内容正文:
第三节 化学反应的速率和限度
第1课时 化学反应的速率
【学习目标】
1.掌握化学反应速率的定义及表示方法,能进行化学反应速率的计算与比较。
2.认识影响化学反应速率的因素,学会控制化学反应速率的常用方法。
课堂练思考
1.人们为什么使用电冰箱储存食物?
答案: 温度越低,食物变质腐败的速率越慢。这也是温度对化学反应速率影响在生活中的应用。
2.实验室通常要将两种块状或颗粒状的固体药品研细,并混匀后再进行反应,原因是什么?
答案: 固体药品研得越细,其表面积越大,混匀后反应物之间接触的面积也越大,反应就越迅速、充分。
3.对于反应CaCO3+2H+===CO2↑+H2O+Ca2+,能否用增加 CaCO3的量加快该反应速率?(不考虑接触面的变化)
答案: 否。因为CaCO3为固体,其物质的量浓度视为常数,增加固体物质的量不影响其浓度,化学反应速率不变。
一 化学反应速率
1.含义:通常用化学反应速率来衡量化学反应进行的快慢,化学反应速率可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。
2.表达式:v=,式中各符号表示的意义:
v——表示化学反应速率。
Δc——反应物或生成物浓度的变化量,单位:mol·L-1。
Δt——时间,单位:s、min、h。
3.单位:mol·L-1·s-1、mol·L-1·min-1、mol·L-1·h-1。
4.举例:在一个体积为2 L的密闭容器中发生反应2SO2+O22SO3,经过5 s后,测得SO3的物质的量为0.8 mol。填写下表:
反应物或生成物
SO2
O2
SO3
物质的量浓度变化(mol·L-1)
0.4
0.2
0.4
化学反应速率(mol·L-1·s-1)
0.08
0.04
0.08
化学反应速率之比
2∶1∶2
课堂拓展
1.在描述反应速率时应指明是用哪种物质表示的速率,为什么?
答案:在同一反应中,用不同物质来表示反应速率时,其数值不一定相同,这些速率的数值之比等于化学方程式中的计量数之比,故描述反应速率时应指明物质。但无论用哪种物质表示,其意义是相同的,都表示该反应在这一时间段内反应的平均速率。
2.对同一化学反应,在相同的时间内,用不同的物质来表示其化学反应速率时,数值之间有什么关系?
答案:对同一化学反应,在相同的时间内,用不同的物质来表示的化学反应速率,化学反应速率之比等于反应方程式中相应的物质的化学计量数之比。
3.对于反应C(s)+H2O(g)CO(g)+H2(g),能否用C和H2O来表示该反应的化学反应速率?
答案:该反应的化学反应速率不能用C表示,可以用H2O(g)表示,固体或纯液体的浓度可视为常数,因此不用固体或纯液体表示化学反应速率。若反应中水为气体,可以用来表示反应速率,若水为溶剂,则不能用水表示反应速率。
4.某一化学反应在第5 s时的反应速率是0.2 mol·L-1·s-1的说法正确吗?
答案:不正确。通常所说的化学反应速率是指一段时间内的平均反应速率,而不是某一时刻的瞬时速率。
5.一个化学反应的速率可以用任何一种反应物或生成物来表示吗?
答案:由于Δc表示的是物质的物质的量浓度的变化,而固态物质和纯液态物质的浓度在一定温度下是常数,所以这种表示化学反应速率的方法不适合固态物质和纯液态物质。
特别强调
1.表示化学反应速率时,必须指明具体的物质,因为同一化学反应,用不同的物质表示的反应速率,其数值可能不同。例如,化学反应N2+3H22NH3,用H2表示该反应的反应速率时应写成v(H2)。
2.对于有固体或纯液体参加的反应,由于固体或纯液体的浓度为一常数,即Δc=0(无意义),所以不用固体或纯液体表示反应速率。
3.对于一个具体的化学反应,反应物和生成物的物质的量的变化是按化学方程式中化学计量数之比进行的,所以化学反应中各物质的反应速率之比等于化学方程式中各物质的化学计量数之比。
对于反应aA+bB===cC+dD(A、B、C、D均不是固体或纯液体),v(A)∶v(B)∶v(C)∶v(D)=Δn(A)∶Δn(B)∶Δn(C)∶Δn(D)=Δc(A)∶Δc(B)∶Δc(C)∶Δc(D)=a∶b∶c∶d。
4.在同一时间内的同一个化学反应里,虽然用不同物质表示的化学反应速率不一定相同,但它们表示的意义相同,即一种物质的化学反应速率就代表了整个化学反应的反应速率。
5.化学反应速率的计算模式
设a mol·L-1、b mol·L-1分别为A、B两物质的起始浓度,mx mol·L-1为反应物A的转化浓度,nx mol·L-1为反应物B的转化浓度,则:
mA(g)+nB(g)pC(g)+qD(g)
起始浓度/mol·L-1 a b 0 0
变化浓度/mol·L-1 mx