-1硫酸溶液制取氢气,下列措施不能增大化学反应速率的是()A.用锌粉代替锌粒B.改用3 mol·L-1硫酸溶液C.改用热的2 mol·L-1硫酸溶液D.向该硫酸溶液中加入等体积的水5.在下列事实中,什么因素影响了化学反应速率?(1)集气瓶中有H2和Cl2的混合气体,在瓶外点燃镁条时发生爆炸。
__________。
(2)黄铁矿煅烧时要粉碎成细小的矿粒。
____________________________________。
(3)熔化的KClO3放出气泡很慢,加入少量MnO2后很快产生气体。
__________。
(4)同浓度、同体积的盐酸中放入同样大小的锌粒和镁块,产生气体的速率有快有慢。
__________。
(5)同样大小的石灰石分别在0.1 mol·L-1的盐酸和1 mol·L-1的盐酸中反应,反应速率不同。
________。
(6)夏天食品容易变质,冬天就不易发生该现象。
_____________________________________。
课时对点练题组一 化学反应速率及计算1.下列关于化学反应速率的说法正确的是( )A .对于任何化学反应来说,反应速率越大,反应现象就越明显B .化学反应速率通常表示一定时间内任何一种反应物浓度的减少或任何一种生成物浓度的增加C .化学反应速率为0.8 mol·L -1·s-1是指1 s 时某物质的浓度为0.8 mol·L -1D .根据化学反应速率的大小可以知道化学反应进行的快慢 2.一定条件下反应N 2(g)+3H 2(g)2NH 3(g)在10 L 的密闭容器中进行,测得2 min 内,N 2的物质的量由20 mol减小到8 mol ,则2 min 内N 2的反应速率为( ) A .1.2 mol·L -1·min-1B .6 mol·L -1·min -1C .0.6 mol·L -1·min -1D .0.4 mol·L -1·min -13.已知4NH 3(g)+5O 2(g)=====催化剂△4NO(g)+6H 2O(g),若反应速率分别用v (NH 3)、v (O 2)、v (NO)、v (H 2O)表示,则正确的关系式为( ) A .4v (NH 3)=5v (O 2) B .5v (O 2)=6v (H 2O) C .2v (NH 3)=3v (H 2O) D .4v (O 2)=5v (NO) 4.在2A(g)+B(g)3C(g)+4D(g)反应中,表示该反应速率最快的是( )A .v (A)=0.5 mol·L -1·s -1B .v (B)=0.3 mol·L -1·s -1C .v (C)=0.8 mol·L -1·s -1D .v (D)=1 mol·L -1·s -15.一定温度下,向容积为2 L 的密闭容器中通入两种气体发生化学反应,反应中各物质的物质的量变化如图所示,下列对该反应的推断合理的是( )A .该反应的化学方程式为3B +4D 6A +2CB .反应进行到1 s 时,v (A)=v (D)C .反应进行到6 s 时,B 的平均反应速率为0.05 mol·L-1·s -1D .反应进行到6 s 时,各物质的反应速率相等6.(2019·甘肃临夏期末)在2 L 密闭容器中,发生以下反应:2A(g)+B(g)2C(g)+D(g)。