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第1讲化学反应速率
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课前引入
对于速度这个概念,相信大家都不陌生了。
世界上最快的飞机,速度可达7274千米/小时;蜗牛即使全速疾爬,速度也仅为8.5米/小时。
对于化学反应,不同的反应,其速率也不一样。如火药的爆炸,可以在瞬间完成;而溶洞的形成,需要百年甚至千年才能完成。
那么,如何表示化学反应速率呢?
模块一化学反应速率基础
一、化学反应速率知识精讲
1.定义:衡量化学反应进行快慢的物理量。
2.表示方法:单位时间内反应物浓度的减少量或生成物浓度的增加量来表示。
3.表达式:______________________ 单位: ________________________
【答案】v = mol·L-1·s-1或mol/(L·s),mol·L-1·min-1或mol/(L·min)。
及时小练
(1)某反应的反应物A浓度在5 min内由6 mol·L-1变成了2mol·L-1,则v(A)=。
(2)一个2L的容器中,盛入4.0 moL某气体反应物,2min后,测得这种气体反应物还剩余2 moL,该物质的化学反应速率为_________________。
【答案】0.8 mol·L-1·min-1 0.5 mol·L-1·min-1
二、“三段式”计算
(1)写出有关反应的化学方程式;
(2)标出各物质的起始量、变化量、最终量(可用物质的量,也可用浓度);
(3)根据已知条件列方程式计算。
三、化学反应速率与化学计量数的关系
1.同一反应用不同物质表示化学反应速率时,其数值大小可能不同,但表示的意义相同。
2.对于反应mA(g) + nB(g)===pC(g) + qD(g),当单位相同时,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,即v (A)∶v (B)∶v (C)∶v (D) = ___________________。
【答案】m∶n∶p∶q
四、化学反应速率的比较方法
1.定性比较
通过观察实验现象,如反应的剧烈程度、产生气泡或沉淀的快慢、固体消失或气体充满所需时间的长短等来定性判断化学反应的快慢。如K与水反应比Na与水反应剧烈,则反应速率:K>Na。
2.定量比较
同一化学反应速率用不同物质表示时数值可能不同,比较化学反应速率的快慢不能只看数值大小,还要进行一定的转化。
(1)“化物质”:将不同物质的化学反应速率转化成同一物质的化学反应速率,或分别除以相应物质的化学计量数,所得数值大的速率大。
(2)“化单位”:若化学反应速率的单位不一致,需转化为同一单位。
对点训练
题型一:化学反应速率的含义
【例1】下列关于化学反应速率的说法正确的是
A.因是同一反应,所以用不同物质表示化学反应速率时,所得数值是相同的
B.根据化学反应速率的大小可以知道化学反应进行的快慢
C.化学反应速率为“1mol/(L•min)”表示的意思是:时间为1min时,某物质的浓度为1mol/L
D.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者任何一种生成物浓度的增加
【答案】B
【详解】
A.同一反应,用不同物质表示化学反应速率时,数值比值等于方程式的系数之比,则不一定相等,故A错误;
B.化学反应速率的大小可以体现化学反应进行的快慢,即根据化学反应速率的大小可以判断化学反应进行的快慢,故B正确;
C.化学反应速率为“1 mol/(L•min)”表示的意思是:时间1min内,某物质的浓度变化量为1mol/L,故C错误;
D.化学反应的反应速率不能用固体物质单位时间内浓度的变化量表示,故D错误;
故答案为B。
题型二:化学反应速率大小比较
【变2-2】在四个不同容器中、不同条件下进行合成氨反应,根据下列在相同时间内测得的结果判断,生成氨的反应速率最快的是
A.v(H2)=0.01mol·L-1·s-1 B.v(NH3)=0.25mol·L-1·min-1
C.v(H2)=0.3mol·L-1·min-1 D.v(N2)=0.1mol·L-1·min-1
【答案】A
【解析】
同一化学反应中,同一时间段内,各物质的反应速率之比等于其计量数之比,先把不同物质的反应速率换算成同一物质的反应速率进行比较,从而确定选项,注意单位是否相同。
发生反应:N2+3H22NH3,不同物质表示的反应速率之比等于其化学计量数之比,故不同物质表示的速率与其化学计量数的比值越大,表示的反应速率越快。
A.v(N2)====0.2mol•L-1•min-1;
B.v(N2)===0.125mol•L-1•min-1;
C.v(N2)===0.1mol•L-1•min-1;
D.v(N2)=0.1mol·L-1·min-1;
反应速率A>B>C=D;
答案选A。
题型三:化学反应速率的相关计算
【变3-1