化學反應速率（第三課時）

[教學目標]

1．知識目標

整理和總結(jié)相關的基本概念、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

（1）通過有關化學反應速率概念、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）通過用化學反應速率的基礎知識和規(guī)律解釋一些實際問題來提高分析和解決實際問題的能力。

[教學過程]

1．有關化學反應速率的基本內(nèi)容

 

 

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

學                以單位時間內(nèi)反應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     計算公式：υ=Δc/Δt（式中υ-平均速率、Δc-濃度變化、Δt-時間）

速     影響因素： 內(nèi)因：反應物的性質(zhì)

率                外因：反應所處的條件，如濃度、溫度、壓強、催化劑、光照

                        等多種因素都可影響反應速率

   

 

對于反應： mA（氣）+ nB（氣）=  pC（氣）+ qD（氣）同一時刻的反應速率可用各種反應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．化學反應速率的分類

 

 

分類角度

從測定時間分

從反應方向分

 

 

類型

瞬時速率：某一時刻的反應速率

平均速率：某段時間內(nèi)的反應速率的平均值

正反應速率：可逆反應中正反應方向的反應速率

逆反應速率：可逆反應中逆反應方向的反應速率

注意點

通常所計算的是平均速率

通常所計算的是正逆反應抵消后的總反應速率

  

3．影響化學反應速率的條件

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

（2）化學反應過程：

①反應物分子之間發(fā)生碰撞是化學反應發(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）在同一反應中，影響反應速率的因素是外因，即外界條件，主要有溫度、濃度、壓強、催化劑等。（還有像反應顆粒（固體）的大小、光、波等對化學反應速率也有影響）

（4）濃度、壓強、溫度、催化劑的變化與活化分子的分數(shù)、有效碰撞次數(shù)及反應速率的關系。

4．化學反應速率與外界條件的關系

 

 

條件變化

反應體系內(nèi)變化

注意點

 

 

濃度增大

單位體積內(nèi)分子總數(shù)增加，反應速率增大。

活化分子百分數(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。

 

 

壓強增大

單位體積內(nèi)氣體分子總數(shù)增加，反應速率增大。

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

 

 

溫度升高

分子的平均能量升高，使反應速率增大。

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

 

 

 

使用正催化劑

改變了反應歷程，反應易于發(fā)生，使反應速率增大。

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�?shù)。催化劑對反應速率的影響很大，是工業(yè)生產(chǎn)中改變反應速率的主要手段。正逆反應速率都增大，且正逆反應速率以相同的幅度增大。

 

 

 

 

 

5．條件對化學反應速率影響的原因

   

課堂練習：

1．下列關于化學反應速率的說法，不正確的是（  ）

（A）化學反應速率是衡量化學反應進行快慢程度的物理量

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

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

（D）化學反應速率常用單位有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)的顆粒達到納米級時，具有特殊的性質(zhì)。例如將單質(zhì)銅制成“納米銅”時，具有非常強的化學活性，在空氣中可以燃燒。下列對“納米銅”的有關敘述正確的是（  ）。

（A）常溫下“納米銅”比銅片的金屬性強，反應時反應速率快

（B）常溫下“納米銅”比銅片更易失電子，反應時反應速率快

（C）常溫下“納米銅”與銅片的還原性相同

（D）“納米銅”顆粒更細小，化學反應時接觸面大，所以反應速率快。

3．解釋下列反應事實：

（1）氨氣在空氣中不能燃燒，但在純氧氣中點燃能劇烈燃燒。

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

（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．有一化學反應，a A+b B ? C，根據(jù)影響化學反應速率的因素可得υ₀= k[A]^m[B]ⁿ，其中k是與溫度有關的常數(shù)，為測k、m、n的值，在 298K時，將A、B溶液按不同濃度混合，得到下列實驗數(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[A]=[B]=2.0mol·L^-1時，求以B表示的初始反應速率。

 

5．在鋅與某濃度的鹽酸反應的實驗中，一個學生得到下面的結(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）畫一幅以時間對溫度的曲線圖（縱軸表示時間，橫軸表示溫度）。

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

（3）20℃時，2g鋅箔溶解于酸中需花多長時間？

（4）對比結(jié)果B與F，解釋結(jié)果F為什么那么快？

 

課堂練習答案

1AB，2CD，

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

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

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

 

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組實驗數(shù)據(jù)可歸納出，溫度對該反應速度影響的規(guī)律為：溫度每升高10℃，反應速率加快到原來的兩倍。

（3）題目要求用已得有關反應速率的規(guī)律來求解20℃時的反應時間。根據(jù)（1）中的圖象可求得，當溫度為20℃時，反應時間約需150s。

（4）對比B和F，反應溫度相同，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時間，而F中只需要5s時間，F(xiàn)中反應速率比B中反應速率快了40倍。這是因為B中鋅是塊狀，F(xiàn)中鋅是粉末狀，粉末狀時鋅與酸溶液的接觸面要比塊狀時的接觸面大得多。

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