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化学反应速率(第三课时)

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[教学目标]<?

1.知识目标

整理和总结相关的基本概念、基本规律,把零散知识串成线、结成网。

2.能力和方法目标

(1)通过有关化学反应速率概念、公式和影响因素的梳理和总结,提高知识的总结、归纳能力。

(2)通过用化学反应速率的基础知识和规律解释一些实际问题来提高分析和解决实际问题的能力。

[教学过程]

1.有关化学反应速率的基本内容

 

 

<?<?化     概念:单位时间内反应物或生成物的物质的量的变化

学                以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

反     表示方法: 单位:mol·L-1·min-1  或mol·L-1·s-1等等。

应     计算公式:υ=Δc/Δt(式中υ-平均速率、Δc-浓度变化、Δt-时间)

速     影响因素: 内因:反应物的性质

率                外因:反应所处的条件,如浓度、温度、压强、催化剂、光照

                        等多种因素都可影响反应速率

   

 

对于反应: mA(气)+ nB(气)=  pC(气)+ qD(气)同一时刻的反应速率可用各种反应物或生成物的浓度变化来表示,即υ(A)、υ(B)、υ(C)、υ(D),且有υ(A):υ(B):υ(C):υ(D)= m


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2.化学反应速率的分类

 

 

分类角度

从测定时间分

从反应方向分

 

 

类型

瞬时速率:某一时刻的反应速率

平均速率:某段时间内的反应速率的平均值

正反应速率:可逆反应中正反应方向的反应速率

逆反应速率:可逆反应中逆反应方向的反应速率

注意点

通常所计算的是平均速率

通常所计算的是正逆反应抵消后的总反应速率


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3.影响化学反应速率的条件

(1)不同的化学反应具有不同的反应速率,影响反应速率的主要因素是内因,即参加反应物质的性质。

(2)化学反应过程:

①反应物分子之间发生碰撞是化学反应发生的先决条件。

②只有活化分子之间采取合适的取向的碰撞才是有效碰撞。

③能发生反应的碰撞叫有效碰撞。

④能发生有效碰撞的能量较高的分子叫活化分子。

(3)在同一反应中,影响反应速率的因素是外因,即外界条件,主要有温度、浓度、压强、催化剂等。(还有像反应颗粒(固体)的大小、光、波等对化学反应速率也有影响)

(4)浓度、压强、温度、催化剂的变化与活化分子的分数、有效碰撞次数及反应速率的关系。

4.化学反应速率与外界条件的关系

 

 

条件变化

反应体系内变化

注意点

 

 

浓度增大

单位体积内分子总数增加,反应速率增大。

活化分子百分数不变,由于单位体积内分子总数增多, 引起单位体积内活化分子总数增多。

 

 

压强增大

单位体积内气体分子总数增加,反应速率增大。

无气体物质参加或生成的反应,压强变化不影响反应速率。可逆反应中,增大压强正、逆反应速率都加快,且气体体积增大的反应方向反应速率加快的幅度更大;减小压强正、逆反应速率都减慢,且气体体积增大的反应方向反应速率减慢的幅度更大。

 

 

温度升高

分子的平均能量升高,使反应速率增大。

温度每升高100C,反应速率通常增大到原来的2~4倍。可逆反应中,升高温度正、逆反应速率都增大,且放热反应方向的反应速率加快的幅度更大;降低温度正、逆反应速率都减小,且放热反应方向的反应速率减小的幅度更大。

 

 

 

使用正催化剂

改变了反应历程,反应易于发生,使反应速率增大。

催化剂降低了活化能,使一部分原先的非活化分子变为活化分子,提高了活化分子的百分数。催化剂对反应速率的影响很大,是工业生产中改变反应速率的主要手段。正逆反应速率都增大,且正逆反应速率以相同的幅度增大。

 

 

 

 

 

5.条件对化学反应速率影响的原因


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课堂练习:

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)单位时间内某物质的浓度变化大,则该物质反应就快

(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-1

2.纳米是长度单位,1纳米等于1×10-9m,物质的颗粒达到纳米级时,具有特殊的性质。例如将单质铜制成“纳米铜”时,具有非常强的化学活性,在空气中可以燃烧。下列对“纳米铜”的有关叙述正确的是(  )。

(A)常温下“纳米铜”比铜片的金属性强,反应时反应速率快

(B)常温下“纳米铜”比铜片更易失电子,反应时反应速率快

(C)常温下“纳米铜”与铜片的还原性相同

(D)“纳米铜”颗粒更细小,化学反应时接触面大,所以反应速率快。

3.解释下列反应事实:

(1)氨气在空气中不能燃烧,但在纯氧气中点燃能剧烈燃烧。

(2)硫在空气中点燃产生淡蓝色火焰,而在氧气中点燃却产生蓝紫色火焰。

(3)把一定量的铜片投入到盛有稀硝酸溶液的试管中,反应速率变化趋势常常是:较慢→逐渐加快→突然剧烈加快→逐渐变慢。

 

4.有一化学反应,a A+b B  C,根据影响化学反应速率的因素可得υ0= k[A]m[B]n,其中k是与温度有关的常数,为测k、m、n的值,在 298K时,将A、B溶液按不同浓度混合,得到下列实验数据:

编号

A的初始浓度mol·L-1

B的初始浓度mol·L-1

生成C的初始速率mol·L-1·s-1)

1

1.0

1.0

1.2×10-2

2

2.0

1.0

2.4×10-2

3

4.0

1.0

4.9×10-2

4

1.0

1.0

1.2×10-2

5

1.0

2.0

4.8×10-2

6

1.0

4.0

1.9×10-2

    (1)根据上表可求得:m____n_____k_____k的单位是_____。

(2)若a=mb=n,当[A]=[B]=2.0mol·L-1时,求以B表示的初始反应速率。

 

5.在锌与某浓度的盐酸反应的实验中,一个学生得到下面的结果:

 

锌的质量(g)

锌的形状

温度(℃)

溶解于酸花的时间(s)

A

2

薄片

5

400

B

2

薄片

15

200

C

2

薄片

25

100

D

2

薄片

35

50

E

2

薄片

45

25

F

2

粉末

15

5

       

      利用从A到F的结果:

(1)画一幅以时间对温度的曲线图(纵轴表示时间,横轴表示温度)。

(2)利用你所画成的曲线图,你能得出关于温度影响反应速率的什么结论?

(3)20℃时,2g锌箔溶解于酸中需花多长时间?

(4)对比结果B与F,解释结果F为什么那么快?

 

课堂练习答案

1AB,2CD,

3.(1)纯氧气中O2分子的浓度大,反应速率大,单位时间内放出热量多,容易使氨跟氧气的反应发生,并达到着火点而燃烧。

(2)O2分子浓度大,硫跟O2分子反应速率大,产生的火焰的颜色深。

    (3)硝酸跟铜的反应是放热反应,随着反应的进行,溶液的温度逐渐升高,反应速率逐渐加快;反应产生的氮的氧化物又是该反应的催化剂,所以反应进行到某一时刻反应速率会突然加快;最后由于硝酸的浓度降低,反应速率又会逐渐变慢。

 

4.(1)1;2;1.2×10-2;L2·mol-2·s-1 。(2)υ(B)=1.926×10-1 mol·L-1·s-1

 

5.(1)可作如下图:

(2)从这5组实验数据可归纳出,温度对该反应速度影响的规律为:温度每升高10℃,反应速率加快到原来的两倍。

(3)题目要求用已得有关反应速率的规律来求解20℃时的反应时间。根据(1)中的图象可求得,当温度为20℃时,反应时间约需150s。

(4)对比B和F,反应温度相同,酸的浓度也相同,锌的质量也相同。但B中2g锌全部溶解用了200s时间,而F中只需要5s时间,F中反应速率比B中反应速率快了40倍。这是因为B中锌是块状,F中锌是粉末状,粉末状时锌与酸溶液的接触面要比块状时的接触面大得多。




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