内容正文:
第一节 化学反应速率
1.了解化学反应速率的概念;了解化学反应速率的定量表示方法。
2.掌握化学反应速率的简单计算;了解化学反应速率的测定方法。
[对应学生用书P16]
知识点一 化学反应速率
1.概念及表达式:
(1)概念:化学反应速率是定量描述化学反应进行快慢程度的物理量。
(2)表示方法: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。
(3)计算公式及单位:v=,其中,v表示化学反应速率,Δc表示某物质浓度的变化,常用单位mol·L-1;Δt表示时间变化,常用单位s、min,故化学反应速率的单位是mol/(L·min) 或 mol/(L·s)或mol·L-1·min-1或mol·L-1·s-1。
2.对化学反应速率的正确理解
(1)化学反应速率表示单位时间内反应物浓度的减少或生成物浓度的增加,其值均为正值。
(2)化学反应速率通常是指某一段时间内的平均反应速率,而不是瞬时反应速率。
(3)在同一化学反应中,选用不同物质表示化学反应速率,其数值可能相同也可能不相同,但表示的意义相同。因此,表示化学反应速率时,必须指明用哪种物质作标准,在速率v的后面将该物质的化学式用括号括起来。
[判一判]
(1)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。(×)
提示 不能用固体或纯液体来表示化学反应速率。
(2)由v=计算平均速率,用反应物表示为正值,用生成物表示为负值。(×)
提示 化学反应速率表示单位时间内反应物浓度的减少或生成物浓度的增加,其值均为正值。
(3)化学反应速率为0.8 mol·L-1·s-1是指1 s时某物质的浓度为0.8 mol·L-1。(×)
提示 化学反应速率是一段时间内的平均速率,不是某时刻的瞬时速率。
(4)化学反应的速率数值越大,反应进行得越快。(×)
提示 不一定用哪种物质表示。
(5)由公式v=计算得到的化学反应速率为平均速率。(√)
3.化学反应速率与化学计量数的关系
同一化学反应的反应速率用不同物质表示时,化学反应速率的数值之比等于方程式中各物质的化学计量数之比。如已知反应mA(g)+nB(g)===pC(g)+qD(g),则v(A)∶v(B)∶v(C)∶v(D)=m∶n∶p∶q。
1.在N2+3H22NH3的反应中,经过一段时间后,NH3的浓度增加了0.6 mol·L-1,在此段时间内用H2表示的平均反应速率为0.45 mol·L-1·s-1,则此段时间是多少?
提示 2s。已知用H2表示的平均反应速率为0.45 mol·L-1·s-1,则用NH3表示的平均反应速率为v(NH3)=v(H2)=×0.45 mol·L-1·s-1=0.3 mol·L-1·s-1,Δt==2 s。
2.X、Y、Z三种气体进行下列反应:3X+Y2Z,在三种不同情况下测得的速率值为:①v(X)=1 mol·L-1·s-1;②v(Y)=0.5 mol·L-1·s-1;③v(Z)=0.5mol·L-1·s-1。哪种情况表示的化学反应速率较快?
提示 ②。都转化为X表示的反应速率来比较反应速率的快慢,①v(X)=1 mol/(L·s);②v(Y)=0.5 mol/(L·s),则v(X)=3v(Y)=1.5mol/(L·s);③v(Z)=0.5 mol/(L·s),则v(X)=1.5 v(Z)=0.75 mol/(L·s);故反应由快到慢为:②>①>③。
1.化学反应速率计算常用“3”方法
(1)定义式法:利用公式v==计算化学反应速率,也可以利用公式计算物质的量或物质的量浓度变化或时间等。
(2)关系式法:同一反应中,化学反应速率之比=物质的量浓度之比=物质的量变化量之比=化学计量数之比。
(3)“三段式法”
①步骤:对于较为复杂的关于反应速率的题目常采用以下步骤和模板计算
a.写出有关反应的化学方程式;
b.找出各物质的起始量、转化量、某时刻量;
c.根据已知条件列方程式计算。
②方法:
例如:对于反应mA(g)+nB(g) pC(g)+qD(g),起始(t0 s)时A的浓度为a mol·L-1,B的浓度为b mol·L-1,反应进行至t1 s时,A消耗了x mol ·L-1,则化学反应速率可计算如下:
mA(g)+nB(g) pC(g)+qD(g)
c(起始)/mol·L-1 a b 0 0
c(转化)/mol·L-1 x
c(某时刻)/mol·L-1 a-x b-
③计算公式
a.反应物:c(末)=c(初)-Δc
生成物:c(末)=c(初)+Δc
b.v==
c.反应物转化率α=×100%。
2.定量比较化学反应速率的大小
比较化学反应速率大小时若单位不统一,首先换算成相同的单位。
(1)归一