内容正文:
▶导语:研究物质间的化学反应,必须探索两大问题:一是反应的快慢和历程,二是反应的趋势和限度,前者关乎化学反应速率的问题,后者则涉及化学反应的方向和化学平衡。一个化学反应是否具有实际意义,在生产、生活中能否为人类所利用,与这两方面有着密切的关系。
要点概括与学法引导
了解化学反应速率的概念及其表示方法,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。
从宏观上认识外界因素影响化学反应速率的规律,建立分析探究外界因素影响化学反应速率的思维模型。
熟知化学平衡状态的特征,建立化学平衡状态判断方法的思维模型,掌握化学平衡常数的概念,构建化学平衡常数相关计算的思维模型(三段式法),理清计算的思路,灵活解答各类问题。
从实验和计算两个角度分析化学平衡移动原理,构建图像分析化学平衡的思维模型。
通过工业合成氨适宜条件的选择与优化,认识化学反应速率和化学平衡的综合调控在生产、生活和科学研究中的重要作用。
第二章 化学反应速率与化学平衡
第一节 化学反应速率
第1课时 化学反应速率
学习目标
核心素养
1.能进行化学反应速率的简单计算。
2.能通过实验探究测定化学反应速率。
1.模型认知:通过分析推理的方法,建立同一化学反应用不同物质所表达的速率之间的量的关系的认知模型,并根据模型解释本质和规律。
2.科学探究:通过实验的方法测定化学反应速率。
课前预习新知
知|识|梳|理
知识点一 化学反应速率
1.定义。
用来描述化学反应过程进行快慢的物理量。
2.表示方法。
(1)可用单位时间、单位体积中反应物或生成物的物质的量变化来表示。
(2)如果反应体系的体积是恒定的,通常用单位时间内反应物浓度的减小或生成物浓度的增加来表示。
3.表达式及其单位。
(1)表达式:v=。
(2)常用单位:mol·L-1·min-1[或mol/(L·min)]、mol·L-1·s-1[或mol/(L·s)]。
(3)对于一个化学反应:mA+nBpC+qD,用不同的物质的物质的量浓度变化表示的该反应的反应速率存在的关系为===。
【微思考】 (1)同一化学反应,用不同物质表示其反应速率时,数值相同吗?
提示:不一定相同,若化学计量数相同,则反应速率数值相同,否则,数值不相同。
(2)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?
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,但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视为常数。
微判断(正确的画“√”,错误的画“×”)
1.化学反应速率为1.0 mol·L-1·min-1是指1 min 时某物质的浓度为1.0 mol·L-1。 (×)
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.由v=计算平均速率,用反应物表示时为正值,用生成物表示时为负值。 (×)
4.同一化学反应,相同条件下用不同物质表示的反应速率,其数值可能不同,但表示的意义相同。 (√)
知识点二 化学反应速率的测定
化学反应速率是可以通过实验测定的。根据化学反应速率表达式,实验中需要测定不同反应时刻反应物(或生成物)的浓度。
利用任何一种与物质浓度有关的可观测量都可以进行测定,如气体的体积、体系的压强、颜色的深浅、光的吸收、导电能力等。
课堂互动探究
探究一 化学反应速率的理解与计算
1.化学反应速率的理解。
2.化学反应速率的计算。
(1)定义式法:可利用公式v=计算化学反应速率,也可利用该公式计算浓度的变化量或时间。
(2)关系式法。
利用以下关系式进行计算:
化学反应速率之比=物质的量浓度变化之比=物质的量变化之比=化学计量数之比。
【例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,下列化学反应速率不正确的是 ( )
A.v(N2)=0.25 mol·L-1·min-1
B.v(H2)=0.75 mol·L-1·min-1
C.v(NH3)=1 mol·L-1·min-1
D.v(NH3)=0.5 mol·L-1·min-1
解析 解法一:求化学反应速率,需先求参加反应的物质的物质的量浓度的变化量和反应所耗时间,据物质的量的变化量与体积的比可得出浓度的变化量:
N2 + 3H22NH3
起始量/mol 2 10 0
变化量/mol 2-1 3 2
2 min末量/mol 1 10-3 2
则v(N2)=(2-1) mol/(2 L×2 min)=0.25