内容正文:
第一单元 化学反应速率
第1课时 化学反应速率的表示方法
[素养发展目标] 1.知道化学反应速率的表示方法。2.能进行化学反应速率的简单计算,会比较化学反应速率的快慢。3.根据化学反应速率的测定原理,设计实验学会化学反应速率的测定方法,发展基于变量关系的证据推理素养。
一、化学反应速率
1.表示方法
可用单位时间内反应物浓度(通常使用物质的量浓度)的减少或者生成物浓度的增加来表示。
2.表达式
对于化学反应:aA+bB===cC+dD,用A、B、C、D浓度变化表示的反应速率分别为:v(A)=,v(B)=,v(C)=,v(D)=。
3.单位:_mol·L-1·min-1[或_mol/(L·min)]、
mol·L-1·s-1[或_mol/(L·s)]。
4.平均速率与瞬时速率
(1)平均速率由v=求得的。v是在反应时间间隔Δt内反应的平均速率。
(2)瞬时速率
①当Δt非常小时,由v=可求化学反应在某一时刻的瞬时速率。
②通过ct图像,运用数学方法也可求得瞬时速率。
【即学即练】
1.判断正误,正确的打“√”,错误的打“×”。
(1)化学反应方程式中,任何一种物质均可用v=求出该物质表示的化学反应速率(×)
`(2)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(×)
(3)同一化学反应中,不同物质表示的化学速率数值可能不同,但表示的意义(快慢)相同(√)
(4)若某化学反应的反应速率为0.5 mol·L-1·s-1,就是指在该时间内反应物和生成物的浓度变化都为0.5 mol·L-1(×)
(5)同一化学反应,相同条件下用不同物质表示的反应速率,数值越大,表示化学反应速率越快(×)
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)利用科学仪器测量出的性质进行测定,如颜色的深浅、光的吸收、光的发射、导电能力等。
(3)在溶液中,当反应物或生成物本身有比较明显的颜色时,常常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。
3.测定实例
设计实验测定盐酸与大理石反应的速率。
(1)按下图所示装置,在锥形瓶中加入5 g大理石,加入20 mL 1 mol·L-1盐酸。每隔10 s观察注射器中气体体积。
(2)mL·s-1为反应速率的单位,计算每10 s时间间隔内的反应速率。
(3)以反应时间为横坐标,以产生气体的体积为纵坐标,绘制V(CO2)-t曲线。
【即学即练】
2.用大理石(杂质不与稀盐酸反应)与稀盐酸反应制CO2,实验过程记录如图所示。
(1)用下列方法来测定反应速率正确的是________。
①测定收集一定体积的CO2时所用的时间
②测定一段时间内溶液中c(H+)的变化
③测定一定质量的CaCO3完全溶解所需时间
④测定一定时间内产生CO2气体的体积
(2)反应速率最快的是________段;
(3)收集的CO2最多的是________段。
提示:(1)①②③④ (2)EF (3)EF
一、化学反应速率的理解与测定
1.能否用任一反应物或生成物表示反应速率?
提示:固体或者纯液体的浓度为常数,故不能用其表示反应速率。
2.化学反应速率是平均速率还是瞬时速率?是正值还是负值?
提示:根据化学反应速率的概念,通过v=求得的速率是平均速率,均取正值。
3.在C(s)+H2O(g)CO(g)+H2(g)的反应中,可用哪些物质表示反应速率,在2Na+2H2O===2NaOH+H2↑的反应中呢?
提示:在C(s)+H2O(g)CO(g)+H2(g)反应中,可以用H2O(g)、CO(g)、H2(g)的浓度变化来表示反应速率,而在2Na+2H2O===2NaOH+H2↑的反应中只能用NaOH、H2的浓度变化来表示,不能用固体或纯液体来表示反应速率,因为固体或纯液体的浓度为常数。
4.讨论:实验测定盐酸与大理石反应的速率,为确保测定的准确性,应注意哪些事项?
提示:(1)大理石的颗粒(即表面积)大小基本相同;(2)盐酸要迅速加入;(3)装置气密性良好,且计时要迅速准确。
1.表示化学反应速率的注意事项
(1)化学反应速率,是某一时间段的平均速率而不是瞬时速率。
(2)不论是反应物还是生成物,其化学反应速率值都取正值。
(3)固体或纯液体(注意:不是溶液)的物质的量浓度可视为不变的常数,因此,一般不用固体或纯液体表示化学反应速率。
(4)同一化学反应里,用不同物质表示的反应速率可能不同,但意义相同,故描述反应速率时必须指明具体的化学物质。
2.实验室测定化学反应