化學(xué)反應(yīng)速率（第三課時(shí)）

[教學(xué)目標(biāo)]

1．知識目標(biāo)

整理和總結(jié)相關(guān)的基本概念、基本規(guī)律，把零散知識串成線、結(jié)成網(wǎng)。

2．能力和方法目標(biāo)

（1）通過有關(guān)化學(xué)反應(yīng)速率概念、公式和影響因素的梳理和總結(jié)，提高知識的總結(jié)、歸納能力。

（2）通過用化學(xué)反應(yīng)速率的基礎(chǔ)知識和規(guī)律解釋一些實(shí)際問題來提高分析和解決實(shí)際問題的能力。

[教學(xué)過程]

1．有關(guān)化學(xué)反應(yīng)速率的基本內(nèi)容

 

 

化     概念：單位時(shí)間內(nèi)反應(yīng)物或生成物的物質(zhì)的量的變化

學(xué)                以單位時(shí)間內(nèi)反應(yīng)物濃度的減少或生成物濃度的增加來表示

反     表示方法： 單位：mol·L^-1·min^-1  或mol·L^-1·s^-1等等。

應(yīng)     計(jì)算公式：υ=Δc/Δt（式中υ-平均速率、Δc-濃度變化、Δt-時(shí)間）

速     影響因素： 內(nèi)因：反應(yīng)物的性質(zhì)

率                外因：反應(yīng)所處的條件，如濃度、溫度、壓強(qiáng)、催化劑、光照

                        等多種因素都可影響反應(yīng)速率

   

 

對于反應(yīng)： mA（氣）+ nB（氣）=  pC（氣）+ qD（氣）同一時(shí)刻的反應(yīng)速率可用各種反應(yīng)物或生成物的濃度變化來表示，即υ（A）、υ（B）、υ（C）、υ（D），且有υ（A）:υ（B）:υ（C）:υ（D）= m:n:p:q 。

 

 

2．化學(xué)反應(yīng)速率的分類

 

 

分類角度

從測定時(shí)間分

從反應(yīng)方向分

 

 

類型

瞬時(shí)速率：某一時(shí)刻的反應(yīng)速率

平均速率：某段時(shí)間內(nèi)的反應(yīng)速率的平均值

正反應(yīng)速率：可逆反應(yīng)中正反應(yīng)方向的反應(yīng)速率

逆反應(yīng)速率：可逆反應(yīng)中逆反應(yīng)方向的反應(yīng)速率

注意點(diǎn)

通常所計(jì)算的是平均速率

通常所計(jì)算的是正逆反應(yīng)抵消后的總反應(yīng)速率

  

3．影響化學(xué)反應(yīng)速率的條件

（1）不同的化學(xué)反應(yīng)具有不同的反應(yīng)速率，影響反應(yīng)速率的主要因素是內(nèi)因，即參加反應(yīng)物質(zhì)的性質(zhì)。

（2）化學(xué)反應(yīng)過程：

①反應(yīng)物分子之間發(fā)生碰撞是化學(xué)反應(yīng)發(fā)生的先決條件。

②只有活化分子之間采取合適的取向的碰撞才是有效碰撞。

③能發(fā)生反應(yīng)的碰撞叫有效碰撞。

④能發(fā)生有效碰撞的能量較高的分子叫活化分子。

（3）在同一反應(yīng)中，影響反應(yīng)速率的因素是外因，即外界條件，主要有溫度、濃度、壓強(qiáng)、催化劑等。（還有像反應(yīng)顆粒（固體）的大小、光、波等對化學(xué)反應(yīng)速率也有影響）

（4）濃度、壓強(qiáng)、溫度、催化劑的變化與活化分子的分?jǐn)?shù)、有效碰撞次數(shù)及反應(yīng)速率的關(guān)系。

4．化學(xué)反應(yīng)速率與外界條件的關(guān)系

 

 

條件變化

反應(yīng)體系內(nèi)變化

注意點(diǎn)

 

 

濃度增大

單位體積內(nèi)分子總數(shù)增加，反應(yīng)速率增大。

活化分子百分?jǐn)?shù)不變，由于單位體積內(nèi)分子總數(shù)增多， 引起單位體積內(nèi)活化分子總數(shù)增多。

 

 

壓強(qiáng)增大

單位體積內(nèi)氣體分子總數(shù)增加，反應(yīng)速率增大。

無氣體物質(zhì)參加或生成的反應(yīng)，壓強(qiáng)變化不影響反應(yīng)速率�？赡娣磻�(yīng)中，增大壓強(qiáng)正、逆反應(yīng)速率都加快，且氣體體積增大的反應(yīng)方向反應(yīng)速率加快的幅度更大；減小壓強(qiáng)正、逆反應(yīng)速率都減慢，且氣體體積增大的反應(yīng)方向反應(yīng)速率減慢的幅度更大。

 

 

溫度升高

分子的平均能量升高，使反應(yīng)速率增大。

溫度每升高10⁰C，反應(yīng)速率通常增大到原來的2~4倍�？赡娣磻�(yīng)中，升高溫度正、逆反應(yīng)速率都增大，且放熱反應(yīng)方向的反應(yīng)速率加快的幅度更大；降低溫度正、逆反應(yīng)速率都減小，且放熱反應(yīng)方向的反應(yīng)速率減小的幅度更大。

 

 

 

使用正催化劑

改變了反應(yīng)歷程，反應(yīng)易于發(fā)生，使反應(yīng)速率增大。

催化劑降低了活化能，使一部分原先的非活化分子變?yōu)榛罨�分子，提高了活化分子的百分�(jǐn)?shù)。催化劑對反應(yīng)速率的影響很大，是工業(yè)生產(chǎn)中改變反應(yīng)速率的主要手段。正逆反應(yīng)速率都增大，且正逆反應(yīng)速率以相同的幅度增大。

 

 

 

 

 

5．條件對化學(xué)反應(yīng)速率影響的原因

   

課堂練習(xí)：

1．下列關(guān)于化學(xué)反應(yīng)速率的說法，不正確的是（  ）

（A）化學(xué)反應(yīng)速率是衡量化學(xué)反應(yīng)進(jìn)行快慢程度的物理量

（B）單位時(shí)間內(nèi)某物質(zhì)的濃度變化大，則該物質(zhì)反應(yīng)就快

（C）化學(xué)反應(yīng)速率可以用單位時(shí)間內(nèi)生成某物質(zhì)的質(zhì)量的多少來表示

（D）化學(xué)反應(yīng)速率常用單位有mol·L^-1·s^-1­和mol·L^-1·min^-1

2．納米是長度單位，1納米等于1×10^-9m，物質(zhì)的顆粒達(dá)到納米級時(shí)，具有特殊的性質(zhì)。例如將單質(zhì)銅制成“納米銅”時(shí)，具有非常強(qiáng)的化學(xué)活性，在空氣中可以燃燒。下列對“納米銅”的有關(guān)敘述正確的是（  ）。

（A）常溫下“納米銅”比銅片的金屬性強(qiáng)，反應(yīng)時(shí)反應(yīng)速率快

（B）常溫下“納米銅”比銅片更易失電子，反應(yīng)時(shí)反應(yīng)速率快

（C）常溫下“納米銅”與銅片的還原性相同

（D）“納米銅”顆粒更細(xì)小，化學(xué)反應(yīng)時(shí)接觸面大，所以反應(yīng)速率快。

3．解釋下列反應(yīng)事實(shí)：

（1）氨氣在空氣中不能燃燒，但在純氧氣中點(diǎn)燃能劇烈燃燒。

（2）硫在空氣中點(diǎn)燃產(chǎn)生淡藍(lán)色火焰，而在氧氣中點(diǎn)燃卻產(chǎn)生藍(lán)紫色火焰。

（3）把一定量的銅片投入到盛有稀硝酸溶液的試管中，反應(yīng)速率變化趨勢常常是：較慢→逐漸加快→突然劇烈加快→逐漸變慢。

 

4．有一化學(xué)反應(yīng)，a A+b B ? C，根據(jù)影響化學(xué)反應(yīng)速率的因素可得υ₀= k[A]^m[B]ⁿ，其中k是與溫度有關(guān)的常數(shù)，為測k、m、n的值，在 298K時(shí)，將A、B溶液按不同濃度混合，得到下列實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)：

編號

A的初始濃度mol·L^-1

B的初始濃度mol·L^-1

生成C的初始速率mol·L^-1·s^-1)

1

1.0

1.0

1.2×10^-2

2

2.0

1.0

2.4×10^-2

3

4.0

1.0

4.9×10^-2

4

1.0

1.0

1.2×10^-2

5

1.0

2.0

4.8×10^-2

6

1.0

4.0

1.9×10^-2

    （1）根據(jù)上表可求得：m____，n_____，k_____，k的單位是_____。

（2）若a=m，b=n，當(dāng)[A]=[B]=2.0mol·L^-1時(shí)，求以B表示的初始反應(yīng)速率。

 

5．在鋅與某濃度的鹽酸反應(yīng)的實(shí)驗(yàn)中，一個(gè)學(xué)生得到下面的結(jié)果：

 

鋅的質(zhì)量（g）

鋅的形狀

溫度（℃）

溶解于酸花的時(shí)間（s）

A

2

薄片

5

400

B

2

薄片

15

200

C

2

薄片

25

100

D

2

薄片

35

50

E

2

薄片

45

25

F

2

粉末

15

5

       

      利用從A到F的結(jié)果：

（1）畫一幅以時(shí)間對溫度的曲線圖（縱軸表示時(shí)間，橫軸表示溫度）。

（2）利用你所畫成的曲線圖，你能得出關(guān)于溫度影響反應(yīng)速率的什么結(jié)論？

（3）20℃時(shí)，2g鋅箔溶解于酸中需花多長時(shí)間？

（4）對比結(jié)果B與F，解釋結(jié)果F為什么那么快？

 

課堂練習(xí)答案

1AB，2CD，

3．（1）純氧氣中O₂分子的濃度大，反應(yīng)速率大，單位時(shí)間內(nèi)放出熱量多，容易使氨跟氧氣的反應(yīng)發(fā)生，并達(dá)到著火點(diǎn)而燃燒。

（2）O₂分子濃度大，硫跟O₂分子反應(yīng)速率大，產(chǎn)生的火焰的顏色深。

    （3）硝酸跟銅的反應(yīng)是放熱反應(yīng)，隨著反應(yīng)的進(jìn)行，溶液的溫度逐漸升高，反應(yīng)速率逐漸加快；反應(yīng)產(chǎn)生的氮的氧化物又是該反應(yīng)的催化劑，所以反應(yīng)進(jìn)行到某一時(shí)刻反應(yīng)速率會突然加快；最后由于硝酸的濃度降低，反應(yīng)速率又會逐漸變慢。

 

4．（1）1；2；1.2×10^-2；L²·mol^-2·s^-1 。（2）υ（B）=1.926×10^-1 mol·L^-1·s^-1

 

5．（1）可作如下圖：

（2）從這5組實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)可歸納出，溫度對該反應(yīng)速度影響的規(guī)律為：溫度每升高10℃，反應(yīng)速率加快到原來的兩倍。

（3）題目要求用已得有關(guān)反應(yīng)速率的規(guī)律來求解20℃時(shí)的反應(yīng)時(shí)間。根據(jù)（1）中的圖象可求得，當(dāng)溫度為20℃時(shí)，反應(yīng)時(shí)間約需150s。

（4）對比B和F，反應(yīng)溫度相同，酸的濃度也相同，鋅的質(zhì)量也相同。但B中2g鋅全部溶解用了200s時(shí)間，而F中只需要5s時(shí)間，F(xiàn)中反應(yīng)速率比B中反應(yīng)速率快了40倍。這是因?yàn)锽中鋅是塊狀，F(xiàn)中鋅是粉末狀，粉末狀時(shí)鋅與酸溶液的接觸面要比塊狀時(shí)的接觸面大得多。

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