内容正文:
组织建设
第一节 化学反应速率
第二章 化学反应速率与化学平衡
化学反应速率与化学平衡
化学反应的快慢
化学反应的限度
化学反应进行的方向
(速率)
(反应物能否全部转化为产物)
(推动力)
第 页
苹果霉变
电动车失火
不同的化学反应进行的快慢千差万别,语言表述快与慢是相对而言的,是一种定性的比较。
那么,如何定量的描述化学反应过程进行的快慢呢?
你知道下列化学变化进行得快还是慢?
课堂导入
3
1、定义:单位时间内反应物浓度的减少量或生成物浓度的增加量
2、公式:
3、单位:mol/(L·s) 、mol/(L·min) 或 mol·L-1·min-1
v = =
浓度变化量
时间
物质的量变化量
不用固体和纯液体表示v
纯液体或固体的浓度一般视为常数
v是表示某段时间内的平均速率,且为正值;
一、化学反应速率
单位换算:1 mol/(L·s) =______
mol/(L·min)
1s =60-1 min
60
(1)某反应的反应物A浓度在5 min内由6 mol·L-1变成了2mol·L-1,则v(A)=
(2)一个2L的容器中,盛入4.0 moL某气体反应物,2min后,测得这种气体反应物还剩余2 moL,该物质的化学反应速率为_________________。
0.8 mol·L-1·min-1
0.5 mol·L-1·min-1
学习检测
上述计算出来的反应速率,是一直保持不变的吗?
一般来说,化学反应不是等速进行的,因此某一时间内的反应速率实际上是这一段时间内的平均速率。
【例】在密闭容器中,合成氨的反应 N2 + 3H2⇌2NH3,反应前测得 N2 的浓度 1mol/L,H2 的浓度 3mol/L ,2 min 后测得 NH3 的浓度 1mol/L ,N2 的浓度0.5mol/L,H2 的浓度 1.5mol/L ,求 v(H2)、 v(N2)、 v(NH3)
经计算,得 v(N2 ) = 0.25 mol·L-1·min-1,
v(H2 ) = 0.75 mol·L-1·min-1
v(NH3 ) =0.5 mol·L-1·min-1
v(N2 ) : v(H2 ) : v(NH3 ) = 1 : 3 : 2
【结论】同一化学反应中,不同物质表示的化学反应速率之比(单位一致)= 化学计量数之比
二、化学反应速率的计算
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同一化学反应中,选用不同物质表示化学反应速率,其数值可能不相同,但表示的意义相同且化学反应速率之比=化学计量数之比。
m A + n B ⇌ p C + q D
υ(A)∶ υ(B) ∶ υ(C) ∶ υ(D) = m∶ n∶ p∶ q
=
υ(A)
m
=
υ(B)
n
=
υ(C)
p
υ(D)
q
注意事项
一、化学反应速率
三段式”计算
(1)写出有关反应的化学方程式;
(2)标出各物质的起始量、变化量、最终量(可用物质的量,也可用浓度);
(3)根据已知条件列公式计算。
化学反应速率的相关计算中, 经常需要用到“三段式”。
【例题】2SO2 + O2 2SO3,4 molSO2和2 mol O2 在2 L的密闭容器中反应2 min 后,SO2的物质的量浓度为1.5 mol/L,求SO2、O2、SO3的反应速率。
化学反应速率的相关计算中, 经常需要用到“三段式”。
【例题】2SO2 + O2 2SO3,4 molSO2和2 mol O2 在2 L的密闭容器中反应2 min 后,SO2的物质的量浓度为1.5 mol/L,求SO2、O2、SO3的反应速率。
起始量(mol/L)
变化量(mol/L)
最终量(mol/L)
2 1 0
0.5 0.25 0.5
1.5 0.75 0.5
求各物质的速率,反应物的转化率
学习检测
转化率= ×100%
化学反应速率的比较方法
1.定性比较
通过观察实验现象,如反应的剧烈程度、产生气泡或沉淀的快慢、固体消失或气体充满所需时间的长短等来定性判断化学反应的快慢。如K与水反应比Na与水反应剧烈,则反应速率:K>Na。
2.定量比较
一、化学反应速率
归一法
若单位不统一,则要换算成相同的单位;若为不同物质表示的反应速率,则要换算成同一物质来表示反应速率;再比较数值的大小。
比较化学反应速率与化学计量数的比值,如aA(g)+bB(g)=cC(g)+dD(g),
v(A)
a
v(B)
b
>
则用A表示的化学反应速率大于用B表示的化学反应速率。
比值法
【例】 在密闭容器中,合成氨的反应 N2 +3H2⇌2NH3开始时 ,在不同反应条件下测得化学反应速率如下,其中化学反应速率由大到小的是___________________
C >A> B
v(N2)
1
v(H2)
3
=
1.2
3
=
mol/(L·min)
0.4
=
mol/(L·min)
v(N2)
1
v(NH3)
2
=
72
2
=
mol/(L·min)
36
=
mol/(L·min)
1.2×60
=
mol/(L·min)
运用归一法,将H2、NH3的反应速率,用N2来表示
72
=
mol/(L·min)
0.4
=
mol/(L·min)
36
=
mol/(L·min)
A. υ(N2) = 0.6 mol/(L·min)
B. υ(H2) = 1.2 mol/(L·min)
C. υ(NH3)= 1.2 mol/(L·s)
学习检测
【例】(2020·平罗中学高二期中)在一定条件下,A气体与B气体反应生成C气体。反应过程中,反应物与生成物的浓度随时间变化的曲线如图,则下列叙述正确的是
A.该反应的化学方程式为3A+B⇌2C
B.在t1~(t1+10)s时,v(A)=v(B)=0
C.t1 s时反应物A的转化率为60%
D.0~t1内A应的反应速率为v(A)=0.4mol/(L·s)
A
学习检测
资料卡片——除浓度外,反应速率的其他测量量
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。实际上任何一种与物质浓度有关的可观测量都可以加以利用,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。例如,对于在溶液中进行的反应,当反应物或生成物本身有比较明显的颜色时,人们常常利用颜色变化与浓度变化间的比例关系来测量反应速率。
化学反应速率除了用单位时间内浓度的变化量来测定,还有没有其他测定方法?
一、化学反应速率
实验:在一定温度下,10 mL 0.40 mol/L H2O2溶液发生催化分解。测定0 ~ 6 min内的化学反应速率。
2H2O2 2H2O+O2↑
催化剂
方法1:测量
υ(H2O2)
Δc(H2O2)
方法2:测量
ΔV(O2)
Δn(O2)
υ(O2)
案例分析
14
t/min 0 2 4 6 8 10
V(O2)/mL 0.0 9.9 17.2 22.4 26.5 29.9
实验:在一定温度下,10 mL 0.40 mol/L H2O2 溶液发生催化分解,不同时刻测得生成的 O2 的体积(已折算为标准状况)如下表(溶液体积变化忽略不计)。求0~6 min时段的H2O2化学反应速率。
= 1.0×10-3 mol
Δn(O2)=
Vm
Δ V(O2)
0.0224 L
22.4 L/mol
=
案例分析
1.0×10-3 mol
∆n /(mol)
2.0×10-3
=-
Δn(H2O2)
V ·Δt
Δc(H2O2)
Δt
υ(H2O2)=-
0.01 L×6 min
-2.0×10-3 mol
=-
≈ 3.3×10-2 mol/(L·min)
2H2O2 2H2O+O2↑
催化剂
、
15
?
如何用实验法比较:锌粒和1mol/L H2SO4 溶液、4mol/LH2SO4 溶液化学反应速率的大小?
三、实验法测定反应速率
a.固定体积,测时间?
b.固定时间,测体积?
测定数据
Zn+H2SO4=ZnSO4+H2 ↑
16
第一节
化学反应速率
第1课时
化学反应速率及其表示方法
变量控制法测定化学反应速率
概念
控制单一变量
测定项目
测定方法
表示方法
定义式
常用单位
注意事项
课堂总结
$