第二章化學反應速率和化學平衡 一

2022-12-01 09:09:04 字數 3800 閱讀 7589

一、化學反應速率及其影響因素

(一)化學反應速率

1、化學反應速率的計算

(1)表示方法:通常共用單位時間內反應物濃度的減少或生成物濃度的增加表示。

(2)表示式:v=δc/δt,單位:mol·l-1·s-1或mol·l-1·min-1。

如在密閉容器中,合成氨的反應n2+3h2===2nh3,開始時c(n2)=8 mol/l,2 min後c(n2)=4 mol/l,則用n2表示的化學反應速率為2_mol·l-1·min-1。

(3)對於已知反應ma(g)+nb(g)===pc(g)+qd(g),其化學反應速率可用不同的反應物或生成物來表示,當單位相同時,化學反應速率的數值之比等於化學計量數之比,即v(a)∶v(b)∶v(c)∶v(d)=m∶n∶p∶q。

(4)化學反應速率一般指平均速率而不是某一時刻的瞬時速率,且無論用反應物還是用生成物表示均取正值。

(5)同一化學反應,相同條件下用不同物質表示的反應速率,其數值可能不同,但表示的意義相同。

(6)不能用固體或純液體表示化學反應速率,因為固體或純液體的濃度視為常數。

2、計算化學反應速率的常用方法

(1)定義式法:根據「v=δc/δt」進行計算。

(2)比例式法:根據「化學反應速率之比等於化學計量數之比」進行計算。

(3)三段式法:具體步驟如下。

①寫出有關反應的化學方程式②找出各物質的起始量、轉化量、某時刻量③根據已知條件列方程式計算。

例1.下列關於化學反應速率的說法正確的是(  )

a.化學反應速率是指單位時間內任何一種反應物或生成物的濃度變化量

b.化學反應速率是指某一時刻,某種反應物的瞬時速率

c.在反應過程中,反應物的濃度逐漸減少,所以用反應物表示的化學反應速率為負值

d.同一反應,用不同物質表示的化學反應速率之比等於其化學計量數之比

例2.將4 mol a氣體和2 mol b氣體在2 l容器中混合,一定條件下發生反應:2a(g)+b(g)===2c(g),若經2 s後測得c的濃度為0.6 mol·l-1,現有下列說法:

①用物質a表示的反應速率為0.3 mol·l-1·s-1 ②用物質b表示的反應速率為0.6 mol·l-1·s-1 ③2 s時物質a的轉化率為70% ④2 s時物質b的濃度為0.

7 mol·l-1。其中正確的是(  )

a.①③b.①④c.②③d.③④

2、化學反應速率的比較

由於同一化學反應的反應速率用不同物質表示時數值可能不同,所以比較反應的快慢不能只看數值的大小,而要進行一定的轉化。

(1)先看單位是否統一,若不統一,換算成相同的單位。

(2)再用轉化同一物質法(或比值法)進行比較。

①轉化同一物質法:將同一反應中的不同物質的反應速率轉化成同一種物質的反應速率,再進行速率的大小比較。

②比值法:用各物質表示的反應速率除以對應各物質的化學計量數,然後再對求出的數值進行大小排序,數值大的反應速率快。如反應ma+nb===pc+qd,若>,則反應速率a>b。

例3.已知反應4co+2no2===n2+4co2在不同條件下的化學反應速率如下,其中表示反應速率最快的是(  )

a.v(co)=1.5 mol·l-1·min-1b.v(no2)=0.7 mol·l-1·min-1

c.v(n2)=0.4 mol·l-1·min-1d.v(co2)=1.1 mol·l-1·min-1

例4.(2015·長沙模擬)反應a(g)+3b(g)===2c(g)+2d(g)在四種不同情況下的反應速率分別為①v(a)=0.45 mol/(l·s)②v(b)=0.6 mol/(l·s) ③v(c)=0.

4 mol/(l·s)④v(d)=0.45 mol/(l·s)。下列有關反應速率的比較中正確的是(  )

a.④>③=②>①b.①>④>②=③c.①>②>③>④d.④>③>②>①

(二)化學反應速率的影響因素

1、碰撞理論

化學反應的發生是通過活化分子的有效碰撞完成的,活化能越低、單位體積內活化分子數越多反應速率越快。

活化分子:在相同溫度下,分子的能量並不完全相同,有些分子的能量高於分子的平均能量,稱為活化分子。能夠發生有效碰撞的一定是活化分子,但是活化分子不一定發生有效碰撞。

活化能:分子從常態轉變為容易發生化學反應的活躍狀態所需要的能量稱為活化能。

有效碰撞:能引起化學反應的碰撞叫有效碰撞。那些大量的未能引起反應的碰撞叫無效碰撞,或彈性碰撞。

圖中:e1為反應的活化能,使用催化劑時的活化能為e3,反應熱為e1-e2。

2、活化分子、有效碰撞與反應速率的關係

注:固體反應物量的增減,不能改變化學反應速率,固體的表面積改變才能改變化學反應速率。

3、氣體反應體系中充入惰性氣體(不參與反應)對反應速率的影響

(1)恆溫恆容:充入「惰性氣體」―→總壓增大―→物質濃度不變(活化分子濃度不變)―→反應速率不變。

(2)恆溫恆壓:充入「惰性氣體」―→體積增大―→物質濃度減小(活化分子濃度減小)―→反應速率減小。

例5.下列說法中正確的是(  )

a.增大反應物濃度,能增大活化分子百分數,所以反應速率增大

b.使用合適的催化劑,能增大活化分子百分數,所以反應速率增大

c.對於任何反應,增大壓強都可加快反應速率

d.公升高溫度,只能增大吸熱反應的反應速率

例6.(2015·煙台質檢)反應c(s)+h2o(g)===co(g)+h2(g)在一可變容積的密閉容器中進行,下列條件的改變對其反應速率幾乎無影響的是(  )

①增加c的量 ②將容器的體積縮小一半 ③保持體積不變,充入n2使體系壓強增大 ④保持壓強不變,充入n2使容器體積變大

a.①④b.②③c.①③d.②④

例7.硫代硫酸鈉溶液與稀硫酸反應的化學方程式為na2s2o3+h2so4===na2so4+so2↑+s↓+h2o,下列各組實驗中最先出現渾濁的是(  )

例8.某實驗小組以h2o2分解為例,研究濃度、催化劑、溶液的酸鹼性對反應速率的影響。在常溫下按照如下方案完成實驗。

(1)催化劑能加快化學反應速率的原因是

(2)常溫下5%h2o2溶液的ph約為6,h2o2的電離方程式為

(3)實驗①和②的目的是

實驗時由於沒有觀察到明顯現象而無法得出結論。資料顯示,通常條件下h2o2穩定,不易分解。為了達到實驗目的,你對原實驗方案的改進是

(4)實驗③、④、⑤中,測得生成氧氣的體積隨時間變化的關係如圖所示。分析圖示能夠得出的實驗結論是

例9.某同學在用稀硫酸與鋅製取氫氣的實驗中,發現加入少量硫酸銅溶液可加快氫氣的生成速率。請回答下列問題:

(1)上述實驗中發生反應的化學方程式有

(2)硫酸銅溶液可以加快氫氣生成速率的原因是

(3)實驗室中現有na2so4、mgso4、ag2so4 、k2so4等4種溶液,可與實驗中cuso4溶液起相似作用的是

(4)要加快上述實驗中氣體產生的速率,還可採取的措施有

答兩種);

(5)為了進一步研究硫酸銅的量對氫氣生成速率的影響,該同學設計了如下一系列實驗。將表中所給的混合溶液分別加入到6個盛有過量zn粒的反應瓶中,收集產生的氣體,記錄獲得相同體積的氣體所需時間。

①請完成此實驗設計,其中:v1v6v9

②反應一段時間後,實驗a中的金屬呈________色,實驗e中的金屬呈________色;

③該同學最後得出的結論為:當加入少量cuso4溶液時,生成氫氣的速率會大大提高。但當加入的cuso4溶液超過一定量時,生成氫氣的速率反而會下降。請分析氫氣生成速率下降的主要原因

(三)化學反應速率影象及其應用

1、全程速率-時間影象

如zn與足量鹽酸的反應,化學反應速率隨時間的變化出現如圖所示情況。

原因解釋:ab段(v增大),因反應為放熱反應,隨反應的進行,溫度逐漸公升高,導致化學反應速率逐漸增大;bc段(v減小),則主要因為隨反應的進行,溶液中c(h+)減小,導致化學反應速率減小。

第二章化學反應速率和化學平衡

知識要點 一 化學反應速率 1 化學反應速率 1 概念 化學反應速率是用來衡量化學反應進行的快慢的物理量。通常用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化學反應速率。2 表示方法 v c t 固體或純淨液體v n t 用不同物質表示的化學反應速率之比等於化學方程式中的各物質的化學計量係數比...

化學反應速率 化學平衡影象

一定條件下,通過下列反應可以製備特種陶瓷的原料mgo mgso4 s co g mgo s co2 g so2 g h 0 該反應在恆容的密閉容器中達到平衡後,若僅改變圖中橫座標x的值,重新達到平衡後,縱座標y隨x 變化趨勢合理的是 答案 a 命題意圖 本題從知識上考查了溫度和濃度對化學平衡的影響 ...

專題七化學反應速率和化學平衡B

專題限時集訓 七 b 專題七化學反應速率和化學平衡 時間 40分鐘 1 下列措施中,能減慢化學反應速率的是 a 食物存放在溫度低的地方 b 將塊狀固體藥品研細後再反應 c 用fecl3溶液作h2o2分解反應的催化劑 d 用4 mol l h2so4溶液代替1 mol l h2so4溶液與鋅粒反應 2...