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1、第二章第二章 化学反应速率和化学平衡化学反应速率和化学平衡第一节第一节 化学反应速率化学反应速率第第1 1课时课时选修选修4 4 化学反应原理化学反应原理有些反应可以瞬间完成，例如酸碱中和反应、有些反应可以瞬间完成，例如酸碱中和反应、炸弹爆炸炸弹爆炸有些反应进行得很慢，例如牛奶变质、铁桥有些反应进行得很慢，例如牛奶变质、铁桥生锈等生锈等举出几例你在生活中所遇到与化学反应快举出几例你在生活中所遇到与化学反应快慢有关的事例。慢有关的事例。溶洞的形成需要几百年甚至上千年溶洞的形成需要几百年甚至上千年化学反应速率化学反应速率一、一、化学反应速率化学反应速率1、化学反应速率的含义：、化学反应速率的含义：
2、化学反应速率是用来衡量化学反应进化学反应速率是用来衡量化学反应进行快慢的尺度。它与两个因素有关：一个行快慢的尺度。它与两个因素有关：一个是反应的是反应的时间时间；另一个是反应物或生成物；另一个是反应物或生成物的的浓度浓度。反应物浓度随着反应的进行而不。反应物浓度随着反应的进行而不断减小，生成物浓度随着反应的不断进行断减小，生成物浓度随着反应的不断进行而增大。而增大。 化学反应速率是化学反应速率是用来衡量化学反应进行用来衡量化学反应进行快慢程度快慢程度的一个物理量。的一个物理量。化学反应速率化学反应速率2、化学反应速率的表示：、化学反应速率的表示：化学反应速率用化学反应速率用单位时间单位时间（如
3、每秒，每（如每秒，每分，每小时）内反应物分，每小时）内反应物浓度的减小浓度的减小或生成物或生成物浓度的增大浓度的增大来表示。来表示。某一物质的化学反应速率的计算式为：某一物质的化学反应速率的计算式为：v=试根据以上计算式推出试根据以上计算式推出v的单位是什么的单位是什么？ct化学反应速率常用单位化学反应速率常用单位:mol/(Ls) :mol/(Ls) 或或 mol/(Lmin)mol/(Lmin)化学反应速率化学反应速率【例题例题】在在2L2L的密闭容器中，加入的密闭容器中，加入1molN1molN2 2和和3molH3molH2 2，发，发生生 N N2 2+3H+3H2 2 = =2NH
4、2NH3 3 ，在，在2s2s末时，测得容器中含有末时，测得容器中含有0.4mol0.4mol的的NHNH3 3，求该反应的化学反应速率。，求该反应的化学反应速率。起始浓度起始浓度(mol/L)(mol/L)2s2s末浓度末浓度(mol/L)(mol/L) 变化浓度变化浓度(mol/L)(mol/L) 三步法三步法0.51.500.20.20.30.10.41.2化学反应速率化学反应速率 观察并回答，分别用三种物质表示的反应速率观察并回答，分别用三种物质表示的反应速率之间有什么关系？之间有什么关系？问题问题1 1化学反应速率化学反应速率同一个反应，用不同的物质来表示反应速率，同一个反应，用不同
5、的物质来表示反应速率，数值是不一样的，所以应注明是由哪种物质表示的。数值是不一样的，所以应注明是由哪种物质表示的。同一反应中，各物质的速率之比等于他们在化学同一反应中，各物质的速率之比等于他们在化学方程式中的化学计量数之比。方程式中的化学计量数之比。如在如在N2+3H2=2NH3中，中，v(N2):v(H2):v(NH3)=1:3:2结论结论1 1化学反应速率化学反应速率注意注意：1、在同一反应体系中用不同的物质来表示反应速在同一反应体系中用不同的物质来表示反应速率时，其数值是可以不同的，但是这些数值都表示同一个反应率时，其数值是可以不同的，但是这些数值都表示同一个反应速率。因此速率。因此化学
6、反应速率的表示必须用下标说明用哪种物质来化学反应速率的表示必须用下标说明用哪种物质来做标准做标准。2、用同一反应体系中用同一反应体系中不同物质不同物质表示表示同一速率同一速率时，其时，其数值比数值比一定一定等于化学方程式中相应的等于化学方程式中相应的化学计量数之比化学计量数之比。3、一般来说，化学反应的速率随着反应的进行可不断变化。因一般来说，化学反应的速率随着反应的进行可不断变化。因此此某一时间段内的反应速率某一时间段内的反应速率实际是指这一时间段内的实际是指这一时间段内的平均速率平均速率，而而不是指瞬时速率不是指瞬时速率。4 4、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通常用单
7、位时间内反应物浓度的减小或生成物浓度的增加来表示，所以反应速率是正值。表示，所以反应速率是正值。5 5、浓度仅指溶液或气体的，固体、纯液体无浓度可言。、浓度仅指溶液或气体的，固体、纯液体无浓度可言。化学反应速率化学反应速率常见题型例举常见题型例举1、用不同的物质来表示反应速率。、用不同的物质来表示反应速率。例例1、反应、反应4NH3+5O2=4NO+6H2O在在5L的密闭容器的密闭容器中进行，中进行，30s后，后，NO的物质的量增加了的物质的量增加了0.3mol，则此反，则此反应的平均速率可表示为：应的平均速率可表示为：A.v(O2)=0.01mol/LsB.v(NO)=0.008mol/Ls
8、C.v(H2O)=0.003mol/LsD.v(NH3)=0.002mol/Lsv(NO)=0.3/（530）=0.002mol/LsCD化学反应速率化学反应速率2、比较反应速率的大小、比较反应速率的大小例例2、反应、反应A+3B=2C+2D在四种不同情况下的反应速在四种不同情况下的反应速率分别为率分别为VA=0.15molL-1s-1VB=0.6molL-1s-1Vc=0.4molL-1s-1VD=0.45molL-1s-1则该反应在不同条件下速率快慢顺序是则该反应在不同条件下速率快慢顺序是 = 结论结论2：在同一反应中，反应速率的大小不能单纯地看数在同一反应中，反应速率的大小不能单纯地看数
9、值大小。应化为同一种物质的反应速率再进行比较。值大小。应化为同一种物质的反应速率再进行比较。化学反应速率化学反应速率3、根据各物质的反应速率之比写出化学方程式。、根据各物质的反应速率之比写出化学方程式。例例3、某温度下，浓度都是、某温度下，浓度都是1mol/L的两种气体的两种气体X2和和Y2，在密闭容器中反应生成气体，在密闭容器中反应生成气体Z，经过，经过tmin后，测得后，测得物质的量浓度分别为：物质的量浓度分别为：c(X2)=0.4mol/L，c(Y2)=0.8mol/L，c(Z)=0.4mol/L，则该反应的反应方程式可表，则该反应的反应方程式可表示为：示为：3X2+Y2=2Z3X2+Y
10、2=2X3Y化学反应速率化学反应速率1、已知反应、已知反应N2+3H22NH3，根据下图判断，根据下图判断（1）A是是_物质的量浓物质的量浓度变化情况度变化情况（2）C是是_物质的量浓物质的量浓度变化情况度变化情况（3）2分钟内分钟内N2的平均速率是的平均速率是多少？多少？H2NH30.5mol/(Lmin)随堂训练随堂训练化学反应速率化学反应速率2、在、在25时，向时，向100mL含含HCl14.6g的盐酸中，的盐酸中，放入放入5.6g铁粉，反应进行到铁粉，反应进行到2s时收集到氢气时收集到氢气1.12L(标况标况)，之后反应又进行了，之后反应又进行了4s，铁粉全溶解。若不，铁粉全溶解。若不
11、考虑体积变化，则：考虑体积变化，则：（1）前）前2s内用内用FeCl2表示的平均反应速率为表示的平均反应速率为；（2）后）后4s内用内用HCl表示的平均反应速率为表示的平均反应速率为；（3）前）前2s与后与后4s比较，反应速率比较，反应速率较快，较快，其原因可能其原因可能。0.25mol/(Ls)0.25mol/(Ls)前前2s前前2s时段盐酸浓度比后时段盐酸浓度比后4s时段大时段大化学反应速率化学反应速率3、在、在2L的密闭容器中，发生下列反应：的密闭容器中，发生下列反应：3A(g)+B(g)=2C(g)+D(g)。若最初加入的。若最初加入的A和和B都是都是4mol，在前，在前10sA的平均
12、反的平均反应应速率速率为为0.12mol/Ls，则，则10s时，容器中时，容器中B的物质的物质的量为的量为。4、一定温度下，向一容积为、一定温度下，向一容积为2L的真空容器的真空容器中加入中加入1molN2，3molH2，3min后测得容后测得容器内的压强是起始时压强的器内的压强是起始时压强的0.9倍，在此时倍，在此时间内用氢气的变化来表示反应速率为间内用氢气的变化来表示反应速率为。3.2mol0.1mol/(Lmin)化学反应速率化学反应速率5、某温度时，在、某温度时，在2L容器中，容器中，X、Y、Z三种物三种物质的变化曲线如图所示质的变化曲线如图所示由图中数据分析该反应的由图中数据分析该反
13、应的化学方程式：化学方程式：反应开始至反应开始至2min，Z的的平均反应速率：平均反应速率：ZXY0.20.70.9时间（时间（min)物质的量（物质的量（mol）3X+Y2Z1.010.800.40.60.223Vz=0.22=0.05mol/(L.min)2化学反应速率化学反应速率化学反应速率的测量化学反应速率的测量 2 2、化学反应进行的时候，反应物和生成物的浓度都在、化学反应进行的时候，反应物和生成物的浓度都在不断地变化，由于反应体系中一种反应物浓度的变化，不断地变化，由于反应体系中一种反应物浓度的变化，必然引起其他物质浓度发生相应的变化。因此，必然引起其他物质浓度发生相应的变化。因此
14、，化学反化学反应速率只要用反应体系中任何一种物质（反应物或生成应速率只要用反应体系中任何一种物质（反应物或生成物）的浓度变化来表示，一般以最容易测定的物质表示。物）的浓度变化来表示，一般以最容易测定的物质表示。3 3、在物质的诸多性质中、在物质的诸多性质中, ,特别是在溶液中特别是在溶液中, ,当反应物或生当反应物或生成本身有比较明显的颜色时成本身有比较明显的颜色时, ,人们常常利用颜色深浅和显人们常常利用颜色深浅和显色物质浓度间的正比关系来跟踪反应的过程和测量反应色物质浓度间的正比关系来跟踪反应的过程和测量反应的速率。的速率。1 1、化学反应速率是通过实验测定的。、化学反应速率是通过实验测定
15、的。 化学反应速率化学反应速率化学反应速率测定的基本思路化学反应速率测定的基本思路可用于化学反应速率测定的基本性质可用于化学反应速率测定的基本性质可直接观察的性质可直接观察的性质, ,如释放出的气体的体积和体如释放出的气体的体积和体系的压强系的压强依靠科学仪器才能测量的性质依靠科学仪器才能测量的性质, ,如颜色的深浅、如颜色的深浅、光的吸收、光的发射、导电能力光的吸收、光的发射、导电能力在溶液中在溶液中, ,当反应物或生成本身有比较明显的颜当反应物或生成本身有比较明显的颜色时色时, ,人们常常利用颜色深浅和显色物质浓度间的人们常常利用颜色深浅和显色物质浓度间的正比关系来跟踪反应的过程和测量反应
16、的速率。正比关系来跟踪反应的过程和测量反应的速率。化学反应速率化学反应速率二、化学反应速率二、化学反应速率的测定的测定可通过实验方法测定可通过实验方法测定P18 P18 实验实验2-12-1化学反应速率化学反应速率按按图图按按装装两两套套装装置置，在在锥锥形形瓶瓶里里装装有有2g锌锌粒粒（颗颗粒粒大大小小相相同同），然然后后通通过过分分液液漏漏斗斗分分别别加加入入40mL1mol/L和和40mL4mol/L硫硫酸酸，比比较较二二者者收收集集10ml氢气所需的时间。氢气所需的时间。加入试剂加入试剂反反 应应 时时 间间（min）1mol/L硫酸硫酸4mol/L硫酸硫酸实实验验中中为为何何规规定定
17、锌锌粒粒颗颗粒粒大大小小相相同同？你你还还可可以以通通过过相相同同时时间间内内收收集集到到的的氢氢气气量量多多少少来来比比较较二二者者反反应应速速率率，请请你你设设计计方案，并继续实验。方案，并继续实验。讨论：讨论：反反应应速率（速率（mL/min）化学反应速率化学反应速率1、mA+nBpC的反应中，m、n、p为各物质的计量数。现测得C每分钟增加amol/L，B每分钟减少1.5amol/L，A每分钟减少0.5amol/L，则m：n：p为A、2：3：2B、2：3：3C、1：3：2D、3：1：22、在铝与稀硫酸的反应中，已知10s末硫酸的浓度减少了0.6mol/L，若不考虑反应过程中溶液体积的变化
18、，则10s内生成硫酸铝的平均反应速率是A、0.02mol/(Lmin)B、1.8mol/(Lmin)C、1.2mol/(Lmin)D、0.18mol/(Lmin)3、可逆反应N23H22NH3的正、逆反应速率可用各反应物或生成物浓度的变化来表示。下列各关系中能说明反应已达到平衡状态的是A、3v正（N2）v正（H2）B、v正（N2）v逆（NH3）C、2v正（H2）3v逆（NH3D、v正（N2）3v逆（H2）课堂练习课堂练习CCC化学反应速率化学反应速率4、把、把0.6molX气体的气体的0.4molY气体混合于气体混合于2L容器容器中，使它中，使它们发们发生如下反生如下反应应：3X+Y=nZ+2
19、W。2min末已生成末已生成0.2molW，若，若测测知知V(z)=0.1mol/(Lmin)，则则上述反上述反应应中中Z气体的气体的计计量数量数n的的值值是（是（）A.1 B.2C.3D.4上述反上述反应应在在2min末末时时，已消耗的，已消耗的Y占原来的占原来的百分比是（百分比是（）A.20%B.25%C.33%D.50%DB反应物的消耗量反应物的消耗量转化率转化率=反应物的起始量反应物的起始量100%化学反应速率化学反应速率课课堂小堂小结结1、化学反、化学反应应速率：速率：化学反化学反应应速率是用来衡量化学速率是用来衡量化学反反应进应进行快慢的一个物理量。行快慢的一个物理量。2、化学反、化学反应应速率常用的速率常用的单单位：位：mol/(Lmin)或或mol/(Ls)3、化学反、化学反应应速率速率计计算公式：算公式：4、化学反应速率与反应式中对应计量数的、化学反应速率与反应式中对应计量数的关系：关系： 化学反应速率之比等于它们的计量数之比化学反应速率之比等于它们的计量数之比化学反应速率化学反应速率
