专题2 化学反应与能量转化 第一单元 化学反应速率与反应限

专题2 化学反应与能量转化第一单元 化学反应速率与反应限度

2-1-1 化学反应速率

观察与思考 进行下列实验，观察并比较两个反应放出氢 气的快慢。 取两支试管，各加入5mL 0.5mol/L盐酸，再 剪取相同大小的镁条和铁片，用砂纸打磨后，分 别放入两支试管中。

一、化学反应速率1、定义：用来衡量化学反应快慢的物理量。 2、表示方法：常用单位时间内反应物浓度的减 少或生成物浓度的增大来表示。 数学表达式：

V =

△C △t

单位： mol/(L· min) 或 mol/(L· s)

【例1 】25℃时，一份双氧水样品经过2小时， H2O2的浓度从5×10-2mol/L下降到3×10-2mol/L, 求：2小时中H2O2分解的速率？解： 2 h = 120 min

V=

5×10-2mol/L - 3×10-2mol/L 120min

=1.67 × 10-4mol/(L · min)

【例2】在一体积固定的密闭容器中加入反应物A、 B,发生反应：A + 2B = 3C 。反应经2min后，A的 浓度从开始时的1.0mol· L-1下降到0.8mol· L-1。 已知 反应开始时B的浓度是1.2mol· L-1,求： (1)2min末B、C的的浓度。 (2)以单位时间内A的浓度的减小来2min内该反 应的平均速率。 解: 2min内A的浓度减少为： 0.2mol· L-1 A + 2B == 3C1 0.2mol· L-1 2 0.4mol· L-1 3 0.6mol· L-1

【例2】在一体积固定的密闭容器中加入反应物A、 B,发生反应：A + 2B = 3C 。反应经2min后，A的 浓度从开始时的1.0mol· L-1下降到0.8mol· L-1。 已知 反应开始时B的浓度是1.2mol· L-1,求： (1)2min末B、C的的浓度。 (2)以单位时间内A的浓度的减小来2min内该反 应的平均速率。 L-1 - 0.4mol· L-1 = 0.8mol· c( B ) = 1.2mol· L-1c( C ) =

0.6mol· L-1

v( A )=

0.2mol· L-12min

= 0.1mol· (L· min)-1

【强调】求算化学反应速率时应注意的几点：( 1 )该定义中化学反应速率表示的是 平均 反应 速率。 (2)同一反应的反应速率可以用不同的物质表 示，其数值可能不同。 不同物质反应速率的数值之比等于化学 方程式中各物质的计量数之比。

完成下列实验，分析影响过氧化 活动与探究 氢分解反应速率的因素。 【实验1】取两支大试管，各加入5mL4%的过氧 化氢溶液，将其中一支用水浴加热，观察并比较 两支试管中发生的变化。 【实验2】取两支大试管，各加入5mL4%过氧化 氢溶液，用药匙向其中一支试管内加少量二氧化 锰粉末，观察发生的变化。 【实验3】取两支大试管，分别加入5mL4%、 5mL12%的过氧化氢溶液，再各加入几滴 0.2mol· L-1氯化铁溶液，观察气泡产生的快慢。

实验现象 进行水浴加热的试管 实验1 中气泡产生的速率快 加入二氧化锰的试管 实验2 中气泡产生的速率快实验3 浓度大的试管中 气泡产生的速率快

结论加热能加快 反应速率 使用催化剂能 加快反应速率

增大反应物

浓度 能增大反应速率

二、影响化学反应速率的因素 1、主要因素: 反应物本身的性质. 2、 外界条件: (1)浓度 反应物浓度越大，反应速率越大； (2)温度 反应的温度越高，反应速率越大；

(3)催化剂 加入催化剂能显著增大化学反应速率; (4)其它 反应物接触面积的大小、 固体反应物的颗粒大小等。

问题解决 1、应用化学反应速率有有关知识解 释下列问题。 (1)氢气能在氧气中安静地燃烧，点燃氢气和 氧气的混合气体为什么会发生爆炸？ (2)燃烧含硫矿石(如黄铁矿)制备SO2气体时， 要把矿石粉碎成颗粒状，在沸腾炉中鼓入强大空 气流，把矿粒吹得剧烈沸腾。 (3)工业上用氮气和氢气合成氨要使用催化剂。

问题解决 2、为了研究碳酸钙与稀盐酸反应的 反应速率，某同学通过测定反应中生成的CO2 气体体积随时间变化的情况，绘制出如图所示 的曲线。请分析讨论以下问题。

(1)在O~t1、t1~t2、t2~t3各相同的时间段里， t1~ t2 反应速率最大的是 时间段，收集到气体 最多的是t1~ t2 时间段。 (2)试分析三个时间段里，反应速率不同的可能 原因(该反应是放热反应)。 O~t2段：开始时盐酸浓度较大； t1~t2段：反应放热，温度升高，速率加快；

t2~t3段：浓度明显变小，速率变小。T4后：盐酸完全反应，不再生成二氧化碳。

(3)在t4后为什么收集到的气体的体积不再增加。

巩固练习1、对于合成氨反应 N2+3H2 催化剂 2NH3 在 I 反应条件下，v(N2)=0.05 mol/(L· s) 在 II 反应条件下，v(NH3)=0.09 mol/(L· s) 则该反应在 I 条件下反应速度快。 2、反应4NH3(g)+5O2(g) = 4NO(g)+6H2O(g), 在5L的密闭容器中进行，半分钟后，NO的物 质的量增加了0.3 mol,试计算：用v(O2)、 v(NO)、v(H2O) 、v(NH3)表示此反应的平均 速率各是多少？高温高压

2-1-2 化学反应的限度