内容正文:
第二节 化学反应速率
第1课时 化学反应的速率
第二章 化学反应速率与化学平衡
1.了解化学反应速率的概念和表示方法,并进行简单计算。
2.了解化学反应速率的简单测定方法。
1
如何定量描述一个化学反应的快慢?
很快
很慢
课前引入
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微信公众号:杨sir化学
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1、化学反应速率及表示方法
一般来说反应速率实际上是某一时间内的平均速率。
固体或纯液体的浓度视为常数Δc = 0,不用固体或纯液体表示化学反应速率。
一、化学反应速率
(1)概念:用来衡量化学反应过程进行快慢程度的物理量
(2)表示方法:通常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(取正值)
(3)如何表征?
v=或v=
常用单位:mol· L-1·s-1或mol· L-1·min-1
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2、“三段式”计算模式
(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、末态量(可用物质的量,也可用浓度);
(3) 根据已知条件列方程式计算。
【例题1】已知反应:2SO2 + O2 2SO3,5mol SO2和2 mol O2 在2 L的密闭容器中反应2 s 后,SO2的物质的量浓度为2mol/L,求SO2、O2、SO3的反应速率。
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起始浓度(mol/L)
变化浓度(mol/L)
2s末浓度(mol/L)
2.5 1 0
0.5 0.25 0.5
2.0 0.75 0.5
各物质的反应速率为:v(SO2) = 0.25 mol·L-1·s-1
v(O2) = 0.125 mol·L-1·s-1
v(SO3) = 0.25 mol·L-1·s-1
比较用SO2、O2、SO3表示的反应速率,从中你能得出什么结论?
【归纳小结】
(1)同一反应在相同时间内,用不同物质表示的反应速率,其数值可能不同,但都表示该反应的反应速率,意义相同。
(2)反应:mA(g) + nB(g) === pC(g) + qD(g),用不同物质表示反应速率时,化学反应速率之比等于其化学计量数之比,即υ(A)︰υ(B)︰υ(C)︰υ(D) =m︰n︰p︰q
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【例题2】一定温度下,向2 L的密闭容器中通入两种气体并发生化学反应,
反应中各物质的物质的量变化如图所示,下列推断合理的是
A.该反应的化学方程式为3B+4D⇌6A+2C
B.0~1 s内,v(A)=v(C)
C.0~6 s内,B的平均反应速率为0.05 mol·L-1·s-1
D.0~6 s内,各物质的反应速率相等
Δn(B)∶Δn(C)∶Δn(A)∶Δn(D)
=0.6∶0.8 ∶1.2 ∶0.4=3∶4∶6∶2
3B+4C⇌6A+2D
C
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(1)化学反应速率是用来衡量化学反应进行快慢的物理量( )
(2)同一化学反应,相同条件下用不同物质表示的反应速率,数值越大,表示化学反应速率越大( )
(3)对任何化学反应来说,反应速率越大,反应现象就越明显( )
(4)同一反应中,各物质的反应速率之比等于其化学计量数之比( )
(5)合成氨的反应中,3v (H2) = 2v (NH3) ( )
正误判断
√
×
×
√
×
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3、化学反应速率的大小比较
然后,转换成同一物质表示的反应速率,再比较数值的大小。
归纳:首先,看单位是否统一,若不统一,换算成相同的单位。
【例题3】对于反应4NH3(g)+5O2(g)===4NO(g)+6H2O(g),在四种不同情况下测得的反应速率由快到慢的顺序为_____________(填序号)。
①v(NH3)=0.2 mol·L-1·s-1
②v(O2)=0.24 mol·L-1·s-1
③v(H2O)=15 mol·L-1·min-1
④v(NO)=9 mol·L-1·min-1
12 mol·L-1·min-1
14.4 mol·L-1·min-1
①>②>③>④
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资料卡片——除浓度外,反应速率的其他测定量
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,如下反应可通过测定溶液褪色所需时间来测定该反应的反应速率。
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【练习1】(2020·全国)下列关于化学反应速率的说法正确的是
A.因是同一反应,所以用不同物质表示化学反应速率时,所得数值是相同的
B.根据化学反应速率的大小可以知道化学反应进行的快慢
C.化学反应速率为“1mol/(L•min)”表示的意思是:时间为1min时,某物质的浓度为1mol/L
D.化学反应速率是指一定时间内任何一种反应物浓度的减少或者任何一种生成物浓度的增加
B
对点训练
【练习2】某温度下,浓度都是1 mol·L-1的两种气体X2和Y2,在密闭容器中反应生成Z,反应2 min后,测得参加反应的X2为0.6 mol·L-1,用Y2变化表示的反应速率v(Y2)=0.1 mol·L-1·min-1,生成的c(Z)=0.4 mol·L-1,则该反应的化学方程式为( )
A.X2+2Y2===2XY2
B.2X2+Y2===2X2Y
C.3X2+Y2===2X3Y
D.X2+3Y2===2XY3
C
对点训练
【练习3】对于反应A(g)+2B(g)=3C(s)+2D(g)来说,下列反应速率最快的是( )
A.v(A)=0.32 mol·L-1·min-1
B.v(B)=0.55 mol·L-1·min-1
C.v(C)=0.02 mol·L-1·s-1
D.v(D)=0.01 mol·L-1·s-1
A
对点训练
【练习4】在4 L密闭容器中充入6 mol A气体和5 mol B气体,在一定条件下发生反应:3A(g)+B(g)⥫⥬2C(g)+xD(g),5 s时,生成了2 mol C,经测定D的浓度为0.5 mol·L-1,下列判断正确的是( )
A.x=1
B.5 s内C的平均反应速率为0.1 mol·L-1·s-1
C.此时A的浓度为1.50 mol·L-1
D.5 s内B的平均反应速率为0.2 mol·L-1·s-1
B
对点训练
【练习5】(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
对点训练
2MnOeq \o\al(-,4)+5H2C2O4+6H+===2Mn2++8H2O+10CO2↑
$