課程內(nèi)容
《化學反應速率》
回憶水和乙醇分別與金屬鈉反應的現(xiàn)象。
不同的化學反應快慢是不一樣的。怎樣來比較和描述不同反應的快慢呢?
一、化學反應速率的表示
化學反應速率通常用單位時間內(nèi)反應物濃度的減少或生成物濃度的增加來表示。
濃度常用單位:mol/L
時間常用單位:s、min
化學反應速率常用單位:mol/(L·s)或mol/(L·min)
表達式:v=△c/△t
PS:1、通常用單位時間內(nèi)反應物濃度的減小或生成物濃度的增加來表示,所以反應速率是正值。
2、中學階段的化學反應速率是平均速率。
【例題】在2L的密閉容器中,加入1molN2和3molH2,發(fā)生N2+3H2=2NH3,在2s末時,測得容器中含有0.4mol的NH3,求該反應的化學反應速率。
問題1:觀察并回答,分別用三種物質(zhì)表示的反應速率之間有什么關系?
結(jié)論1:同一個反應,用不同的物質(zhì)來表示反應速率,數(shù)值是不一樣的,所以應注明是由哪種物質(zhì)表示的。
同一反應中,各物質(zhì)的速率之比等于他們在化學方程式中的化學計量數(shù)之比。
常見題型例舉
1、用不同的物質(zhì)來表示反應速率。
例1、反應4NH3+5O2=4NO+6H2O在5L的密閉容器中進行,30s后,NO的物質(zhì)的量增加了0.3mol,則此反應的平均速率可表示為( )
A、v(O2)=0.01mol/(L·s) B、v(NO)=0.008mol/(L·s)
C、v(H2O)=0.003mol/(L·s) D、v(NH3)=0.002mol/(L·s)
2、比較反應速率的大小
例2、反應A+3B=2C+2D在四種不同情況下的反應速率分別為
①VA=0.15mol·L-1·s-1 ②VB=0.6mol·L-1·s-1
③VC=0.4mol·L-1·s-1 ④VA=0.45mol·L-1·s-1
則該反應在不同條件下速率快慢順序是___________________
結(jié)論2:在一反應中,反應速率的大小不能單純地看數(shù)值大小。應化為同一種物質(zhì)的反應速率再進行比較。
3、根據(jù)各物質(zhì)的反應速率之比寫出化學方程式。
例3、某溫度下,濃度都是1mol/L的兩種氣體X2和Y2,在密閉容器中反應生成氣體Z,經(jīng)過tmin后,測得物質(zhì)的量濃度分別為:c(X2)=0.4mol/L,c(Y2)=0.8mol/L,c(Z)=0.4mol/L,則該反應的反應方程式可表示為:___________________
練習:
1、某溫度時,圖中曲線X,Y,Z是在2L容器中X,Y,Z三種物質(zhì)的物質(zhì)的量隨時間的變化曲線。由圖中數(shù)據(jù)分析,該反應的化學方程式為_______________
反應從開始計時,2分鐘內(nèi)Z的平均反應速率為_______________
2、在4個不同的容器中,在不同的條件下進行合成氨反應,根據(jù)在相同時間內(nèi)測定的結(jié)果判斷,生成氨的速率最快的是( )
A、V(H2)=0.lmol/(L·min)
B、V(N2)=0.2mol/(L·min)
C、V(NH3)=0.15mol/(L·min)
D、V(H2)= 0.3mol/(L·min)
3、把0.6molX氣體和0.4molY氣體混合于2L容器中,使它們發(fā)生如下反應:3X+Y=nZ+2W。2min末已生成0.2molW,若測知V(z)=0.1mol/(L·min),則
(1)上述反應中Z氣體的計量數(shù)n的值是( )
A.1 B.2 C.3 D.4
(2)上述反應在2min末時,已消耗的Y占原來的百分比是( )
A.20% B.25% C.33% D.50%
二、化學反應速率的測量
化學反應的速率是通過實驗測定的。
測定方法有:
1、直接觀察某些性質(zhì)(如釋放出氣體的體積和體系壓強);
2、科學儀器測定(如顏色的深淺、光的吸收和發(fā)射、導電能力等);
3、溶液中,常利用顏色深淺和顯色物質(zhì)濃度間的正比關系來跟蹤反應的過程和測量反應速率。
(實驗2-1)實驗探究:
[思考與交流]
1、該實驗成功的關鍵是裝置的氣密性要好,如何檢驗該裝置的氣密性?
2、實驗為何選用1mol/L的硫酸與4mol/L的硫酸,而不選用0.1mol/L的硫酸與0.4mol/L的硫酸或10mol/L的硫酸與14mol/L的硫酸進行實驗?
3、還可根據(jù)反應速率相關量的哪些變化來測定該反應速率?
反應物(指氣體和液體,不含純液體和固體)的濃度越大,反應時間越短,反應速率越快。