2.3化学反应的速率和限度解析

下列过程中，需要加快化学反应速率的是（）A.钢铁腐蚀B.食物腐坏C.炼钢D.塑料老化E、氨的合成F、皮肤的衰老CE思考反应快慢不是问题，问题是如何利用化学反应快慢来造福我们人类自己。那么，我们应该怎样来衡量一个化学反应的快与慢呢？第二章化学反应与能量第三节化学反应的速率和限度第二章化学反应与能量第三节化学反应的速率和限度（1）化学反应的特征？？物质的变化和能量的变化。当一个具体的化学反应应用于实际时，人们最关心的问题是？反应进行的快慢和进行的程度我们知道：爆炸瞬间发生爆炸，可以在瞬间完成燃烧的好快啊!要是反应慢一点火灾就不会造成那么大的损失了……多漂亮的烟花啊,不要那么快就落下嘛……溶洞的形成需要几万甚至数千万年时间钟乳石和石笋每增长1厘米需要5—160年但溶洞景观的形成要经过成百上千年的缓慢变化，反应速率太慢了！变质速率慢一点多好！牛奶怎么就坏了呢？钢铁腐蚀造成大量损失室温下金属生锈、溶洞形成和塑料或橡胶的老化速率按年计，而地壳内煤或石油的形成要经过几十万年的时间。慢自然界或生产、生活中的化学反应进行有快、慢之分瞬间完成节日焰火牛奶变质35℃半天变质钢铁生锈潮湿空气中数周几十万年溶洞思考：一般可从哪些现象判断化学反应的快慢？（1）生成气体快慢（2）温度变化快慢（3）固体质量变化快慢（4）颜色变化（5）浑浊程度物理学中可以用速度定量的描述物体运动快慢，那么在化学反应中用什么来表示化学反应的快慢呢？启示:从这些生活实例中,我们发现,有些化学反应进行的很慢,有些进行的很快,物理学中用速度来表示物体运动的快慢。反应快慢不是问题，问题是如何利用化学反应快慢来造福我们人类自己。1、概念：浓度常用mol.L-1，时间常用s或min。3、单位：2、数学表达式为：ν＝Ct一、化学反应速率（2）定量表示：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。所以速率的单位通常为：mol/(L·min)或mol/(L·s)（一）、化学反应速率（1）表示化学反应过程进行的快慢程度的物理量叫化学反应速率Δ例如：在合成氨反应N2+3H2=2NH3中，H2的浓度在2分钟内由8mlo/L变为2mol/L，该化学反应的速率是多少？是：V（H2）=3mol/L•min？还是：V（N2）=1mol/L•min？V（NH3）=2mol/L•min都可以！（1）化学反应速率为正值；（2）化学反应速率是平均速率；4.化学反应速率的理解（1）在定量表示一个化学反应的反应速率时，必须指明是用哪一种物质来表示。如：V（N2）=△C(N2)/t=1mol•L-1•S-1（2）化学反应速率是一个标量，都取正值，无方向；（4）同一反应，在同一段时间内，用不同物质的浓度变化表示的化学反应速率在数值上不一定相同，但表示的实际意义相同；且各物质的化学反应速率之比等于其方程式中各物质的化学计量数之比。还等于各物质的物质的量的改变量之比、物质的量浓度的改变量之比。比较同一反应的快慢，只要比较同一物质的化学反应速率的相对大小（5）由于固体和纯液体的浓度常视为常数（保持不变），因此，它们的化学反应速率也视为常数。所以一般不用固体或纯液体来表示化学反应的速率。5、注意：（3）用该数学表达式求出的反应速率是某一段时间（Δt时间）内的平均反应速率。而不是某一时刻的瞬时速率。（1）公式法（利用化学反应速率的数学表达式）思路：首先确定用那种物质来表示反应速率从题给信息中找出该物质物质的量浓度的改变量从题给信息中找出时间的改变量（2）比例式法：用速率之比等于计量数之比，由某物质的反应速率求另一物质的反应速率。6、有关化学反应速率的简单计算比较同一反应的快慢，只要比较同一物质的化学反应速率的相对大小例1、在某一化学反应中，反应物B的浓度在5s内从2.0mol/L变成0.5mol/L，在这5s内B的化学反应速率为_________。课堂练习一个5L的容器中，盛入8.0mol某气体反应物，5min后，测得这种气体反应物还剩余6.8mol，这种反应物的化学反应速率为_______________。0.3mol/(L·S)0.048mol/(L·min)n/nv=tt*tVV△△△△△△C【例题】某反应的反应物浓度在5min内由6mol/L变成了2mol/L，则以该反应物浓度的变化表示的该反应在这段时间内的平均反应速率？ν＝Ct＝5min6mol/L－2mol/L＝0.8mol/(L·min)解：答：用该物质表示的该反应在这段时间内的平均反应速率为0.8mol/(L·min)【练习】在3H2+N2=2NH3中，２min内H2的浓度由0.7mol·L-1降到0.1mol·L-1；N2的浓度由0.4mol·L-1降到0.2mol·L-1；NH3的浓度则增加了0.4mol·L-1，分别用H2、N2、NH3的浓度变化量来表示反应速率，并求出它们的比值。v(H2)=0.3mol/（L·min）v(N2)=0.1mol/（L·min）v(NH3)=0.2mol/（L·min）v(H2)：v(N2)：v(NH3)=3：1：2【例】反应4NH3+5O24NO+6H2O在5升的密闭容器中进行，30秒后，NO的物质的量增加了0.3mol，此反应的平均反应速率用NO来表示为多少？问题1：若用O2的浓度变化来表示此反应速率是多少？若用NH3来表示呢?若用H2O(g)来表示呢?问题2：此反应化学反应速率用不同物质表示为什么数值不同？数值上有何规律？v(NO)=0.002mol/（L·s）v(O2)=0.0025mol/（L·s）v(NH3)=0.002mol/（L·s）v(H2O)=0.003mol/（L·s）【例】在2L的密闭容器中，加入3mol的H2和1mol的N2，发生反应，N2+3H22NH3，在2s末时，测得容器中含有0.4mol的NH3，则化学反应的速率用NH3表示是。A、0.05mol·L-1·s-1B、0.1mol·L-1·s-1C、0.15mol·L-1·s-1D、0.2mol·L-1·s-1若改用H2或NH3表示又分别为多少？1.下列关于化学反应速率的说法正确的是（）A、化学反应速率是指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B、化学反应速率为“0.8mol·L-1·s-1”所表示的意思是:时间为1s时，某物质的浓度为0.8mol·L-1C、根据化学反应速率的大小可以知道化学反应进行的快慢D、对于任何化学反应来说，反应速率越大，反应现象越明显C2.反应4NH3(g)+5O2(g)4NO(g)+6H2O(g)在10L密闭容器中进行,半分钟后,H2O(g)的物质的量增加0.45mol，则此反应的平均速率可表示为（）A、V(NH3)=0.010mol·L-1·s-1B、V(O2)=0.0010mol·L-1·s-1C、V(NO)=0.0010mol·L-1·s-1D、V(H2O)=0.045mol·L-1·s-1C3.反应A+3B2C+2D在4种不同情况下的反应速率分别为：①V(A)=0.15mol·L-1·s-1②V(B)=0.6mol·L-1·s-1③V(C)=0.4mol·L-1·s-1④V(D)=0.45mol·L-1·s-1该反应进行的快慢顺序为。④＞③=②＞①注意:比较反应的快慢,应取同一参照物4.向一个容积为1L的密闭容器中放入2moLSO2和1moLO2,在一定条件下反应,2S末,测得容器内有0.8moLSO2,求2S内SO2,O2,SO3的反应速率和反应速率比.V(SO2)=0.6mol/(L·s)V(SO3)=0.6mol/(L·s)V(O2)=0.3mol/(L·s)2:1:2下列过程中，需要加快化学反应速率的是（）A.钢铁腐蚀B.食物腐坏C.炼钢D.塑料老化C一个问题怎样才能加快化学反应速率呢？有哪些条件能够影响化学反应的速率呢？1.在相同条件下,等质量(金属颗粒大小相同)的下列金属与足量1mol/L盐酸反应时,速率最快的是A镁B铝C钠D铁2.在通常情况下，Na与水的反应和Mg与水的反应哪个剧烈(反应速率快)？为什么？3.将等物质的量的碳酸钠与碳酸氢钠放入等体积等浓度的盐酸中，产生CO2的速率哪个较快？为什么？以上说明化学反应速率的决定因素是什么？决定化学反应速率的因素是参加反应的物质本身的化学性质。思考有哪些条件能够影响化学反应速率呢？实验现象结论将金属钠放于水中将金属镁打磨光滑放入水中将金属铜打磨光滑放入水中浮、熔、游、响、红钠与冷水迅速反应镁条周围有小气泡镁与冷水可以反应无明显现象铜与冷水不反应小结：外因反应物的化学性质越活泼，化学反应速率越快；反之则越慢性质内因规律(在其它条件相同时)二、影响化学反应速率的因素？讨论影响化学反应速率的因素【实验2－5】现象结论热水中常温冷水中产生气泡速率增大，带火星火柴复燃升高温度，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科学探究：实验2－5较慢产生气泡冷水中较快产生气泡常温在其它条件相同时，升高温度能加快化学反应的速率；降低温度则减慢。快速产生气泡热水中结论现象有哪些条件能够影响化学反应的速率呢？【实验2－6】现象结论加入MnO2加入FeCl3不加其他试剂气泡冒出速率增大气泡冒出速率增大有气泡冒出，较慢MnO2能加快反应速率FeCl3能加快反应速率无催化剂反应较慢讨论影响化学反应速率的因素较慢产生少量气泡不加其它试剂很快产生大量气泡加入FeCl3在其它条件相同时,使用催化剂能加快化学反应的速率很快产生大量气泡加入MnO2结论现象科学探究：实验2－6小结：使用催化剂，化学反应速率加快催化剂升高温度，化学反应速率加快；反之减慢温度外因反应物的化学性质越活泼，化学反应速率越快；反之则越慢性质内因规律(在其它条件相同时)影响化学反应速率的因素自学P49神奇的催化剂催化剂能极大地改变反应速率，而自身的组成、化学性质和质量在反应前后不发生变化，具有高度的选择性（或专一性）科学视野（二）、影响化学反应速率的因素1.内因：反应物的性质还有哪些因素对化学反应速率有影响呢？2.外因-----同一反应，外界条件不同，反应速率不同。外界条件如：温度、催化剂等（主要因素、决定因素）规律：在其它条件相同时，反应物的化学性质越活泼，化学反应速率越快；反之则越慢。(1)、温度对化学反应速率的影响规律：当其它条件不变时，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：且温度升高，吸热反应、放热反应的速率都会增大，但吸热反应增大的程度大于放热反应增大的程度；反之亦然。实验测得，温度每升高10℃，化学反应速率通常增大原来的2～4倍。温度对反应速率的影响不受反应物状态的限制。★原因：升高温度，单位体积分子总数不变，单个分子具有的能量增大，分子的运动速度增大，分子与分子之间碰撞的几率增大，有效碰撞次数增加，反应的速率加快。2.外因：2.外因：▲催化剂（1）概念：能改变化学反应速率，而本身的质量和化学性质在反应前后没有变化的物质叫催化剂。（2）特点：能改变化学反应速率，不一定是加快速率。所以催化剂有正催化剂、负催化剂之分，负催化剂能减慢化学反应速率，通常没有特别说明凡说催化剂都是指正催化剂。反应前后，质量不变，化学性质不变，但物理性质可能改变。对于可逆反应，催化剂能同等程度地加快正逆反应的速率。④催化剂中毒：催化剂的催化性能往往因接触少量的杂质而明显下降甚至遭破坏，这种现象叫催化剂中毒。规律：催化剂能极大程度地改变化学反应速率。通常能极大程度地增大化学反应速率。人们为什么用电冰箱储存食物？温度降低，反应速率减慢，食物腐败的速率减慢。实验室通常将两种块状或颗粒状的固体药品研细，并混合均匀再进行反应。原因是什么？固体研细后能增大表面积。固体表面积越大，反应速率越快。实验室进行化学反应时，通常把固体物质溶于水配成溶液进行反应，原因是什么？反应物的状态也影响反应的速率。固体物质溶于水，被分散成分子或离子，接触更加充分，使反应速率加快。木炭在氧气中为什么比在空气中燃烧剧烈？实