内容正文:
人教版必修第二册
第二节 化学反应的速率和限度
第一课时 化学反应速率
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?
思考与交流:
①炸药爆炸 快
②金属锈蚀 慢
③食物腐败 慢
④钟乳石形成 慢
注意
这其中涉及氧化还原反应的是:
①②③
其中 ④钟乳石的形成 过程中元素的化合价都没有发生变化,是 CaCO3 和 Ca(HCO3)2 之间的转化
钟乳石的化学成因:
钟乳石由 CaCO3 和其他矿物质的沉积形成,有着石钟乳,石笋,石柱等不同形态。
CaCO3 (s) + CO2 (g) + H2O (l) = Ca(HCO3)2 (aq)
Ca(HCO3)2 (aq) = CaCO3↓+ CO2↑+ H2O(l)
生长较快的钟乳石,在七八十年间能长1米左右。
钟乳石的形成往往需要上万年或几十万年时间。光泽剔透,形状奇特,具有收藏价值。
在化学反应的研究和实际应用中,
人们除了选择合适的化学反应以实现所期待的物质转化或能量转化,还要关注化学反应进行的快慢和程度,以提高生产效率。
化学反应进行的快慢与我们有什么关系呢?
思考与交流:
不同的化学反应进行的快慢千差万别,快和慢是相对而言的,
我们以上的判断方法都是定性地描述反应的快慢。
而在科学研究和实际应用中,往往需要定量地描述一个反应的快慢。
什么是定性?什么是定量?
例如:我们学过物理都知道:
(1) 光的传播速度是很快的;
(2) 光在空气中的传播速度3×108m/s。
定性描述
定量描述
思考与交流:
那么化学上又是如何定量地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 =
△X
△t
速度是衡量什么的物理量?
如何表示化学反应的快慢?
比较化学反应快慢的方法:
A. 定性观察法(粗略)
B. 定量表示法(准确)
——化学反应速率
①冒气泡快慢
②固体量减少
③溶液浑浊程度
④溶液颜色变化等
(提示:可类比速度表达式 )
【问题】用∆t 来表示时间,∆c 表示浓度变化,v 表示反应速率,你能用字母符号来表示化学反应速率吗?
v=
∆X
∆t
一、化学反应速率
v=
∆c
∆t
一、化学反应速率
1.意义
化学反应速率是用来衡量化学反应进行的快慢的物理量。
2.表示方法
化学反应速率用单位时间内反应物浓度的减小或生成物浓度的增大来表示。
(如每秒,每分,每小时)
(物质的量浓度)
3.计算公式
注意点:化学反应速率是标量,只取正值。
4.常用单位
或mol·L-1·min-1
一、化学反应速率
Δc —— 某一反应物或生成物浓度的变化量,常用单位:mol/L;
Δt —— 变化所用时间,常用单位:s,min,h;
V —— 化学反应速率,常用单位:mol/(L·s),mol/(L·min)等。
练习
= 0.3mol/(L·s)
v (NH3) =
△c (NH3)
△t
=
(0. 6 – 0 )mol/L
2s
v (N2) =
△c (N2)
△t
=
(0. 8 – 0.5 )mol/L
2s
= 0.15mol/(L·s)
问题1:若用N2的浓度变化来表示此反应速率是多少?若用NH3 来表示呢?
问题2:此反应化学反应速率用不同物质表示为什么数值不同?
数值上有何规律?
在反应中,从开始至 2 秒,
N2的浓度从0. 8mol/L 变为0. 5 mol/L,NH3的浓度由0 变为 0. 6 mol/L,
v (N2) : v (NH3) =
1:2
化学反应速率的特点
①在同一个化学反应里,用不同的物质表示的反应速率数值可能不同,
但其意义相同。
故描述化学反应速率时,必须指明是用哪种反应物或哪种生成物来表示。
②用不同物质在单位时间内的浓度变化表示时,
化学反应速率之比等于化学方程式中相应物质的化学计量数之比。
例如:在反应 a A + b B == c C + d D 中
v(A):v(B):v(C): v(D) ==
a : b : c : d
在一定条件下,mA + nB = p C 的反应中,各物质的化学反应速率为V(A)= a mol·L-1·s-1,
V(B)= mol·L-1·s-1,
V(C)= a mol·L-1·s-1,
则该反应的化学方程式是__________ 。
2A + B = 2C
练习
在18 L容积的容器中,5 h 内产生180 mol 物质,
求化学反应速率。
V(生成物)=