化学反应速率

2. 化学反应速率的表示方法
表示方法： 表示方法： 对于化学反应来说,当体系为气态或溶液时 当体系为气态或溶液 对于化学反应来说 当体系为气态或溶液时, 化学反应速率用单位时间内反应物或生成物浓度 的变化来表示。在容积不变的反应器中， 的变化来表示。在容积不变的反应器中，通常是 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。 增加来表示。 △c △n/V 数学表达式： 数学表达式：v = ——— = ——— △t △t 单位： 单位：mol/(L •min ) mol/(L • s)
在容积不变的反应器中： 在容积不变的反应器中： 各物质的化学计量数之比＝ 各物质的化学计量数之比＝ 化学反应速率之比＝ 化学反应速率之比＝ 发生变化的物质的量浓度之比＝ 发生变化的物质的量浓度之比＝ 发生变化的物质的量之比
的反应， 甲、乙两个容器内都在进行A→B的反应，甲中每分钟减 乙两个容器内都在进行 的反应 少4 mol A，乙中每分钟减少 mol A，则两容器中的反应速 ，乙中每分钟减少2 ， 率( ) A．甲快 ． 答案 D B．乙快 ． C．相等 ． D．无法确定 ．
(4)一个化学反应涉及反应物生成物多种物 一个化学反应涉及反应物生成物多种物 质时，表示化学反应速率时必须指明用哪 质时，表示化学反应速率时必须指明用哪 种物质做标准。 种物质做标准。 如对于任意一个反应， 如对于任意一个反应， mA + nB = pY + qZ △c(A) vA = ——— △t △c(Y) vY = ——— △t △c(B) vB = ——— △t △c(Z) vZ = ——— △t
观察 思考
实验2-1中可根据哪些相关的变 实验 中可根据哪些相关的变 化来测定该反应的反应速率？ 化来测定该反应的反应速率？
硫酸浓度的变化 产生相同体积H 产生相同体积 2所用 的时间的不同
相同质量锌完全溶解于 硫酸所用时间的不同
1.实验中应该注意哪些问题？ 1.实验中应该注意哪些问题？ 实验中应该注意哪些问题
如图表示的是一定量的 碳酸氢钠在盐酸中反应的速 碳酸氢钠在盐酸中反应的速 率—时间曲线， 时间曲线， 时间曲线 曲线中的每一个点表示 该时刻的瞬时速率， 该时刻的瞬时速率，如A点 点 表示t 时刻的反应速率。 表示 1时刻的反应速率。
(3)固体或纯液体的浓度可视为常数，所以v 固体或纯液体的浓度可视为常数，所以 固体或纯液体的浓度可视为常数 一般不能用固体或纯液体表示。 一般不能用固体或纯液体表示合成氨气，开始时N2的浓度8mol/L， 在密闭容器中合成氨气，开始时N 的浓度8mol/L 的浓度为20mol/L 5min后 的浓度为6mol/L 20mol/L， 6mol/L， H2的浓度为20mol/L，5min后N2的浓度为6mol/L，用N2、 表示该反应的速率分别是多少？ H2和NH3表示该反应的速率分别是多少？
解析
由图可知， 、 的物质的量随反应的进行而减 由图可知 ， X、 Y的物质的量随反应的进行而减
的物质的量随反应的进行而增大， 为反应物， 小，Z的物质的量随反应的进行而增大，则X和Y为反应物， 的物质的量随反应的进行而增大 和 为反应物 Z为生成物。且2 min后，X、Y、Z三种物质的物质的量不再 为生成物。 为生成物 后 、 、 三种物质的物质的量不再 发生改变，则可确定该反应为可逆反应。 发生改变，则可确定该反应为可逆反应。 ∆n(X)＝1.0 mol－0.7 mol＝0.3 mol ＝ － ＝ ∆n(Y)＝1.0 mol－0.9 mol＝0.1 mol ＝ － ＝ ∆n(Z)＝0.2 mol－0＝0.2 mol ＝ － ＝ ∆n(X)∶∆n(Y)∶∆n(Z) ∶ ∶ ＝0.3 mol∶0.1 mol∶0.2 mol ∶ ∶ ＝3∶1∶2 ∶ ∶ 故反应的化学方程式为： 故反应的化学方程式为： 3X＋Y=2Z ＋
解： 起始浓度(mol/ L) 起始浓度 5min后浓度 后浓度(mol/ L) 后浓度
△ c (mol/L)
N2 + 8 6
3H2 20
=
2NH3 0
△c(N2)=2 △c(H2)=6 △c(NH3)=4 △c(N2) 2mol/L vN2 = ——— = ——— =0.4mol/(L.min) 5min △t △c(H2) 6mol/L vH2 = ——— = ——— =1.2mol /(L.min) 5min △t △c(NH3) = ——— =0.8mol /(L.min) 4mol/L vNH3 = ———— 5min △t
注意
(1)无论是反应物还是生成物，v 只取正值 无论是反应物还是生成物， 只取正 无论是反应物还是生成物 (2) 对于给定的一个化学反应，物质的量是不 对于给定的一个化学反应， 断变化的， 断变化的，因此化学反应速率有平均速率和即 瞬时)速率之分 时(瞬时 速率之分。在中学化学里，我们能够 瞬时 速率之分。在中学化学里， 计算的是单位时间内的反应速率，即平均速率， 计算的是单位时间内的反应速率，即平均速率， 而在速率图像上的每一个点则表示的是瞬时速 率。
总结本节课的主要知识点， 总结本节课的主要知识点，联系实际谈 谈控制反应速率在生活生产中的意义。 谈控制反应速率在生活生产中的意义。
课堂作业: 课堂作业 将等物质的量的A 混合于2L密闭容器中 将等物质的量的 、 B混合于 密闭容器中，发生 混合于 密闭容器中， 下列反应： 下列反应：3 A（g）+B（g）= x C（g）+2 D（g）， （ ） （ ） （ ） （ ）， 4min后测得 （D）=0.5mol/L，C(A):C(B)=3:5，C 后测得C（ ） 后测得 ， ， 的平均反应速率为0.125mol/(L ·min)，求： 的平均反应速率为 ， (1)此时 的物质的量浓度 此时A的物质的量浓度 此时 的物质的量浓度? (2)B的平均反应速率 的平均反应速率? 的平均反应速率 (3)x的值是多少 的值是多少? 的值是多少
在这道例题中你收获了 什么？ 什么？
求算化学反应速率时应注意： 求算化学反应速率时应注意：
同一反应的反应速率可以用不同的物质表示， ①同一反应的反应速率可以用不同的物质表示， 其数值可能不同，但所表示的意义是相同的。 其数值可能不同，但所表示的意义是相同的。 ②用不同的物质表示同一反应的反应速率时，反应速 用不同的物质表示同一反应的反应速率时， 同一反应的反应速率时 率的数值之比等于化学方程式中各物质的计量数之比。 率的数值之比等于化学方程式中各物质的计量数之比。 即对于反应： 即对于反应： aA + bB = cC + dD vA : vB : vC : vD = a : b : c : d
答案 3；0.2 mol·L－1·min－1 ；
练习
比较一个反应的反应速率的快慢, 比较一个反应的反应速率的快慢, 必须找同一参照物
对于反应A 对于反应 + 3B = 2C + 2D ，在四种不同 情况下的反应速率分别v 情况下的反应速率分别 A =0.15mol/(L•S) ， vB=0.6mol/(L•S) ，vC =0.4 mol/(L•S) ，vD =0.45 mol/(L•S)，则在不同情况下，反应由快到慢的 ，则在不同情况下， 顺序是———————— 顺序是
某温度时， 的容器中， 某温度时，在2 L的容器中， 的容器中 X、Y、Z三种物质的物质的量随时间 、 、 三种物质的物质的量随时间 变化的曲线如下图所示。 变化的曲线如下图所示。则由图中数 据分析可知： 据分析可知：该反应的化学方程式为 ____________________；反应开始至 ； 2 min时，用Z表示的平均反应速率为 时 表示的平均反应速率为 ________________________。 ________________________。
化学反应速率
有哪些化学反应进行得快？ 有哪些化学反应进行得快？ 有哪些化学反应进行得慢？ 有哪些化学反应进行得慢？
节 日 焰 火
爆 炸
岩石的风化
慢 慢 锈 蚀 的 铜 钟
如何衡量化学反应进行 的快慢程度？ 的快慢程度？
第一节 化学反应速率
1.意义 意义
化学反应速率是用来衡量化学 反应进行快慢程度的物理量。 反应进行快慢程度的物理量。
2.该实验中还可以用哪些方法 2.该实验中还可以用哪些方法 来收集气体？ 来收集气体？
3.测定该反应速率的方法还有 3.测定该反应速率的方法还有 哪些？ 哪些？
Zn+H2SO4=ZnSO4+H2↑
1、测量一定时间内生成氢气的体积 测量产生一定体积的氢气所消耗的时间(2 实验) (22、测量产生一定体积的氢气所消耗的时间(2-1实验) 3、测量一定时间内溶液中H+浓度的变化 测量一定时间内溶液中H 测量一定时间内溶液中Zn 4、测量一定时间内溶液中Zn2+浓度的变化 5、测量一定时间内体系压强的变化 6、测量一定时间内锌粒质量的变化
练习
将化合物A的蒸气 通入0.5 L 的容器中加热，发生 的容器中加热， 将化合物 的蒸气1 mol通入 的蒸气 通入 反应： 反应：2A(g)=B(g)＋nC(g)。反应到 min时，容器内 的浓 ＋ 。反应到3 时 容器内A的浓 度为0.8 mol·L－1，通过测定得这段时间内的平均速率v(C) 度为 － ，通过测定得这段时间内的平均速率 则化学方程式中的n值为 ＝0.6 mol·L－1·min－1，则化学方程式中的 值为 物质B表示这段时间的平均速率 物质 表示这段时间的平均速率v(B)＝ 表示这段时间的平均速率 ＝ ，用 。
④>③=②>① ③ ② ①
3、化学反应速率的测定 化学反应速率是通过实验测定的。 化学反应速率是通过实验测定的。 (1)包括能够直接观察的某些性质， (1)包括能够直接观察的某些性质，如恒温恒压 包括能够直接观察的某些性质 条件下测释放出的气体的体积或恒温恒容条件下测 体系的压强； 体系的压强； (2)也包括必须依靠仪器测量的性质， (2)也包括必须依靠仪器测量的性质，如颜色的 也包括必须依靠仪器测量的性质 深浅，光的吸收，光的发射，导电能力等。 深浅，光的吸收，光的发射，导电能力等。