发现之旅 |
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每个第一次来北京的人,都要去天安门看看,去故宫看看。可是进了故宫却发现大部分的建筑已经受损,就连汉白玉的护栏上的花纹,大理石蟠龙浮雕也开始变的模糊不清了。除了中国的故宫之外,外国也有一些古建筑也受损的很厉害,有的甚至已经面目全非了。 |
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云龙陛石 |
为什么会这样呢?在过去的几百年,甚至几千年的时间里这些古迹都没有受到很大的损害,而现在只有几年的时间,就受损的如此迅速呢?
其实这只是一个化学反应速率的问题,改变化学反应发生的一些条件就能使反应加快。那反应速率受哪些因素的影响呢?今天我们就来一起找出答案吧。 |
深入思考 |
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从以前学过的知识中,我们知道,化学反应的进行有快有慢,例如:氢气和氧气混合瞬间就能发生爆炸,而铁生锈却是需要一段相对漫长的过程。这就说明了不同的化学反应具有不同反应速率。化学反应速率是用来衡量化学反应进行快慢程度的。
不同的化学反应有不同的反应速率,这说明反应物的性质是决定化学反应速率的重要因素。而在同一个化学反应里,通过改变外在的条件也可以使化学反应速率改变。 |
下面以同浓度的Na2S2O3与不同浓度的盐酸反应为例: |
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右边试管中所盛的盐酸浓度比左边试管中的盐酸浓度大,而往试管中加的Na2S2O3的浓度是一样的。从实验中可以看到,右边试管中的反应比左边试管中的反应要剧烈的多。
再来看一个实验:观察硫代硫酸钠与盐酸在常温下的反应,并用秒表记录反应时间。 |
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从实验中可以看到,40秒后不能透过试管看清后面的字了。
将另外一支试管中加入同浓度的硫代硫酸钠和同浓度的盐酸,然后将试管放入水浴中加热。温度达到50℃后,观察试管中的反应,并用秒表记录反应时间。 |
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从实验中我们发现:在10秒钟的时候就不能透过试管看清后面的字了。
从上述这三个实验,我们可以得出这样一个结论:浓度越大,反应越快;温度越高,反应越快。也就是说浓度和温度都能影响化学反应的速率。
除了浓度和温度对反应速率有影响之外,还有其他因素能影响反应速率吗?有,在用氯酸钾制氧气的时候,我们会加入二氧化锰,大家都知道二氧化锰是催化剂,在反应前后并没有变化,而在这里它最大的作用就是加快反应速率。所以加入催化剂也能影响化学反应速率。
我们来看一个例子:用双氧水制氧气。 |
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从实验中可以很明显的看到:加入洗涤剂后反应没有变化,而加入二氧化锰后能迅速产生大量的气泡。因此催化剂也是改变化学反应速率的一个因素。 |
另外,当温度一定时,一定量气体的体积与其所受的压强成反比。也就是说当我们增大气体压强时,气体体积就减小,从而增大了反应物的浓度,使化学反应速率增大。所以压强也是影响化学反应速率的一个因素。 |
学有所用 |
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影响化学反应速率的因素规律 |
影响化学反应速率的因素 |
规律 |
内因 |
反应物本身的性质 |
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;反应物的化学性质越不活泼,化学反应速率越慢。 |
外因 |
催化剂 |
在其他条件相同时,使用催化剂,改变化学反应速率。 |
反应物的温度 |
在其他条件相同时,升高反应物的温度,化学反应速率加快;降低反应物的温度,反应速率降低。 |
反应物的浓度 |
在其他条件相同时,增大反应物的浓度,化学反应速率加快;减小反应物的浓度,反应速率降低。 |
固体反应物的表面积 |
在其他条件相同时,增大固体反应物的表面积,化学反应速率加快;减小固体反应物的表面积,化学反应速率降低。 |
气态反应物的压强 |
在其他条件相同时,增大气态反应物的压强,化学反应速率加快;减小气态反应物的压强,化学反应速率降低。 |
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沙场练兵 |
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1. 某温度时,在2L容器中x、y、z三种物质的物质的量随时间的变化曲线如下图所示。由图中数据分析,该反应的化学方程式和反应开始至2min末Z的平均速率分别为( )
A.3X+Y=2Z;0.05 mol/L·min B.2X+Y=2Z;0.1 mol/L·min
C.X+2Y=Z;0.1 mol/L·min D.X+3Y=2Z;0.05 mol/L·min
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答案:A
分析:从图象中找出2min末X、Y、Z物质的量与反应开始时的差值,就是它们的转化量,转化量之比即为方程式中系数比。
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2. 反应,在2L的密闭容器内进行到半分钟时,有0. 6mol NH3生成。则下列各反应速率不正确的是( )
A.v(NH3)=0.6mol/(L.min) B.v(N2)=0.005mol/(L.s)
C.v(H2)=0.9mol/(L.min) D.v(NH3)=0.02mol/(L.s)
答案:D
解析:由题给条件可知NH3的生成速率为0.6mol/2L=0.3mol/L,反应时间为0.5min即30s,故用NH3表示的该反应的反应速率为
可知选项D是不正确的。
根据合成氨的化学方程式中各物质的系数关系,可求出N2及H2的化学反应速率:
A、B、C项都正确。
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3.已知反应A+3B=2C+D在某段时间内以A的浓度变化表示的化学反应速率为1mol/L.min,则此段时间内以C的浓度变化表示的化学反应速率为( )
答案:C
解析:据化学反应中速率比等于各物质的化学计量数之比,很容易得出答案即
即 C是正确选项。
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4.对于反应,在密闭容器中进行。下列条件中哪些能加快该反应速率(假设温度不变)( )
A.缩小体积使压强增大
B.体积不变充入N2使压强增大
C.体积不变充入He使压强增大
D.减小压强使体积增大
答案:A、B
解析:应根据这个反应的具体情况进行分析。因为A缩小体积,使反应物和生成物的浓度增大,正逆反应速率增大,B增大反应物浓度能加快该反应速率。
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5.对于反应,用下图图像分别表示其他条件不变时,某一反应物浓度、反应持续的时间、反应温度跟反应速率V之间的关系,其中有明显错误的是( )
答案:B、C
解析:本题属于图像题。解这类反应速率与浓度、时间、温度图像题的方法,一要看懂图意,注意曲线中的起点、拐点和终点,要理解浓度、时间和温度等的变化与反应速率之间的关系.
反应物浓度增大,化学反应速率要增大.随着反应的持续进行,反应物浓度必然减少,故反应速率也减小,当反应物浓度为零时,反应速率也为零。但当温度为零时,反应速率并不为零。
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6.下列各组实验中,反应最快的是( )
答案:D
解析:首先分析浓度,四组溶液混合后的总体积均为20 mL,其中A、D两组分别含有1×10-3 molNa2S2O3和1×10-3 mol H2SO4,浓度相同B、C两组分别含有0.5×10-3molNa2S2O3、5×10-4molH2SO4。显然A、D的浓度大于B、C两组,又D的温度高于A,所以D组反应快。
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7.下列说法正确的是( )
A.增加水的浓度或温度可以加快镁跟水的反应速率
B.在高温密闭容器中反应中,增加CaCO3浓度可以使反应速率加快
C.增大H2SO4的浓度,可以加快锌与H2SO4反应制取氢气的速率
D.增大硝酸的浓度可以加快硝酸与铜反应制取NO气体的速率
E.在反应中,增大或浓度可以加快硫析出的速率
答案:E
解析: E正确。A.水是纯液体,浓度可视为定值,而升高水的温度则可以加快镁与水的反应速率。B.CaCO3是固体,增加它们的量,不能加快反应的速率。C、D.增加了H2SO4和HNO3的浓度,若是浓H2SO4和浓HNO3则不能得到H2和NO。
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8.可逆反应,当采取下列措施时,对正、逆反应速率的影响填入空格内。
(1)增大O2的浓度正反应速率_____________,逆反应速率___________。
(2)减少SO2的浓度正反应速率____________,逆反应速率___________。
(3)增大反应容器内的压强正反应速率____________,逆反应速率___________。
(4)升高温度,正反应速率__________,逆反应速率__________。
答案:(1)增大,增大(2)减少,减少(3)增大,增大 (4)增大,增大
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