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第3課時化學反應速率教案
學習目標
1.了解化學反應分為簡單反應和復雜反應。
2.了解反應速率的概念。掌握化學反應速率的表示方法。能用反應速率表達式進行簡單的計算;理解同一化學反應速率用不同物質表示時數(shù)值不一定相同,但表示的意義相同。
3.理解濃度、壓強、溫度和催化劑對反應速率的影響,能利用上述結論分析具體的化學反應。
4.理解化學平衡與反應速率之間的聯(lián)系。
知識梳理
1. ___________________稱為基元反應;___________________稱為反應歷程,也稱為________;
___________________________稱為總反應;____________________稱為復雜反應。
__________和__________決定一個反應的反應歷程,而反應歷程的差別又造成了反應速率的不同。
2.化學反應速率:
計算公式_______________
同一反應,用不同物質表示化學反應速率時,數(shù)值_________,但意義_____,故在應用時應指明______。用不同物質表示同一化學反應的速率,其速率之比等于__________________________。
對于反應 aA + bB c C + d D,也可表示為V=______________________________。
3.外界條件對化學反應速率的影響
。1)內(nèi)因:參加反應的物質的_______是決定化學反應速率的主要因素。
。2)外因:
① 濃度:增大反應物的濃度,反應速率_________。固體或純液體量的改變_______(會,不會)引起濃度的變化,_______(會,不會)引起化學反應速率的改變。
對于反應:H2O2 + 2HI H2O + I2,在HI濃度一定時,H2O2濃度每增加一倍,反應速率就增加一倍;在H2O2濃度一定時,HI濃度每增加一倍,反應速率也增加一倍。則該反應的速率方程為:V = ______________。稱為__________,表示____________________。越大,反應進行得______, 與濃度________(有關,無關),但受________________________等因素的影響。
②溫度:溫度是通過影響____________,而影響反應速率的。升高溫度,反應速率________。 對于某一可逆反應,升高溫度,正反應速率_______,逆反應速率________,改變的倍數(shù)_________(相同,不同)。升溫時,平衡向_______(吸熱,放熱)方向移動,即吸熱反應速率增大的倍數(shù)______(等于,大于,小于)放熱反應速率增大的倍數(shù)。
、鄞呋瘎菏莀____________________________________,是通過________________________而提高化學反應速率的。催化劑使正反應速率和逆反應速率改變的程度_______(相同,不同)。它______(能,不能)改變化學反應的平衡常數(shù),______(能,不能)改變平衡轉化率。催化劑具有選擇性。
4.影響化學平衡的因素aA(g)+ bB(g) c C(g) + d D(g)
改變條件V正變化V逆變化說明V正、V逆關系平衡移動情況
升溫ΔH>0
ΔH<0
降溫ΔH>0
ΔH<0
濃度增大反應物濃度
減小生成物濃度
增大生成物濃度
減小反應物濃度
增大壓強a+b>c+d
a+b<c+d
減小壓強a+b>c+d
a+b<c+d
催化劑
學習導航
1.方法導引
。1)有關化學反應速率的計算和外界條件對可逆反應速率的影響規(guī)律是本節(jié)的重點。
(2)化學反應速率是用來表示化學反應進行的快慢程度的,同一反應用不同的物質所表示的化學反應速率可能不同。同一反應中各物質的反應速率之比等于其化學方程式中各物質的計量數(shù)比。運用此規(guī)律,可由一種物質的反應速率求其它物質的反應速率,也可根據(jù)速率之比確定方程式中各物質的計量數(shù)。
。3)濃度對可逆反應速率的影響:可逆反應同時包含兩個反應,因而必須分清某物質是哪一反應的反應物,如2SO2+O2 2SO3 ,SO2是正反應的反應物,增大SO2的濃度的瞬間V正增大,V逆不變;而增大SO3濃度的瞬間V正不變,V逆增大。溶液和氣體可改變濃度;純液體和固體的濃度為常數(shù);固體反應物的表面積越大,反應速率越大;反應速率與產(chǎn)物的濃度無直接關系。
。4)無特別指明時,增大壓強均指壓縮體積;壓強對反應速率的影響,實際上是濃度對反應速率的影響,因此反應物是固體或液體時,改變壓強對反應速率無影響;用其它方式(壓縮體積或擴大體積之外)改變壓強,需具體分析反應物濃度是否改變。
。5)反應速率與化學平衡移動的關系
應用上述分析問題時應注意
、俨灰裋正增大與平衡向正反應方向移動等同起來,只有V正>V逆時,才使平衡向正反應方向
、诓灰哑胶庀蛘磻较蛞苿优c原料轉化率的提高等同起來,只有當反應物總量不變時,平衡向正反應方向移動,反應物的轉化率提高;當增大一種反應物濃度,使平衡向正反應方向移動時,會使另一種反應物的轉化率提高。
2.例題解析
例1.反應A+3B=2C+2D在四種不同情況下的反應速率分別為:① v(A)= 0.15l/(LS)②v(B)= 0.6l/(LS) ③v(C)= 0.4l/(LS)④v(D)= 0.45l/(LS)。其中,反應進行得最快的是( )
A ① B ② C ③ D ④
解析:本反應在四種不同情況下的反應速率分別用四種物質表示,由于該反應的計量系數(shù)之比不等于1,因此不能根據(jù)題干中的數(shù)據(jù)進行相對大小的比較,必須將其折算成同一物質表示的反應速率,才能比較其相對大小。若以物質A為標準,將其他物質表示的反應速率換算為用A物質表示的速率,則有:v(A):v(B)=1:3,則②表示的v(A)= 0.2 l/(LS)
v(A):v(C)=1:2,則③表示的v(A)= 0.2 l/(LS)
v(A):v(D)=1:2,則④表示的v(A)= 0.225 l/(LS)
答案:D
例2.反應C(s) + H2O(g) CO(g) + H2(g)在一可變?nèi)莘e的密閉容器中進行,下列條件的改變對其反應速率幾乎無影響的是( )
A.增加C的量 B 將容器的體積縮小一半
C.保持體積不變,充入N2使體系壓強增大 D保持壓強不變,充入N2使體系體積增大
解析:C為固體反應物,增加其用量對反應速率幾乎無影響;容器的體積縮小一半相當于壓強增大一倍,濃度增大,正、逆反應速率均增大;體積不變,充入N2使體系壓強增大,但反應混合物濃度未改變,反應速率基本不變;充入N2使容器容積增大,總壓強不變,但反應混合物濃度同等程度減小,正、逆反應速率均變慢。
答案:A、C
例3.反應2X(g)+(g) 2Z(g)在不同溫度下(T1和T2)產(chǎn)物Z的物質的量n(Z)與反應時間t的關系如右圖。下列判斷正確的是
A. T1<T2 , 正反應為放熱反應
B. T1>T2 ,正反應為吸熱反應
C. T1>T2 ,逆反應為吸熱反應
D. T1<T2 ,逆反應為放熱反應
解析:對化學平衡的函數(shù)圖象分析一般要抓住以下幾個方面:
。1)看圖象:一看面(即縱坐標與橫坐標的意義),二看線(即線的走向和變化趨勢),三看點(即起點、折點、交點、終點),四看輔助線(如等溫線、等壓線、平衡線等),五看量的變化(如濃度變化、溫度變化等)。
。2)在化學平衡圖象中,先出現(xiàn)拐點的反應則先達到平衡,可表示溫度高(如上圖)或壓強大。
由圖可知,T1時先達到平衡,而無論正反應是放熱還是吸熱,升高溫度都會增大反應速率,因此T1>T2,產(chǎn)物Z的物質的量在高溫T1時比低溫T2時小,說明降低溫度平衡向正反應方向移動,即正反應為放熱反應。
答案:C
例4.某化學反應2A B+D在四種不同條件下進行,B、D起始濃度為0,反應物A的濃度(l/L)隨反應時間(in)的變化情況如下表:
根據(jù)上述數(shù)據(jù),完成下列填空:
。1)在實驗1,反應在10至20分鐘時間內(nèi)平均速率為______________l/(Lin)。
。2)在實驗2,A的初始濃度C2=________l/L,反應經(jīng)20分鐘就達到平衡,可推測實驗2中還隱含的條件是 。
。3)實驗3的反應速率為V3,實驗1的反應速率為V1,則V3 V1,且C3 1.0l/L(填>、=、<)。
(4)比較實驗4和實驗1,可推測該反應是_____反應(選填吸熱、放熱)。理由是___________________。
解析:本題應從化學反應速率、化學平衡、化學平衡移動原理等方面考慮。
。1)根據(jù)化學反應速率的概念可求實驗1反應在10 ~ 20 in時間內(nèi)的反應速率。
。2)分析實驗1和實驗2可知,兩實驗達平衡后,A的平衡濃度相同,則A的起始濃度必然相等。從題干可以看出,實驗1和實驗2達到平衡的時間不同,說明實驗2中隱含條件,既能加快反應速率,又不影響化學平衡。
(3)由實驗1數(shù)據(jù)分析: 2A B + D
起始濃度(lL-1) 1.0 0 0
轉化濃度(lL-1) 0.5 0.25 0.25
平衡濃度(lL-1) 0.5 0.25 0.25
= = = 0.25
由實驗3數(shù)據(jù): 2A B + D
起始濃度(lL-1) C3 0 0
轉化濃度(lL-1)C3—0.6
平衡濃度(lL-1) 0.6
溫度不變,平衡常數(shù)也不變:
= =[ × ]/0.62 = 0.25 C3 = 1.2 l/L
(4)比較實驗1和4,起始濃度相同,溫度不同,實驗4中的A的平衡濃度小于實驗1,說明溫度升高, 平衡正向移動。
答案:(1)0.013 (2)1.0 催化劑 (3)>,>(4)吸熱;溫度升高時,平衡向右移動
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