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专题6
化学反应与能量变化
第一单元 化学反应速率与反应限度
第1课时 化学反应速率
1、化学反应速率:衡量化学反应进行的快慢程度。
取相同大小的镁条和铁片分别与5mL0.5mol·L-1盐酸反应,你准备如何比较反应速率的快慢?
思考交流
相同时间段内:
①观察产生气泡的快、慢;
②观察试管中固体的质量的变化快慢;
③用手触摸试管,感受试管外壁温度变化快慢。
定性描述
实验现象
判断反应的快慢
实验测量判断反应的快慢
定量描述
合作探究
实验测量判断反应的快慢
定量描述
相同时间段内:
①测定气体的体积或体系的压强变化
②测定物质的物质的量的变化
③测定物质或离子的浓度变化
④测定体系的温度或测定反应的热量变化
实验测量判断反应的快慢
定量描述
测定物质或离子的浓度变化
对于化学反应来说,当体系为气态或溶液时,化学反应速率用单位时间内反应物或生成物浓度的变化来表示。在容积不变的反应器中,通常是用单位时间内反应物浓度的减少或生成物浓度的增加
(均取正值)
来表示。
2.
化学反应速率的表示方法
△c
3.
数学表达式
v
=
———
=
———
△
t
△n/V体
△
t
4.
单位:mol/(L
?min
)
mol/(L
?
s)
mol/(L
?
h)
例1:
在一定条件下,某过氧化氢溶液放置100min后,H2O2的浓度从5×10-2mol·L-1下降到4×10-2mol·L-1,则在此过程中,H2O2分解反应的平均速率是多少?
v(H2O2)=(5×10-2-4×10-2)mol·L-1÷100min
=1×10-4mol·L-1·min-1
学以致用
例2:在2L的密闭容器中,加入1molN2和3molH2,发生
N2+3H2
?2NH3
,在2s末时,测得容器中含有0.4mol的NH3,求该反应的化学反应速率。
起始浓度(mol/L)
终点浓度(mol/L)
变化浓度(mol/L)
0.5
1.5
0
0.2
0.2
0.3
0.1
0.4
1.2
三段式
高二化学集备组
0.15mol/(L·s)
0.10mol/(L·s)
0.05mol/(L·s)
结论:同一个反应,用不同的物质来表示反应速率,数值是不一样的,所以应注明是由哪种物质表示的。
同一反应中,各物质的速率之比等于他们在化学方程式中的化学计量数之比。
理解化学反应速率的表示方法时应注意的几个问题:
1.上述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.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。
4.
一个化学反应涉及反应物生成物多种物质时,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做标准。
5.
在同一个反应中,各物质的反应速率之比=方程式中的系数比
=各物质的物质的量变化之比
=各物质的物质的量浓度变化之比
△c
3.
数学表达式
v
=
———
=
———
△
t
△n/V
△
t
mol/(L
?min
)
mol/(L
?
s)
常见题型举例
1、用不同的物质来表示反应速率
例1、反应4NH3
+
5O2
===
4NO
+
6H2O
在5L的密闭容器中进行,30s后,NO的物质的量增加了0.3mol,则此反应的平均速率可表示为(
)
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)
v
(NO)=0.3/(5×30)
=0.002
mol/(L·s)
催化剂
CD
2、比较反应速率的大小
例2、反应A
+
3B
==
2C
+
2D在四种不同情况下的反应速率分别为
①νA
=
9mol·L-1·min-1
②νB
=
0.6mol·L-1·s-1
③νc
=
0.4mol·L-1·s-1
④νD
=
0.45mol·L-1·s-1
则该反应在不同条件下速率快慢顺序是
④﹥
②=
③﹥
①
结论2:在同一反应中,反应速率的大小不能单纯地看数值大小。应化为同一种物质同一单位的反应速率再进行比较。
3、根据各物质的反应速率之比写出化学方程式
例3、某温度下,浓度都是1mol/L的两种气体X2和Y2,在密闭容器中反应生成气体Z,经过t
min后,测得物质的量浓度分别为:c(X2)=0.4mol/L,c(Y2)=0.8mol/L
,c(Z)=0.4mol/L,则该反应的反应方程式可表示为:
3X2
+
Y2
===
2Z
3X2
+
Y2
===
2X3Y
某温度时,在2
L容器中,X、Y、Z三种气体物质的物质的量随时间变化的曲线图,由图中数据分析,该反应的化学方程式为?反应开始至2
s,Z的平均反应速率?
由图知,2
s内X、Y、Z物质的量的变化为0.
1mol、0.
3
mol、0.2
mol比值为1
∶3∶2,可知
X
+
3
Y
=
2
Z,
ν(Z)=
=
0.05
mol/(L?min)
课后作业
1、预习下节内容
2、课本:P9
第4题
补充作业:
将等物质的量的A
、
B混合于2L密闭容器中,发生下列反应:
3
A(g)+B(g)=
x
C(g)+2
D(g),4min后测得c(D)=0.5mol/L,c(A):c(B)=3:5,C的平均反应速率为0.125mol/(L
·min),求:
(1)此时A的物质的量浓度?
(2)B的平均反应速率?
(3)x的值是多少?
D
自我检测练习
1、可逆反应A(g)+
B(g)==
C(g)+
D(g)
,在四种不同情况下的反应速率如下,其中反应进行得最快的是(
)
A.
V(A)
=
0.15mol/(L·min)
B.
V(B)
=
0.5
mol/(L·min)
C.
V(C)
=
0.4
mol/(L·min)
D.
V(D)
=
0.01
mol/(L·s)
自我评价
2、在2L的密闭容器中,发生下列反应:
3A(g)+
B(g)=2C(g)+D(g)。
若最初加入的A
和B
都是4mol,在前10s
A
的平均反应速率为0.12mol/(L·s),则10s时,容器中B的物质的量为
。
3.2mol