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(共21張PPT)
第一節(jié) 化學(xué)反應(yīng)速率
第二章 化學(xué)反應(yīng)速率與化學(xué)平衡
第1課時(shí) 化學(xué)反應(yīng)速率
學(xué)習(xí)目標(biāo)
1.了解化學(xué)反應(yīng)速率的概念，會(huì)定量表示化學(xué)反應(yīng)速率。
2.掌握化學(xué)反應(yīng)速率的簡(jiǎn)單計(jì)算。
3.學(xué)會(huì)化學(xué)反應(yīng)速率的測(cè)定方法，會(huì)比較化學(xué)反應(yīng)速率的快慢。
新課導(dǎo)入
在化學(xué)反應(yīng)的研究和實(shí)際應(yīng)用中，人們除了選擇合適的化學(xué)反應(yīng)以實(shí)現(xiàn)所期待的物質(zhì)轉(zhuǎn)化或能量轉(zhuǎn)化，還要關(guān)注化學(xué)反應(yīng)進(jìn)行的快慢和程度，以提高生產(chǎn)效率。
爆炸
牛奶變質(zhì)
鋼鐵生銹
溶洞形成
不同的化學(xué)反應(yīng)進(jìn)行的快慢千差萬(wàn)別，快和慢是相對(duì)而言的，我們以上的判斷方法都是定性地描述反應(yīng)的快慢。而在科學(xué)研究和實(shí)際應(yīng)用中，往往需要定量地描述一個(gè)反應(yīng)的快慢。
什么是定性？什么是定量？
例如：我們學(xué)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
可以通過觀察對(duì)比實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象來(lái)定性描述化學(xué)反應(yīng)的快慢
①冒氣泡快慢
②顏色變化快慢
⑤固體物質(zhì)的減少快慢
④出現(xiàn)渾濁的快慢
③溫度變化快慢
如何定量判斷化學(xué)反應(yīng)的快慢呢？
—— 化學(xué)反應(yīng)速率
新課導(dǎo)入
一、化學(xué)反應(yīng)速率
化學(xué)反應(yīng)速率是用來(lái)衡量化學(xué)反應(yīng)快慢的物理量。如果反應(yīng)體系的體積是恒定的，則通常是用單位時(shí)間內(nèi)反應(yīng)物濃度的減少或生成物濃度的增加來(lái)表示。
2.表達(dá)式：
v ＝
Δc
Δt
3.單位：
mol/(L min) 或mol/(L s)
1.概念：
新知講授
計(jì)算所得速率數(shù)值是平均速率還是瞬時(shí)速率？
答：是5 min內(nèi)的平均速率。
如何計(jì)算這5 min內(nèi)H2、NH3的反應(yīng)速率？
【例】在密閉容器中發(fā)生反應(yīng): N2+3H2 2NH3，反應(yīng)開始時(shí)N2的濃度為0.8 mol/L，5 min后N2的濃度變?yōu)?.7 mol/L。求這5 min內(nèi)N2的反應(yīng)速率。
v(N2) =
Δc (N2)
Δt
=
0.1 mol/L
5 min
= 0.02 mol/(L min)
新知講授
即：各物質(zhì)的速率之比=化學(xué)計(jì)量數(shù)之比
所以
對(duì)于一個(gè)化學(xué)反應(yīng): mA +nB===pC +qD，可用任一種物質(zhì)的物質(zhì)的量濃度隨時(shí)間的變化來(lái)表示該化學(xué)反應(yīng)的速率。
v(A) =
Δc(A)
Δt
0.3 mol/L
5 min
= 0.06 mol/(L min)
v(B) =
Δc(B)
Δt
v(C) =
Δc(C)
Δt
v(D) =
Δc(D)
Δt
v(H2) =
Δc(H2)
Δt
=
0.2 mol/L
5 min
= 0.04 mol/(L min)
v(NH3) =
Δc(NH3)
Δt
=
新知講授
只能用NaOH、H2的濃度變化來(lái)表示，即不能用固體或純液體來(lái)表示反應(yīng)速率，因?yàn)楣腆w或純液體的濃度為定值。
“單位時(shí)間內(nèi)”和“一定時(shí)間內(nèi)”有什么區(qū)別？
“單位時(shí)間內(nèi)”是指在某一個(gè)時(shí)間單位內(nèi)，如在1秒內(nèi)、1分鐘內(nèi)、1小時(shí)內(nèi)等“一定時(shí)間內(nèi)”指的是在某一任意時(shí)間段內(nèi)，如在1秒內(nèi)，也可能是在5秒內(nèi)、10分鐘內(nèi)、3小時(shí)內(nèi)等。
在2Na＋2H2O===2NaOH＋H2↑的反應(yīng)中，可用哪些物質(zhì)表示反應(yīng)速率？
思考與討論
理解化學(xué)反應(yīng)速率的表示方法時(shí)應(yīng)注意的幾個(gè)問題：
1.化學(xué)反應(yīng)速率是平均速率，而不是瞬時(shí)速率。
2.無(wú)論濃度的變化是增加還是減少，化學(xué)反應(yīng)速率均為正值。
3.由于在反應(yīng)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(lái)表示化學(xué)反應(yīng)速率。
4.對(duì)于同一個(gè)反應(yīng)來(lái)說(shuō)，用不同的物質(zhì)來(lái)表示該反應(yīng)的速率時(shí)，其數(shù)值可能不同，但表達(dá)的意義相同。
新知講授
題型一：反應(yīng)速率概念的理解
下列說(shuō)法正確的是（　　）
A．化學(xué)反應(yīng)速率通常用單位時(shí)間內(nèi)反應(yīng)物或生成物的質(zhì)量變化來(lái)表示
B．用不同物質(zhì)的濃度變化表示同一時(shí)間內(nèi)、同一反應(yīng)的速率時(shí)，其數(shù)值之比等于反應(yīng)方程式中對(duì)應(yīng)物質(zhì)的化學(xué)計(jì)量數(shù)之比
C．化學(xué)反應(yīng)速率指的是瞬時(shí)速率
D．反應(yīng)過程中，反應(yīng)物濃度逐漸變小，所以用反應(yīng)物表示的化學(xué)反應(yīng)速率為負(fù)值
B
例題訓(xùn)練
【例1】反應(yīng)4NH3 + 5O2=== 4NO + 6H2O 在5 L的密閉容器中進(jìn)行，30 s后恢復(fù)到室溫時(shí)，NO的物質(zhì)的量增加了0.3 mol，則此反應(yīng)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)=0.004 mol/(L s) D. v (NH3)=0.002 mol/(L s)
題型二：反應(yīng)速率的計(jì)算
點(diǎn)撥：先求v(NO)=0.3/（5×30）= 0.002 mol/(L·s) ，再根據(jù)各物質(zhì)的反應(yīng)速率之比等于化學(xué)計(jì)量數(shù)之比求解。
D
—— 利用定義式和規(guī)律求算
例題訓(xùn)練
——利用三段式求算
【例2】在2 L的密閉容器中，加入1 mol N2和3 mol H2，發(fā)生 N2+3H2 2NH3 ，在2s末時(shí)，測(cè)得容器中含有0.4 mol的NH3，求該反應(yīng)的化學(xué)反應(yīng)速率。
起始濃度(mol/L)
2 s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
題型二：反應(yīng)速率的計(jì)算
例題訓(xùn)練
例題訓(xùn)練
解得：
v(N2) =
Δc
Δt
=
0.1 mol/L
2 s
= 0.05 mol/(L s)
v(H2) =
Δc
Δt
=
0.3 mol/L
2 s
= 0.15 mol/(L s)
v(NH3) =
Δc
Δt
=
0.2 mol/L
2 s
= 0.10 mol/(L s)
【例3】在一定條件下，mA+nB===pC的反應(yīng)中，各物質(zhì)的化學(xué)反應(yīng)速率為 v(A)=
a mol·L-1·s-1， v (B)=a/2 mol·L-1·s-1， v(C)=a mol·L-1·s-1，則該反應(yīng)的化學(xué)方程式是 。
2A+B=2C
點(diǎn)撥：利用各物質(zhì)的反應(yīng)速率之比等于化學(xué)計(jì)量數(shù)之比書寫。
題型二：反應(yīng)速率的計(jì)算
——利用反應(yīng)速率之比書寫化學(xué)方程式
例題訓(xùn)練
(1)ν(A)=0.3 mol/(L·s )
(2) ν(B)=0.6 mol/(L·s)
(3) ν(C)=0.4 mol/(L·s)
(4) ν(D)=0.45 mol/(L·s)
則該反應(yīng)速率的快慢順序?yàn)? 。
(1)>(4)>(2)=(3)
點(diǎn)撥：注意兩個(gè)“統(tǒng)一”，即單位“統(tǒng)一”、物質(zhì)“統(tǒng)一”。
題型三：反應(yīng)速率的大小比較
反應(yīng) A + 3B === 2C + 2D 在四種不同條件下的反應(yīng)速率為：
例題訓(xùn)練
某溫度時(shí)，在2 L容器中X、Y、Z三種物質(zhì)的物質(zhì)的量隨時(shí)間的變化曲線如右圖所示，由圖中數(shù)據(jù)分析，該反應(yīng)的化學(xué)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. 05 mol/(L·min)
X
Y
Z
題型四：反應(yīng)速率圖像題
反應(yīng)開始至2 min，Z的平均反應(yīng)速率為： 。
3X + Y 2Z
例題訓(xùn)練
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(chǎn)生氣泡。如何判斷A、B兩套裝置的反應(yīng)速率大小？
①可以根據(jù)產(chǎn)生10 mL的氫氣所需要的時(shí)間判斷；
②可以根據(jù)1分鐘收集H2的體積來(lái)判斷。
思考與討論
二、化學(xué)反應(yīng)速率的測(cè)定
濃
度
改
變
性質(zhì)改
變
可直接觀察
①
②
儀器測(cè)量
③
溶液中
顏色的深淺
氣體體積、體系壓強(qiáng)、
光的吸收、導(dǎo)電能力
顏色深淺與顯色物質(zhì)濃度具有正比關(guān)系
新知講授
化學(xué)反應(yīng)速率
含義：用于衡量化學(xué)反應(yīng)進(jìn)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(diǎn)
化學(xué)反應(yīng)速率的測(cè)定
平均反應(yīng)速率、正值
各物質(zhì)的反應(yīng)速率之比等于方程式中化學(xué)計(jì)量數(shù)之比
學(xué)習(xí)小結(jié)
本節(jié)內(nèi)容結(jié)束

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