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高二化学化学反应速率2


复习1:化学反应速率

化学反应速率
【思考与交流】

什么是化学反应速率?
化学反应速率是表示化学反应快慢的物理量。

对于锌和不同浓度的稀硫酸的实验,你准备如何比较反 应速率的快慢?
①观察产生气泡的快、慢; ②观察试管中剩余锌粒的质量的多、少; ③用手触摸试管,感受试管外壁温度的高、低。

为什么可以根据上述实验现象来判断反应的快慢

化学反应速率
用单位时间内反应物或生成物的某一物理量的变化值来表示。 m、n、V、c、p、△H、导电性、N
如何用数学表达式表示化学反应速率,并说明它的单位。 ν = ?c/ ?t 单位:化学反应速率 mol / (L ? S) 或mol/(L ? min )、mol/(L ?h) 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)来表示。

(一)判断化学反应快慢的方法有哪些?
产生气泡的快慢

固体质量的变化 温度的变化
颜色的变化 浑浊程度的不同

(二)如何从定量的角度来表示化学反应快慢? ——测定气体的体积或体系的压强 ——测定物质的质量变化 ——测定物质的物质的量的变化 ——测定物质或离子的浓度变化 ——测定溶液的导电能力的不同 ——测定体系的温度或测定反应的热量变化

反应速率的测定
按图安装两套装置,在锥形瓶内 各盛有2g锌粒(颗粒大小基本相 同),然后通过分液漏斗分别加 入40mL 1mol/L和40mL 4mL/L的 硫酸,比较二者收集10mLH2所 用的时间。把实验结果填入下表:

加入试剂 反应时间(min) 1mol/LH2SO4 4mol/LH2SO4

反应速率(mL/min)

请仔细阅读实验2-1,思考并写出实验目的、实 验仪器和药品、实验步骤,然后与大家交流。

实验目的:测量相同质量、颗粒大小相同的锌 粒分别与1 mol· L-1稀硫酸、4 mol· L-1稀硫酸反 应的反应速率。
实验仪器:锥形瓶、分液漏斗、双孔塞、注射 器、铁架台

实验药品:锌粒2粒(颗粒大小相同),1 mol· L-1稀硫酸、4 mol· L-1稀硫酸各40 mL

实验步骤:

1、连接实验装置
2、检查装置的气密性

3、先向锥形瓶中加入锌粒,然后再向分液 漏斗中加入稀硫酸 4、使稀硫酸滴入锥形瓶与锌粒反应
5、观察收集10mLH2所用的时间

或1分钟收集到的H2的体积

实验步骤:

1、连接实验装置
由下到上,由左到右

2、检查装置的气密性
固定注射器的活塞,通过分液漏斗向锥 形瓶加水…… 3、先向锥形瓶中加入锌粒,然后再向分液 漏斗中加入稀硫酸 先用镊子将锌粒置于锥形瓶内壁,然后再把 锥形瓶缓缓立起,使锌粒滑至底部

实验步骤: 4、使稀硫酸滴入锥形瓶与锌粒反应

先取下分液漏斗的玻璃塞,再打开分液漏斗的活 塞,使稀硫酸顺利滴入锥形瓶
5、观察收集10mLH2所用的时间
①当体系的温度恢复到室温后。 要调节量筒的高度,使量筒内的液面与广口瓶中的液面 相平 ②读数时,眼睛要平视量筒内(或良气管内)液面的最 低点。

或1分钟收集到的H2的体积

测量氢气体积方法有哪些?

如何通过用注射器测量氢气的体积的方法来判

断锌和不同浓度的稀硫酸反应的速率快慢?
1)确定变量 ——稀硫酸的浓度不同 2)找出某种易于测量的某种物理量或性质的变

化 ——测量氢气的体积或时间
3)控制不变的因素 ——锌粒的表面积、温度 ——时间或氢气的体积

通过上述学习过程,你认为应该如何测定 化学反应速率? 只要是与反应物或生成物的浓度(或质量、 物质的量)有关的性质都可以加以利用。 因为化学反应中发生变化的是体系中的化 学物质的质量(或物质的量、浓度)。

本实验还可以如何测定锌和稀硫酸反应的速率
1、测量溶液中的H+的浓度的变化 2、测量溶液中的Zn2+的浓度变化 3、测量氢气的体积或氢气的质量的变化

4、测量体系的压强的变化
5、测量锌粒的质量的变化

6、测量溶液的导电能力的变化
7、测量反应体系的热量变化

请设计实验测定该反应的速率 1、测量溶液中的H+的浓度 1)用pH计测定溶液的pH,然后进行换算 2)加入过量的Na2SiO3,使H+完成转化为沉淀, 然后过滤、洗涤、干燥,称量沉淀的质量,再把 沉淀的质量换算成H+浓度。

3)加入一定量(过量)的石灰石,充分反应后, 过滤、洗涤、干燥,称量剩余的石灰石。进行换 算。

4)取出锌粒,向剩余溶液中加入几滴酚酞试液, 然后滴加一定浓度的NaOH溶液,当溶液由红色 变为无色时,记下NaOH溶液的体积。

2测量氢气的体积或氢气的质量 1)测量氢气的体积 2)测量氢气的质量 ①用气球收集氢气,称量前后的质量 ②称量整套装置反应前后的质量

你是如何理解化学反应速率的定义?
从物质的聚集状态、生产实际出发,应该如何

表示化学反应速率?

请用不同物质的浓度变化来表示下列化学反 应的速率:
aA + bB ═ cC + dD

容积1L的某密闭容器中,投入8molN2 ,20molH2

一定条件下发生反应:N2 + 3H2 ═ 2NH3
反应进行到5min时,N2的物质的量为6 mol。请 分别用N2、H2、NH3的浓度变化表示该化学反应 的速率。

①同一化学反应中,用不同物质的浓度变化所表 示的化学反应速率的数值可能不同。
②任何化学反应中,反应速率之比等于方程式中 化学式前的系数比(计量数之比)。 ③速率之比等于浓度的变化值之比,等于物质的 量的变化值之比。)

练习1.某温度下,反应2N2O5 ═ 4NO2+
O2开始进行时,c(N2O5)=0.0408mol/L。经

1min后,c(N2O5)=0.030mol/L。则该反应
的反应速率是 A v(N2O5)=1.8×10-4mol· L-1· s- 1 B v(N2O5)=1.8×10-2mol· L-1· s- 1 C v(NO2)=1.8×10-4mol· L-1· s- 1 D v(O2)=1.8×10-4mol· L-1· s- 1

练习2.已知反应A+3B

2C+D在某段时

间内以A的浓度变化表示的化学反应速度为 1mol· L-1· min-1,则此段时间内以C的浓度变 化表示的化学反应速率为 A 0.5mol· L-1· min-1 B 1mol· L-1· min-1 C 2 mol· L-1· min-1 D 3mol· L-1· min-1

练习3.反应4NH3(气)+5O2(气) 4NO(气)+6H2O(气)在2升的密闭容器中进 行,1min后,NH3减少了0.12mol,则平均 每秒钟浓度变化正确的是 A NO:0.001mol/L B H2O:0.002mol/L C NH3:0.002mol/L D O2:0.00125mol/L

练习4.在密闭容器中进行可逆反应,A 跟B反应生成C,反应速率v(A)、v(B)、 v(C)之间存在以下关系:v(B)=3v(A), v(C)=2v(A),3v(C)=2v(B),则该反应 可以表示为 A A+ B C B 2A+2B 3C C 3A+B 2C D A+3B 2C

小结: 1、化学反应速率的概念
化学反应速率就是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)来 表示化学反应的快慢。

2、化学反应速率表示方法 3、测定化学反应速率的方法
测定在化学反应过程发生变化的物理量

反应NH3+HCl ═ NH4Cl在2升的密闭容器中进 行,1min后,NH3减少了0.12mol,则以氨气的

浓度变化来表示的上述反应在这段时间内的平
均反应速率正确的是

A . 0.001 mol /(L· s)
B . 0.002 mol /(L· min)

C . 0.002 mol /(L· min)
D . 0.06 mol /(L· min)

复习2:影响化学反应速率的因素

(分子间的有效碰撞频率)
化学反应速率 单位时间内有效碰撞次数
活化分子:具有足够 单位体积内反应物 能量,可发生有效碰 中的活化分子数 撞的分子 活化能:活化分子的 平均能量与反应物分 子平均能量之差 物质的结构

活化能的大小

反应物的性质

对于某个特定的化学反应来说,如何才能改变、 控制反应速率? ——改变反应物的内能、活化能、粒子的运动速 率、粒子间的碰撞几率

思考与交流:影响化学反应速率的因素有哪些?
是如何影响的?怎样解释? 增大或减小反应物的浓度 升高温度或降低温度 加催化剂

改变固体反应物的接触面
对于有气体参加的化学反应来说, 增大压强或减小压强

一、【实验2-2】浓度对反应速率的影响
1)不变的因素 ——KMnO4溶液的浓度相同

——温度相同
2)控制条件(自变量) ——草酸溶液的浓度不同 3)结果(因变量)

一般是随着条件的变化而发生变化的、且易于
测量的物理量 ——测量溶液褪色的时间

思考与交流:这些条件是如何影响化学反应速率 的?怎样解释?
增大或减小反应物的浓度

浓度越大,反应速率越快; 浓度越小,反应速率越慢。 改变了单位体积中的活化分子总数。

浓度对反应速率的影响

结论:增加反应物的浓度,单位体积内活 化分子数目增多,反应速率加快。

对于可逆反应:2SO2 + O2

2SO3来说:

增大SO2、O2的浓度,正、逆反应速率如何变化?

——正反应速率突然加快,逆反应速率不变
增大SO3的浓度,正、逆反应速率如何变化?

——逆反应速率突然加快,正反应速率不变 ——正反应速率突然减小,逆反应速率不变
减小SO3的浓度,正、逆反应速率如何变化?

减小SO2、O2的浓度,正、逆反应速率如何变化?

——逆反应速率突然减小,逆反应速率不变

二、压强对反应速率的影响 1、增大压强,化学反应速率如何变化? 2、减小压强,化学反应速率如何变化? 为什么?

增大压强, 气体物质的浓度增大,该气 体所发生的反应的速率加快 。 减小压强,气体物质的浓度减小,该气体 所发生的反应的速率减慢。

对于可逆反应:2SO2 + O2 来说:

2SO3 △H<0

增大压强,正、逆反应速率如何变化? ——正反应速率和逆反应速率都突然加快 减小压强,正、逆反应速率如何变化?

——正反应速率和逆反应速率都突然减慢

思考与交流:这些条件是如何影响化学反应速率 的?怎样解释?
对于有气体参加的化学反应来说,增大压强 或减小压强
增大压强,化学反应速率加快; 减小压强,化学反应速率减慢。 改变了反应物的浓度,改变了单位体积内活化分子数。

压强对反应速率的影响实际是因为压强的改变使 浓度发生的结果。

压强对反应速率的影响

结论:增大压强,反应物浓度增大,单位体 积内活化分子数目增多,反应速率加快。

三、【实验2-3】温度对反应速率的影响
1)不变的因素

——反应物及浓度相同 2)控制条件(自变量)
——温度不同

3)结果(因变量)
一般是随着条件的变化而发生变化的、且易于

测量的物理量
——测量出现浑浊的时间

思考与交流:这些条件是如何影响化学反应速率 的?怎样解释? 升高温度或降低温度

升高温度,化学反应速率加快;
降低温度,化学反应速率减慢。

升高温度,既使分子获得了更高的能量,提高了 活化分子的百分数;又提高分子间的碰撞频率。 提高了分子间有效碰撞的几率,速率增大

温度对反应速率的影响

结论:升高温度,分子运动速率加快,单位 体积内活化分子数目增多,反应速率加快。

对于可逆反应:2SO2 + O2 来说:

2SO3 △H<0

升高温度,正、逆反应速率如何变化? ——正反应速率和逆反应速率都增大,但吸 热反应方向的速率增大得更多 降低温度,正、逆反应速率如何变化? ——正反应速率和逆反应速率都减小,但吸 热反应方向的速率减小得更多

三、【科学探究】
阅读科学探究,把你不懂的地方提出来大家讨 论。

请设计实验探究溶液出现蓝色与温度的关系
1、取两支试管,先分别向两支试管中加入2 mL KI溶液,再加入淀粉溶液,最后加入稀硫酸 2、将两支试管分别置于室温和0 ℃时进行实验, 并记录实验现象

四、【实验2-4】催化剂对反应速率的影响
1)不变的因素 ——H2O2溶液的浓度相同

——温度相同
2)控制条件(自变量) ——是否用催化剂 3)结果(因变量)

一般是随着条件的变化而发生变化的、且易于
测量的物理量

——测量余烬复燃所须的时间

思考与交流:这些条件是如何影响化学反应速率 的?怎样解释? 加催化剂

加入催化剂可以改变化学反应速率 。
改变了活化能,从而改变了活化分子的百分数

对于可逆反应:2SO2 + O2 来说:

2SO3 △H<0

加催化剂,正、逆反应速率如何变化? ——正反应速率和逆反应速率都突然加快且 增大相同的倍数

四、【科学探究1】不同催化剂对反应速率 的影响
1)找出某种易于测量的某种物理量或性质的变 化 ——测量产生气泡的快慢 ①比较相同时间内所收集气体的体积
②比较收集相同体积的气体所耗的时间 2)确定变量 ——用不同催化剂 3)控制不变的因素 ——H2O2溶液的浓度相同

——温度相同

四、【科学探究2】催化剂对反应速率的影响
1)找出某种易于测量的某种物理量或性质的变化
2)确定变量

3)控制不变的因素

——测量溶液褪色所用的时间 ——是否催化剂 ——草酸溶液的浓度相同 ——温度相同

四、【科学探究3】不同催化剂对反应速率 的影响
1)找出某种易于测量的某种物理量或性质的变 化
——测量溶液蓝色褪去所用的时间 2)确定变量 ——用不同催化剂 3)控制不变的因素 ——淀粉溶液、碘水的浓度相同

——温度相同

思考与交流:这些条件是如何影响化学反应速率 的?怎样解释? 增大固体反应物的接触面积 粉末状的固体比块状固体的反应速率快。 改变了粒子间的碰撞几率

【归纳、小结】
1、内因: 反应物本身的性质。 2、外因: ①温度: 温度越高,反应速率越快。 ②催化剂: 催化剂可以改变化学反应速率。 ③浓度: 反应物的浓度越大,反应速率越快。 ④固体物质的表面积: 粉末状的固体比块状固体 的反应速率快。 溶液中进行的反应,速率更快。 ⑤反应物的状态:

影响化学反应速率的因素

请列举生活中有关影响化学反应速率的事实 下列措施为什么能改变化学反应速率? 1)机动车加大油门 ——增大反应物(油)的浓度,增大单位体积中 的活化分子总数 2)向炉膛鼓风 ——增大反应物的浓度,增大单位体积中的活化 分子总数 3)在糕点包装内加脱氧剂 ——减小氧气的浓度,减小单位体积中的活化分 子总数 4)用煤粉代替煤块 ——增大反应物的接触面,增大有效碰撞几率

5)用温水发酵面粉 ——升高温度,增大活化分子百分数 6)把食物放在冰箱里以延长保鲜期 ——降低温度,减小活化分子百分数

7)H2O2分解加MnO2
——加正催化剂,减小活化能,增大活化分子 的百分数 8)化学实验时常常要振荡和搅拌

——增加有效碰撞几率

【练习1】在锌和某浓度的盐酸起反应的实验中, 一个学生得到下面的结果:
序号 锌的质量/g A B C D E F G 2 2 2 2 2 2 2 锌的形状 薄片 薄片 薄片 薄片 薄片 颗粒 粉末 ) 温度/℃ 5 15 25 30 35 15 15 完全溶解于酸的时间/s 400 200 100 t1 50 t2 t3

则下列说法正确的是(

①t1 = 75s ②t2>200>t3 ③单位时间内消耗的锌的质量mG>mF>mB
A. ① B. ①② C. 只有② D. 全部正确

【练习2】用铁片与稀硫酸反应制取氢气时,下
列措施不能使氢气的生成速率加快的是

A 加热
B 不用稀硫酸,改用98.3%的浓硫酸

C 滴加少量CuSO4溶液
D 不用铁片,改用铁粉

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