資源簡介

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爆炸
鐵橋生銹
牛奶變質
溶洞形成
必修二第六章第二節（第42頁）
+
選擇性必修一第二章第一節（第22頁）
化學反應速率
學科鏈接
在物理學中我們是如何定量地判斷一個物體移動速度快慢的？
v ＝
△x
△t
速率
定義：衡量物體運動的快慢的物理量
表示方式：單位時間內物體運動的位移
表達式：
常用單位：m/s m·s-1
化學反應速率 —— 描述 計算 比較 測定
化學反應速率 —— 描述 計算 比較 測定
定義
表示方式
表達式
常用單位
用來衡量化學反應過程進行的快慢的物理量
mol/(L·s) mol·L-1·s-1 mol·L-1·min-1 等
Δc 表示某物質濃度的變化，常用單位mol·L－1
Δt 表示時間變化，常用單位s、min或h
通常用單位時間內，反應物濃度的減少量或生成物濃度的增加量來表示
均取正值,所以v取正值
【思考】v是瞬時速率還是平均速率？
化學反應速率 —— 描述 計算 比較 測定
【例1】在盛有18 g碳、2 L的密閉容器中，充入0.8 mol CO2，一定條件下發生C(s)＋CO2(g)===2CO(g)，濃度變化數據如下表：
物質 CO2 CO
起始濃度(mol·L－1) 0.4 0
變化濃度(mol·L－1)
5 min時濃度(mol·L－1) 0.2 0.4
(1)請完成上表中空白處。
(2)計算：用CO2和CO分別表示的化學反應速率v(CO2)、 v(CO)
v(CO2)= △(CO2) / △t = 0.2/5 =0.04 mol·L-1 ·min-1
v(CO) = △(CO) / △t = 0.4/5 =0.08 mol·L-1 ·min-1
△(CO2)=0.4-0.2=0.2 mol·L-1
△(CO)=0.4-0=0.4 mol·L-1
指明物質
化學反應速率 —— 描述 計算 比較 測定
【例1】C(s)＋CO2(g)===2CO(g)，濃度變化數據如下表：
(2)判斷正誤：對于這個反應，用CO2 、 CO表示的化學反應速率數值不同，但表示的意義相同。
物質 CO2 CO
起始濃度(mol·L－1) 0.4 0
變化濃度(mol·L－1)
5 min時濃度(mol·L－1) 0.2
5 min內的化學反應速率 數值
單位
0.2
0.4
0.4
0.04
0.08
mol·L－1·min－1
mol·L－1·min－1
【深度思考】
(3)化學反應速率、濃度變化量、化學計量數之間有何關系？
化學反應速率之比=物質濃度變化量之比=化學計量數之比
用不同物質表示化學反應速率，數值可能不同，
但都能夠代表整個化學反應的速率，所以意義相同。
注意：
(1)碳可以用 來表示的該反應的化學反應速率？
注意：不能用固體和純液體的濃度變化來表示化學反應速率。
注意事項
化學反應速率都是正值。
化學反應速率是物質在一段時間內的平均速率，而不是在某一時刻的瞬時速率
在反應中，用濃度變化表示化學反應速率只適用于氣體和溶液中的溶質，
純液體和純固體的濃度是恒定不變的，因此不用純液體或純固體的濃度來表示化學反應速率
一個化學反應中，選用不同物質表示化學反應速率，化學反應速率之比 = 物質濃度變化量之比 = 化學計量數之比。
一個化學反應中，選用不同物質表示化學反應速率，其數值可能相同或不同，但表示的意義相同。因此，表示化學反應速率時，必須指明用哪種物質作標準，在v的后面將該物質的化學式用括號括起來
化學反應速率 —— 描述 計算 比較 測定
方法一：公式法
v =
△c
△t
＝0.8mol/(L·s)
v(B)＝
Δc(B)
Δt
＝
（6.0－2.0 )mol/L
5s
轉化量已知：根據公式 直接求！
v =
△c
△t
指明物質
【例題2】 在某一化學反應中，物質B的濃度在5s內從6.0mol/L變成2.0mol/L，則在這5s內，用物質B表示的化學反應速率為多少？
化學反應速率 —— 描述 計算 比較 測定
【例題3】 在N2 + 3H2 2NH3在密閉的容器中進行，2s后，NH3的濃度增加了0.6mol/L，在這段時間內用H2表示的平均反應速率為____mol/(L·s)
高溫、高壓
催化劑
＝0.45mol/(L·s)
v(H2)＝
3
2
v(NH3)＝
3
2
×
v(H2): v(NH3) ＝3:2
v(NH3)＝
（0.6)mol/L
2s
＝0.3mol/(L·s)
0.3mol/(L·s)
△c(NH3)＝0.6mol/L
△c(H2)：△c(NH3)=3：2
v(H2) = =
△c(H2)
△t
△c(H2) =
3
2
× △c(NH3) = 0.9 mol/L
（0.9)mol/L
2s
＝0.45mol/(L·s)
轉化量未知：根據比例關系求！
化學反應速率之比 = 物質濃度變化量之比 = 化學計量數之比
化學反應速率 —— 描述 計算 比較 測定
方法二：三段式
【模型】 假設起始時A、B的濃度分別為a mol/L、b mol/L，t s內A反應了x mol/L
mA(g) + nB(g) = pC(g) + qD(g)
a b 0 0
起始濃度c初(mol/L)
轉化濃度△c(mol/L)
x nx/m px/m qx/m
t s時濃度c末(mol/L)
a-x b-nx/m px/m qx/m
①寫出有關反應的化學方程式。
②寫“起”、“轉”、“t s”三段。
③找題目已知信息和隱藏信息。
⑤用公式計算各物質的轉化濃度，某時刻濃度。
v =
△c
△t
利用濃度變化量之比=化學計量數之比而建立的數據間的關系。
化學反應速率 —— 描述 計算 比較 測定
mA(g) + nB(g) = pC(g) + qD(g)
a b 0 0
起始濃度c初(mol/L)
轉化濃度△c(mol/L)
x nx/m px/m qx/m
t s時濃度c末(mol/L)
a-x b-nx/m px/m qx/m
α(A)＝
A的變化量
A的起始量
×100%
“三段式”計算特別提醒
①三段式中只有轉化量與化學計量數成正比關系，其余量均不一定
②計算時注意以下量的關系
對反應物：c（起始）- c(轉化)=c(某時刻)
對生成物：c（起始）+ c(轉化)=c(某時刻)
④某物質A轉化率α
③起始量、變化量、一段時間后的量，三者物理量及單位要統一，可以是物質的量或物質的量濃度。
化學反應速率 —— 描述 計算 比較 測定
【例題4】 已知合成氨反應N2(g)＋3H2(g) 2NH3(g)，其濃度數據如下：
高溫、高壓
催化劑
N2 H2 NH3
起始濃度/(mol·L－1) 1.0 3.0 0
2 s末濃度/(mol·L－1) 0.8
列出三段式，計算：
（1）2 s末，N2、H2、NH3的物質的量濃度變化各為多少？
（2）則2s內用N2、H2、NH3表示的化學反應速率v(N2)、v(H2)、v(NH3)各為多少？
（3）N2的轉化率為？
化學反應速率 —— 描述 計算 比較 測定
【例題5答案】
N2 + 3H2 2NH3
高溫、高壓
催化劑
起始濃度c初(mol/L)
改變濃度Δc(mol/L)
t s時濃度c末(mol/L)
1.0
3.0
0
0.6
1.8
0.8
0.4
1.2
0.8
三段式
α(N2)＝
0.4 mol/L
1 mol/L
×100%
= 40%
小結
（1）公式法：
（2）“三段式”法：
①寫出有關反應的化學方程式。
②找出各物質的起始量、轉化量、某時刻量。
③根據已知條件列方程式計算。
（3）轉化率α：
α(A)＝
A的變化量
A的起始量
×100%
化學反應速率之比 = 物質濃度變化量之比 = 化學計量數之比
化學反應速率 —— 描述 計算 比較 測定
那么，如何比較化學反應過程進行的快慢呢？
定性
定量
v(B)＝
Δc(B)
Δt
化學反應速率 —— 描述 計算 比較 測定
（1）定性比較
冒氣泡快慢
你能判斷以下三種化學反應過程中，哪一根試管中的化學反應速率更快嗎？
右邊快
固體物質的減少快慢
右邊快
反應劇烈程度
右邊快
①產生氣泡或沉淀快慢
④氣體充滿所需時間
③固體物質的減少的快慢
⑤顏色變化快慢
②溫度變化快慢
化學反應速率 —— 描述 計算 比較 測定
（2）定量比較
則四種條件下反應速率的快慢順序為:_____________________
【例5】反應 A(g) + 3B(g) = 2C(g) + 2D(g) 在四種不同條件下用物質A、B、C、D分別表示的化學反應速率為：
(1)v(A)=0.3mol/(L·s )
(2) v(B)=0.6mol/(L·s)
(3) v(C)=0.6mol/(L·min)
(4) v(D)=0.45mol/(L·s)
(1)>(4)>(2)>(3)
“一看”：看單位是否統一。
若不統一,換算成相同的單位。
“二化”：
①歸一法：換算成同一物質表示的反應速率
②比值法：化學反應速率的數值除以相應的化學計量數
“三比“：數值越大，表示反應速率越快
化學反應速率 —— 描述 計算 比較 測定
【例7】對于A2＋3B2 == 2C＋D的反應來說，以下化學反應速率的表示中，反應速率最快的是（ ）
A．v(A2)＝0.4 mol/(L·s) B．v(B2)＝0.8 mol/(L·s)
C．v(C)＝0.6 mol/(L·s) D．v(D)＝1.2 mol/(L·min)
A
化學反應速率 —— 描述 計算 比較 測定
實驗原理 實驗設計 實驗方案 實驗改進 實驗實施
υ＝
Δc
Δt
實驗原理
找與化學反應物質的濃度相關的物理量
找與該物理量化學變化對應的時間
間接測定與物質的濃度相關的可觀測的變量
顏色
體積
體系壓強
顏色
pH
電導率
直接測定物質的濃度變化
離子濃度傳感器
氣體
溶液
高錳酸鉀溶液與草酸反應，
記錄溶液褪色的時間
化學反應速率 —— 描述 計算 比較 測定
實驗原理 實驗設計 實驗方案 實驗改進 實驗實施
反應：
Zn＋H2SO4（稀）＝ZnSO4＋H2↑
有多少種方法測這個反應的速率？儀器和試劑、裝置任選。發揮你的想象。
1. ts內收集氫氣的體積
2. 收集一定體積氫氣所需要的時間
3. ts內溶液中pH變化，即△c(H＋)
4. ts內△c(Zn2＋)
5. ts內△m(Zn)
……
化學反應速率 —— 描述 計算 比較 測定
實驗原理 實驗設計 實驗方案 實驗改進 實驗實施
反應： Zn＋H2SO4＝ZnSO4＋H2↑
【《選修一》第24頁的實驗探究2】
實驗過程：
a.按如圖所示安裝裝置，檢查氣密性。
c.在錐形瓶內盛有2 g鋅粒。
b. 通過分液漏斗加入40 mL 1 mol/L的硫酸溶液，測出收集10 mL H2所用的時間。
化學反應速率 —— 描述 計算 比較 測定
實驗原理 實驗設計 實驗方案 實驗改進 實驗實施
如何檢驗裝置的氣密性？
(1)“封”：關閉分液漏斗活塞，
(2)使裝置內外形成“氣壓差”：向外拉注射器活塞一段距離后松手，若注射器活塞能回到開始位置，證明氣密性好，若不能則說明氣密性不好，
化學反應速率 —— 描述 計算 比較 測定
實驗原理 實驗設計 實驗方案 實驗改進 實驗實施
測量氫氣體積還有什么方法？
化學反應速率 —— 描述 計算 比較 測定
實驗原理 實驗設計 實驗方案 實驗改進 實驗實施
這個裝置有哪些需要改進的地方？
恒壓分液漏斗
化學反應速率 —— 描述 計算 比較 測定
實驗原理 實驗設計 實驗方案 實驗改進 實驗實施
實驗過程：
a.燃燒匙盛2 g鋅粒，錐形瓶中加入40 mL 1 mol/L的硫酸溶液，按如圖所示安裝裝置。
b.測出收集10 mL H2所用的時間。
收集10mlH2所用時間/s 化學反應速率/(mL·s-1 )
比較
計算
定性
定量
公式法
三段式
轉化量
圖像題
描述
概念
表示方法
表達式
常用單位
注意事項
一看
二化
三比
測定
化學反應的速率
課堂小結
應用升華
THANKS
謝謝聆聽
化學反應速率 —— 描述 計算 比較 測定
【例題6-常見題型例舉】
【多選】一定溫度下,在2 L的密閉容器中，X、Y、Z三種氣體的物質的量隨時間變化的曲線如圖所示。下列描述正確的是( 　　)
A. 反應開始到10 s，用Z表示的反應速率為0.158 mol·L－1·s－1
B. 反應開始到10 s時，Y的轉化率為79.0%
C. X和Y是反應物，Z是生成物
D. 反應的化學方程式為X(g)＋Y(g) Z(g)
BC
由n(或c)～t圖像確定化學方程式的方法
(1)看趨勢，定位置
n(或c)隨時間逐漸減小的物質為反應物，反之為生成物。
(2)看變化量，定系數
由圖像計算各物質在相同時間內的c(或n)的變化量，
從而確定各物質的化學計量數。
(3)看是否反應完，定符號
根據圖像觀察，反應物在密閉體系中是否反應完，
從而判斷該反應是否為可逆反應，確定在方程式中用“=”還是“ ”。
1.某溫度時，在2 L的容器中，X 、Y、 Z三種物質的物質的量隨時間的變化曲線如圖。由圖可得該反應的化學方程式為_______ _______，反應開始至5 min，Z的平均反應速率為___ _____。
3X＋Y 3Z
0.06mol/（L·min）
2. 將等物質的量A、B混合于2L的密閉容器中，發生反應：
3A(g)＋B(g) xC(g) + 2D（g）
,經5min后測定D的濃度為0.5mol/L,
c(A):c(B)=3:5，C的平均反應速率是0.1mol/(L·min)
6.用大理石(雜質不與稀鹽酸反應)與稀鹽酸反應制CO2，實驗過程記錄如圖所示，下列有關說法正確的是(　　)
B
A．OE段表示的反應速率最快
B．EF段表示的反應速率最快，收集的CO2最多
C．FG段表示的收集的CO2最多
D．OG段表示隨著時間的推移，反應速率逐漸增大
2.對于反應4NH3(g)＋5O2(g)===4NO(g)＋6H2O(g)，下列反應速率的關系正確是（ ）
D
2.下列關于化學反應速率的說法，不正確的是( )
A.化學反應速率是衡量化學反應進行快慢程度的物理量
B.可用單位時間內氫離子濃度的變化表示氫氧化鈉與硫酸中和反應的速率
C.在同一化學反應中，用反應物或生成物表示的化學反應速率的數值相等
D.化學反應速率常用單位有mol·L－1·s－1和mol·L－1·min－1
C
3.已知合成氨反應N2(g)＋3H2(g) 2NH3(g)，其濃度數據如下：
N2 H2 NH3
起始濃度/mol·L－1 1.0 3.0 0
2 s末濃度/mol·L－1 0.6 1.8 0.8
當用氨氣濃度的增加來表示該化學反應的速率時，其速率為( )
A.0.2 mol·L－1·s－1 B.0.4 mol·L－1·s－1
C.0.6 mol·L－1·s－1 D.0.8 mol·L－1·s－1
高溫、高壓
催化劑
B
5、在某一容積為5 L的密閉容器內，加入0.2mol CO和0.2mol H2O(g)，在催化劑存在的條件下高溫加熱，發生如下反應：CO(g)+H2O(g) CO2(g)+H2(g)，反應放出熱量。
反應中CO2的濃度隨時間變化的情況如圖所示：根據圖中數據，從反應開始至到10min時，H2O的化學反應速率為________；10min末c(H2)= ______，
10min內CO的轉化率為__________。
CO2(g) + H2O(g) CO2(g)+H2(g)
c始(mol/L) 0.04 0.04 0 0
△c(mol/L) 0.03 0.03 0.03 0.03
c末(mol/L) 0.01 0.01 0.03 0.03
v(H2O)=0.003 mol/(L·min)
c末(H2)=0.03 mol/L
α(CO)= 75%

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