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在化学实验和日常生活中,我们经常观察到这样的现象:有的化学反应进行得快,有的化学反应进行得慢。交与考思 流 煤是由古代植物埋藏在地底下经历复杂的变化,经过几亿年的时间,逐渐形成的固体可燃性矿物 大多数石油是由埋藏在地下沉积层中的有机物经过几百万年在75∽200摄氏度的温度下形成的定向爆破 50年前,故宫太和殿栏杆上雕刻着精美浮雕花纹还清晰可见,现在却大多是模糊不清,部分已成了光板。为什么几百年腐蚀很慢,而近几十年腐蚀却变快了呢? 化学反应的快慢与我们的生活、学习、科研、环境、生产等关系很密切。怎样比较和判断反应的快慢呢?可以从实验现象来进行比较和判断 冒气泡快慢;颜色变化;固体量减少;浑浊程度;温度变化等。 ⊙定性描述很快、较快、较慢、很慢通常要确定一个参照物。⊙定量描述 物理学中描述物体运动的快慢用“速度”来表示, 化学反应进行的快慢用“化学反应速率”来表示。 在科学研究和实际应用中,需要对化学反应进行的快慢进行定量的描述或比较。一、化学反应的速率⒈概念:⒉表示:⒊数学表达式:用来衡量化学反应进行快慢程度的物理量 用单位时间内反应物或生成物的浓度变化来表示。 对于化学反应来说,当反应体系为气态或溶液时,通常用单位时间内反应物浓度的减少或生成物浓度的增加来表示化学反应速率注意:只对气体、溶液适用。⒋单位:例如:某反应的反应物浓度在5min内由6mol/L变成了2mol/L,则以该反应物浓度的变化表示的该反应在这段时间内的平均反应速率为______。 mol/(L·s)或mol/(L·min)=0.8mol/(L·min)练习1:书P17N2 + 3H2 2NH3催化剂高温高压解:起始量: 8mol/L 20mol/L 0 变化量:5min末: 6mol/L 2mol/L 6mol/L 4mol/L14mol/L 4mol/L 在应用化学方程式进行有关化学反应速率的计算时,一定要弄清三个量:起始量、变化量、某时刻的量,其中:变化量之比等于化学计量数之比。v(N2)=0.4mol/(L·min)v(H2)=1.2mol/(L·min)v(NH3)=0.8mol/(L·min)学与问问题一:V(N2)、V(H2)与 V(NH3)的数值是否相同?V(N2)= 0.4mol/(L·min) V(H2)= 1.2mol/(L·min) V(NH3)= 0.8mol/(L·min)N2 + 3H2 2NH3催化剂高温高压mol/(L·min) 1.2 0.80.4 因此,表示化学反应速率时,必须指明是用反应体系中的哪种物质为标准。 结论:在同一个反应中,各物质的反应速率之比等于化学方程式中各物质的化学计量数之比。 问题二:是否能表示此反应的化学反应速率?问题三:由上述计算题的结果,数值上有何规律? 你会得出什么结论? 对于在一个容器中的一般反应: aA + bB = cC + dD来说 V(A):V(B):V(C):V(D)= a :b :c :d 学与问 理解化学反应速率的表示方法时应注意的几个问题: 2.无论浓度的变化是增加还是减少,一般都取正值,所以化学反应速率一般只取正值,不取负值。3.由于在反应中固体和纯液体的浓度是恒定不变的,因此对于有纯液体或固体参加的反应一般不用纯液体或固体来表示化学反应速率。 ⒋对于同一个反应来说,用不同的物质来表示该反应的速率时,其数值可能不同,但每种物质都可以用来表示该反应的快慢。1.化学反应速率是指某段时间内的平均反应速率,而不是指瞬时速率。 起始量: 1mol/L 1mol/L 0变化量: 0.4mol/L二、化学反应速率的计算⒈根据定义式V=△C/△t,计算反应速率【例1】在 2L密闭容器中,进行合成氨的反应 ,先加入H2和N2各 2mol,反应经2min后,测得N2的物质的量浓度为0.8 mol/L。求此反应的化学反应速率是多少?解:0.2mol/L 0.6mol/L2min末: 0.8mol/L N2 + 3H2 2NH3催化剂高温高压N2 + 3H2 2NH3催化剂高温高压 应用“三段式”进行化学反应速率的计算时,一定要弄清三个量: 起始量、变化量、某时刻的量。三段式化学反应速率之比=浓度变化之比 =物质的量变化之比 =化学计量数之比。【例2】反应A + 3B = 4C + 2D,在不同条件下反应,其平均反应速率Vx,如下所示,则反应速率最快的是A.VA=0.4摩/(升·秒) B.VB=0.8摩/(升·秒)C.VC=1.2摩/(升·秒) D.VD=0.7摩/(升·秒)⒉根据化学计量数之比,计算反应速率 在同一反应中,比较反应速率的大小时:⑴要注意反应速率的单位要统一;⑵不能单纯地看数值大小,应换算成同一种物质的反应速率再进行比较。⒊以图象形式给出条件,计算反应速率【例3】某可逆反应在一定温度时, X、Y、Z三种物质在2L容器中的变化曲线如图所示:①该反应的化学方程式:____,②反应开始至2min,z的平均速率是____。③2min末时X的转化率? 化学反应中发生变化的是体系中的化学物质(包括反应物和生成物),所以与其中任何一种化学物质的浓度(或质量)相关的性质在测量反应速率时都可以加以利用。化学反应速率是通过实验测定的。三、化学反应速率的测定化学反应速率测定的基本思路:1.能够直接观察的某些性质(如释放出气体的体积和体系的压强);2.必须依靠科学仪器测量(如颜色的深浅、光的吸收和发射、导电能力等);3.在物质的诸多性质中,特别是在溶液中,当反应物或生成物本身有比较明显的颜色时,常利用颜色深浅和显色物质浓度间的正比关系来跟踪反应的过程和测量反应速率。⑴测定收集一定体积的H2时所用的时间;⑵测定一定时间内产生H2的体积;⑶测定一段时间内溶液中H+浓度的变化;⑷测定一段时间内锌粒质量的变化。如何测量锌和不同浓度的稀硫酸反应的速率?①确定变量 ——稀硫酸的浓度不同实验2-1 测量锌与硫酸反应的速率交流●研讨②找出某种易于测量的某种物理量或性质的变化③控制不变的因素——锌粒的表面积、温度、时间或氢气的体积加入试剂 反应时间(s) 反应速率(mL/s)1mol/L的硫酸 494mol/L的硫酸 21实验现象: 有气泡产生,收集10 mL气体,浓度较大的硫酸所用的时间比稀硫酸所用的时间短。实验结论: 不同浓度的硫酸与锌反应的速率是不同的,浓度越大,反应速率越快。①何时计时,用何仪器计时; a.保持导气管顺畅b.液体快速滴下c.滴完后迅速关闭分液漏斗活塞注意事项:②稀硫酸滴入时注意:③注射器读数到什么位置,是10mL处吗?练习1:一定温度下,向一容积为2L的真空容器中加入1mol氮气,3mol氢气,3min后测得容器内的压强是起始时压强的0.9倍。求:(1)3min内V(H2)(2)反应后混合气体的平均摩尔质量 N2 + 3H2 2NH3 起始量变化量3min末1mol 3mol 0molXmol 3Xmol 2Xmol (1―X)mol (3―3X)mol 2Xmol 法1:(1―X) + (3―3X) + 2X = 4×0.9 X = 0.2P1P2n1n2=练习1:一定温度下,向一容积为2L的真空容器中加入1mol氮气,3mol氢气,3min后测得容器内的压强是起始时压强的0.9倍。求:(1)3min内V(H2)(2)反应后混合气体的平均摩尔质量 N2 + 3H2 2NH3 2法2:差量法解: △n3(4―3.6)0.634g3.6molM= =9.4g/mol练习2:把0.6molX气体的0.4molY气体混合于2L容器中,使它们发生如下反应: 3X + Y = nZ + 2W 。2min末已生成0.2molW,若测知V(z)=0.1mol/(L·min),则⑴上述反应中Z气体的计量数n的值是( )A.1 B.2 C.3 D.4⑵上述反应在2min末时,已消耗的Y占原来的百分比是( )A.20% B.25% C.33% D.50%DB起始量变化量2min末0.6mol 0.4mol 0mol0.4mol 0.2mol 3X + Y = nZ + 2W 0mol0.2mol △C= V×△t = 0.1mol/(L·min)×2min = 0.2mol/L n(Z)= V×C = 2L×0.2mol/L = 0.4mol0.1mol n = 40.10.4a= = 0.25

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