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1、第一节 化学反应速率第二章 化学反应速率和化学平衡化化学学反反应应原原理理的的三三个个重重要要方方面面化学反应进行的方向化学反应进行的方向-推动力推动力2 21 1化学反应快慢化学反应快慢-速率速率化学反应进行的限度化学反应进行的限度-化学平衡化学平衡3 3回忆钠和钾分别与水反应的现象。回忆钠和钾分别与水反应的现象。 比较等物质的量浓度的盐酸和醋酸与大比较等物质的量浓度的盐酸和醋酸与大理石反应的快慢。理石反应的快慢。 不同的化学反应快慢是不一样的。怎不同的化学反应快慢是不一样的。怎么来比较和描述不同反应的快慢呢？么来比较和描述不同反应的快慢呢？ 化学反应速率是化学反应速率是用来衡量化学反用来衡
2、量化学反应进行快慢程度应进行快慢程度的一个物理量。的一个物理量。一、化学反应速率一、化学反应速率 1、含含 义：义： 2、表示方法：表示方法： 3、数学表达式：数学表达式： 4、单单 位：位： 化学反应速率是用来衡量化学反应进行化学反应速率是用来衡量化学反应进行快慢的物理量。快慢的物理量。 化学反应速率用单位时间（如每秒，每分，化学反应速率用单位时间（如每秒，每分，每小时）内反应物或生成物的物质的量的每小时）内反应物或生成物的物质的量的变化来表示。在变化来表示。在容积不变容积不变的反应器中，通的反应器中，通常是用常是用单位时间内单位时间内反应物浓度的减少反应物浓度的减少或或生生成物浓度的增加成
3、物浓度的增加来表示来表示 。 V = C / t =n / (vt) mol/（Ls） 或或 mol/（Lmin）或）或 mol/（Lh） 在在2L的密闭容器中，加入的密闭容器中，加入1mol N2和和3mol的的H2，发生，发生 N2 + 3H2 2NH3 ，在，在2s末时，测末时，测得容器中含有得容器中含有0.4mol的的NH3，求该反应的化学反，求该反应的化学反应速率。应速率。 解：解： N2 + 3H2 2NH3 起始量（起始量（mol）：）： 1 3 0 变化量（变化量（mol）：）： 0.2 0.6 0.4 2s末量（末量（mol）：）： 1-0.2 3-0.6 0.4 则则 V（
4、N2）=0.2/（22）=0.05 mol/（Ls） V（H2）=0.6/（22）=0.15 mol/（Ls） V(NH3)=0.4/（22）=0.1 mol/（Ls） 三段式三段式问题一、一、V（N2）、）、 V（H2 ）与）与 V（NH3）的数）的数值是否相同？是否相同？ 问题二、是否表示此反应的同一种速率？数值上有何规律？问题二、是否表示此反应的同一种速率？数值上有何规律？ 问题三、由上述计算题的结果，你会得出什么结论？问题三、由上述计算题的结果，你会得出什么结论？ 结论1：对于在一个容器中的一般反于在一个容器中的一般反应 aA + bB = cC + dD来来说 V(A )：V(B)
5、：V(C) ：V(D) = C(A) ：C(B) ：C(C )：C(D ) = n(A) ：n(B) ：n(C) ：n(D) = a ：b ：c ：d 理解化学反应速率的表示方法时应注意的理解化学反应速率的表示方法时应注意的几个问题：几个问题： 1.1.上述化学反应速率是上述化学反应速率是平均速率平均速率，而不是瞬时速率。而不是瞬时速率。 2.2.无论浓度的变化是增加还是减少，无论浓度的变化是增加还是减少，一般都取一般都取正值正值，所以化学反应速率一般为正值。，所以化学反应速率一般为正值。 3.3.由于在反应中固体和纯液体的浓度是恒由于在反应中固体和纯液体的浓度是恒定不变的，因此对于有纯液体或
6、固体参加定不变的，因此对于有纯液体或固体参加的反应的反应一般不用纯液体或固体来表示化学一般不用纯液体或固体来表示化学反应速率。反应速率。 4 4、对于同一个反应来说，用不同的物质来、对于同一个反应来说，用不同的物质来表示该反应的速率时，其数值不同，但每表示该反应的速率时，其数值不同，但每种物质都可以用来表示该反应的快慢。因种物质都可以用来表示该反应的快慢。因此，此，表示化学反应速率时，必须指明是用表示化学反应速率时，必须指明是用反应体系中的哪种物质做标准。反应体系中的哪种物质做标准。 5 5、在同一个反应中，各物质的反应速率之在同一个反应中，各物质的反应速率之比等于方程式中的系数比。比等于方程
7、式中的系数比。 6 6、在同一反应中，反应速率的大小比较，、在同一反应中，反应速率的大小比较，应化为同一种物质的反应速率再进行比较应化为同一种物质的反应速率再进行比较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的密闭容的密闭容器中进行，器中进行，30s后，后，NO的物质的量增加了的物质的量增加了0.3mol，则此则此反应的平均速率可表示为：反应的平均速率可表示为：A、v (O2)=0.01 mol/（Ls） B、 v (NO)=0.008 mol/（Ls）C、 v (H2O)=0
8、.003 mol/（Ls） D、 v (NO)=0.002 mol/（Ls） v (NO)=0.3/（530） =0.002 mol/（Ls） 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-1 VB = 0.6molL-1s-1 Vc = 0.4molL-1s-1 VD = 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在同一反应中，反应速率的大
9、小不能单纯地看数值大小。应化为同一种物质的反应速率再进行比较数值大小。应化为同一种物质的反应速率再进行比较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t min后，测得物后，测得物质的量浓度分别为：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示为：，则该反应的反应方程式可表示为：3X2 + Y2 = 2Z3X2 +
10、 Y2 = 2X3Y习题：已知反应习题：已知反应N2 +3H2 2NH3 ，根据根据下图判断下图判断1、A是是_物质的量浓度物质的量浓度变化情况变化情况2、C是是_物质的量浓度物质的量浓度变化情况变化情况3、2分钟内分钟内N2的平均速率是多的平均速率是多少？少？H2NH30.5mol/(L min ) 不同浓度的稀硫酸与锌反应的实不同浓度的稀硫酸与锌反应的实验，你准备如何比较反应速率的快验，你准备如何比较反应速率的快慢？慢？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、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度都在
11、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浓度的变化，必然引起其他物质浓度发生相应的变化。因此，变化。因此，化学反应速率只要用反应体系中任化学反应速率只要用反应体系中任何一种物质（反应物或生成物）的浓度变化来表何一种物质（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。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, ,当反应当反应物或生成本身有比较明显的颜色时物或生成本身有比较明显的颜色时, ,人们常常利用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颜色深浅和显色
12、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过程和测量反应的速率. .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的。 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如释放出的气体的体积和体系的压强积和体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, ,如颜色的如颜色的深浅、光的吸收、光的发射、导电能力深浅、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当反应物或生成本身有比较明显的颜色时
13、显的颜色时, ,人们常常利用颜色深浅和显色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测量反应的速率. .观察产生气泡的快、慢；观察产生气泡的快、慢；观察试管中剩余锌粒的质量的多、少；观察试管中剩余锌粒的质量的多、少；用手触摸试管感受试管外壁温度的高、低用手触摸试管感受试管外壁温度的高、低定性描述定性描述实验现象实验现象 判断反应的快慢判断反应的快慢实验测量判断反应的快慢实验测量判断反应的快慢定量描述定量描述测定气体的体积或体系的压强测定气体的体积或体系的压强测定物质的物质的量的变化测定物质的物质的量的变化测定物质或离子的
14、浓度变化测定物质或离子的浓度变化测定体系的温度或测定反应的热量变化测定体系的温度或测定反应的热量变化 按图安装两套装置，按图安装两套装置，在锥形瓶内各盛有在锥形瓶内各盛有2g2g锌锌粒（颗粒大小基本相同）粒（颗粒大小基本相同），然后通过分液漏斗分，然后通过分液漏斗分别加入别加入40mL 1mol/L40mL 1mol/L和和40mL 4mL/L40mL 4mL/L的硫酸，比的硫酸，比较二者收集较二者收集10mLH10mLH2 2所用所用的时间。的时间。二、化学反应速率的实验测定二、化学反应速率的实验测定实验步骤：实验步骤：1 1、连接实验装置、连接实验装置2 2、检查装置的气密性、检查装置的气
15、密性3 3、先向锥形瓶中加入锌粒，然后再向、先向锥形瓶中加入锌粒，然后再向分液漏斗中加入稀硫酸分液漏斗中加入稀硫酸4 4、使稀硫酸滴入锥形瓶与锌粒反应、使稀硫酸滴入锥形瓶与锌粒反应5 5、观察收集、观察收集10mLH10mLH2 2所用的时间所用的时间二、化学反应速率的实验测定二、化学反应速率的实验测定注意事项：注意事项：1 1、注意安全，团结协作、注意安全，团结协作2 2、如何检查装置的气密性、如何检查装置的气密性3 3、何时计时，用何仪器计时、何时计时，用何仪器计时 4 4、稀硫酸滴入时注意：、稀硫酸滴入时注意： a:a:保持导气管顺畅保持导气管顺畅 b b液体快速滴下液体快速滴下 c c
16、滴完后迅速关闭分液漏斗活塞滴完后迅速关闭分液漏斗活塞5 5、注射器读数到什么位置，是、注射器读数到什么位置，是10mL10mL处吗处吗加入试剂加入试剂反应时间反应时间(min)(min)反应速率反应速率(mL/min)(mL/min)1mol/LH1mol/LH2 2SOSO4 44mol/LH4mol/LH2 2SOSO4 4结论结论： 锌跟硫酸反应产生气泡，收集锌跟硫酸反应产生气泡，收集10 mL10 mL气体。浓硫酸气体。浓硫酸所用的时间比稀硫酸所用的时间短所用的时间比稀硫酸所用的时间短实验数据实验数据：实验现象实验现象：4mol/L4mol/L的硫酸与锌反应比的硫酸与锌反应比1mol/
17、L1mol/L的硫酸的硫酸与锌反应快。与锌反应快。 测量化学反应速率的常见方法测量化学反应速率的常见方法1 1、量气法、量气法2 2、比色法、比色法3 3、电导法、电导法4 4、激光技术法、激光技术法测量化学反应速率的常见方法测量化学反应速率的常见方法1 1、量气法、量气法2 2、比色法、比色法3 3、电导法、电导法4 4、激光技术法、激光技术法1 1、化学反应速率的含义及、化学反应速率的含义及数学数学表达式表达式2 2、常见实验室测定化学反应速率、常见实验室测定化学反应速率 (1) 向向2L的密闭容器的密闭容器(内有催化剂内有催化剂)充入充入2mol的的SO2和和1molO2，经，经2S，测
18、得容器内有，测得容器内有1mol的的SO3，则该反应的速率可怎样表示？，则该反应的速率可怎样表示？ (2) 在一定条件下，密闭容器中合成氨，在一定条件下，密闭容器中合成氨，3H2+N2 2NH3，开始时测得，开始时测得C(H2）=4mol/L ，C（N2）=1mol/L，2S末，测得末，测得C（N2）= 0.9mol/L。求。求V（H2）为多大？）为多大？(1)解：解： 2SO2 + O2 2SO3 起始量（起始量（mol）：）： 2 1 0 2s末量（末量（mol）：）： 1变化量（变化量（mol）：）： 1 0.5 1 则则 V（SO2）= V（SO3）= 0.25 mol/（Ls） V（
19、O2）= 0.125 mol/（Ls） (2)解：解： V（N2）= C(N2)/ t = 0.05 mol/（Ls） V（H2）= 3 V（N2） = 0.15 mol/（Ls） 1 1、在密闭容器中、在密闭容器中A A与与B B反应生成反应生成C C，其反应速率分别，其反应速率分别用用V(A)V(A)、V(B)V(B)、V(C)V(C)表示。已知表示。已知V(A)V(A)、V(B)V(B)、V(C)V(C)之间有以下关系之间有以下关系2V(B)=3V(A)2V(B)=3V(A)，3V(C)=2V(B)3V(C)=2V(B)。则。则此反应可表示为此反应可表示为( ) ( ) A A、2A+3
20、B=2C B2A+3B=2C B、A+3B=2CA+3B=2C C C、3A+B=2C D3A+B=2C D、A+B=CA+B=CA2 2、可逆反应、可逆反应A A（g g）+ B+ B（g g）= C= C（g g）+ D+ D（g g） ，在四种不同情况下的反应速率如下，其中反应进行在四种不同情况下的反应速率如下，其中反应进行得最快的是（得最快的是（ ） A. V A. V（A A） = 0.15mol/= 0.15mol/（L Lminmin） B. V B. V（B B） = 0.5 mol/= 0.5 mol/（L Lminmin） C. VC. V（C C） = 0.4 mol/= 0.4 mol/（L Lminmin） D. VD. V（D D） = 0.01 mol/= 0.01 mol/（L Ls s） D3 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10s A 的平均的平均反应速率为反应速率为0.12mol/（Ls），则），则10s时，容器中时，容器中B的物的物质的量为质的量为 。 3.2mol
