内容正文:
第3节 化学反应的速率
[学习目标]
1.知道化学反应是有历程的,认识基元反应。
2.知道化学反应速率的表示方法,能进行化学反应速率的简单计算,了解测定化学反应速率的简单方法。
知识点一 化学反应是有历程的
1.基元反应
大多数化学反应都是分几步完成的,其中的__每一步__反应称为基元反应。例如H·+O2―→·OH+O·即为氢气与氧气生成水的反应中的一个基元反应。
2.反应历程
(1)含义:基元反应构成的反应序列。
(2)特点
①反应不同,反应__历程__不相同。
②同一反应,在不同__条件__下的反应历程也可能不同。
(3)决定因素:反应历程由__反应物的结构和反应条件__决定。
(4)作用:反应历程的差别造成了__化学反应速率__的不同。
3.从反应机理角度对化学反应的分类
[思考探究]
1.正误判断(正确的打“√”,错误的打“×”)。
(1)同一化学反应,不同条件下,可能有不同的反应历程( )
(2)所有的化学反应都是分几步完成的( )
(3)若一个化学反应分多步完成,总反应的快慢由基元反应中最慢的一步决定( )
(4)H++OH-===H2O既是基元反应又是总反应( )
(5)化学反应不同,反应历程就不同( )
(6)反应物的结构和反应条件决定着一个反应的反应历程( )
提示:(1)√ (2)× (3)√ (4)√ (5)√ (6)√
2.已知2HIH2+I2经过两步完成,
第1步……
第2步:2I·―→I2
写出第1步基元反应:____________________。
提示:2HI―→H2+2I·
3.已知氧气氧化溴化氢气体的反应历程:
a.HBr+O2―→HOOBr
b.HOOBr+HBr―→2HOBr
c.HOBr+HBr―→H2O+Br2
(1)该反应过程中的中间体有____________________。
(2)写出O2氧化HBr的总反应____________________________。
提示:(1)HOOBr、HOBr (2)4HBr+O2===2H2O+2Br2
丙酮碘化反应(水溶液中发生)
v=kc(CH3COCH3)c(H+)c0(I2)
该反应是一个复杂的反应分为多个基元反应:
该反应的总反应速率由________决定,速率取决于________及________的浓度。
答案 丙酮、氢离子 丙酮 氢离子
知识点二 化学反应速率
1.化学反应速率的表示方法
用电子天平准确取三段质量相等的镁条,放入体积相同浓度不同的过量的盐酸中,记录镁条完全消失所用时间,填入下表:
一组
二组
三组
盐酸的浓度/(mol·L-1)
2.0
1.5
1.0
盐酸的体积/mL
20
20
20
镁条的质量/g
0.12
0.12
0.12
镁条的物质的量/mol
0.005
0.005
0.005
时间/s
t1
t2
t3
v(Mg)/(g·s-1)
v(Mg)/(mol·s-1)
(1)根据所得实验数据,将计算结果填入上表。
(2)如果分别用单位时间内盐酸浓度的减小、氯化镁浓度的增大来表示化学反应速率(提示:忽略反应前后溶液体积的改变),以第三组数据为例,分别计算盐酸、氯化镁表示的化学反应速率:
①v(HCl)=mol·L-1·s-1;
②v(MgCl2)=mol·L-1·s-1;
③上述①、②两数据不同的原因是__化学方程式中HCl、MgCl2的系数不同__。
(3)比较t1、t2、t3的大小顺序依次为__t3>t2>t1__。
用盐酸浓度表示的化学反应速率,三组数据由大到小的顺序是__v(一组)>v(二组)>v(三组)__。
2.化学反应速率
(1)表示方法
对于反应体系体积不变的化学反应aA+bB===dD+eE,可以用单位时间内某物质__浓度(或质量、物质的量等)__的改变量(取绝对值)来表示。
(2)数学表达式及单位
v(A)=,单位为__mol·L-1·s-1__或__mol·L-1·min-1__。
(3)特点
①同一反应选用不同的反应物或反应产物表示化学反应速率,数值可能__不同__,但表示的意义__相同__。
②各物质表示的化学反应速率的数值之比等于化学方程式中各物质化学式前的__系数之比__。
[注意] (1)不用固体或纯液体表示反应速率。
(2)反应速率表示一段时间内反应的平均速率,不是瞬时速率。
[思考探究]
1.一定条件下,向2 L密闭容器中加入2 mol N2和10 mol H2,发生反应N2+3H22NH3,2 min时测得剩余N2 1 mol,试分别用v(N2),v(H2),v(NH3)表示该反应的化学反应速率。
提示:v(N2)==0.25 mol·L-1·min-1
因为v(N