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1、第一节化学反应速率第一节化学反应速率1 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 化学反化学反应进应进行的方向行的方向 化学反应的快慢（速率）化学反应的快慢（速率） 化学反应的限度（反应物转变为产物的化学反应的限度（反应物转变为产物的转化率）转化率）第第4节节第第1、2节节第第3节节2 2回忆在物理学中对运动速率的定义回忆在物理学中对运动速率的定义思考：对于反应思考：对于反应 Zn+H2SO4=H2 +ZnSO4，可，可以如何定量描述其反应速率？以如何定量描述其反应速率？单位时间、某物理量的变化单位时间、某物理量的变化3 31、概念、概念： 化学反应速率是用来表示化学反化学
2、反应速率是用来表示化学反应快慢的物理量。应快慢的物理量。2、表示方法：、表示方法： 通常用单位时间内反应物浓度的减小或生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表示。（物质的量浓度）成物浓度的增加来表示。（物质的量浓度）3、数学表达式：、数学表达式：化学反应速率化学反应速率 =反应物（或生成物）浓度的变化反应时间反应物（或生成物）浓度的变化反应时间 v=c/t4 44、单位：、单位： mol/（LS） or mol/（L min） 等等5 、计算化学反应速率的步骤、计算化学反应速率的步骤: 起始浓度起始浓度c（起始起始） 变化浓度变化浓度 c 终了浓度终了浓度c（终了终了） - 三
3、部曲三部曲5 5例例1:在体积为在体积为2L2L的容积不变的密闭容器中充入的容积不变的密闭容器中充入0.8mol0.8mol的氮气与的氮气与1.6mol1.6mol氢气，一定条件下发生反应。氢气，一定条件下发生反应。4min4min后，后，测得容器内生成的氨气为测得容器内生成的氨气为0.24mol0.24mol，求：，求： 用用NHNH3 3的浓度变化表示的反应速率。的浓度变化表示的反应速率。分别用分别用H H2 2 N N2 2 的浓度变化表示的反应速率。的浓度变化表示的反应速率。解析解析：(1)c=0.24mol/2L=0.12mol/Lv=c/t=0.12mol/L/4min=0.03m
4、ol/(Lmin)(2) 3H H2 2 + N N2 2 = 2NHNH3 3 起始起始 1.6mol 0.8mol 0 1.6mol 0.8mol 0 转化转化 n n1 1 n n2 2 0.24mol 0.24mol转化量符合化学计量数值比，转化量符合化学计量数值比，n n1 1=0.36mol n=0.36mol n2 2=0.12mol=0.12molV(H2)=c/t=0.36mol/2L/4min=0.045mol/(Lmin) V(N2)=c/t=0.12mol/2L/4min=0.015mol/(Lmin) 6 6例例向一个容积为向一个容积为1L的密闭容器中放的密闭容器中放
5、入入2molSO2和和1molO2,在一定的条件下在一定的条件下,2s末末测得容器内有测得容器内有0.8molSO2,求求2s内内SO2、O2、SO3的平均反应速率和反应速率比的平均反应速率和反应速率比 上述两例用不同物质表示的化学反应速率上述两例用不同物质表示的化学反应速率不同，有何规律？不同，有何规律？解析： 2SO2 + O2 = 2SO3 起始 2mol 1mol 0 转化 1.2mol 0.6mol 1.2mol2s末 o.8mol 速率 v1 v2 v3 v1=0.6mol/(Lmin) v2=0.3mol/(Lmin) v3=0.6mol/(Lmin) v1:v2:v3=2:1:
6、27 7一个化学反应的速率用不同的一个化学反应的速率用不同的反应物或生或生成物来表示，数值可能成物来表示，数值可能不同不同但含意但含意是一致是一致的的 ,速速 率之比等率之比等 于该反应方程式中对应于该反应方程式中对应物物质的系数质的系数之比。之比。 所以：所以：在表示某反应速率时应注明是在表示某反应速率时应注明是用哪种物质表示的。用哪种物质表示的。试证明对于反应试证明对于反应aAbB=cCdD， v(A): v(B): v(C): v(D)=a:b:c:d8 8(1)化学反应速率是标量，化学反应速率是标量，无正负号无正负号。(2)一般来说一般来说,化学反应速率随反应的进行而逐渐减慢化学反应速
7、率随反应的进行而逐渐减慢.因因此此,某一段时间内的反应速率某一段时间内的反应速率,是是平均速率平均速率,而不是指瞬时而不是指瞬时速率。速率。(3)在同一反应中用不同物质来表示时在同一反应中用不同物质来表示时,其数值可以不同其数值可以不同,但都表示同一个反应的速率。因此但都表示同一个反应的速率。因此,表示化学反应的速表示化学反应的速率时率时,必须说明反应物中哪种物质做标准必须说明反应物中哪种物质做标准。不同物质的不同物质的速率的比值一定等于化学方程式中相应的化学计量数速率的比值一定等于化学方程式中相应的化学计量数之比。之比。(4)化学反应速率一般化学反应速率一般不能用固体或纯液体不能用固体或纯液
8、体表示。表示。6、几点说明、几点说明9 9 比较反应速率大小时，不仅要看反比较反应速率大小时，不仅要看反应速率数值本身的大小，还要结合化学方应速率数值本身的大小，还要结合化学方程式中物质的化学计量数的大小来说明。程式中物质的化学计量数的大小来说明。 对于反应对于反应A+3B=2C+2D，下列数据表示不同，下列数据表示不同条件的反应速率，其中反应进行得最快的是条件的反应速率，其中反应进行得最快的是( )A.v (A) =0.15mol/(LS) B. v (B) =0.6mol/(L S)C. v (C) =1mol/(L S) D. v (D) =2mol/(L min)标准一致，单位统一标准
9、一致，单位统一例例3： 1010例例4：根据右图填空：根据右图填空：（ 1） 反反 应应 物物 是是 ；生生成成物物是是 ；（2）在）在2min内内A、B、C三者的反应速率值三者的反应速率值各是多少？该反应的各是多少？该反应的化学方程式化学方程式 . . O268BAC42 c/molL-1 t/minCA B3A+2B3C1111 小结：小结： 1.化学反应速率是指单位时间内化学反应速率是指单位时间内物质的量浓度物质的量浓度的变化，而不是指物质的量或物质质量的变化。的变化，而不是指物质的量或物质质量的变化。 2.2.反应速率反应速率不取负值不取负值，通常所指的反应速率是通常所指的反应速率是一
10、段时间内的一段时间内的平均速率平均速率，而不是某一时刻的瞬，而不是某一时刻的瞬时速率。时速率。3.3.在同一反应中，选用在同一反应中，选用不同的物质不同的物质表示速率，表示速率，其数值不一样，故应标明是哪种物质其数值不一样，故应标明是哪种物质 表示的化表示的化学反应速率，但这些数值表示的意义是一样的，学反应速率，但这些数值表示的意义是一样的，均表示该反应的快慢。均表示该反应的快慢。各物质表示的各物质表示的反应速率之比等于各物质的化学反应速率之比等于各物质的化学计量数之比计量数之比。1212n测定方法有测定方法有 n、直接观察某些性质（如释放出气体、直接观察某些性质（如释放出气体的体积和体系压强
11、）；的体积和体系压强）；n、科学仪器测定（如颜色的深浅、光、科学仪器测定（如颜色的深浅、光的吸收和发射、导电能力等）；的吸收和发射、导电能力等）；n、溶液中，常利用颜色深浅和显色物、溶液中，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质浓度间的正比关系来跟踪反应的过程和测量反应速率。和测量反应速率。二、测定化学反应速率的方法二、测定化学反应速率的方法1313对于锌和不同浓度的稀硫酸的实验，你对于锌和不同浓度的稀硫酸的实验，你准备如何比较反应速率的快慢？准备如何比较反应速率的快慢？【思考与讨论】1414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
12、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用手触摸试管，感受试管外壁温度的 高、低高、低实验现象实验现象来判断反应的快慢来判断反应的快慢 定性定性描述描述1515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实验测量实验测量来判断反应的快慢来判断反应的快慢 定量定量描述描述化学反应速率化学反应速率1616定量描述定量描述1717如何通过用注射器测量氢气的体积的方法如何通过用注射器测量氢气的体积的方法来判断锌
13、和不同浓度的稀硫酸反应的速率来判断锌和不同浓度的稀硫酸反应的速率快慢？快慢？确定变量确定变量找出某种易于测量的某种物理量或性质找出某种易于测量的某种物理量或性质的变化的变化控制不变的因素控制不变的因素稀硫酸的浓度不同稀硫酸的浓度不同锌粒的表面积、温度锌粒的表面积、温度时间或氢气的体积时间或氢气的体积测量氢气的体积或时间测量氢气的体积或时间1818 掌握化学反应速率的概念掌握化学反应速率的概念,数学表数学表达式及计算步骤达式及计算步骤; 理解化学反应速率是一段时间内理解化学反应速率是一段时间内的平均速率的平均速率,不同物质表示的同一反应不同物质表示的同一反应的反应速率之比等于化学方程式的计的反应
14、速率之比等于化学方程式的计量数之比。比较化学反应的快慢应以量数之比。比较化学反应的快慢应以同一种物质表示的化学反应速率为标同一种物质表示的化学反应速率为标准，还应注意单位的统一。准，还应注意单位的统一。 小结：小结：19191在密闭容器中进行可逆反应，在密闭容器中进行可逆反应，A与与B反应生成反应生成C，其反应速率分别用，其反应速率分别用(A)、(B)、(C)（molL-1s-1）表示，）表示，且且(A)、(B)、(C)之间有如下所示的之间有如下所示的关系：关系：(B)=3(A)；3(C)=2(B)。则此反应可表示为（则此反应可表示为（）（A）2A+3B2C（B）A3B2C（C）3A+B2C（
15、D）ABB B练习练习20202.已知某条件下已知某条件下,合成氨反应的数据如下：合成氨反应的数据如下： N2(气气)+3H2(气气) 2NH3(气气) 起始浓度起始浓度molL-1 1.0 3.0 0.2 2s末浓度末浓度molL-1 0.6 1.8 1.0 4s末浓度末浓度molL-1 0.4 1.2 1.4 当用氨气的浓度增加来表示该反应的速率当用氨气的浓度增加来表示该反应的速率 时时,下列说法中错误的是下列说法中错误的是( )A.2s末氨气的反应速率末氨气的反应速率=0.4mol/(Ls) B.前前2s时间内氨气的平均反应速率时间内氨气的平均反应速率=0.4mol/(Ls) C.前前4
16、s时间内氨气的平均反应速率时间内氨气的平均反应速率=0.3mol/(Ls) D.2s4s时间内氨气的平均反应速率时间内氨气的平均反应速率=0.2mol/(Ls)A21213反应反应4NH3+5O2 = 4NO+6H2O，在，在5L的密闭容器中进行半分钟后，的密闭容器中进行半分钟后，NO的物质的物质的量增加了的量增加了0.3mol，则此反应的平均速率，则此反应的平均速率（x）（表示反应物的消耗速率或生成物）（表示反应物的消耗速率或生成物的生成速率）为（的生成速率）为（ ）（A）(O2)=0.01 molL-1s-1 （B）(NO)=0.008 molL-1s-1 （C）(H2O)=0.003 m
17、olL-1s-1 （D）(NH3)=0.002 molL-1s-1CD22224.在在四四个个不不同同的的容容器器中中，在在不不同同的的条条件件下下进进行行合合成成氨氨反反应应。根根据据在在相相同同时时间间内内测测定定的的结果判断，生成氨的速率最快的是（结果判断，生成氨的速率最快的是（ ）（A）(H2)=0.1 molL-1min-1 （B）(N2)=0.2 molL-1min-1（C）(NH3)=0.15 molL-1min-1 （D）(H2)=0.3 molL-1min-1答案： B23235反应反应4A(g)+5B(g)= 4C(g)+6D(g)在在5L的密闭容器中进行，半分钟后，的密闭
18、容器中进行，半分钟后，C的物质的物质的量增加了的量增加了0.3mol。下列论述正确的是（。下列论述正确的是（ ）（A）A的平均反应速率是的平均反应速率是0.010 molL-1s-1（B）容器中含）容器中含D的物质的量至少为的物质的量至少为0.45mol（C）容器中）容器中A、B、C、D的物质的量比一的物质的量比一定是定是4:5:4:6（D）容器中）容器中A的物质的量一定增加了的物质的量一定增加了0.3mol答案：B B2424A6在一个容积为在一个容积为2L的密闭容器中，发生的密闭容器中，发生如下反应：如下反应： 3X（g）+Y（g）=2Z（g） 若最初加入的若最初加入的Z是是1mol，反应
19、中，反应中X的平均的平均反应速率为反应速率为0.12 molL-1s-1。若要产物。若要产物Z为为1.8mol，反应所需的时间为，反应所需的时间为（ ）（A）5s （B）10s （C）15s （D）20s2525如何比较一个化学反应的反应速率的大小如何比较一个化学反应的反应速率的大小?7.反应反应A+3B=2C+2D在四种不同情况下的反在四种不同情况下的反应速率分别为应速率分别为v (A) =0.15mol/(L.s)v (B)= 0.6mol/(L.s)v (C) = 0.4mol/(L.s)v (D)= 0.45mol/(L.s) 该反应进行的快慢顺序为该反应进行的快慢顺序为_=比较一个反
20、应的反应速率的快慢比较一个反应的反应速率的快慢, ,必须找同一参照物必须找同一参照物2626 练习练习8：在：在25时，向时，向100mL含含HCl 14.6g的盐酸中，放入的盐酸中，放入5.6g铁粉，反应进行到铁粉，反应进行到2s时时收集到氢气收集到氢气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。若不考虑体积变化，则：，铁粉全溶解。若不考虑体积变化，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，其原因可能较快，其原因可能 。0.25mol/Ls0.25mol/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2727再再 见见细节决定成败细节决定成败2828
