内容正文:
第二节 化学反应的速率与限度
第1课时 化学反应的速率
[学习目标]
1.了解化学反应速率的含义及其表示方法。
2.了解影响化学反应速率的因素。
3.初步了解控制化学反应速率的方法。
知识点一 化学反应速率
化学反应速率的含义及表示方法
[特别提醒]
(1)在同一化学反应里,用不同的物质表示的反应速率数值可能不同,但意义相同。
(2)化学反应速率是一段时间内的平均反应速率,而不是瞬时速率。
[思考探究]
1.能否用固体或纯液体物质来表示化学反应速率?
提示 不能;原因是固体或纯液体物质的浓度一般视为常数,单纯改变它们的用量,浓度视为不变。
2.一定温度下,向2 L的密闭容器中加入2 mol N2,6 mol H2,反应2 min后,测得容器中NH3的物质的量为0.8 mol。
(1)分别求出2 min内用N2、H2和NH3表示的化学反应速率是多少?
提示 N2 + 3H2 2NH3
起始浓度: 1 3 0
变化浓度: 0.2 0.6 0.4
2 min时浓度: 0.8 2.4 0.4
v(N2)==0.1 mol·L-1·min-1
v(H2)==0.3 mol·L-1·min-1
v(NH3)==0.2 mol·L-1·min-1。
(2)用N2、H2和NH3表示的化学反应速率的数值是否相等?其数值大小有何关系?
提示 不相等;v(N2)∶v(H2)∶v(NH3)=0.1∶0.3∶0.2=1∶3∶2,即速率之比等于化学方程式中相应物质的化学计量数之比。
3.反应:3A(g)+B(g)2C(g)+2D(g),在不同条件下,用不同物质表示其反应速率,分别为:
①v(A)=0.6 mol·L-1·min-1 ②v(B)=0.45 mol·L-1·min-1 ③v(C)=0.015 mol·L-1·min-1 ④v(D)=0.45 mol·L-1·min-1
则此反应在不同条件下进行最快的是____________(填序号)。
解析 用A表示的化学反应速率分别为①中v(A)=0.6 mol·L-1·min-1;②中v(A)=3v(B)=0.45 mol·L-1·min-1×3=1.35 mol·L-1·min-1;③中v(A)=v(C)=×0.015 mol·L-1·min-1=0.022 5 mol·L-1·min-1;④中v(A)=v(D)=×0.45 mol·L-1·min-1=0.675 mol·L-1·min-1;所以在不同条件下,进行最快的是②。
提示 ②
[归纳提升]
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。
2.化学反应速率的计算方法
(1)定义式法:利用公式v=计算化学反应速率,也可以利用该公式计算浓度变化量或反应时间。
(2)关系式法:化学反应速率之比=物质的量浓度的变化量之比=物质的量的变化量之比=化学计量数之比。
3.反应速率大小比较的两种方法
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,应先统一单位,再比较:
(1)归一法:换算成同一物质、再比较数值大小。
①根据各物质表示的化学反应速率之比等于该化学方程式中各物质的化学计量数之比,换算同一物质表示的化学反应速率。
②比较同一个化学反应的反应速率的快慢时,应将反应速率转化为同一种物质,然后进行比较,且要注意单位统一。
(2)比值法:比较化学反应速率与化学计量数的比值。如反应:aA+bBcC,要比较v(A)与v(B)的相对大小,即比较与的相对大小,若>,则用v(A)表示的反应速率比用v(B)表示的反应速率大。
1.下列对化学反应速率的理解正确的是( )
A.化学反应速率表示的是化学反应进行的程度
B.化学反应速率可以用单位时间内反应物浓度的变化来表示
C.化学反应速率可以用任何一种反应物或生成物来表示
D.化学反应速率可以是正值,也可以是负值
解析 化学反应速率表示化学反应进行的快慢,不表示反应进行的程度,A错误;化学反应速率可以用单位时间内反应物浓度的减少量来表示,也可以用单位时间内生成物浓度的增加量来表示,B正确;化学反应速率不能用纯液体或纯固体的物质的量浓度的变化来表示,C错误;化学反应速率都是正值,无负值,D错误。
答案 B
2.可逆反应:4A(s)+3B(g)===4C(g)+D(g),经2 min 后B的浓度减少0.6 mol·L-1,对此反应速率的正确表述是( )
A.用A表示的反应速率是0.4 mol·L-1·min-1
B.分别用B、C、D表示反应的速率,其比值是 3∶4∶1
C.在2 min末时反应物B的反应速率为0.3