课件32张PPT。第二章 化学反应速率和化学平衡
第一节 化学反应速率 栏目链接 1.了解化学反应速率的概念。,
2.了解化学反应速率的定量表示方法。,
3.掌握化学反应速率的简单计算。,
4.了解化学反应速率的测量方法。
栏目链接 栏目链接 栏目链接→意义:定量描述化学反应________的物理量
→表示方法:用________内反应物或生成物的浓度
变化来表示。
→表达式:________。
→常用单位:________或 ________ 等。
→特点:同一化学反应中,用不同物质表示的反应速要点一 化学反应速率
率之比等于化学方程式中各物质的 ________ 。化
学
反
应
速
率快慢程度单位时间mol/L·s-10 mol/(L·min)化学计量数之比 栏目链接应用
思考1.同一个化学反应,在同一段时间内,用不同物质表示反应速率时,其数值是否一定相同?
提示:一个确定的化学反应涉及反应物和生成物,用不同物质表示化学反应速率时数值不一定相同,但表示意义相同。 栏目链接1.化学反应速率是平均速率,而不是瞬时速率。
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为正值。
3.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,其数值不同,但每种物质都可以用来表示该反应的快慢。
4.在同一个反应中,各物质的反应速率之比等于方程式中的系数比。-综合
拓展一、有关化学反应速率的注意事项
栏目链接对于在一个容器中的一般反应aA+bB===cC+dD来说有:VA∶VB∶VC∶VD=ΔCA∶ΔCB∶ΔCC∶ΔCD=ΔnA∶ΔnB∶ΔnC∶ΔnD=a∶b∶c∶d。
5.用化学反应速率来比较不同反应进行得快慢或同一反应在不同条件下反应的快慢时,应选择同一物质来比较。
6.由于在反应中纯固体和纯液体的浓度是恒定不变的,因此对于有纯液体或纯固体参加的反应一般不用纯液体或纯固体来表示化学反应速率。其化学反应速率与其表面积大小有关,而与其物质的量的多少无关。通常是通过增大该物质的表面积(如粉碎成细小颗粒、充分搅拌、振荡等)来加快反应速率。
栏目链接7.表示化学反应的速率时,必须指明是用反应体系中的哪种物质作标准。
?特别提示:在比较化学反应速率时要注意:①仅限于同一化学反应的各种速率?不同条件或不同时间段?之间进行比较;②比较时要注意反应速率的单位要统一;③比较化学反应速率的快慢不能只看数值大小,要换算成同一物质表示,再比较数值的大小。 栏目链接1.(双选题)反应4A(g)+3B(g)??2C(g)+D(g),经2 min,B的浓度减少了0.6 mol/L。此反应速率的表示正确的是( )
A.用A表示的反应速率是0.4 mol/(L·min)
B.用C表示的反应速率是0.2 mol/(L·min)
C.在2 min末的反应速率,用B表示是0.3 mol/(L·min)
D.在2 min内用B和C表示的反应速率的值相等
尝试
应用 栏目链接解析:由速率定义式求出B的反应速率,然后按方程式的计量数分别求出A、C的反应速率。化学反应速率是平均速率而不是瞬时速率,所以选项C的说法错误。由于物质B、C的化学计算数不同,故在2 min内用B和C表示的反应速率的值不同,其比值为3∶2,故D项错。
答案:AB 栏目链接要点二 化学反应速率的测量
1.化学反应速率测量的基本思路
化学反应速率是通过________测定的。因为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。
实验 栏目链接2.用于化学反应速率测量的物质的性质
(1)直接可________,如释放出气体的体积和体系的压强。
(2)依靠科学仪器才能测量的性质,如____________、________、________、________等。
(3)在溶液中,当反应物或产物本身有比较明显的颜色时,常常利用 ________ 和 ________________ 来跟踪反应的过程和测量反应速率。
观察颜色的深浅光的吸收光的发射导电能力颜色深浅显色物质浓度间的正比关系 栏目链接2.已知Zn+H2SO4===ZnSO4+H2↑,你有几种方法测定该反应的反应速率?
提示:①测定收集一定体积的H2时所用的时间;
②测定一段时间内溶液中H+浓度的变化;
③测定一段时间内锌粒质量的变化。 栏目链接思考
应用1.实验用品
锥形瓶、双孔塞、分液漏斗、直角导气管、50 mL注射器、铁架台、秒表、锌粒、1 mol/L的硫酸、4 mol/L的硫酸。
2.实验步骤
(1)取一套装置,加入40 mL 1 mol/L的硫酸,测量收集10 mL H2所用的时间。
(2)取另一套装置,加入40 mL 4 mol/L的硫酸,测量收集10 mL H2所用的时间。
综合
拓展二、化学反应方法测量锌与硫酸反应的速率
栏目链接
3.实验现象
锌与硫酸反应产生气泡,收集10 mL气体。实验②所用时间比实验①所用时间短。
4.实验结果
栏目链接 栏目链接5.实验结论
在容器的截面积相等时,可以用容器的长度代替容器的体积来测量化学反应的速率,也可以直接换算成气体的物质的量随体积的变化关系。不同浓度的酸,反应的速率是不同的,浓度越大,反应速率越快。4 mol/L的硫酸与锌反应比1 mol/L的硫酸与锌反应快。
6.注意事项
(1)锌粒的颗粒(即表面积)大小基本相同。
(2)40 mL硫酸溶液要迅速加入。
(3)装置气密性要好,且计时要迅速准确。
栏目链接尝试
应用2.在25℃时,向100 mL含HCl 14.6 g的盐酸溶液里放入5.6 g纯铁粉(不考虑反应前后溶液体积的变化),反应开始至2 min末,收集到1.12 L(标准状况)氢气。在此之后,又经过4 min铁粉完全溶解。则:
(1)在前2 min内用FeCl2表示的平均反应速率是________。
(2)在后4 min内用HCl表示的平均反应速率是________。
(3)该反应前2 min内与后4 min内的反应速率哪一个快?
栏目链接解析:由题目信息“又经4 min铁粉完全溶解”知,盐酸是过量的,则n(Fe)==0.1 mol,n(H2)==0.05 mol。由反应方程式Fe+2HCl===FeCl2+H2↑知,消耗的铁、盐酸及生成的FeCl2的物质的量分别为0.05 mol、0.1 mol、0.05 mol,故(1)v(FeCl2)==0.25 mol/(L·min)。(2)后4 min消耗的盐酸由铁的量来求,消耗的n(Fe)=0.1 mol-0.05 mol=0.05 mol,故消耗的n(HCl)=2n(Fe)=0.1 mol,v(HCl)==0.25 mol/(L·min)。(3)因在同一个反应里,v(HCl)=2v(FeCl2),可见前2 min较快。
答案:(1)0.25 mol/(L·min)
(2)0.25 mol/(L·min)
(3)前2 min 栏目链接 栏目链接一、化学反应速率的概念及计算
例1 将化合物A的蒸气1 mol充入0.5 L容器中加热分解:2A(g)?? B(g)+nC(g)。反应到3 min时,容器内A的浓度为0.8 mol/L,测得这段时间内,平均速率v(C)=0.6 mol/(L·min),则化学反应方程式中n值为________,v(B)=________。 栏目链接解析:因为反应方程式中各物质的化学计量数之比等于相应物质的反应速率之比,所以欲求n值,可先求v(A)的值。
Δc(A)=-0.8 mol/L=1.2 mol/L,
A的化学反应速率:
v(A)===0.4 mol/(L·min),
则v(A)∶v(C)=2∶n=0.4 mol/(L·min)∶0.6 mol/(L·min)=2∶3,故n=3。
v(B)=v(A)=×0.4 mol/(L·min)
=0.2 mol/(L·min)。
答案:3 0.2 mol/(L·min)
栏目链接名师点睛:要注意利用反应速率或物质的量关系进行计算时,单位必须一致。用不同物质表示同一个反应的反应速率以及各物质的物质的量的变化均与化学计量数成正比。
栏目链接变式
应 用1.(2014·广东执信中学高二期中考)在密闭容器里,A与B反应生成C,其反应速率分别用v(A)、v(B)、v(C)表示,已知2v(B)=3v(A)、3v(C)=2v(B),则此反应可表示为( )
A.2A+3B=2C B.A+3B=2C
C.3A+B=2C D.A+B=C
栏目链接解析:根据速率之比等于化学计量数之比确定各物质的系数,据此书写方程式;根据2v(B)=3v(A)、3v(C)=2v(B),所以v(A)∶v(B)∶v(C)=2∶3∶2,即A、B、C对应的化学计量数分别为2、3、2;故反应方程式为2A+3B=2C,选A。
答案:A 栏目链接例2 反应A+3B===2C+2D在四种不同情况下的反应速率分别为:
①v(A)=0.15 mol/(L·min),②v(B)=0.01 mol/(L·s),③v(C)=0.40 mol/(L·min),④v(D)=0.45 mol/(L·min),该反应进行的快慢顺序为________(填序号)。二、化学反应速率的比较
栏目链接解析:将四种不同情况下的反应速率用同一物质的变化表示,然后比较数值大小,即可判断反应的快慢。
v(A)∶v(B)∶v(C)∶v(D)=1∶3∶2∶2,转化为用A的浓度变化表示的反应速率为:①v(A)=0.15 mol/(L·min);②v(B)=0.01 mol/(L·s)=0.6 mol/(L·min),则v(A)=v(B)=0.20 mol/(L·min);③v(C)=0.40 mol/(L·min),则v(A)=v(C)=0.20 mol/(L·min);④v(D)=0.45 mol/(L·min),则v(A)=v(D)=0.225 mol/(L·min),故反应进行的快慢顺序为④>②=③>①。
答案:④>②=③>①
栏目链接名师点睛:比较化学反应速率的大小的方法有:
(1)统一标准法:将以某一物质表示的反应速率选定为比较标准,以其他物质表示的反应速率全部按上述换算方法换算成同一物质表示的反应速率,统一单位然后直接依据数值比较速率的大小。
(2)比较比值法:先求出不同的物质表示的速率并统一单位,用各物质表示的速率除以化学方程式中各自的化学计量数,然后比较大小,其比值大者反应速率大。
栏目链接变式
应用2.可逆反应2A(g)+3B(g)?? 2C(g)+D(g)在四种不同条件下的反应速率分别为:
①v(A)=0.5 mol/(L·min)
②v(B)=0.6 mol/(L·min)
③v(C)=0.35 mol/(L·min)
④v(D)=0.4 mol/(L·min)
则该反应在不同条件下反应速率最快的是( )
A.① B.② C.③ D.④ 栏目链接解析:在同一反应中,化学反应速率用不同物质的浓度变化表示,无法判断其反应速率的快慢,需要根据反应速率之比等于物质的化学计量数之比换算成用同一物质表示的反应速率的数值才能比较其快慢程度。现将上述反应速率都用A的变化表示:
①v(A)=0.5 mol/(L·min);
②v(A)= v(B)=0.4 mol/(L·min);
③v(A)= v(C)=0.35 mol/(L·min);
④v(A)=2v(D)=0.8 mol/(L·min)。
0.8>0.5>0.4>0.35,故④情况下反应速率最快。
答案:D 栏目链接