化學反應的速率與影響化學速率的因素新課

第一節(jié)化學反應的速率

很快很慢在化學實驗和日常生活中，我們經(jīng)常觀察到這樣的現(xiàn)象：有的反應進行的快，有的進行的慢?！裾ㄋ幈ā窠饘黉P蝕●食物腐敗●離子反應●塑料老化●溶洞形成快快慢慢慢慢化學反應的快慢是相對的！不同的化學反應進行的快慢千差萬別，快和慢是相對而言的，我們以上的判斷方法都是定性地描述反應的快慢。而在科學研究和實際應用中，往往需要定量地描述一個反應的快慢。如何定量地判斷一個化學反應的速率呢?在物理中我們是如何定量地判斷一個物體移動速度快慢的？v＝△s△t一、化學反應速率1、定義：2、表達式：3、單位：mol/(L?min)或mol/(L?s)通常用單位時間內反應物濃度的減少或生成物濃度的增加來表示。注意:

.

（1）v

(A)表示平均反應速率，且為正值；需要指明具體物質（2）Δc(A)

表示指定物質的反應前后的變化濃度；

（3）Δt表示濃度變化所對應的時間變化值；

（4）固體與純液體的濃度視為常數(shù)例1、反應4A(g)+5B(g)＝4C(g)＋6D(l)在2L的密閉容器中進行，1分鐘后，A的物質的量減少了0.12mol,判斷下列說法是否正確,并說明理由。①在該時間段內，v（A）=0.12mol/(L·min)②A在1min末的反應速率為0.06mol/(L·min)③此時間段內的平均反應速率V=0.06mol/(L·min)④在該時間段內，v（A）=3.6mol/(L·s)

⑤在該時間段內，v（C）=0.06mol/(L·min)，

v（D）=0.09mol/(L·min)錯誤，注意容器的體積為2L錯誤，計算出來的應為平均速率錯誤，要指明具體的物質錯誤，單位的換算。應為0.06÷60=0.001mol/(L·s)錯誤，固體與純液體的濃度視為常數(shù)速率計算結果mol/(L·min)速率之比化學計量系數(shù)之比v(A)

0.06v(B)

0.075v(C)

0.06454454數(shù)值可以不同4、速率之比=化學計量數(shù)之比請分別計算出上述反應中A(g),B(g),C(g)的反應速率,并思考其中的關系??同一化學反應，用不同的物質表示其化學反應速率，數(shù)值可能不相同，但意義相同，均表示這段時間內該反應的化學反應速率。例2、反應A+3B=2C+2D在4種不同條件下的反應速率為：(1)v(A)=0.3mol/(L·s)(2)v(B)=0.6mol/(L·s)(3)v(C)=0.4mol/(L·s)(4)v(D)=0.45mol/(L·s)則該反應在4種不同的條件下速率的快慢順序為—————————。(1)>(4)>(2)=(3)注意：比較反應速率大小時，要結合化學方程式中物質的化學計量數(shù)的大小來說明，需要用同一物質的速率來表示。例3、在反應mA＋nB＝pC中，已知A的反應速率為0.5mol/(L?s)，B的反應速率為1mol/(L?s)，C的反應速率為1.5mol/(L?s)則該反應的化學方程式為：_________________A＋2B=3C注意事項：（1）v

表示平均反應速率，不是瞬時速率且為正值；（2）同一反應的速率如果用不同物質表示，數(shù)值可能不同，但表示的意義是相同的，所以表示速率時應用下標注明是哪種物質的速率。（3）同一化學反應中各物質的反應速率之比=反應方程式中化學計量數(shù)之比。（4）固體與純液體的濃度視為常數(shù)。因此不用純固體或純液體來表示化學反應速率1、在2L的密閉容器中，發(fā)生下列反應：3A(g)+B(g)=2C(g)+D(g)若最初加入的A和B都是4mol，在前10sA的平均反應速率為0.12mol/(L·s)，則10s時，容器中B的物質的量為

。3.2mol3A(g)+B(g)2C(g)+D(g)始轉終44002.40.81.60.81.63.21.60.8化學平衡的計算——“三段法”mA(g)+nB(g)pC(g)+qD(g)始轉終ab00mxnxpxqxa-mxb-nxpxqx(2)體積分數(shù)(1)轉化率(3)平均摩爾質量假定反應物A、B的起始量分別為amol和bmol；達到平衡時，A物質轉化的物質的量為mxmol2、把0.6molX氣體和0.6molY氣體混合于2L體積不變的密閉容器中，發(fā)生下列反應：2X(g)+Y(g)=nZ(g)+2W(g)測得2min末有0.2molW生成，同時測得v(Z)=0.1mol/(L·min);求：（1）前2min內v(X)（2）2min時，Y的濃度（3）n的值（4）2min時X的轉化率3、一定溫度下，向一容積為2L的真空容器中加入1mol氮氣，3mol氫氣，3min后測得容器內的壓強是起始時壓強的0.9倍。求：（1）3min內V（H2）（2）反應后混合氣體的平均摩爾質量0.1mol/(L·min)9.44g/mol4、某可逆反應在一定溫度時，X、Y、Z三種物質在2L容器中的變化曲線如圖所示：①該反應的化學方程式：_______，②反應開始至2min，z的平均速率是___

。③2min末時X的轉化率？0.7yxz時間/min0.20.90.81

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40.201.00.40.6物質的量/mol第二節(jié)影響化學反應速率的因素普通分子活化能活化分子合理取向有效碰撞新物質能量化學反應速率理論——有效碰撞理論活化分子：在相同溫度下，分子的能量并不完全相同，有些分子的能量高于分子的平均能量，這些能量超過某一數(shù)值而可能發(fā)生化學反應的分子稱為活化分子有效碰撞：能夠發(fā)生化學反應的碰撞（足夠的能量和合適的取向）。能夠發(fā)生有效碰撞的一定是活化分子，但是活化分子不一定發(fā)生有效碰撞?；罨埽夯罨肿拥钠骄芰颗c所有分子的平均能量之差一、反應速率理論——有效碰撞理論活化分子數(shù)=反應物分子數(shù)×活化分子百分數(shù)1、鎂條和鋁條+2mL3mol/LH2SO4？2、銅片+2mL3mol/LH2SO4？比較反應快慢？原因？科學探究參加反應的物質的本身性質（由分子結構和原子結構決定）規(guī)律：（1）反應物的化學性質越活潑，化學反應速率越快；反之則越慢（2）反應類型不同，原理不同，速率不同，如離子反應通常比有機反應要快得多1.內因二、反應速率的影響因素主要因素化學反應速率內因：由物質本身的性質決定外因：反應物濃度、體系壓強、溫度、催化劑等條件Na、Mg、Al分別與酸反應如何改變化學反應速率？怎樣理解這種改變？

通過實驗探究外部條件改變與反應速率變化的關系，并用有效碰撞理論解釋。1、鎂條+2mL1mol/L和0.1mol/L的H2SO4？2、4mL0.01mol/LKMnO4+2mL0.1mol/L和0.2mol/L的H2C2O4

？（1）實驗1、2各可以通過什么實驗現(xiàn)象來判斷化學反應快慢？結論是什么？（2）KMnO4在酸性條件下氧化性更強，可以用什么酸來酸化？科學探究2KMnO4+5H2C2O4+3H2SO4=K2SO4+2MnSO4+10CO2↑+8H2O活化能活化能增大濃度活化能增大壓強活化能活化能活化能升高溫度活化能活化能正催化劑規(guī)律：當其他條件不變時，

增加任一反應物的濃度,

化學反應速率加快；反之，減慢。注意：

①對于固體和純液體來說，濃度都是不變的，改變固體和純液體的量對于化學反應速率幾乎不產(chǎn)生影響。

②反應若是可逆反應，增大任一反應物濃度，正、逆反應速率都加快；反之，正、逆反應速率都減小。（1）.濃度二、反應速率的影響因素2.外因濃度對反應速率的影響濃度增大→單位體積內n總↑T不變，活化分子%不變C活增大→有效碰撞↑→V↑科學探究2H2S+SO2=3S+2H2O

規(guī)律：當其他條件不變時，增大壓強，濃度增大，化學反應速率增大；反之，減小。（2）、壓強對象：只適合于有氣體參加的反應注意：①只適合于有氣體參加的反應，如果反應物只有固體，液體、溶液時，改變壓強對反應速率沒有影響。②反應若是可逆反應，增大壓強，濃度增大，正、逆反應速率都加快；反之，正、逆反應速率都減小。增大壓強，反應物濃度增大，活化分子濃度增大，反應速率加快。壓強對反應速率的影響1、下列反應，壓強對反應速率無影響的是（）A、C(s)+H2O(g)=CO(g)+H2(g)B、AgNO3(aq)+HCl(aq)=AgCl(s)+HNO3(l)C、CO2(g)+Ca(OH)2(aq)=CaCO3(s)+H2O(l)D、2Al(s)+Fe2O3(s)=Al2O3(s)+2Fe(s)BD2.對于在一個密閉容器中進行的可逆反應：C(s)+O2(g)

=CO2(g)，下列說法中錯誤的是()A、將碳塊粉碎成粉末可以加快化學反應速率

B、增大氧氣的量可以加快化學反應速率

C、增大壓強（改變體積）可以加快化學反應速率

D、增加碳的量可以加快化學反應速率D思考:3、在N2+3H22NH3中，當其他外界條件不變時：①減小體系壓強，該反應的速率怎么變？②在反應中保持體系容積不變，充入N2

，反應的速率怎么變？③在反應中保持體系容積不變，充入He，反應的速率怎么變？④在反應中保持體系壓強不變，充入He，反應的速率怎么變？幾種情況:①、恒溫時：體積減少→增大壓強→反應物濃度增大→反應速率增大②、恒容時：A、充入氣體反應物→反應物濃度增大→總壓增大→反應速率增大；B、充入“與反應無關的氣體”（如He、Ne等）→引起總壓增大（但各反應物的分壓不變）→各物質的濃度不變→反應速率不變③、恒壓時：充入“無關氣體”（如He等）→引起體積增大→各反應物濃度減小→反應速率減小。3．對于反應：N2＋O22NO，在密閉容器中進行，下列條件能加快反應速率的是（）；減慢化學反應速率的是（）；無影響的是（）A．縮小體積使壓強增大B．體積不變減少N2的量C．體積不變充入He使壓強增大D．壓強不變，充入氣體NeE．體積不變，充入氣體NOAECBD實質：壓強改變是否引起參加反應的物質的濃度發(fā)生改變；若改變體系的壓強，若不能改變

反應物的濃度，則不能改變反應速率。增大體系的壓強是否一定加快反應速率，該如何正確理解壓強對化學反應速率的影響？5mL0.1mol/L的H2SO4+5mL0.1mol/LNa2S2O3熱水冷水快慢Na2S2O3+H2SO4=Na2SO4+SO2+S↓+H2O科學探究生活體驗：食物腐?。?）、溫度規(guī)律：其它條件不變時，

①升高溫度，化學反應速率增大；反之，減小。②實驗測得，溫度每升高10℃，化學反應速率通常增大原來的2-4倍。注意：

①溫度對反應速率的影響不受反應物狀態(tài)的限制②反應若是可逆反應，升高溫度，正、逆反應速率都加快；降低溫度，正、逆反應速率都減小。有效碰撞理論解釋溫度增加→普通分子變?yōu)榛罨肿印罨肿影俜致试黾印罨肿优鲎差l率增加→單位體積內活化分子數(shù)增加→有效碰撞次數(shù)增加→v增大溫度增加→有效碰撞次數(shù)增加→v增大實驗反應溫度/℃Na2S2O3溶液稀H2SO4H2OV/mLc/（mol·L-1）V/mLc/（mol·L-1）V/mLA2550.1100.15B2550.250.210C3550.1100.15D3550.250.2101.硫代硫酸鈉溶液與稀硫酸反應的化學方程式為：Na2S2O3+H2SO4=Na2SO4+SO2+S↓+H2O,下列各組實驗中最先出現(xiàn)渾濁的是()

注意：

1、濃度是指反應物在混合后的濃度，而不是加入時的濃度；2、實際參加反應的物質的濃度發(fā)生改變時，才能引起化學反應速率的變化。D2、設2NO+CO

CO2+N2(正反應吸熱)反應速率為v1；N2+3H22NH3(正反應放熱)反應速率為v2。對于上述兩個反應，當溫度升高時，v1和v2變化情況為（）A、同時增大B、同時減小C、v1減小，v2增大D、v1增大，v2減小√A科學探究〖探究1〗設計實驗比較在2mL5%的H2O2中分別加入0.1mol/LFeCl3和CuSO4溶液各1mL，比較二者分解速率？加入試劑FeCl3

CuSO4

產(chǎn)生氣泡快慢結論很快慢FeCl3對該反應的催化效果更好（選擇性）

最慢科學探究〖探究2〗設計實驗比較在4mL0.01mol/LKMnO4和2mL0.1mol/LH2C2O4，加不加MnSO4對反應速率有否影響？加入試劑0.01mol/LKMnO4

0.1mol/LH2C2O40.01mol/LKMnO4

0.1mol/LH2C2O4MnSO4溶液褪色時間結論很快慢MnSO4對該反應有催化作用

科學探究〖探究3〗現(xiàn)有5mL淀粉溶液、碘水、2mol/L硫酸溶液。設計實驗比較唾液、稀硫酸對反應速率影響效果如何？加入試劑硫酸溶液、淀粉溶液、碘水唾液、淀粉溶液碘水反應現(xiàn)象結論藍色很快褪去藍色難褪去唾液對該反應的催化效果更好

催化劑有選擇性，對溫度有要求規(guī)律：其他條件不變時，催化劑能大幅改變化學反應的速率。催化劑：參加反應，但反應前后自身的組成、化學性質和質量不發(fā)生變化，具有高度的選擇性（或專一性）。正催化劑負催化劑催化劑中毒：因接觸少量的雜質而使催化性能明顯下降甚至遭破壞的現(xiàn)象。（4）、催化劑如沒有特殊說明，凡說催化劑都是指正催化劑。具有高度的選擇性和對溫度有要求。反應進程反應物生成物能量E1E2活化分子正反應活化能逆反應活化能反應熱沒加催化劑加催化劑加入催化劑→降低活化能→普通分子變?yōu)榛罨肿印鷙增大→活化分子→活化分子濃度增加→有效碰撞次數(shù)增加百分率增加1.某反應在催化劑的作用下進行：C+B==F+GA＋B==C+D此反應的催化劑是

，總反應的方程式為

。CA＋2B==D+F+G2.已知在一定條件下發(fā)生下列反應2X+W=Y+ZY+N=W+Z；則總反應方程式為__________。其中X、N為______；W為_______；Y為________。2X+N=2Z反應物催化劑中間產(chǎn)物規(guī)律：當其它條件不變時，增大固體反應物的表面積，化學反應速率增大。反之，減小。（5）、固體反應物的表面積其他：

①反應物的狀態(tài)：一般配制成溶液或使反應物成為氣體，能夠增大反應物之間的接觸機會②溶劑的性質、光、超聲波、磁