高二化学反应速率人教实验版知识精讲.doc.doc

《高二化学反应速率人教实验版知识精讲.doc.doc》由会员分享，可在线阅读，更多相关《高二化学反应速率人教实验版知识精讲.doc.doc（12页珍藏版）》请在三一文库上搜索。

1、高二高二化学反应速率化学反应速率人教实验版人教实验版 【本讲教育信息本讲教育信息】 一. 教学内容： 化学反应速率 1. 化学反应速率 2. 影响反应速率的因素 二. 重点、难点： 1. 了解化学反应速率的概念和表示方法。 2. 认识浓度、压强、温度和催化剂等条件对化学反应速率的影响。 三. 教学过程： H2+ Cl2 = 2HCl （瞬间完成） OH- + H+ = H2O （中和反应，快速完成） CaCO3 + 2HCl = CaCl2 + H2O + CO2 （较快的完成） 铁的缓慢的氧化 （几年几百年才能完成） 自然界中的不同化学反应速率不同，有些反应我们需要其快速完成，例如工业合成氨

2、、 盐酸的制取，有些反应要越慢越好，例如钢铁的生锈，食物的腐败。因此很多的化学反应 我们必需控制这样或那样的条件，来研究和改变化学反应，使其更好的为工农业生产服务， 这就需要涉及以下两个问题：一个是反应进行的快慢，即化学反应速率；一个是反应进行 的程度，即化学平衡。 （一）化学反应速率： 1. 定义：用单位时间内反应物浓度的减少或生成物的浓度增加来表示。 2. 数学表达式：V V = = C/C/ t t 3. 单位：mol/（Ls） 或 mol/（Lmin） 或 mol/（Lh） 4. 理解化学反应速率的表示方法时应注意的几个问题： （1）一般来说 ，化学反应速率随着反应的进行而逐渐减慢，因

3、此某一段时间内的反 应速率实际上是一段时间内的平均速率，而不是指瞬时速率。 （2）无论浓度的变化是增加还是减少，一般都取正值，所以化学反应速率一般为正值。 （3）对于同一个反应来说，用不同的物质来表示该反应的速率时，其数值不同，但表 达的意义是相同的。每种物质都可以用来表示该反应的快慢，在表示反应速率时必须表明 是何物质。 （4）在同一个反应中，各物质的反应速率之比等于方程式中的系数比。对于反应 来说，则有。)g(qD)g(pC)g(nB)g(mA q V p V n V m V DCBA （5）在比较反应速率时，应以同一物质同一物质为标准，不然没有可比性，在解题中应该把速 率转化成同一种物质

4、的反应速率。 练习：练习：在给定条件下，氮气与氢气在密闭容器中合成氨。起始时加入氮气和氢气且浓 度分别为 1.0 mol/L 和 3.0 mol/L，2 秒后，氮气的浓度为 0.8 mol/L ，氢气的浓度为 2.4 mol/L，氨气的浓度为 0.4 mol/L 。分别用氮气、氢气和氨气的浓度变化表示的这 2 秒内的化学反应速率是多少？有什么关系？ 分析：分析： 5、测定反应速率的方式和途径：化学反应的速率是通过实验测定的。测定方法有：直接 观察某些性质（如释放出气体的体积和体系压强） ；科学仪器测定（如颜色的深浅、光的吸 收和发射、导电能力等） ；溶液中，常利用颜色深浅和显色物质浓度间的正比

5、关系来跟踪反 应的过程和测量反应速率。 实验：实验：对于锌粒和硫酸的反应，测定反应速率的方法不止一种，如:测量溶液中 H+浓 度的变化、测量锌粒质量的变化、测量产生氢气的多少以及使用一些物理仪器测量溶液的 电导变化、反应的热量变化等等。 （1）装置： （2）测定数据： 产生气体体积时间 5mL 10 10mL 21 15mL 38 20mL 10 1 25mL 25 2 产生气体体积时间 2mL 9 5mL 30 10mL 28 1 （3）数据处理： （4）结论：结论：在相同条件下，4mol/L 的硫酸与锌粒反应比 1mol/L 的硫酸与锌粒反应速 率快。 （一般地，反应物浓度越大，反应速率越

6、快。 ） （二）影响反应速率的因素： 不同的化学反应，具有不同的反应速率，反应物的性质是决定反应速率快慢的主要因 素，如：常温下，H2和 F2的反应很快，N2和 H2的反应很慢。对于同一化学反应，影响化学 反应速率的外界条件主要有浓度、压强、温度、催化剂等。 1、浓度对化学反应速率的影响 实验：实验： （1）实验目的：探究浓度的不同对化学反应速率的影响 （2）实验原理： 2KMnO4 + 5H2C2O4 + 3H2SO4 = K2SO4 + 2MnSO4 + 10CO2+ 8H2O （3）实验步骤： 向两支试管中各加入 4mL 0.01mol/L 的 KMnO4溶液（H+） 向其中一支试管中加

7、入 2mL 0.01mol/L 的 H2C2O4溶液，记录褪色所需时间 向另一支试管中加入 2mL 0.2mol/L 的 H2C2O4溶液，记录褪色所需时间。 （4）实验结果： 结论：结论：其他条件相同时，增大反应物浓度反应速率加快，减小反应物浓度反应速率减 慢。 增大反应物浓度，可以加快化学反应速率的原因是：增大反应物浓度，可以加快化学反应速率的原因是：增大反应物的浓度，可以提高单 位体积内活化分子的数量，从而提高了化学反应速率。 注意：注意： （1）改变浓度不能改变反应物的性质。如：采取“把稀硫酸改成浓硫酸来增大用锌制 取氢气的速率” ，是错误的，因为改用浓硫酸后，反应不再生成氢气了。 （

8、2）对于固体或纯液体，其浓度可视为常数，因而其物质的量改变时不影响化学反应 速率。固体物质的反应速率与接触面积有关，固体颗粒越细，表面积越大，反应速率越快， 故块状固体可以通过研细来增大表面积，来加快反应速率。 2、压强对化学反应速率的影响 （1）规律：对于有气体参加的反应来说，当其他条件不变时，增大压强化学反应速率 加快。 （2）原因：增大压强相当于增大浓度。增大压强，增大了单位体积内的活化分子数， 活化分子碰撞几率增大，所以速率增大。 （3）改变压强对固体、液体或溶液的体积影响很小，所以对浓度的改变就很小，可以 认为改变压强对它们的反应速率无影响。 （4）有气体参加的反应，压强的影响，实质

9、上是指容器容积的改变，导致各气体的浓 度同等程度的改变，从而影响反应速率。对于气体反应体系有以下几种情况： 恒温时：增大压强体积缩小浓度增大反应速率加快。 恒容时：充入气体反应物浓度增大总压增大速率加快；充入“惰性气体或不 参与反应的气体”总压增大，但各分压不变，即各物质浓度不变，反应速率不变。 恒压时：充入“惰性气体或不参与反应的气体”体积增大各反应物浓度减小 反应速率减慢。 3、温度对化学反应速率的影响 实验实验 1 1： （1）实验目的：探究温度变化对化学反应速率的影响。 （2）实验原理：Na2S2O3 + H2SO4 = Na2SO4 + SO2+ S+ H2O （3）实验步骤：在两支

10、试管中各加入 5mL 0.1mol/L 的 Na2S2O3溶液，在另两支试管中 各加入 5mL 0.1mol/L 的 H2SO4。将四支试管分成两组（一支盛 Na2S2O3溶液，一支盛硫酸溶 液） ，一组放入冷水中，一组放入热水中。一段时间后，分别混合两组试管，记录出现浑浊 所用时间。 （4）实验结果： 结论：结论：其他条件相同时，升高温度反应速率加快，降低温度反应速率减慢。 温度对反应速率影响规律的原因：温度对反应速率影响规律的原因：一方面,升高温度使分子获得更高的能量,活化分子 百分数提高；另一方面,升高温度,使分子间碰撞频率提高，有效碰撞几率提高,反应速率增 大。许多实验表明，温度每升高

11、 10，反应速率通常增大到原来的 2 倍到 4 倍。 实验实验 2 2： （1）实验目的：探究温度变化对化学反应速率的影响。 （2）实验原理：4H+ + 4I -+O2 = 2I2 + 2H2O （3）实验步骤：在两支试管中各加入 5mL 1mol/L 的 KI 溶液；并加入几滴淀粉溶液。 在另两支试管中各加入 5mL 0.2mol/L 的 H2SO4。将四支试管分成两组（一支盛 KI 溶液，一 支盛硫酸溶液） ，分别放入热水和冷水中。一段时间后，分别混合两组溶液，记录出现蓝色 所用时间。 （4）实验结果： 4、催化剂对化学反应速率的影响 实验实验 1 1： （1）实验原理：2H2O2 2H2

12、O + O2 （2）实验步骤：在两支试管中分别加入 5mL 5%的 H2O2溶液，再向其中一支试管中加 入少量 MnO2粉末。观察实验现象。 （3）实验结论：MnO2对 H2O2的分解起催化作用，加速反应速率。 规律：规律：适当的催化剂能加快化学反应速率。 原因：原因：能降低反应所需要的能量，增大了活化分子的百分数。 实验实验 2 2： （1）实验步骤：在两支试管中分别加入 2mL 5%的 H2O2溶液，再向 H2O2溶液中分别滴 入 0.1mol/L 的 FeCl3溶液和 0.1mol/L CuSO4溶液各 1mL，比较 H2O2的分解速率。 （2）实验结果： 小结：小结：条件对化学反应速率

13、影响的原因 【典型例题典型例题】 例 1. 在一定条件下，向 2L 密闭容器中加入 2molN2和 10molH2发生反应 ，2min 时，测得剩余 N2为 1mol，对于这个化学反应速率表示不 正确的是（ ） A、B、 min)/(25 . 0 2 LmolVNmin)/(75 . 0 2 LmolVH C、 D、min)/(1 2 LmolVNHmin)/(5 . 0 2 LmolVN 分析：分析：要正确解答本题必须要弄清两个概念：用某一物质来表示反应速率时，通常 是用单位时间内其物质的量浓度变化来表示，而不是用单位时间内其物质的量的变化来表 示。用不同物质来表示同一时间反应速率时，各物质

14、速率与其化学计量数之比值是相等 的。因此，用 N2来表示其反应速率时，这样就不难计算min)(/25 . 0 min22 1 2 Lmol L mol VN 出：故不正确的为 C、D。 答案：答案：C、D。 例 2. 反应 4NH35O24NO6H2O 在 5 L 密闭容器中进行，半分钟后，NO 的物质的量 增加了 0.3 mol，则此反应的平均速率（X） （表示反应物的消耗速率或生成物的生成速v 率）为 A. （O2）0.01 molL1s1 B. （NO）0.008 molL1s1vv C. （H2O）0.003 molL1s1 D. （NH3）0.002 molL1s1vv 分析：分析：

15、反应的平均速率是指单位时间内某物质浓度的变化量。已知容器体积为 5 L， 时间半分钟即 30 s，NO 的物质的量（变化量）为 0.3 mol，则c（NO）0.3 mol/5 L0.06 molL1。所以（NO）0.06 molL130 s0.002 molL1s1。即可v 求出： （O2）0.002 molL1s10.0025 molL1s1；v 4 5 （H2O）0.002 molL1s10.003 molL1s1；v 4 6 （NH3）0.002 molL1s10.002 molL1s1。v 4 4 答案为 CD。 例 3. 某反应 X+3Y2E+2F，在甲、乙、丙、丁四种不同条件下，分

16、别测得反应速率 甲：v（X）=0.3mol/（Lmin） ，乙：v（Y）=1.2mol/（Lmin） ，丙：v（E） =0.8mol/（Lmin） ，丁：v（F） =0.9mol/（Lmin） ，则反应最快的是（ ） A. 甲 B. 乙 C. 丙 D. 丁 分析：分析：对于某一化学反应，如果选用不同的反应物或生成物的浓度变化来表示该反应 的同一时间内的反应速率时，其数值可能不同，其数值的大小与该反应物或生成物在反应 方程式中的化学计量数的大小有关，因此不能单纯地凭不同反应物或生成物的浓度变化值 的大小来比较其反应速率的快慢。将不同物质表示的速率换算为用同一物质表示的速率， 然后再比较速率数值的

17、大小来决定反应进行的快慢。若以 X 物质的反应速率为标准，则把 乙、丙、丁不同情况下其他物质表示的反应速率换算为同情况下的用 X 物质表示的速率。 综合以上分析可知：v（F）v（E）=v（Y）v（X） ，所以反应速率最快的是丁。 答案为 D。 例 4. 某温度时，在 2L 容器中 X、Y、Z 三种物质的物质的量随时间的变化，曲线如下图 所示，由图中数据分析，该可逆反应的化学方程式为_；该反应 开始至 2min，Z 的平均反应速率为：_。 分析：分析：从本题的图形分析中可知，X、Y 是随着反应的进行（时间的增加）物质的量逐 渐减少，与此相反，Z 的物质的量是随着反应的进行（时间的增加）而逐渐增大

18、，所以 X、Y 在反应方程式的左边，为反应物；而 Z 在反应方程式的右边，为生成物。X、Y、Z 在 方程式中的化学计量数应通过其相应的速率之比确定。从图中的数据分析可知，用 X、Y、Z 表示的反应速率分别为： V（Y）=11 min025.0 min0.2 2 9.0 2 0.1 Lmol L mol L mol V（X）= 11 075.0 min0.22 7.00.1 mLmol L molmol V（Z）=。11 min05.0 min22 02.0 Lmol L molmol 则 V（X）V（Y）V（Z）=0.0750.0250.05=3：1：2， 化学反应方程式为：3X+Y2Z。 答

19、案：答案：3X+Y2Z 0.05molL1min1 例 5. 用铁片与稀硫酸反应制取氢气时，下列措施不能使氢气生成速率加大的是（ ） A. 加热 B. 不用稀硫酸，改用 98%浓硫酸 C. 滴加少量 CuSO4溶液 D. 不用铁片，改用铁粉 分析：分析：加热、发生原电池反应、增大固体反应物的表面积，都能加快反应速率；浓硫 酸能使铁发生钝化，阻止了进一步的反应。答案为 B。 例 6. 反应速率v和反应物浓度的关系是用实验方法测定的，化学反应 H2Cl2=2HCl 的 反应速率v可表示为v=kc（H2） mc（Cl2） n，式中k为常数，m、n值可用下表中数 据确定之。由此可推得，m、n值正确的是

20、 A. m=1,n=1B. m=,n=C. m=,n=1D. m=1,n= 2 1 2 1 2 1 2 1 分析：分析：本题属信息迁移题。意在考查学生接受新信息、处理所给数据的能力。按题给 数据代入v=kc（H2） mc（Cl2） n即可。第一组数据无法计算，代入第二组数据： 2.0kk（2.0）m（1.0）n，则m1；代入第三组数据：4.0kk（2.0）m（4.0）n，结合 m=1，则n=。故选 D。 2 1 例 7. 把镁带投入盛有盐酸的敞口容器里，在下列因素中：盐酸的浓度，镁带的表 面积，溶液的温度，氯离子的浓度。对反应速率有影响的是 A. B. C. D. 分析：分析：根据影响反应速率

21、的因素有：浓度、温度、压强和催化剂可知，肯定对反 应速率有影响，而镁带的表面积越大则与盐酸的接触越充分，显然反应速率越快。此反应 的实质是 Mg+2H+Mg2+H2，与氯离子浓度无关，所以对此反应速率无影响。故本题的 正确答案为 D。 例 8. 把下列四种 X 溶液分别加入四个盛有 10mL 2mol/L 盐酸的烧杯中，均加水稀释到 50mL，此时，X 和盐酸缓慢地进行反应，其中反应最快的是（ ） A. 1020mL 3mol/L 的 X 溶液 B. 2030mL 2mol/L 的 X 溶液 C. 2010mL 4mol/L 的 X 溶液 D. 1010mL 2mol/L 的 X 溶液 分析：

22、分析：在化学反应中，当其它条件不变时，浓度越大，反应速率越快；温度越高，反 应速率越快。在本题中要综合考虑浓度和温度的影响。先比较浓度的大小，这里的浓度应 该是混合以后的浓度，由于混合后各烧杯中盐酸的浓度相等，因此只要比较 X 的浓度，X 浓度越大，反应速率越快。因为反应后溶液的体积均为 50mL，所以 X 的物质的量最大，浓 度就最大。通过观察可知，混合后 A、B 选项中 X 的浓度相等，且最大，但 B 中温度更高， 因此 B 的反应速率最快。 【模拟试题模拟试题】 1. 在四个不同的容器中，在不同的条件下进行合成氨反应。根据在相同时间内测定的结 果判断，生成氨的速率最快的是（ ） A. （

23、H2）=0.1 molL-1min-1 B. （N2）=0.2 molL-1min-1 C. （NH3）=0.15 molL-1min-1 D. （H2）=0.3 molL-1min-1 2. 反应 4NH3+5O2 = 4NO+6H2O，在 5L 的密闭容器中进行半分钟后，NO 的物质的量增加 了 0.3mol，则此反应的平均速率 （x） （表示反应物的消耗速率或生成物的生成速率）为 （ ） 。 A. （O2）=0.01 molL-1s-1 B. （NO）=0.008 molL-1s-1 C. （H2O）=0.003 molL-1s-1 D. （NH3）=0.002 molL-1s-1 3.

24、 反应 4A（气）+5B（气）=4C（气）+6D（气）在 5L 的密闭容器中进行，半分钟后，C 的物质的量增加了 0.3mol。下列论述正确的是（ ） 。 A. A 的平均反应速率是 0.010 molL-1s-1 B. 容器中含 D 的物质的量至少为 0.45mol C. 容器中 A、B、C、D 的物质的量比一定是 4:5:4:6 D. 容器中 A 的物质的量一定增加了 0.3mol 4. 在密闭容器中进行可逆反应，A 与 B 反应生成 C，其反应速率分别用 （A） 、（B） 、 （C） （molL-1s-1）表示，且 （A） 、（B） 、（C）之间有如下所示的关系： （B）=3（A） ；3

25、（C）=2（B） 。则此反应可表示为（ ） A. 2A+3B2C B. A3B2C C. 3A+B2C D. AB 5. 在一个容积为 2L 的密闭容器中，发生如下反应： 3X（气）+Y（气）2Z（气） 若最初加入的 X、Y 和 Z 都是 1mol，反应中 X 的平均反应速率为 0.12 molL-1s-1。 若要产物 Z 为 1.8mol，反应所需的时间为（ ） A. 5s B. 10s C. 15s D. 20s 6. 一般都能使反应速率加快的方法是（ ） 。 升温；改变生成物浓度；增加反应物浓度；加压 A. B. C. D. 7. NO 和 CO 都是汽车尾气里的有害物质，它们能缓慢地起

26、反应生成氮气和二氧化碳气体： 2NO+2CO=N2+2CO2对此反应，下列叙述正确的是（ ） A. 使用催化剂能加快反应速率 B. 改变压强对反应速率没有影响 C. 冬天气温低，反应速率降低，对人体危害更大 D. 无论外界条件怎样改变，均对此化学反应的速率无影响 8. 设 C+CO22CO-Q1，反应速率为 1；N2+3H22NH3+Q2，反应速率为 2。对于 上述反应，当温度升高时，1和 2的变化情况为（ ） A. 同时增大 B. 同时减小 C. 1增大，2减小 D. 1减小，2增大 9. 把镁条投入到盛有盐酸的敞口容器中，产生 H2的速率可由如图表示，在下列因素中， 盐酸的浓度，镁条的表面

27、积，溶液的温度，氯离子的浓度，影响反应速率的因素 是（ ） A. B. C. D. 10. 下表中是各组反应的反应物和反应温度，反应刚开始时，放出 H2速率最快的是（ ） 11. 容积固定的 2L 密闭容器中进行的某一可逆反应：A（气）+2B（气）2C（气） 。 以 B 的物质的量浓度改变表示反应速度 正，正、逆与时间的关系如图所示。已知反 应速率 的单位为 molL-1s-1，则图中阴影部分的面积可表示（ ） A. A 的物质的量浓度的减少 B. B 的物质的量浓度的减少 C. C 的物质的量增加 D. B 的物质的量减少 12. 煅烧硫铁矿产生二氧化硫，为了提高生成二氧化硫的速率，下列措施

28、可行的是（ ） A. 把块状矿石碾成粉末 B. 向炉内喷吹氧气 C. 使用 Fe2O3作催化剂 D. 降低体系的温度 13. 在密闭容器中发生 2SO2+O22SO3反应，现控制下列三种不同的条件： 在 400时，10molSO2与 5molO2反应； 在 400时，20molSO2与 5molO2反应； 在 300时，10molSO2与 5molO2反应； 问：开始时，正反应速率最快的是_；正反应速率最慢的是_。 14. Fe3+和 I-在水溶液中的反应如下：2I-+2Fe3+ = 2Fe2+I2（水溶液） 。正向反应速率和 I-、Fe3+的浓度关系为 =kI-mFe3+n（k 为常数） I

29、- （molL-1） Fe3+ （ molL- 1） （molL-1s-1） （1） 0.200.800.032k （2） 0.600.400.144k （3） 0.800.200.128k 通过所给数据计算得知：在 =kI-mFe3+n中，m、n 的值为_。 A. m=1，n=1 B. m=1，n=2 C. m=2，n=1 D. m=2，n=2 碘离子浓度对反应速率的影响_铁离子浓度对反应速率的影响。 （选填：小于、大 于、等于） 15. 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） A2 薄片 5400 B2 薄片 1

30、5200 C2 薄片 25100 D2 薄片 3550 E2 薄片 4525 F2 粉末 155 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？ 16. 在一个容积为 3L 的密闭容器内进行如下反应：N2（气）+3H2（气）NH3（气） 。 反应开始时，n（N2）=1.5mol，n（H2）= 4.4mol，2min 后，n（H2）=0.8mol。试用 H2、N2 和 N

31、H3的浓度变化来表示该反应的反应速率，并求出 2min 末的 N2的浓度。 试题答案试题答案 1. B2. CD3. B4. B5. B6. B 7. AC8. A9. C10. D11. B12. AB 13. ； 14. C；大于 15. （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 的时间，而 F 中只需要 5s 的时间，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。 16. （H2）=0.6 molL-1min-1，（N2）=0.2 molL-1min-1，（NH3）=0.4 molL-1min-1。c（N2）=0.1 mol。L-1