資源簡介

(共22張PPT)
第二章 化學反應速率與化學平衡
第一節 化學反應速率
第一課時 化學反應速率
學習目標
1.了解化學反應速率的概念，會定量表示化學反應速率。(變化觀念與平衡思想)
2.掌握化學反應速率的簡單計算。(證據推理與模型認知)
3.學會化學反應速率的測定方法，會比較化學反應速率的快慢。(科學探究與創新意識)
新課導入
在化學反應的研究和實際應用中，人們除了選擇合適的化學反應以實現所期待的物質轉化或能量轉化，還要關注化學反應進行的快慢和程度，以提高生產效率。
爆炸
牛奶變質
鋼鐵生銹
溶洞形成
哪個反應更快呢？
不同的化學反應進行的快慢千差萬別，快和慢是相對而言的，我們以上的判斷方法都是定性地描述反應的快慢。而在科學研究和實際應用中，往往需要定量地描述一個反應的快慢。
什么是定性？什么是定量？
例如：我們學過物理都知道：
(1) 光的傳播速度是很快的；
(2) 光在空氣中的傳播速度3×108m/s。
定性描述
定量描述
思考與討論
課內探究
可以通過觀察對比實驗現象來定性描述化學反應的快慢
定
性
描
述
①冒氣泡快慢
②顏色變化快慢
③固體物質的減少快慢
④出現渾濁的快慢
⑤溫度變化快慢
如何定量判斷化學反應的快慢呢？
—— 化學反應速率
課內探究
一、化學反應速率
化學反應速率是用來衡量化學反應快慢的物理量。如果反應體系的體積是恒定的，則通常是用單位時間內反應物濃度的減少或生成物濃度的增加來表示。
2.表達式：
v＝
Δc
Δt
3.單位：
mol/(L min) 或mol/(L s)
1.概念：
課內探究
計算所得速率數值是平均速率還是瞬時速率？
是5min內的平均速率。
如何計算這5min內H2、NH3的反應速率？
【例】在密閉容器中發生反應: N2+3H2 2NH3，反應開始時N2的濃度為0.8mol/L，5min后N2的濃度變為0.7 mol/L。求這5min內N2的反應速率。
v(N2)= -
Δc(N2)
Δt
=
0.1mol/L
5min
=0.02mol/(L min)
課內探究
即：各物質的速率之比=化學計量數之比
所以
對于一個化學反應: mA +nB pC +qD，可用任一種物質的物質的量濃度隨時間的變化來表示該化學反應的速率。
v(A)= -
Δc(A)
Δt
0.3mol/L
5min
=0.06mol/(L min)
v(B)= -
Δc(B)
Δt
v(C)=
Δc(C)
Δt
v(D)=
Δc(D)
Δt
v(A)
m
v(B)
m
v(C)
m
v(D)
m
=
=
=
且有
v(H2)= -
Δc(H2)
Δt
=
0.2mol/L
5min
=0.04mol/(L min)
v(NH3)=
Δc(NH3)
Δt
=
思考與討論
只能用NaOH、H2的濃度變化來表示，即不能用固體或純液體來表示反應速率，因為固體或純液體的濃度為定值。
“單位時間內”和“一定時間內”有什么區別？
“單位時間內”是指在某一個時間單位內，如在1秒內、1分鐘內、1小時內等；“一定時間內”指的是在某一任意時間段內，如在1秒內，也可能是在5秒內、10分鐘內、3小時內等。
在2Na＋2H2O 2NaOH＋H2↑的反應中，可用哪些物質
表示反應速率？
特別提醒
理解化學反應速率的表示方法時應注意的幾個問題：
1.化學反應速率是平均速率，而不是瞬時速率。
2.無論濃度的變化是增加還是減少，化學反應速率均為正值。
3.由于在反應中固體和純液體的濃度是恒定不變的，因此一般不用固體或純液體來表示化學反應速率。
4.對于同一個反應來說，用不同的物質來表示該反應的速率時，其數值可能不同，但表達的意義相同。
常見題型
題型一：反應速率概念的理解
下列說法正確的是（　　）
A．化學反應速率通常用單位時間內反應物或生成物的質量變化來表示
B．用不同物質的濃度變化表示同一時間內、同一反應的速率時，其數值之比等于反應方程式中對應物質的化學計量數之比
C．化學反應速率指的是瞬時速率
D．反應過程中，反應物濃度逐漸變小，所以用反應物表示的化學反應速率為負值
B
【例1】反應4NH3 + 5O2 4NO + 6H2O 在5L的密閉容器中進行，30s后恢復到室溫時，NO的物質的量增加了0.3mol，則此反應的平均速率可表示為（ ）
A. v (O2)=0.01 mol/L·s B. v (NO)=0.008 mol/L·s
C. v (H2O)=0.003 mol/L·s D. v (NH3)=0.002 mol/L·s
題型二：反應速率的計算
解法：先求v (NO)=0.3/（5×30） =0.002 mol/(L·s) ，
再根據各物質的反應速率之比等于化學計量數之比求解。
D
——利用定義式和規律求算
常見題型
——利用三段式求算
題型二：反應速率的計算
常見題型
【例2】在2 L的密閉容器中，加入1 mol N2和3 mol H2，發生 N2+3H2 2NH3 ，在2s末時，測得容器中含有0.4 mol的NH3，求該反應的化學反應速率。
起始濃度(mol/L)
2s末濃度(mol/L)
變化濃度(mol/L)
三段式法
0.5
1.5
0
0.2
0.2
0.3
0.1
0.4
1.2
N2 + 3H2 2NH3
【例3】在一定條件下，mA+nB=pC的反應中，各物質的化學反應速率為 v(A)=amol·L-1·s-1，v (B)=a/2mol·L-1·s-1,
v(C)=amol·L-1·s-1,則該反應的化學方程式是 。
2A+B=2C
解法：利用各物質的反應速率之比等于化學計量數之比書寫。
題型二：反應速率的計算
——利用反應速率之比書寫化學方程式
常見題型
(1)ν(A)=0.3mol/(L·s )
(2) ν(B)=0.6mol/(L·s)
(3) ν(C)=0.4mol/(L·s)
(4) ν(D)=0.45mol/(L·s)
則該反應速率的快慢順序為:
(1)>(4)>(2)=(3)
解法：注意兩個“統一”，即單位“統一”、物質“統一”。
題型三：反應速率的大小比較
反應 A + 3B 2C + 2D 在四種不同條件下的反應速率為：
常見題型
某溫度時，在2L容器中X、Y、Z三種物質的物質的量隨時間的變化曲線如右圖所示，由圖中數據分析，該反應的化學方程式為：
n/mol
t/min
1 2 3
0.1
0.2
0.3
0.4
0.5
0.6
0.7
0.8
0.9
1.0
1.1
1.2
0. 05mol/(L·min)
X
Y
Z
題型四：反應速率圖像題
反應開始至2min，Z的平均反應速率為：
常見題型
3X + Y 2Z
思考與討論
安裝如圖所示的兩套裝置A、B(鋅粒大小相同)，通過分液漏斗分別加入40 mL 1 mol·L－1和40 mL 4 mol·L－1的硫酸后都立即產生氣泡。如何判斷A、B兩套裝置的反應速率大小？
①可以根據產生10 mL的氫氣所需要的時間判斷；
②可以根據1分鐘收集H2的體積來判斷。
歸納總結
測量鋅與稀硫酸反應速率的實驗設計：
確定變量
找易測物理量
控制不變量
注意問題
稀硫酸的濃度不同
測量相同時間產生H2的體積或產生相同體積H2所用的時間
①鋅粒顆粒（即表面積）大小；②溫度；
③時間或H2的體積
溶液加入迅速，計時迅速準確，裝置氣密性好
思考與討論
在Zn與H2SO4反應體系中，反應開始時，H2SO4的濃度為2mol/L；反應開始2min時，測得容器中H2SO4的濃度為1.8mol/L。上述化學反應速率是如何測定的？
根據化學反應速率表達式，該實驗可分別測定反應開始時和2min時H2SO4的濃度。
還有什么方法可以測定該反應的化學反應速率？
可以利用溶液中H+ 或Zn2+濃度的變化，測量一定時間內溶液的電導變化、反應的熱量變化；或測量一定時間內鋅粒質量的變化，然后通過化學方程式換算成硫酸濃度的變化量。
歸納總結
二、化學反應速率的測定
濃
度
改
變
性質改
變
可直接觀察
①
②
儀器測量
③
溶液中
氣體體積、體系壓強
顏色的深淺、光的吸收、導電能力
顏色深淺與顯色物質濃度具有正比關系
課堂小結
化學反應速率
含義：用于衡量化學反應進行快慢程度的物理量
表示方法：
v=
Δc
Δt
單位： mol·L－1 ·s －1或mol·L－1 ·min－1
特點
化學反應速率的測定
平均反應速率、正值
各物質的反應速率之比等于方程式中化學計量數之比
謝 謝

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