内容正文:
第一节 化学反应速率
在北京故宫的保和殿后,有一块巨大的“云龙陛石”,上面雕有精美的蟠龙图案,是珍贵的文化遗产。但近些年,浮雕已经受损,一些细小的花纹已经模糊不清。大理石雕刻制品从安放的时候起,由于风吹、日晒、雨淋等自然因素的影响,就开始受到腐蚀。可是为什么前几百年腐蚀很慢,而近几十年腐蚀却变快了呢?这就涉及化学反应速率的问题。那么,什么是化学反应速率呢?
1.不同的化学反应进行的快慢程度相同吗?
提示:不同的化学反应进行的快慢程度相差很大,如炸药爆炸在瞬间完成;牛奶变质、钢铁生锈、塑料老化很缓慢;溶洞、石油、煤的形成极其缓慢。
2.如何对化学反应进行的快慢作出定性判断?
提示:对于一个化学反应,我们经常根据固体反应物减少的快慢、生成气体和沉淀的快慢及溶液颜色变化的快慢来定性判断化学反应进行的快慢程度。
知识目标
1.了解化学反应速率的概念。[来源:Z&xx&k.Com]
2.了解化学反应速率的表示方法,能进行有关化学反应速率的简单计算。
能力目标
1.明确化学反应速率的表示方法。
2.能进行有关化学反应速率的比较和简单计算。
重点难点
1.化学反应速率的表示方法。
2.化学反应速率的简单计算和测定方法。
[来源:学科网]
一、化学反应速率
二、化学反应速率的测定
1.测定原理
利用化学反应中与某一种化学物质的 浓度 (或 质量 )相关的性质进行测定。
2.测定方法
(1)利用能够直接观察的某些性质测定
如通过测量释放出一定体积的气体的 时间 来测定反应速率或测定一定时间内气体压强的变化来测定反应速率。
(2)利用科学仪器测量物质的性质
如在溶液中,当反应物或产物本身有较明显的颜色时,可利用 颜色深浅 和 显色物质浓度 间的正比关系来跟踪反应的过程和测量反应速率。
1.对于同一个化学反应,当用不同物质表示其化学反应速率时,其数值关系如何,表示意义怎样?怎样表示反应速率?
提示: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v的后面将该物质的化学式用括号括起来。
2.已知Zn+H2SO4===ZnSO4+H2↑,你有几种方法测定该反应的反应速率?
提示:①测定收集一定体积的H2时所用的时间。
②测定一段时间内溶液中H+浓度的变化。
③测定一段时间内锌粒质量的变化。
④测定在相同时间内产生H2的体积。
[要点一] 化学反应速率的应用
1.化学反应速率均为正值,没有负值。
2.化学反应速率通常指的是某物质在某一段时间内化学反应的平均速率,而不是在某一时刻的瞬时速率。
3.化学反应速率不用固体或纯液体物质的“浓度变化”来表示。因为在一定温度下,固体或纯液体物质单位体积里的物质的量保持不变,即物质的量浓度为常数[如碳的质量从12 g减少为6 g或水的体积从50 mL减少为25 mL,并不意味着它们的浓度减少了一半],因而“浓度变化”无意义。又如反应2Na+2H2O===2NaOH+H2↑可用v(NaOH)或v(H2)来说明反应进行的快慢,但不用v(Na)或v(H2O)来表示反应速率。
4.对于同一化学反应,在相同的反应时间内,用不同的物质来表示其反应速率,其数值可能不同,但这些不同的数值表示的都是同一个反应的速率。因此,表示化学反应的速率时,必须指明是用反应体系中的哪种物质作标准。
5.化学反应速率的计算方法
(1)利用反应速率的定义式v=计算;
(2)利用化学反应中各物质的速率之比等于化学计量数之比的规律计算;
(3)利用“三段式”进行计算:即用“起始量、变化量、某时刻量”的模式来分析、解决问题。
[典例1]一定温度下,向一个容积为2 L的真空密闭容器中(事先装入催化剂)通入1 mol N2和3 mol H2,3 min后测得密闭容器内的压强是起始时的0.9倍,在此时间内v(H2)是( )
A.0.2 mol/(L·min) B.0.6 mol/(L·min)
C.0.1 mol/(L·min) D.0.3 mol/(L·min)
解析:C [由: N2+3H22NH3
初始(mol) 1 3 0
变化(mol) x 3x 2x
3 min(mol) 1-x 3-3x 2x
又由压强之比等于物质的量之比,所以
=0.9,解得x=0.2,
所以v(H2)==0.1 mol/(L·min)。]
计算物质浓度变化的三段式模式
例如:反应 mA + nBpC
起始浓度(mol/ L) a b c
转化浓度(mol/ L) x
某时刻浓度(mol/ L) a-x b- c+
注意:(1)对反应物:Δc=c(起始)-c(某时刻)