高中教育化学人教版必修1 2-1化学反应速率

化学反应速率,【思考与交流】什么是化学反应速率？化学反应速率是表示化学反应快慢的物理量。对于锌和不同浓度的稀硫酸的实验，你准备如何比较反应速率的快慢？观察产生气泡的快、慢；观察试管中剩余锌粒的质量的多、少；用手触摸试管，感受试管外壁温度的高、低。为什么可以根据上述实验现象来判断反应的快慢,化学反应速率,如何用数学表达式表示化学反应速率，并说明它的单位。=c/t单位：化学反应速率mol/(LS)或mol/(Lmin)、mol/(Lh)通常用单位时间内反应物浓度的减少量或生成物浓度的增加量（均取正值）来表示。,用单位时间内反应物或生成物的某一物理量的变化值来表示。m、n、V、c、p、H、导电性、N,化学反应速率通常用单位时间内反应物浓度的减少或生成物浓度的增加来表示。,浓度常用单位：mol/L,时间常用单位：s、min、h,化学反应速率常用单位:mol/(Ls)或mol/(Lmin),表达式：v=c/t,一、化学反应速率的表示,v=n/(Vt),PS：,1、通常用单位时间内反应物浓度的减小或生成物浓度的增加来表示，所以反应速率是正值。,2、中学阶段的化学反应速率是平均速率。,3、浓度仅指溶液或气体的，固体、纯液体无浓度可言。,（一）判断化学反应快慢的方法有哪些？,产生气泡的快慢,固体质量的变化,浑浊程度的不同,颜色的变化,温度的变化,（二）如何从定量的角度来表示化学反应快慢？,产生气泡的快慢,固体质量的变化,温度的变化,颜色的变化,浑浊程度的不同,测定物质或离子的浓度变化测定溶液的导电能力的不同,测定气体的体积或体系的压强,测定体系的温度或测定反应的热量变化,测定物质的质量变化测定物质的物质的量的变化,反应速率的测定按图安装两套装置，在锥形瓶内各盛有2g锌粒（颗粒大小基本相同），然后通过分液漏斗分别加入40mL1mol/L和40mL4mL/L的硫酸，比较二者收集10mLH2所用的时间。把实验结果填入下表：,请仔细阅读实验2-1，思考并写出实验目的、实验仪器和药品、实验步骤，然后与大家交流。实验目的：测量相同质量、颗粒大小相同的锌粒分别与1molL-1稀硫酸、4molL-1稀硫酸反应的反应速率。实验仪器：锥形瓶、分液漏斗、双孔塞、注射器、铁架台实验药品：锌粒2粒（颗粒大小相同），1molL-1稀硫酸、4molL-1稀硫酸各40mL,实验步骤：1、连接实验装置2、检查装置的气密性3、先向锥形瓶中加入锌粒，然后再向分液漏斗中加入稀硫酸4、使稀硫酸滴入锥形瓶与锌粒反应5、观察收集10mLH2所用的时间或1分钟收集到的H2的体积,实验步骤：1、连接实验装置2、检查装置的气密性3、先向锥形瓶中加入锌粒，然后再向分液漏斗中加入稀硫酸先用镊子将锌粒置于锥形瓶内壁，然后再把锥形瓶缓缓立起，使锌粒滑至底部,由下到上，由左到右,固定注射器的活塞，通过分液漏斗向锥形瓶加水,实验步骤：4、使稀硫酸滴入锥形瓶与锌粒反应先取下分液漏斗的玻璃塞，再打开分液漏斗的活塞，使稀硫酸顺利滴入锥形瓶5、观察收集10mLH2所用的时间或1分钟收集到的H2的体积当体系的温度恢复到室温后，对于图一，要调节量筒的高度，使量筒内外的液面相平；对于图二，要上下移动量筒，使量筒内的液面与广口瓶中的液面相平；对于图三，要上下移动右边的玻璃管，使左右两管中的液面相平。读数时，眼睛要平视量筒内（或良气管内）液面的最低点。,测量氢气体积方法有哪些?,如何通过用注射器测量氢气的体积的方法来判断锌和不同浓度的稀硫酸反应的速率快慢？1）确定变量2）找出某种易于测量的某种物理量或性质的变化3）控制不变的因素,稀硫酸的浓度不同,锌粒的表面积、温度时间或氢气的体积,测量氢气的体积或时间,通过上述学习过程，你认为应该如何测定化学反应速率？只要是与反应物或生成物的浓度（或质量、物质的量）有关的性质都可以加以利用。因为化学反应中发生变化的是体系中的化学物质的质量（或物质的量、浓度）。,本实验还可以如何测定锌和稀硫酸反应的速率1、测量溶液中的H+的浓度的变化2、测量溶液中的Zn2+的浓度变化3、测量氢气的体积或氢气的质量的变化4、测量体系的压强的变化5、测量锌粒的质量的变化6、测量溶液的导电能力的变化7、测量反应体系的热量变化,请设计实验测定该反应的速率1、测量溶液中的H+的浓度,1）用pH计测定溶液的pH，然后进行换算2）加入过量的Na2SiO3，使H+完成转化为沉淀，然后过滤、洗涤、干燥，称量沉淀的质量，再把沉淀的质量换算成H+浓度。3）加入一定量（过量）的石灰石，充分反应后，过滤、洗涤、干燥，称量剩余的石灰石。进行换算。4）取出锌粒，向剩余溶液中加入几滴酚酞试液，然后滴加一定浓度的NaOH溶液，当溶液由红色变为无色时，记下NaOH溶液的体积。,测量氢气的体积或氢气的质量1）测量氢气的体积2）测量氢气的质量用气球收集氢气，称量前后的质量称量整套装置反应前后的质量,请用不同物质的浓度变化来表示下列化学反应的速率:aA+bBcC+dD在容积为1L的某密闭容器中，分别投入8molN2，20molH2，一定条件下发生反应：N2+3H22NH3。反应进行到5min时，N2的物质的量为6mol。请分别用N2、H2、NH3的浓度变化表示该化学反应的速率。,同一化学反应中，用不同物质的浓度变化所表示的化学反应速率的数值可能不同。任何化学反应中，反应速率之比等于方程式中化学式前的系数比（计量数之比）。速率之比等于浓度的变化值之比，等于物质的量的变化值之比。）,【例题】在2L的密闭容器中，加入1molN2和3molH2，发生N2+3H2=2NH3，在2s末时，测得容器中含有0.4mol的NH3，求该反应的化学反应速率。,起始浓度(mol/L),2s末浓度(mol/L),观察并回答，分别用三种物质表示的反应速率之间有什么关系？,问题1,变化浓度(mol/L),三步法,0.5,1.5,0,0.2,0.2,0.3,0.1,0.4,1.2,同一个反应，用不同的物质来表示反应速率，数值是不一样的，所以应注明是由哪种物质表示的。同一反应中，各物质的速率之比等于他们在化学方程式中的化学计量数之比。,如在N2+3H2=2NH3中，v(N2):v(H2):v(NH3)=1:3:2,结论1,常见题型例举,1、用不同的物质来表示反应速率。,例1、反应4NH3+5O2=4NO+6H2O在5L的密闭容器中进行，30s后，NO的物质的量增加了0.3mol，则此反应的平均速率可表示为：A、v(O2)=0.01mol/LsB、v(NO)=0.008mol/LsC、v(H2O)=0.003mol/LsD、v(NH3)=0.002mol/Ls,v(NO)=0.3/（530）=0.002mol/Ls,2、比较反应速率的大小,例2、反应A+3B=2C+2D在四种不同情况下的反应速率分别为VA=0.15molL-1s-1VB=0.6molL-1s-1Vc=0.4molL-1s-1VD=0.45molL-1s-1则该反应在不同条件下速率快慢顺序是,=,结论2：在同一反应中，反应速率的大小不能单纯地看数值大小。应化为同一种物质的反应速率再进行比较。,3、根据各物质的反应速率之比写出化学方程式。,例3、某温度下，浓度都是1mol/L的两种气体X2和Y2，在密闭容器中反应生成气体Z，经过tmin后，测得物质的量浓度分别为：c(X2)=0.4mol/L，c(Y2)=0.8mol/L，c(Z)=0.4mol/L，则该反应的反应方程式可表示为：,3X2+Y2=2Z,3X2+Y2=2X3Y,习题：已知反应N2+3H22NH3，根据下图判断,1、A是_物质的量浓度变化情况,2、C是_物质的量浓度变化情况,3、2分钟内N2的平均速率是多少？,H2,NH3,0.5mol/(Lmin),3、把0.6molX气体的0.4molY气体混合于2L容器中，使它们发生如下反应：3X+Y=nZ+2W。2min末已生成0.2molW，若测知V(z)=0.1mol/(Lmin)，则上述反应中Z气体的计量数n的值是()A.1B.2C.3D.4上述反应在2min末时，已消耗的Y占原来的百分比是()A.20%B.25%C.33%D.50%,D,B,4、在4个不同的容器中，在不同的条件下进行合成氨反应，根据在相同时间内测定的结果判断，生成氨的速率最快的是（）AV（H2）=0.1mol/LminBV（N2）=0.2mol/LminCV（NH3）=0.15mol/LminDV（H2）=0.3mol/Lmin,注：此类题均换算为同一物质的速率为标准比较,B,5、一定温度下，向一个容积为2L的事先装入催化剂的真空密闭容器中通入1molN2和3molH2，3min末测此容器内压强是起始时压强的0.9倍。在此时间内用H2的量的变化来表示该反应的平均反应速率是（）A、0.2mol/LminB、0.6mol/LminC、0.1mol/LminD、0.1mol/Lmin,C,6、将固体NH4Br置于密闭容器中，在某温度下，发生下列反应：NH4Br(s)NH3(g)+HBr(g),2HBr(g)Br2(g)+H2(g)2min后，测知H2的浓度为0.5mol/L，HBr的浓度为4mol/L，若上述反应速率用V(NH3)表示，求V(NH3),7、某温度时，在2L容器中，X、Y、Z三种气体物质的物质的量随时间变化的曲线图，由图中数据分析，该反应的化学方程式为？反应开始至2min，Z的平均反应速率？,由图知，2min内X、Y、Z物质的量的变化为0.3mol、0.1mol、0.2mol比值为312，可知3X+Y=2Z，,V（Z）=0.05mol/（Lmin）,练习1某温度下，反应2N2O54NO2O2开始进行时，c(N2O5)0.0408mol/L。经1min后，c(N2O5)0.030mol/L。则该反应的反应速率是Av(N2O5)1.8104molL1s1Bv(N2O5)1.8102molL1s1Cv(NO2)1.8104molL1s1Dv(O2)1.8104molL1s1,练习2已知反应A3B2CD在某段时间内以A的浓度变化表示的化学反应速度为1molL1min1，则此段时间内以C的浓度变化表示的化学反应速率为A0.5molL1min1B1molL1min1C2molL1min1D3molL1min1,练习3反应4NH3(气)5O2(气)4NO(气)6H2O(气)在2升的密闭容器中进行，1min后，NH3减少了0.12mol，则平均每秒钟浓度变化正确的是ANO：0.001mol/LBH2O：0.002mol/LCNH3：0.002mol/LDO2：0.00125mol/L,练习4在密闭容器中进行可逆反应，A跟B反应生成C，反应速率v(A)、v(B)、v(C)之间存在以下关系：v(B)3v(A)，v(C)2v(A)，3v(C)2v(B)，则该反应可以表示为AABCB2A2B3CC3AB2CDA3B2C,小结：1、化学反应速率的概念