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第二章 化學反應速率和化學平衡
第一節化學反應速率
2.1.1化學反應速率
學習目標
1. 了解化學反應速率的概念及其表示方法，形成不同的反應可用不 同的方法來表示化學反應速率的變化觀念。
2. 根據化學反應速率的測定原理設計實驗，學會化學反應速率的測 定方法，通過對比的方法，發展基于變量關系的證據推理素養。
3、掌握有關化學反應速率的計算方法
黎巴嫩首都爆炸 火柴燃燒的過程 巖石風化 橡膠老化
不同的化學反應的進行的快慢(反應速率)有大有小
1、下列化學反應進行的快慢是否一樣
思考
定性描述
冒氣泡快慢
顏色變化快慢
固體物質的減少快慢
出現渾濁的快慢 溫度變化等
定量描述
化學反 應速率
2、可以用什么方式來衡量化學反應的快慢呢
思考
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(均取正 值)來表示
化學反應速率是用來衡量化學反應過程進行快慢程度的物理量
Ac為濃度的變化量，一般以moloL 為單位；△t 為時間，一般以s或min為單位
一.化學反應速率
2.表示方法
3.表達式
1.意義
所有的化學反應(主要是氣體、溶液間的反應)
由于固體和純液體的濃度是恒定不變的，
濃度僅指溶液或氣體的，
固體、純液體無濃度變化可言。
不能用固體或純液體表示反應速率
mol/(L·s)、mol/(L·min)、mol/(L·h)
60mol/(Lomin)=1mol/(Los) mol/(Loh)=1mol/(Lomin)
5.適用范圍
4.單位
有關反應物質 SO O
SO
物質的量濃度 變化
化學反應速率
化學反應速率 之比 v(SO ):v(O ):v(SO )=
練一練
1 、在一個體積為2 L的密閉容器中發生反應2SO +O 今2SO , 經過5 s后，測得SO 的物質的量為0.8 mol。 填寫下表：
【幾點注意】
①一般來說，隨著反應的逐漸進行，反應物濃度會逐漸減 小，化學 反應速率也會逐漸減慢。因此，化學反應速率通常是指某一段時間 內的平均反應速率，而不 是瞬時反應速率
②在同一化學反應中，選用不同物質表示化學反應速率，其數 值可 能相同也可能不相同，但表示的意義相同，即一種物質的化學反應 速率就代表了整個化學反應的反應速率
③對于一個具體的化學反應，反應物和生成物的物質的量的變化量 是按化學方程式中化學計量數之比進行的，所以化學反應中各物質 的反應速率之比等于化學方程式中各物質的化學計量數之比對于反 應aA+bB=CC+dD( A、B 、C 、D均不是固體或純液體): 則 ：
v(A):v(B):v(C):v(D)= △n(A):△n(B):△n(C):△n(D)= △c(A):△c(B):△d(C):△c(D)=a:b:c:d
④表示化學反應速率時，必須指明用哪種物質作標準，因為同 一化學反應，用不同的物質表示的反應速率，其數值可能不同。 如：化學反應N +3H 今2NH , 用H, 表示該反應的反應速率 時應寫成v(H )⑤濃度是指物質的量濃度而不是物質的量或質 量分數
⑥化學反應速率與時間和濃度有關，無論是用反應物濃度的減 少還是用生成物濃度的增加來表示，都取正值⑦在一定溫度下， 對于固體和純液體物質來說，其單位體積里的物質的量不會改 變，即它們的物質的量濃度為常數，即△c=0 (無意義),所以 不用固體或純液體表示反應速率
練一練
2、判斷正誤，正確的劃“ √”,錯誤的劃“×”(1)化學反應方程式 中，任何一種物質均可用v=△c/△t求出該物質表示的化學反應速率(
×
)
×
(2)化學反應速率指的是某時刻的瞬時速率( )( 3)化學反應速率越 大，化學反應的現象越明顯( )(4)同一化學反應中，不同物質表 示的化學反應速率可能數值不同，但表示的意義(快慢)相同( )(5) 化學反應速率為0.6 mol ·L-1●min-1是指1 min 時某物質的濃度為
0.6 mol·L-1( · ) 對于反應H +Cl =2HCl, 化學反應速率可表
×
示為v=a mol L-1 s-1( )
3.反應A+3B=2C+2D 在四種不同條件下的反應速率為：
(1)v(A)=0.3mol/(L·s)
(2)v(B)=0.6mol/(L·s)
(3)v(C)=0.4mol/(L·s)
(4)v(D)=0.45mol/(L·s)
則該反應速率的快慢順序為(1)>(4)>(2)=( 3)
方法：
比較化學反應的快慢，應取同一參照物先
統一單位，再轉化為同一物質。
方法
規律 化學反應速率大小的比較方法
(1)歸一法：若單位不統一，則要換算成相同的單位；若為不同物質表示 的反應速率，則要換算成同一物質來表示反應速率；再比較數值的大小。
(2)比值法：比較化學反應速率與化學計量數的比值，如aA(g) +
bB(g)=CC(g)+dD(g),比 , 若 , 則
說明用A 表示的化學反應速率大于用B 表示的化學反應速率。
(1)寫出有關反應的化學方程式；
(2)標出各物質的起始量、變化量、某時刻量(固體純液體除外);
(3)根據已知條件列方程式計算。
例 ：m A +nB 今 pC +qD
起始：a b 0 0
變化：mx nx pX qX
某時刻：a-mx b-nx 0+px 0+qx
二. “三段式”法計算化學反應速率
1、“三段式”法基本步驟：
①變化量與方程式中各物質的化學計量數成比例
②這里a、b 可指物質的量、濃度、體積等
③反應物：某時刻量=起始量-變化量
④ 生成物：某時刻量=起始量+變化量
⑤轉化率α
a(A)= ×100%
A 的起始量
A 的變化量
2、基本關系：
【例】在2 L的密閉容器中，加入2 mol N 和4 mol H ,發 生
N +3H 氣 2NH , 在10min 末時，測定生成NH 1mol, 則 用N
H 、NH 表示的平均反應速率分別為多少
三段法 N +3H 今 2NH
起始濃度(mol/L) 1 2 0
變化濃度(mol/L) 0.250.75 0.5
10min末濃度(mol/L) 0.75 1.25 0.5
三段法 N +3H 今
2NH
起始濃度(mol/L) 1 2
0
變化濃度(mol/L) 0.250.75
0.5
1、反應的轉化率(0):指已被轉化的反應物的物質的量與其初始的物質的物質的量之比
2、生成物的產率：指生成物的實際產值與理論產值(按照方程式計算的出來的)的比值
10min末濃度(mol/L) 0.75 1.25 0.5
三段法 N +3H 今
2NH
起始濃度(mol/L) 1 2
0
變化濃度(mol/L) 0.250.75
0.5
10min末濃度(mol/L) 0.751.25
0.5
3、反應結束時各物質的百分含量(氣體的體積分數=物質的量分數=濃度分數)
恒溫恒容 恒溫恒壓 恒溫、恒容時：
恒溫、恒壓時：
4、恒溫時，兩種容器
練一練
4、在可逆反應2A(g)+3B(g) 今 xC(g)+D(g) 中，已知：反應開始加 入的物質只有A、B, 起始濃度A 為5 mol/L,B 為3 mol/L, 前2 min C的平均反應速率為0.5 mol·L-1·min -1,2 min后，測得D的濃度 為0.5 mol/L, 則關于此反應的下列說法中正確的是( C )
A.2 min末時A 和B的濃度之比為5:3 B.x=1
C.2 min末時B的濃度為1.5 mol ·L-1
D.2 min末時A 消耗的濃度為0.5 mol ·L-1
三段法
2A(g)+3B(g)今 xC(g)+D(g)
起始濃度(mol/L) 變化濃度(mol/L) 2min末濃度(mol/L)
5 3 0 0
1 1.5 1 0.5
4 1.5 1 0.5
(1)直接觀察測定：如釋放出氣體的體積和體系的壓強等(2)科學
儀器測定：如顏色的深淺、光的吸收、光的發射、導電能力等。 在溶液中，當反應物或產物本身有較明顯的顏色時，可利用顏色 深淺和顯色物質濃度間的正比關系來跟蹤反應的過程和測量反應 速率
化學反應速率是可以通過實驗測定的。根據化學反應速率表達式 ,實驗中需要測定不同時刻反應物(或生成物)的濃度。實際上任 何一種與物質濃度有關的可觀測量都可以加以利用
三.化學反應速率的測定
2、測定方法：
1、測定原理：
單位時間內
①測定氣體的體積
②測定物質的物質的量的變化
③測定物質或離子的濃度( PH)變 化
④測定體系的溫度或測定反應的熱量變化
實驗測量具體方式
1、量氣法
2、比色法
3、電導法
4、激光技術法
測量化學反應速率的常見方法
分光光度計
電導率儀
濁度儀
PH計
選項 化學反應
測量依據(單位
時間內)
A CO(g)+H O(g)=CO (g)+H (g)
壓強變化
B Zn(s)+H SO (aq)=ZnSO (aq)+H (g)
氫氣體積
C 2NO (g)今N O (g)
顏色深淺
D Ca(OH) (aq)+Na CO (aq)=CaCO (s)+ 2NaOH(aq)
沉淀質量
練一練
5、化學反應速率是通過實驗測定的，下列化學反應速率的測量 中，測量依據不可行的是( A )
練一練
6、對于鋅粒與稀硫酸的反應，下列說法中不正確的是( C
)A. 可選用顆粒大小基本相同的鋅粒與不同濃度的硫酸反應，
比較二者收集10 mL 氫氣所用的時間，從而計算反應速率并說明 濃度對反應速率的影響B. 可記錄溶液中氫離子的濃度隨時間的變 化(用pH 計測定溶液的pH) 來測量反應速率C. 可記錄溶液的溫度 變化(用溫度計來測量溫度)來測量反應速率D. 可選用等質量的Z n 片和Zn 粒與相同濃度的足量硫酸反應，記錄Zn 完全消失的時間， 從而計算反應速率并說明固體表面積對反應速率的影響

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