化學反應速率第三課時

化學反應速率（第三課時）

[教學目標]

1．知識目標

整理和總結相關的基本概念、基本規律，把零散知識串成線、結成網。

2．能力和方法目標

（1）通過有關化學反應速率概念、公式和影響因素的梳理和總結，提高知識的總結、歸納能力。

（2）通過用化學反應速率的基礎知識和規律解釋一些實際問題來提高分析和解決實際問題的能力。

[教學過程]

1．有關化學反應速率的基本內容

 

 

化     概念：單位時間內反應物或生成物的物質的量的變化

學                以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

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

應     計算公式：υ=Δc/Δt（式中υ-平均速率、Δc-濃度變化、Δt-時間）

速     影響因素： 內因：反應物的性質

率                外因：反應所處的條件，如濃度、溫度、壓強、催化劑、光照

                        等多種因素都可影響反應速率

   

 

對于反應： mA（氣）+ nB（氣）=  pC（氣）+ qD（氣）同一時刻的反應速率可用各種反應物或生成物的濃度變化來表示，即υ（A）、υ（B）、υ（C）、υ（D），且有υ（A）:υ（B）:υ（C）:υ（D）= m:n:p:q 。

 

 

2．化學反應速率的分類

 

 

分類角度

從測定時間分

從反應方向分

 

 

類型

瞬時速率：某一時刻的反應速率

平均速率：某段時間內的反應速率的平均值

正反應速率：可逆反應中正反應方向的反應速率

逆反應速率：可逆反應中逆反應方向的反應速率

注意點

通常所計算的是平均速率

通常所計算的是正逆反應抵消后的總反應速率

  

3．影響化學反應速率的條件

（1）不同的化學反應具有不同的反應速率，影響反應速率的主要因素是內因，即參加反應物質的性質。

（2）化學反應過程：

①反應物分子之間發生碰撞是化學反應發生的先決條件。

②只有活化分子之間采取合適的取向的碰撞才是有效碰撞。

③能發生反應的碰撞叫有效碰撞。

④能發生有效碰撞的能量較高的分子叫活化分子。

（3）在同一反應中，影響反應速率的因素是外因，即外界條件，主要有溫度、濃度、壓強、催化劑等。（還有像反應顆粒（固體）的大小、光、波等對化學反應速率也有影響）

（4）濃度、壓強、溫度、催化劑的變化與活化分子的分數、有效碰撞次數及反應速率的關系。

4．化學反應速率與外界條件的關系

 

 

條件變化

反應體系內變化

注意點

 

 

濃度增大

單位體積內分子總數增加，反應速率增大。

活化分子百分數不變，由于單位體積內分子總數增多， 引起單位體積內活化分子總數增多。

 

 

壓強增大

單位體積內氣體分子總數增加，反應速率增大。

無氣體物質參加或生成的反應，壓強變化不影響反應速率。可逆反應中，增大壓強正、逆反應速率都加快，且氣體體積增大的反應方向反應速率加快的幅度更大；減小壓強正、逆反應速率都減慢，且氣體體積增大的反應方向反應速率減慢的幅度更大。

 

 

溫度升高

分子的平均能量升高，使反應速率增大。

溫度每升高10⁰C，反應速率通常增大到原來的2~4倍。可逆反應中，升高溫度正、逆反應速率都增大，且放熱反應方向的反應速率加快的幅度更大；降低溫度正、逆反應速率都減小，且放熱反應方向的反應速率減小的幅度更大。

 

 

 

使用正催化劑

改變了反應歷程，反應易于發生，使反應速率增大。

催化劑降低了活化能，使一部分原先的非活化分子變為活化分子，提高了活化分子的百分數。催化劑對反應速率的影響很大，是工業生產中改變反應速率的主要手段。正逆反應速率都增大，且正逆反應速率以相同的幅度增大。

 

 

 

 

 

5．條件對化學反應速率影響的原因

   

課堂練習：

1．下列關于化學反應速率的說法，不正確的是（  ）

（A）化學反應速率是衡量化學反應進行快慢程度的物理量

（B）單位時間內某物質的濃度變化大，則該物質反應就快

（C）化學反應速率可以用單位時間內生成某物質的質量的多少來表示

（D）化學反應速率常用單位有mol·L^-1·s^-1­和mol·L^-1·min^-1

2．納米是長度單位，1納米等于1×10^-9m，物質的顆粒達到納米級時，具有特殊的性質。例如將單質銅制成“納米銅”時，具有非常強的化學活性，在空氣中可以燃燒。下列對“納米銅”的有關敘述正確的是（  ）。

（A）常溫下“納米銅”比銅片的金屬性強，反應時反應速率快

（B）常溫下“納米銅”比銅片更易失電子，反應時反應速率快

（C）常溫下“納米銅”與銅片的還原性相同

（D）“納米銅”顆粒更細小，化學反應時接觸面大，所以反應速率快。

3．解釋下列反應事實：

（1）氨氣在空氣中不能燃燒，但在純氧氣中點燃能劇烈燃燒。

（2）硫在空氣中點燃產生淡藍色火焰，而在氧氣中點燃卻產生藍紫色火焰。

（3）把一定量的銅片投入到盛有稀硝酸溶液的試管中，反應速率變化趨勢常常是：較慢→逐漸加快→突然劇烈加快→逐漸變慢。

 

4．有一化學反應，a A+b B ? C，根據影響化學反應速率的因素可得υ₀= k[A]^m[B]ⁿ，其中k是與溫度有關的常數，為測k、m、n的值，在 298K時，將A、B溶液按不同濃度混合，得到下列實驗數據：

編號

A的初始濃度mol·L^-1

B的初始濃度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）根據上表可求得：m____，n_____，k_____，k的單位是_____。

（2）若a=m，b=n，當[A]=[B]=2.0mol·L^-1時，求以B表示的初始反應速率。

 

5．在鋅與某濃度的鹽酸反應的實驗中，一個學生得到下面的結果：

 

鋅的質量（g）

鋅的形狀

溫度（℃）

溶解于酸花的時間（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

       

      利用從A到F的結果：

（1）畫一幅以時間對溫度的曲線圖（縱軸表示時間，橫軸表示溫度）。

（2）利用你所畫成的曲線圖，你能得出關于溫度影響反應速率的什么結論？

（3）20℃時，2g鋅箔溶解于酸中需花多長時間？

（4）對比結果B與F，解釋結果F為什么那么快？

 

課堂練習答案

1AB，2CD，

3．（1）純氧氣中O₂分子的濃度大，反應速率大，單位時間內放出熱量多，容易使氨跟氧氣的反應發生，并達到著火點而燃燒。

（2）O₂分子濃度大，硫跟O₂分子反應速率大，產生的火焰的顏色深。

    （3）硝酸跟銅的反應是放熱反應，隨著反應的進行，溶液的溫度逐漸升高，反應速率逐漸加快；反應產生的氮的氧化物又是該反應的催化劑，所以反應進行到某一時刻反應速率會突然加快；最后由于硝酸的濃度降低，反應速率又會逐漸變慢。

 

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）可作如下圖：

（2）從這5組實驗數據可歸納出，溫度對該反應速度影響的規律為：溫度每升高10℃，反應速率加快到原來的兩倍。

（3）題目要求用已得有關反應速率的規律來求解20℃時的反應時間。根據（1）中的圖象可求得，當溫度為20℃時，反應時間約需150s。

（4）對比B和F，反應溫度相同，酸的濃度也相同，鋅的質量也相同。但B中2g鋅全部溶解用了200s時間，而F中只需要5s時間，F中反應速率比B中反應速率快了40倍。這是因為B中鋅是塊狀，F中鋅是粉末狀，粉末狀時鋅與酸溶液的接觸面要比塊狀時的接觸面大得多。

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