内容正文:
第3节 化学反应的速率
第1课时 化学反应速率
学习任务目标
1.了解化学反应速率的概念,能通过实验探究测定化学反应速率,形成不同的反应可用不同的方法来表示化学反应速率的变化观念。
2.能进行化学反应速率相关计算及化学反应速率大小比较,熟练掌握其计算方法。
某温度时,在一个3 L密闭容器中,X、Y、Z三种物质的物质的量随时间变化的曲线如图所示,由图中数据分析:
(1)该反应的化学方程式是Y+2Z3X。
(2)反应开始至2 min末,X的反应速率为0.067 mol·L-1·min-1。
(3)该反应是由③(①正反应;②逆反应;③正逆反应同时)开始。
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
二、化学反应速率
1.概念
化学反应速率是表示化学反应进行快慢的物理量。
2.表示方法
在容积不变的反应器中,通常是用单位时间内反应物浓度的减少或反应产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-1·s-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。
1.判断正误(正确的打“√”,错误的打“×”)。
(1)所有化学反应的反应历程均包含至少2个基元反应。 ( )
× 提示:简单反应的总反应就是基元反应。
(2)在可逆反应中,正反应的化学反应速率是正值,逆反应的化学反应速率是负值。(×)
(3)化学反应速率的数值越大,反应一定越快。 ( )
× 提示:同一化学反应,用不同的物质表示的化学反应速率的数值可能不同,故反应速率数值大,反应不一定快。
(4)在密闭容器中进行合成氨的反应,某一段时间内的反应速率v=1 mol·L-1·s-1。 ( )
× 提示:表示化学反应速率时必须指明是哪种物质。
2.已知4NH3+5O24NO+6H2O,若反应速率分别用v(NH3)、v(O2)、v(NO)、v(H2O)表示,正确的关系是( )
A.4v(NH3)=5v(O2) B.5v(O2)=6v(H2O)
C.4v(NH3)=6v(H2O) D.4v(O2)= 5v(NO)
D 解析:对于反应4NH3+5O24NO+6H2O,速率之比等于各物质化学式前的系数之比,故5v(NH3)=4v(O2),A项错误;6v(O2)=5v(H2O),B项错误;6v(NH3)=4v(H2O),C项错误; 4v(O2)=5v(NO),D项正确。
3.可逆反应2A+3B2C+D(A、B、C、D都为气体),在四种不同条件下的反应速率分别如下,则该反应在不同条件下反应速率最快的是( )
A.v(A)=0.5 mol·L-1·min-1
B.v(B)=0.6 mol·L-1·min-1
C.v(C)=0.35 mol·L-1·min-1
D.v(D)=0.4 mol·L-1·min-1
D 解析:在相同条件下,同一反应中不同物质表示的反应速率数值可能不同,所以要比较同一反应在同一条件下反应速率的快慢,应利用不同物质表示的反应速率之比等于其化学式前的系数之比转化为同一物质表示的反应速率,再比较数值的大小。
4.锡、铅均为ⅣA族元素,在含Pb2+的溶液中投入Sn会发生置换反应生成Sn2+,反应过程中金属离子(R2+)的物质的量浓度随时间的变化情况如图所示。下列说法错误的是( )
A.0~10 s内,v(Sn2+)=0.044 mol·L-1·s-1
B.反应的离子方程式为Pb2++SnPb+Sn2+
C.5 s时,正、逆反应速率相等,反应达到平衡
D.12 s时,5c(Sn2+)=11c(Pb2+)
C 解析:在含Pb2+的溶液中投入Sn会发生置换反应生成Sn2+,由图可知浓度减小的是Pb2+,浓度增加的是Sn2+。0~10 s内Sn2+的浓度从0 mol·L-1变为0.44 mol·L-1,所以v(Sn2+)==0.044 mol·L-1·s-1,A正确;在含Pb2+的溶液中投入Sn发生置换反应生成Sn2+,由图可知该反应为可逆反应,反应的离子方程式为Pb2++SnPb+Sn2+,B正确;由图可知5s时Pb2+和Sn2+的浓度相等,反应向正反应方