化学反应的速率1

化学反应有快有慢爆炸反应在十万分之几秒至百分之几秒内完成，比一般化学反应快千万倍。溶洞的形成是石灰岩地区地下水长期溶蚀的结果。经过几十万、百万年甚至上千万年的沉积钙化，石灰岩地表就会形成溶沟、溶槽，地下就会形成空洞。在合成氨工业中，N2+3H22NH320-50MPa（兆帕）铁触媒、500℃一方面要分析反应的快慢如何？这就是反应速率问题。另一方面，要分析反应的程度如何？这就是化学平衡问题。本节主要讨论两点化学反应进行快慢（反应速率）化学反应进行程度（反应限度）第三节化学反应的速率和限度一、化学反应速率1、化学反应速率的表示：通常用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。tctvn单位：mol/(L·s)或mol/(L·min)等注意：①化学反应速率只取正值。②该化学反应速率指一段时间的平均速率，而不是瞬时速率。或mol·L-1·S-1讨论1：在某一化学反应里，反应物A的浓度在8s内从5.0mol/L变成1.0mol/L。在这8s内以A浓度的变化来表示，则该化学反应的速率为多少？v(A)=0.5mol/(L·s)讨论2：反应N2＋3H22NH3在2L的密闭容器中发生反应，5min内NH3的物质的量增加了1mol，求v(NH3)v(N2)、v(H2)？速率计算结果mol/(L·min)速率之比v(N2)0.05v(H2)0.15v(NH3)0.1132132化学计量系数之比=同一方程式中，各物质的速率之比等于化学计量数之比mA+nB==pC+qDひ(A)：ひ(B)：ひ(C)：ひ(D)==m：n：p：q已知，4NH3+5O2=4NO+6H2O(g)，若反应速率分别用V(NH3)、V(O2)、V(NO)、V(H2O)表示，则正确的关系是()A.4/5V(NH3)==V(O2)B.5/6V(O2)=V(H2O)，C.2/3V(NH3)==V(H2O)D．4/5V(O2)==V(NO)D练习4注意：1、同一化学反应，用不同物质表示反应速率，数值可不同，但意义相同，故化学反应速率必须指明具体的物质。2、同一化学反应，用不同物质表示的速率值之比等于化学方程式中各种物质化学计量数之比（也等于浓度变化量之比）3、固体物质和纯液体的浓度为常数，反应中浓度的变化为0，故不能用固体物质或纯液体浓度变化表示反应速率,一般用气体或溶液的浓度变化来表示反应速率。讨论3：反应A+3B==2C+2D在四种不同的情况下的反应速率分别为：①v（A）=0.15mol/(L·S)②v（B）=0.6mol/(L·S)③v（C）=0.4mol/(L·S)④v（D）=0.45mol/(L·S)该反应在四种情况下的快慢顺序为___________.④③=②①方法：①换算成同一物质的反应速率；②换算成相同单位，再进行比较。2、化学反应速率的大小比较：起始浓度(mol/L)转化浓度(mol/L)5分钟末的浓度0.51.500.750.750.250.25[解析]讨论4：在2升的密闭容器中加入1molN2和3H2可发生下列可逆反应:N2(g)+3H2(g)2NH3(g)。5分钟时测得生成了1molNH3，求:①5分钟末容器中各物质的浓度；②在5分钟末V（N2）、V（H2）V(NH3)各是多少？N2(g)+3H2(g)2NH3(g)0.50.53、三段式计算7、在2L的密闭容器中，发生下列反应：3A(g)+B(g)=2C(g)+D(g)。若最初加入的A和B都是4mol，在前10sA的平均反应速率为0.12mol/(L·s)，则10s时，容器中B的物质的量为。3.2mol3A(g)+B(g)=2C(g)+D(g)始：末：44002.4变：1.60.83.21.60.81.60.86543210n(mol)t(min)t1XZWY①反应物是______，生成物是_______。②反应方程式为：_____________________。③在t1min内，v(X)=______________。讨论5：右图为一反应中各物质的物质的量随时间的变化情况。反应容器体积为VL。据图回答：X、YZ、W4X+2Y=Z+W4、图像分析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图所示。由图中数据分析：（1）反应开始2min内的X的化学反应速率（2）该反应的化学方程式为：___________VX=0.025mol/(l.min)X+3Y=2Z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？实验２一１二、化学反应速率的测定方法实验现象判断反应的快慢①观察产生气泡的快慢；②观察试管中剩余锌粒的质量多少；③用手触摸试管感受温度高低实验测量判断反应的快慢①测定气体体积或体系压强变化；②测定物质的物质的量的变化；③测定物质或离子的浓度变化；④测定体系温度或测定反应热量定性描述定量描述①确定变量②找出某种易于测量的某种物理量或性质的变化③控制不变的因素——稀硫酸的浓度不同——锌粒的表面积、温度——时间或氢气的体积——测量氢气的体积或时间讨论：可行的方案有哪些？测定一定时间内：生成氢气的体积锌粒质量的变化、H+浓度的变化等按图按装两套装置，在锥形瓶里装有2g锌粒（颗粒大小基本相同），然后通过分液漏斗分别加入40mL1mol/L和40mL4mol/L硫酸，比较二者收集10ml氢气所需的时间。加入试剂反应时间（min）反应速率1mol/L硫酸4mol/L硫酸mol/(L·min)长短小大1.锌粒的颗粒（即表面积）大小基本相同；2.40mL的硫酸溶液要迅速加入；3.装置气密性要好，且计时要迅速准确。注意事项：1、已知某条件下，合成氨反应的数据如下：N2(g)+3H2(g)=2NH3(g)起始浓度/mol·L-11.03.00.22s末浓度/mol·L-10.61.81.04s末浓度/mol·L-10.41.21.4当用氨气浓度的增加来表示该反应的速率时，下列说法中错误的是（）A、2s末氨气的反应速率=0.4mol/(L·s)B、前2s时间内氨气的平均反应速率=0.4mol/(L·s)C、前4s时间内氨气的平均反应速率=0.3mol/(L·s)D、2s～4s时间内氨气的平均反应速率=0.2mol/(L·s)4、在2L的密闭容器中，发生下列反应：3A(g)+B(g)=2C(g)+D(g)。若最初加入的A和B都是4mol，在前10sA的平均反应速率为0.12mol/(L·s)，则10s时，容器中B的物质的量为。3.2mol5、一定温度下，向一容积为2L的真空容器中加入1mol氮气，3mol氢气，3min后测得容器内的压强是起始时压强的0.9倍，在此时间内用氢气的变化来表示反应速率为。0.1mol/(L·min)2、影响化学反应速率的因素（1）内因(决定性因素)：物质本身的性质（2）外因——外界条件的改变探究实验1：①2~3mLH2O2溶液②3~4滴FeCl3溶液热水常温①2~3mLH2O2溶液②3~4滴FeCl3溶液探究实验2：①2~3mLH2O2溶液②少量MnO2①2~3mLH2O2溶液②3~4滴FeCl3溶液①2~3mLH2O2溶液探究实验1：现象结论热水中常温冷水中产生气泡速率增大，带火星的火柴复燃升高温度，反应速率增大有气泡冒出产生气泡速率减小降低温度，反应速率减小2H2O2====2H2O+O2↑①温度对化学反应速率的影响当其他条件不变时，升高温度，化学反应速率增大。降低温度，化学反应速率减小。注意：温度对反应速率的影响不受反应物状态的限制。一般：温度每升高10度，化学反应速率通常增大为原来的2～4倍。探究实验2：现象结论加入MnO2加入FeCl3不加其他试剂有气泡冒出，反应较慢MnO2能加快化学反应速率FeCl3能加快化学反应速率无催化剂化学反应较慢气泡冒出，速率增大气泡冒出，速率增大催化剂能大大地改变化学反应的速率；②催化剂对化学反应速率的影响不同的催化剂对同一反应的催化效果不同。探究实验3：当其他条件不变时，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。③浓度对化学反应速率的影响5%H2O2溶液10%H2O2溶液MnO2讨论1：一定量的盐酸跟过量的铁粉反应时，为了减缓反应速率，且不影响生成氢气的总量，可向盐酸中加入适量的（）A．NaOH（固体）B．H2OC．NH4Cl（固体）D．CH3COONa（固体）BD④压强对化学反应速率的影响对有气体参加或生成的反应增大压强相当于增大气体的浓度，反应速率加快；减小压强相当于减小气体的浓度，反应速率减慢。若其它条件不变时，思考与交流你还能列举出其他影响化学反应速率的条件吗？（请参考P49《思考与交流》）（1）内因（2）外因(条件)：影响因素如何影响温度升高温度，速率增大催化剂加入催化剂，速率增大浓度增大浓度，速率增大固体表面积增大固体表面积，速率增大反应物状态溶液状态，速率增大其他因素：原电池、溶剂、光等2、影响化学反应速率的因素压强（气体）增大压强，速率增大讨论1：在25℃时，向100mL含HCl14.6g的盐酸中，放入5.6g铁粉，反应进行到2s时收集到氢气1.12L(标况)，之后反应又进行了4s，铁粉全溶解。若不考虑体积变化，则：（1）前2s内用FeCl2表示的平均反应速率为；（2）后4s内用HCl表示的平均反应速率为；（3）前2s与后4s比较，反应速率较快，其原因可能。0.25mol/(L·s)0.25mol/(L·s)前2s前2s时段盐酸浓度比后4s时段大讨论2：把除去氧化膜的镁条投到稀盐酸的试管中发现氢气产生的速率变化情况如下图所示。其中t1~t2速率增大的主要原因是，t2~t3速率减小的主要原因是反应放热，温度升高使反应速率增大氢离子浓度减小，速率减小vtt1t3t2讨论3：10℃时，某化学反应A→C的反应速率υA=0.1mol·L-1·S-1，若温度每升高10℃，反应速率增加到原来的2倍，若要使υA=1.6mol·L-1·S-1，则反应温度应控制在（）A、30℃B、40℃C、50℃D、60℃C讨论4：向充有N2、H2的反应器中加入氦气（1）若为恒温、恒容，通入氦气后速率如何变化？（2）若为恒温、恒压，通入氦气后速率如何变化？不变减小