化学反应速率

1、第一节第一节 化学反应速率化学反应速率人教版选修人教版选修4 4 化学反应原理化学反应原理速率速率是物体运动的快慢 ，即运动物体经过的路程S和通过这一路程所用时间t的比值。汽车的行驶速度控制在10km/h以内物理定义物理速率单位 km/h 单位时间内长度的变化量VS 化学反应速率？ 一定时间单位内，体系某种变化量想一想：在日常生活中或化学实验中的一些化学反应速率有快有慢的实例？食物变质食物变质 较快较快 钢铁的锈蚀钢铁的锈蚀 较慢较慢溶溶 洞的形洞的形 成成 很慢很慢爆炸爆炸 很快很快一次性饭盒的降解过程一次性饭盒的降解过程 化学反应速率这一物理量是如何定义的？化学反应速率这一物理量是如何定义

2、的？ 怎样写表达式？怎样写表达式？ 常用的单位是什么？常用的单位是什么？ 计算中应注意什么？计算中应注意什么？单位时间内反应物单位时间内反应物浓度的浓度的减少或生成物减少或生成物浓度的浓度的增加增加表达式：表达式：v=C/t单位：单位：mol/L.min或或mol/L.s 复习复习 1 1、定义、定义一一 化学反应速率化学反应速率衡量化学反应进行快慢程度的物理量衡量化学反应进行快慢程度的物理量2 2、表示方法、表示方法用单位时间内用单位时间内反应物浓度反应物浓度的的或或生成物浓度生成物浓度的的增加量增加量（均取正值均取正值）来表示来表示。3、数学表达式、数学表达式：CCCVtt 反反应应前前反

3、反应应后后变化的浓度变化的浓度(mol/L)(mol/L)变化的时间（时变化的时间（时或分或秒）或分或秒） 4、单位、单位mol/(Lh)mol/(Lmin)mol/(Ls)molL-1h-1molL-1min-1molL-1s-1计算化学反应速率的步骤计算化学反应速率的步骤:起始浓度起始浓度c（起始）（起始）变化浓度变化浓度 c终了浓度终了浓度c（终了）（终了） - 三部曲三部曲计算中注意以下量的关系：对反应物：c(起始)c(转化)c(某时刻)对生成物：c(起始)c(转化)c(某时刻)转化率100% 1.1.化学反应速率是指单位时间内化学反应速率是指单位时间内物质的量浓度物质的量浓度的的变化

4、，而不是指物质的量或物质质量的变化。变化，而不是指物质的量或物质质量的变化。 2.2.反应速率反应速率不取负值不取负值，通常所指的反应速率是一段通常所指的反应速率是一段时间内的时间内的平均速率平均速率，而不是某一时刻的瞬时速率。，而不是某一时刻的瞬时速率。 3.3.在同一反应中，选用在同一反应中，选用不同的物质不同的物质表示速率，其数表示速率，其数值不一样，故应值不一样，故应标明是哪种物质标明是哪种物质表示的化学反应表示的化学反应速率，但这些数值表示的意义是一样的，均表示速率，但这些数值表示的意义是一样的，均表示该反应的快慢。该反应的快慢。 4.4.各物质表示的反应速率之比等于各物质表示的反应

5、速率之比等于各物质的化学计各物质的化学计量数之比。量数之比。 5.5.对于纯固体或纯液体，其对于纯固体或纯液体，其浓度为常数浓度为常数，因此一般，因此一般不用它们来表示化学反应速率。不用它们来表示化学反应速率。、注意、注意【例题例题】在在1L1L的密闭容器中，加入的密闭容器中，加入8mol 8mol N N2 2和和20mol H20mol H2 2，发生，发生 N N2 2 + 3H + 3H2 2 = = 2NH2NH3 3 ，在在5min5min末时，测得容器中含有末时，测得容器中含有6mol6mol的的N N2，求该反应的化学反应速率。求该反应的化学反应速率。 N2 + 3H2 = 2

6、 NH3起始浓度（起始浓度（mol/Lmol/L） 8 20 08 20 05min5min末浓度（末浓度（mol/Lmol/L） 4 6v(N2)= 2/5=0.4mol/(Lmin)v(H2)= 6/5=1.2 mol/(Lmin)v(NH3)= 4/5=0.8mol/(Lmin) 2 C (mol/L)C (mol/L) 6【练习练习1】下列关于化学反应速率的说法正确下列关于化学反应速率的说法正确 的是（的是（ ）A.化学反应速率是指一定时间内任何一种反应物化学反应速率是指一定时间内任何一种反应物浓度的减少或任何一种生成物浓度的增加浓度的减少或任何一种生成物浓度的增加B.化学反应速率为化

7、学反应速率为“0.8mol/(LS)”所表示的意思是所表示的意思是: 时间为时间为1s时时,某物质的浓度为某物质的浓度为0.8mol/LC.根据化学反应速率的大小可以知道化学反应进根据化学反应速率的大小可以知道化学反应进 行的快慢行的快慢D.对于任何化学反应来说对于任何化学反应来说,反应速率越大反应速率越大,反应现象反应现象 越来越明显越来越明显C对于对于A（g）+B（g）=3C（g）的反应。在单位时的反应。在单位时间内，在容器间内，在容器1，经测定，减少了，经测定，减少了5molA；在容器在容器2中减少了中减少了3molA，问在哪个容器，问在哪个容器中反应速率快？中反应速率快？【练习练习2

8、2】 对于锌和不同浓度的稀硫酸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的实验，你准备如何比较反应速率的快慢？率的快慢？实验一实验一二、测定化学反应速率的方法二、测定化学反应速率的方法观察产生气泡的快、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；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用手触摸试管，感受试管外壁温度的 高、低高、低 定性定性描述描述如何通过用注射器测量氢气的体积的方法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来判断锌和不同浓度的稀硫酸反应的速率快慢？快慢？确定变量确定变量找出某种易于测量的某种物理

9、量或找出某种易于测量的某种物理量或 性质的变化性质的变化控制不变的因素控制不变的因素稀硫酸的浓度不同稀硫酸的浓度不同锌粒的表面积、温度锌粒的表面积、温度时间或氢气的体积时间或氢气的体积测量氢气的体积或时间测量氢气的体积或时间测定测定氢气的体积或氢气的质量的变化氢气的体积或氢气的质量的变化测量体系的压强的变化测量体系的压强的变化测定测定锌粒的质量锌粒的质量的变化的变化测定测定H H+ +的浓度或的浓度或ZnZn2+2+的的浓度变化浓度变化测定体系的温度或测定反应的热量变化测定体系的温度或测定反应的热量变化测量溶液的导电能力的变化测量溶液的导电能力的变化 定量定量描述描述化学反应速率化学反应速率实

10、验实验一一步骤：步骤：1 1、连接实验装置、连接实验装置2 2、检查装置的气密性、检查装置的气密性3 3、先向锥形瓶中加入锌粒，然后再、先向锥形瓶中加入锌粒，然后再向分液漏斗中加入稀硫酸向分液漏斗中加入稀硫酸4 4、使稀硫酸滴入锥形瓶与锌粒反应、使稀硫酸滴入锥形瓶与锌粒反应5 5、观察收集、观察收集10mLH10mLH2 2所用的时间或所用的时间或1 1分分钟收集到的钟收集到的H H2 2的体积的体积定量描述定量描述二、化学反应速率的实验测定二、化学反应速率的实验测定1 1、测定原理、测定原理：利用化学反应中与某一种物质的：利用化学反应中与某一种物质的_ （或（或_）相关的）相关的性质性质进行

11、测定。进行测定。质量质量浓度浓度2 2、测定方法：、测定方法：（1 1）对于有）对于有固体固体或或液体质量液体质量变化的反应，变化的反应， 可用：可用：_（2 2）对于有）对于有气体气体产生或消耗的反应，产生或消耗的反应， 可用：可用：_（3 3）对于有显色物质生产）对于有显色物质生产/ /消耗的反应，消耗的反应， 常利用常利用 和和 间的正比关系间的正比关系来来 跟踪反应的过程和测量反应速率。跟踪反应的过程和测量反应速率。一定时间内质量的变化来表示反应速率。一定时间内质量的变化来表示反应速率。一定时间内生成或收集的气体体积来表示速率。一定时间内生成或收集的气体体积来表示速率。颜色深浅颜色深浅

12、显色物质浓度显色物质浓度按图按装两套装置，在锥形按图按装两套装置，在锥形瓶里装有瓶里装有2g2g锌粒（颗粒大小锌粒（颗粒大小相同），然后通过分液漏斗相同），然后通过分液漏斗分 别 加 入分 别 加 入 4 0 m L4 0 m L 1 m o l / L1 m o l / L 和和40mL40mL4mol/L4mol/L硫酸，比较二者硫酸，比较二者收集收集10ml10ml氢气氢气所需的时间。所需的时间。加入试剂加入试剂反应时间（反应时间（minmin）反应速率反应速率1mol/L1mol/L硫酸硫酸4mol/L4mol/L硫酸硫酸mol/(Lmin)mol/(Lmin)长长短短小小大大讨论讨论

13、：除本实验测定速率的方法外，可行的方案还有哪些？除本实验测定速率的方法外，可行的方案还有哪些？测定测定一定时间一定时间内：内：生成氢气的体积生成氢气的体积锌粒质量的变化、锌粒质量的变化、H+H+浓度的变化等浓度的变化等常见题型常见题型: :1 1、用不同的物质来表示反应速率。、用不同的物质来表示反应速率。例例1、反应、反应4NH3 + 5O2 = 4NO + 6H2O 在在5L的密闭容的密闭容器中进行，器中进行，30s后，后，NO的物质的量增加了的物质的量增加了0.3mol，则，则此反应的平均速率可表示为：此反应的平均速率可表示为：A v (O2)=0.01 mol/(Ls) B v (NO)

14、=0.008 mol/(Ls)C v (H2O)=0.003 mol/(Ls )D v (NH3)=0.002 mol/(Ls )v (NO)=0.3/（530）=0.002 mol/(Ls) 2 2在四个不同的容器中，在不同的条件下在四个不同的容器中，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的结果判断，生成氨的速率最快的是（ ）（A A）(H(H2 2)=0.1 mol)=0.1 molL L-1-1minmin-1-1 （B B）(N(N2 2)=0.2 mol)=0.2 molL L-1-1minmin-1-1

15、（C C）(NH(NH3 3)=0.15 mol)=0.15 molL L-1-1s s-1-1 （D D）(H(H2 2)=0.3 mol)=0.3 molL L-1-1minmin-1-1B B2 2、比较反应速率的大小、比较反应速率的大小比较化学反应速率的大小的方法(1)统一标准法：将以某一种物质表示的反应速率选定为比较标准，以其他物质表示的反应速率全部按上述换算方法换算成同一种物质表示的反应速率，然后直接依据数值比较反应速率的大小。(2)比较比值法：先求出不同物质表示的速率，用各物质表示的速率除以化学方程式中各自的化学计量数，然后比较大小，比值大者反应速率大。练习练习: : 反应反应A

16、 + 3B = 2C + 2DA + 3B = 2C + 2D在四种不在四种不同情况下的反应速率同情况下的反应速率分别为分别为V VA A = 0.15mol = 0.15molL L-1-1s s-1-1 V VB B = 0.6mol = 0.6molL L-1-1s s-1-1 Vc = 0.4molVc = 0.4molL L-1-1s s-1-1 V VD D = 0.45mol = 0.45molL L-1-1s s-1-1 则该反应在不同条件下速率快慢顺序是则该反应在不同条件下速率快慢顺序是 = = 3 3、根据各物质的反应速率之比写出、根据各物质的反应速率之比写出化学方程式。化

17、学方程式。 3 3 某温度下，浓度都是某温度下，浓度都是1mol/L1mol/L的两种的两种气体气体X X2 2和和Y Y2 2，在密闭容器中反应生成气体，在密闭容器中反应生成气体Z Z，经过经过t mint min后，测得物质的量浓度分别后，测得物质的量浓度分别为为:c(X:c(X2 2)=0.4mol/L,c(Y)=0.4mol/L,c(Y2 2)=0.8mol/L ;)=0.8mol/L ;且且t mint min后容器内的压强变为原来的后容器内的压强变为原来的4/5,4/5,则则该 反 应 的 反 应 方 程 式 可 表 示 为 ：该 反 应 的 反 应 方 程 式 可 表 示 为 ：

18、3X3X2 2 + Y + Y2 2 = 2Z = 2Z 某温度时，在某温度时，在2L容器中，容器中，x、y、z三种三种物质随时间的变化曲线如图所示。由图中数据分析，物质随时间的变化曲线如图所示。由图中数据分析，该反应的化学方程式是：该反应的化学方程式是：_，反应开始至反应开始至2min，z的平均速率是的平均速率是 。3x+y=2z0.05mol/(L.min) yxz时间/min0.90.70.21.00.80.60.40.20.0物质的量mol 1 2 3 4 5【练习【练习3 3】根据下图填空:(1)反应物是反应物是_;生成物是生成物是_。(2)2min内内A、B、C三者的反应速率是多少？三者的反应速率是多少？该反应的化学方程式是该反应的化学方程式是_ 练习练习44 5. 一定温度下，在2 L的密闭