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第一節 化學反應速率 課時1
第二章 化學反應速率與化學平衡
1.理解化學反應速率的含義。
2.能進行化學反應速率的簡單計算。
3.學會運用控制變量的方法比較化學反應速率。
研究化學反應速率意義
工業生產
金屬腐蝕
食物變質
加快有利的化學反應
尾氣處理
減慢有害的化學反應
一、化學反應速率的含義
1.定義：表示化學反應進行快慢的物理量。
2.表示方法：如果反應體系的體積是恒定的，則通常用單位時間內反應物濃度的減小或生成物濃度的增加來表示。
3.表達式：υ ＝
單位：mol·L－1·s－1或 mol/(L·s)等
Δc
Δt
例1.某實驗小組模擬工業合成氨的反應,，在一定條件下，向2 L密閉容器中充入2 mol N2和4 mol H2發生反應N2(g)＋3H2(g) 2NH3(g)，10 min時測定生成1 mol NH3 ，則用N2、H2、NH3表示的平均反應速率分別為多少？三者之比為多少？
　　 N2(g)　 ＋　 3H2(g) 　2NH3(g)
n(始) 2.0 mol 4.0 mol 0
Δn 0.5 mol 1.5 mol 1.0 mol
10 min時 1.5 mol 2.5 mol 1.0 mol
∴v(N2)＝0.5mol÷（2L×10min）＝0.025 mol/(L·min)
v(H2)＝1.5mol÷（2L×10min）＝0.075 mol/(L·min)
v(NH3)＝1mol÷（2L×10min）＝0.05 mol/(L·min)
v(N2)∶v(H2)∶v(NH3)＝1∶3∶2。
設a mol·L－1、b mol·L－1分別為A、B兩物質的起始濃度，t min內mx mol/L為反應物A的轉化濃度，nx mol/L為反應物B的轉化濃度，則：
mA(g) ＋ nB(g) = pC(g) ＋ qD(g)
4.化學反應速率的計算模式
變化濃度(mol/L) mx nx px qx
終態濃度(mol/L) a－mx b－nx px qx
起始濃度(mol/L) a b 0 0
v(A)=mx/t(mol/L·min) v(B)=nx/t(mol/L·min)
v(C)=px/t(mol/L·min) v(D)=qx/t(mol/L·min)
5.化學反應速率的幾個要點
(1)化學反應速率是一段時間內的平均反應速率，而不是某一時刻的瞬時速率。
(2)固體或純液體的濃度視為常數，因此不用固體或純液體表示化學反應速率。
(3)無論是用生成物的濃度變化還是反應物的濃度變化表示化學反應速率，反應速率數值均取正值。
(4)在同一化學反應里，在相同的反應時間內，用不同的物質表示的反應速率，速率數值可能不同，但意義相同，故描述反應速率時必須指明具體的物質。
υ(A)︰υ(B)︰υ(C)︰υ(D) ＝ m︰n︰p︰q
同一化學反應 m A ＋ n B = p C ＋ q D
υ(A)
m
υ(B)
n
υ(C)
p
υ(D)
q
＝
＝
＝
也可表達為
m
n
υ(A)
υ(B)
＝
υ(B)
n
υ(A)
m
＝
(5)用不同物質的濃度變化表示的化學反應速率之比等于反應方程式中相應物質的化學計量數之比。
已知：反應aA（g）+bB（g） cC（g）。某溫度下，在2L的密閉容器中投入一定量的A，B，兩種氣體的物質的量濃度時間變化的曲線如圖所示。
練一練
（1）從反應開始到12 s時，用A表示的反應速率為 。
（2）經測定前4s內v(C)=0.05 mol.L-1.s-1，則該反應的化學方程式為 。
3A(g)+B(g) 2C(g)
v(A)=0.05 mol.L-1.s-1
（3）請在圖中將生成物C的物質的量濃度隨時間的變化曲線繪制出來。
（4）若上述反應分別在甲、乙、丙三個相同的密閉容器中進行，經同一段時間后，測得三個容器中的反應速率分別為
甲：v（A）=0.3 mol.L-1.s-1；
乙：v（B）=0.12 mol.L-1.s-1；
丙：v（C）=9.6 mol.L-1.min-1；
則甲、乙、丙三個容器中反應速率由快到慢的順序:
。
乙＞甲＞丙
6.化學反應速率的大小比較
（1）換算成同一單位表示
（2）比較化學反應速率與化學計量數的比值
不同條件下：m A ＋ n B = p C ＋ q D
υ(B)
n
υ(A)
m
＞
若
則 υ(A) ＞ υ(B)
在密閉容器中,合成氨的反應 N2 ＋3H2 2NH3，開始時 ，在不同反應條件下測得化學反應速率如下，其中化學反應速率最小的是（ ）。
A. υ(N2) ＝ 0.6 mol/(L·min)
B. υ(H2) ＝ 1.2 mol/(L·min)
C. υ(NH3)＝ 1.2 mol/(L·min)
υ(N2)
1
A.
A ＝ C ＞ B
υ(H2)
3
B.
υ(NH3)
2
C.
練一練
B
你有哪些方法比較鋅粒和 1 mol/L H2SO4 溶液、4 mol/L H2SO4 溶液化學反應速率的大小？
二、通過實驗測定并比較化學反應速率
υ＝
Δc
Δt
實驗原理
3.控制變量：
硫酸的濃度
鋅粒的質量
鋅粒的表面積
溶液的體積
溫度
壓強
反應體系
反應物
反應條件
設計方案
υ＝
Δc
Δt
1.實驗原理
Zn ＋ H2SO4 = ZnSO4 ＋ H2 ↑
c(H+)、c(Zn2+)、V(H2)、m(Zn)
定量測定
2.確定變量：
確定變量：______________
控制不變的因素：_______________________________
______________
3. 測定數據
硫酸的濃度
鋅粒的質量
鋅粒的表面積
溶液的體積
溫度
壓強
a.固定體積，測時間？
b.固定時間，測體積？
設計方案
√
加入試劑 反應時間/s 化學反應速率/( mL·s-1) 結論
1 mol/L H2SO4
4 mol/L H2SO4
19
10.1
實驗結果
10
19
10
10.1
其他條件相同，4 mol/L H2SO4 硫酸溶液比 1 mol/L H2SO4 硫酸溶液化學反應速率大
選擇可觀測、易操作的變量
明確
尋找
探究問題
測定某條件下的化學反應速率
控制
改變
關聯時間
其他因素
研究因素
控制相關變量相同
測量與反應物濃度相關的物理量
基于變量控制法測定化學反應速率的思路
1. 反應4A(s)+3B(g)===2C(g)+D(g)，經2min后,B的濃度減少了0.6mol/L。下列反應速率的表示正確的是（ ）
A. 用A表示的反應速率是0.4mol/(L·min)
B. 2min末時的反應速率,用B表示0.3mol/(L·min)
C. 分別用B、C、D表示的反應速率其比值是3:2:1
D. 3v(B)=2v(C)
練一練
C
練一練
2.在2A(g)+B(g)==3C(g)+4D(s)反應中，表示該反應速率最快的數據是（ ）
A. v(A) =0.05mol/(L s)
B. v(B)=0.03mol/(L s)
C. v(C) =3.6mol/(L min)
D. v(D) =0.16mol/(L s)
D
練一練
3. 在N2 + 3H2 = 2NH3的反應中,經過一段時間后,NH3的濃度增加了0.6mol/L。在此時間內用H2表示的平均速率0.45mol /(L·s),則此段時間值為_____。
2s
4. 在2L容器中發生3A+B=2C的反應,若最初加入 A、B都是4mol，A的平均速率是0.12mol/(L·s)，則10s后容器中的B是 mol。
3.2
定性描述：化學反應特征現象出現的快、慢
定量描述：
實驗測定：控制單一變量，找與濃度相關，
可測量、易操作變量
υ ＝
Δc
Δt
化學反應速率

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