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一、化学反应速率及影响因素1.化学反应速率化学反应速率是用来衡量化学反应快慢程度的物理量,通常用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⑴表示方法用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⑵表达式⑶单位mol/L·smol/L·minmol/L·h注意⑴物质的量浓度可以从溶液中迁移到气体中来在一定温度下,一定压强下,气体B的物质的量浓度cB=nB/V⑵化学反应速率可以用某一种反应物的浓度的变化表示,也可以用某一种生成物的浓度变化表示⑶由于化学反应中物质的量浓度是随着时间连续不断的变化的所以化学反应速率有平均速率和瞬时速率之分在中学化学里,通常所说的化学反应速率是指一段时间内的平均速率,而不是瞬时速率且均取正值,无负值⑷同一反应选用不同物质浓度的改变量表示速率数值可能不同,但是表示意义相同即一种物质的化学反应速率也就代表了整个化学反应的反应速率⑸各物质表示的速率比等于该反应的方程式的________________之比⑹在一定温度下,固体和纯液体物质单位体积内的物质的量保持不变,即物质的量浓度为常数因此,它们的化学反应速率也被视为常数因此,化学反应速率只表示_____和_____,跟_____没关系2.影响化学反应速率的因素影响化学反应速率的因素规律内因反应物的性质在其他条件相同时,反应物的化学性质越活泼,化学反应速率越快外因催化剂反应物的温度反应物的浓度气态反应物的压强固体反应物的表__在其他条件相同时,固体反应物的表__越大,化学反应速率加快其他光波,电磁波,超声波,溶剂等,也能影响化学反应速率的快慢【典型例题】w.w.w.k.s.
5.u.c.o.m一密闭容器内装有N2和H2,反应开始时,N2浓度为2mol/L,H2浓度为5mol/L,两分钟后,测得N2浓度为1·8mol/L,则两分钟内N2的平均反应速率是多少?H2和NH3的平均反应速率又分别是多少?通过计算,比较三者速率有何__?〖解析〗N2+3H22NH3起始浓度(mol/L)浓度变化(mol/L)2min后浓度(mol/L)三步分析法所以v(N2)=v(H2)=v(NH3)=【课堂练习】
1.下列四种X溶液,均能跟盐酸反应,其中反应最快的是()A.10℃20mL3mol/L的X溶液B.20℃30mL2molL的X溶液C.20℃10mL4mol/L的X溶液D.10℃10mL2mol/L的X溶液
2.在mA+nBpC的反应中,m.n.p为各物质的计量数现测得C每分钟增加amol/L,B每分钟减少
1.5amol/L,A每分钟减少
0.5amol/L,则m np为()A.232B.233C.132D.
3123.在铝与稀硫酸的反应中,已知10s末硫酸的浓度减少了
0.6mol/L,若不考虑反应过程中溶液体积的变化,则10s内生成硫酸铝的平均反应速率是()A.
0.02mol/L•minB.
1.8mol/L•minC.
1.2mol/L•minD.
0.18mol/L•min
4.在10℃时某化学反应速率为
0.1mol/L•s,若温度每升高10℃反应速率增加到原来的2倍为了把该反应速率提高到
1.6mol/L•s,该反应需在什么温度下进行?()A.30℃B.40℃C.50℃D.60℃
5.NO和CO都是汽车尾气中的有害物质,它们能缓慢地反应生成氮气和二氧化碳,对此反应,下列叙述正确的是()A使用适当的催化剂不改变反应速率B降低压强能提高反应速率C升高温度能提高反应速率D改变压强对反应速率无影响
6.反应4(气)+5(气)4NO(气)+6(气)在10L密闭容器中进行,半分钟后,水蒸气的物质的量增加了
0.45mol,则此反应的平均速率X反应物的消耗速率或产物的生成速率可表示为()ANH3=
0.0100mol.L-
1.s-1BO2=
0.0010mol.L-
1.S-1CNO=
0.0010mol.L-
1.s-1DH2O=
0.045mol.L-
1.s-
17.已知4NH3+5O24NO+6H2O,若反应速率分别用、、、[mol/L·min]表示,则正确的关系是A.=B.=C.=D.=
8.可逆反应A+__2C+2D在四种不同的情况下,反应速率分别为
①VA=
0.15mol/L·S,
②VB=
0.6mol/L·S,
③VC=
0.4mol/L·S,
④VD=
0.45mol/L·S,则以上四种情况下反应速率由小到大排列正确的是A.
②>
④>
③>
①B.
②>
③=
④>
①C.
④>
②=
③>
①D.
④>
③>
②>
①w.w.w.k.s.
5.u.c.o.m
9.盐酸倒在碳酸钠粉末上,能使反应的最初速率加快的是A.增加碳酸钠的用量B.盐酸浓度不变,使用量增加一倍C.盐酸浓度增加一倍,使用量减半D.盐酸浓度不变,使用量减半
10.已知氯酸钾和亚硫酸氢钠发生氧化还原反应,生成-1价的氯和+6价的硫的化合物,反应速率v和反应时间t的关系如图所示已知这个反应速率随溶液中氢离子浓度增大而加快,试解释
(1)反应开始时,反应速率加快的原因是
(2)反应后期,反应速率下降的原因是11分析下列实例,根据已有的知识和经验,填写下表实例影响速率的因素如何影响夏天食物易变质硫在氧气中比在空气中燃烧快粉状的碳酸钙与盐酸反应比块状的碳酸钙反应快氯酸钾与二氧化锰混合共热可快速产生氧气工业合成氨通常要在高压下进行
12.在2L密闭容器中加入4molA和6molB,发生下列反应4Ag+6Bg4Cg+5Dg,经5s后,剩下的A为
2.5mol,则B的反应速率是多少?
二、化学反应的限度
1.可逆反应和不可逆反应
(1)可逆反应在同一条件下,能同时向正、逆两个方向进行的反应通常把从左向右进行的反应称为正反应把从右向左的反应称为逆反应如N2+3H22NH3+Q
(2)不可逆反应在同一条件下,不能同时向两个方向进行的反应可看成正、逆反应的趋势差别很大,反应“一边倒”正、逆反应是相对的
(3)可逆反应的特点a.正反应和逆反应之间具有既对立有统一的关系即正反应和逆反应是两个方向完全相反的不同的化学反应但他们有同时存在,不可分离例如某容器内有SO2和O2合成SO3的化学反应,那么也一定有SO3分解为SO2和O2的化学反应b.正反应和逆反应的发生性质相同例如SO2具有跟O2合成SO3的性质,SO3也有分解生成SO2和O2的性质c.正反应和逆反应发生的条件相同例如SO2和O2合成SO3和SO3分解为SO2和O2的条件都是催化剂、高温如果对反应体系施加影响化学反应速度率的措施,正反应速率和逆反应速率都会受到影响例如升高或者降低温度,增大或者减小压强,2SO2+O22SO3和2SO32SO2+O2的反应速率都会发生相应的变化d.各反应物、生成物同时存在方程式两边的物质互为反应物和生成物任何一种物质的生成率都小于1任何一种物质的存在量都大于0但存在量不能无条件的确定e.事实上,大部分化学反应都是可逆反应只不过有的可逆性较弱,有的可逆性很强
2.化学平衡状态a、定义在一定条件下,可逆反应中_________速率与__________速率相等,反应混合物中各组成成分的______保持不变的状态,叫做化学平衡状态b、特征c、影响因素d、平衡的判断e、化学平衡速率图象【课堂练习】
1.对化学反应限度的叙述,错误的是()A.任何可逆反应都有一定的限度B.化学反应达到限度时,正逆反应速率相等C.化学反应的限度与时间的长短无关D.化学反应的限度是不可改变的
2.一定条件下,可逆反应2AB+3C,在四种状态中处于平衡状态的是()正反应速率逆反应速率AυA=2mol/L·minυB=2mol/L·minBυA=2mol/L·minυC=2mol/L·minCυA=1mol/L·minυB=2mol/L·minDυA=1mol/L·minυC=
1.5mol/L·min
3.在一定温度下,下列叙述不是可逆反应达平衡的
(1)生成速率与分解速率相等
(2)单位时间内生成,同时生成
(3)、、的浓度不再变化
(4)、、的压强不再变化
(5)混合气体的总压不再变化
(6)混合气体的物质的量不再变化
(7)单位时间内消耗,同时生成
(8)、、的分子数之比为A.28B.16C.24D.
384.在一定温度下的定容密闭容器中,当下列物理量不再改变时,表明反应As+2BgCg+Dg已达平衡的是A.混合气体的压强B.混合气体的密度C.B的物质的量浓度D.气体的总物质的量
5.某体积可变的密闭容器,盛有适量的A和B的混合气体,在一定条件下发生反应A+__2C若维持温度和压强不变,当达到平衡时容器的体积为VL,其中C气体的体积占10%下列推断正确的是1原混合气体的体积为
1.2L;2原混合气体的体积为
1.1L;3反应达到平衡时气体A消耗掉
0.05VL;
④反应达平衡时气体B消耗掉
0.05VLA.
②③B.
②④C.
①③D.
①④
6.在恒温下的密闭容器中,有可逆反应2NO(气)+O2(气)2NO2(气)+热量,___明已达到平衡状态的是…………()A.正反应生成NO2的速率和逆反应生成O2的速率相等B.反应器中压强不随时间变化而变化C.混合气体颜色深浅保持不变D.混合气体平均分子量保持不变
7.在一定温度下,反应A2(气)+B2(气)2AB(气)达到平衡的标志是()A.单位时间生成的nmol的A2同时生成nmol的ABB.容器内的总压强不随时间变化C.单位时间生成2nmol的AB同时生成nmol的B2D.单位时间生成nmol的A2同时生成nmol的B
28.下列叙述表示可逆反应N2+3H22NH3一定处于平衡状态的是………()A.N
2、H
2、NH3的百分含量相等B.单位时间,消耗amolN2的同时消耗3molH2C.单位时间,消耗amolN2的同时生成2amolNH3D.反应若在定容的密器中进行,温度一定时,压强不随时间改变
9.对于固定体积的密闭容器中进行的气体反应可以说明A气+B(气)C(气)+D(气)在恒温下已达到平衡的是()A.反应容器的压强不随时间而变化B.A气体和B气体的生成速率相等C.A、B、C三种气体的生成速率相等D.反应混合气体的密度不随时间而变化
10.在2NO2N2O4的可逆反应中,下列状态说明达到平衡标志的是………()A.[N2O4]=[NO2]的状态B.N2O4处于不再分解的状态C.NO2的分子数与N2O4分子数比为2∶1的状态D.体系的颜色不再发生改变的状态
1.C
2.C
3.C
4.C
5.C
6.C
7.D
8.C
9.C
10.1开始时,随着反应的进行,不断有强酸H2SO4生成,ClO3-+3HSO3-=3SO42-+Cl-+3H+,cH+不断增大,反应速率也随之增大
(2)随着时间的延长,KClO3和NaHSO3被消耗而愈来愈少,H++HSO3-=SO2↑+H2O,cH+浓度愈来愈小,因此反应速率下降11.实例影响速率的因素如何影响夏天食物易变质温度温度升高,反应速率加快硫在氧气中比在空气中燃烧快反应物浓度反应物浓度增大,反应速率加快粉状的碳酸钙与盐酸反应比块状的碳酸钙反应快反应物接触__的大小反应物接触__越大,反应速率越快氯酸钾与二氧化锰混合共热可快速产生氧气催化剂加入催化剂,增大反应速率工业合成氨通常要在高压下进行压强压强增大,反应速率加快
12.解法一设B的转化浓度为x4Ag+6Bg4Cg+5Dg起始浓度mol/L4/26/200转化浓度mol/L
1.5/2x5s末浓度mol/L
2.5/
20.75mol/L/4=x/6x=
1.125mol/LvB=
1.125mol/L/5s=
0.225mol/L•s1.D
2.D
3.A
4.BC
5.A
6.A
7.C
8.D
9.C
10.D。