内容正文:
第六章
化学反应与能量
第二节 化学反应的速率与限度
课时1 化学反应的速率
学习目标
1. 掌握化学反应速率的概念和表示方法;
2.能够进行化学反应速率的简单计算。
思考讨论
在化学实验和日常生活中,我们经常观察到这样的现象:有的反应进行的快,有的进行的慢。
你了解下图涉及的化学反应进行的快慢吗?反应的快慢程度与我们有什么关系?
很快
较快
较慢
很慢
思考讨论
在化学实验中,有哪些观察化学反应快慢(定性)的方法?
气泡的快慢
浑浊的快慢
固体消失的快慢
颜色的变化
在科学研究和实际应用中,
如何对化学反应进行的快慢进行定量的描述或比较?
化学反应速率
那么化学上又是如何判断一个化学反应的快慢的呢?
在物理中我们是如何定量地判断一个物体移动速度快慢的?
用速度来描述:单位时间内物体移动的距离的大小
v =
△s
△t
一、化学反应速率
1.表示:通常用单位时间内反应物浓度的减少量或生成物浓度的增加量(均取正值)表示。
(1)计算公式
(2)常用单位
mol/(L·min) 或 mol/(L·s)
或mol·L-1·min-1
60mol/(L·min) =1mol/(L·s)
思考讨论
思考1:在某一化学反应中,已知反应物A的浓度在10 s内从4 mol/L变成1 mol/L。则在这10 s内用A表示的化学反应速率为多少?
v(A)
∆c(A)
∆t
=
=
4 mol·L-1–1 mol·L-1
10 s
3 mol·L-1
10 s
0.3 mol·L-1·s-1
=
=
问:第10s的反应速率为多少?
无法确定
思考2: 一个化学反应的速率可以用任何一种反应物或生成物表示吗?
提示:纯固体或纯液体的浓度变化为0,一般不能用来表示速率。
注意:1. 固体或纯液体(液态水、液溴等)浓度为常数Δc=0,不用固体或纯液体表示化学反应速率
2. 化学反应速率是一段时间内平均反应速率而不是某一时刻的瞬时速率
1. 判断正误,正确的划“√”,错误的划“ ”
(1)对于任何化学反应来说,反应速率越大,反应现象就越明显( )
(2)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任何一种生成物浓度的增加( )
(3)化学反应速率为0.8mol·L-1·s-1是指1s时某物质的浓度为0.8mol·L-1( )
(4)由v=Δt(Δc)计算平均速率,反应物表示为正值,生成物表示为负值( )
×
×
×
×
△C (mol/L)
思考讨论
【例1】在1L的密闭容器中,加入8molN2和20mol H2,发生N2 + 3H2 2NH3,在5min末时,测得容器中含有6mol的N2,求该反应的化学反应速率。
N2 + 3H2 2NH3
起始浓度(mol/L) 8 20 0
5min末浓度(mol/L)
6
v(N2)= 2/5=0.4mol/(L·min)
v(H2)= 6/5=1.2mol/(L·min)
v(NH3)= 4/5=0.8mol/(L·min)
4
2
6
结论1: 同一反应的反应速率可以用不同的物质表示,其数值可能不同,但所表示的意义是相同的。在表示反应速率时,应注明是由哪种物质表示的。
思考讨论
【例1】在1L的密闭容器中,加入8molN2和20mol H2,发生N2 + 3H2 2NH3,在5min末时,测得容器中含有6mol的N2,求该反应的化学反应速率。
N2 + 3H2 2NH3
起始浓度(mol/L) 8 20 0
5min末浓度(mol/L)
6
v(N2)= 2/5=0.4mol/(L·min)
v(H2)= 6/5=1.2mol/(L·min)
v(NH3)= 4/5=0.8mol/(L·min)
4
2
△C (mol/L)
6
由以上可知∶ V(N2): V(H2 ): V(NH3)= 0.4 : 1.2 : 0.8 = 1 : 3 : 2
结论2: 同一反应中,各物质的反应速率之比等于其化学方程式中的化学计量数之比。即对于反应:aA+bB=cC+dD vA:vB:vC:vD = a : b : c : d
【例2】反应 A(g) + 3B(g) = 2C(g) + 2D (g) 在四种不同情况下的反应速率为:①v(