1、第二章 化学反应速率和化学平衡第一节 化学反应速率第二章 化学反应速率和化学平衡1了解化学反应速率的概念及其定量表示方法。2.掌握化学反应速率的简单计算。3.了解化学反应速率的测定方法。化学反应速率的概念与测定1化学反应速率(1)概念：表示的物理量。(2)表示方法：通常用单位时间内或来表示。化学反应进行快慢反应物浓度的减少生成物浓度的增加(3)表达式：v，其常用单位为或。具体理解如下：c tmol/(Lmin)mol/(Ls)(4)与化学计量数间的关系对于任意一个反应：mAnB=pCqD，其反应速率之间的关系为 vAvBvCvD。mnpq2化学反应速率的测定(1)测定原理：利用化学反应中与某一
2、种化学物质的(或)相关的性质进行测定。(2)测定方法利用能够直接观察的某些性质测定。如通过测量释放出一定体积的气体的来测定反应速率，或测量一定时间内气体压强的变化来测定反应速率。利用科学仪器测量。如在溶液中，当反应物或生成物本身有较明显的颜色时，可利用和间的正比关系来跟踪反应的过程和测量反应速率。浓度质量时间颜色深浅显色物质浓度(3)实验探究测定锌与硫酸溶液反应速率的大小实验操作：按如图所示安装两套装置 A、B，在锥形瓶内各盛大小相同的 2 g 锌粒，通过分液漏斗分别加入 40 mL 1 mol/L和 40 mL 4 mol/L 的硫酸溶液。实验记录(记录收集 10 mL H2 所用的时间)加
3、入试剂反应时间(填“长”或短”)反应速率(填“大”或“小”)1 mol/L H2SO4溶液 4 mol/L H2SO4溶液长小短大 实 验 结 论：可 以 根 据 产 生 相 同 体 积 的 氢 气 所 需 要的来判断化学反应速率的快慢。时间长短1正误判断：正确的打“”，错误的打“”，并阐释错因或列举反例。语句描述正误 阐释错因或列举反例(1)化学反应速率是指某一时刻的瞬时速率 (2)不论是用反应物还是用生成物表示，化学反应速率都取正值(3)同一反应用不同物质表示的化学反应速率不一定相同，但它们表示的意义却完全相同(4)对于化学反应来说，反应速率越大，反应现象就越明显答案：(1)化学反应速率是
4、指一段时间内的平均速率(2)(3)(4)反应速率越大，反应现象不一定越明显，如盐酸与NaOH 溶液发生中和反应的现象就不明显2对于相同锌粒与不同浓度稀硫酸的反应，你还能想出哪些方法测定锌与稀硫酸的化学反应速率？答案：可通过测量相同时间内收集 H2 的多少来测定；可通过测量一段时间内溶液 c(H)的变化来测定；可通过测量一段时间内锌粒质量的变化来测定。训练一 化学反应速率的简单计算1在一密闭容器内发生反应 2NH3N23H2。已知 NH3 起始浓度是 2.6 mol/L，4 s 末为 1.0 mol/L，则 v(N2)应为()A1.6 mol/(Ls)B0.2 mol/(Ls)C0.4 mol/
5、(Ls)D0.8 mol/(Ls)解析：选 B。v(NH3)c t（2.61.0）mol/L4 s0.4 mol/(Ls)。由 v(NH3)v(N2)21，得 v(N2)12v(NH3)0.2 mol/(Ls)。2反应 2SO2(g)O2(g)催化剂2SO3(g)经一段时间后，SO3 的浓度增加了 0.4 mol/L，在这段时间内用 O2 表示的反应速率为0.04 mol/(Ls)，则这段时间为()A0.1 s B2.5 sC10 s D5 s解析：选 D。根据反应方程式可知，SO3 的浓度增加了 0.4 mol/L，则 O2 的浓度减少了 0.2 mol/L，由 v(O2)c（O2）t，得
6、t c（O2）v（O2）0.2 mol/L0.04 mol/（Ls）5 s。训练二 化学反应速率的测定3对于反应 3Cu8HNO3(稀)=3Cu(NO3)22NO4H2O，在测定其化学反应速率时，以下不可以利用的相关性质为()A气体的体积和体系的压强 B溶液颜色的深浅C固体物质的体积 DH浓度的变化解析：选 C。由用于化学反应速率测定的基本性质及本反应的特征可知选 C。4用如图装置来测量锌与 2 mol/L 硫酸的反应速率，A 中盛放_，B 中盛放_，在做实验时还需要的测量仪器为_，需要读取的数据是_和_。答案：2 mol/L 硫酸 Zn 粒 秒表 时间 注射器活塞移动的距离 化学反应速率的计
7、算和比较1化学反应速率的计算方法(1)公式法：v c t或 v nV t。(2)“三段式”法计算步骤：写出化学方程式，列出各反应物和生成物的起始量、转化量、某时刻量，再根据变化量之比等于化学计量数之比，列出关系式计算。计算模式 mA nB pC起始浓度/(mol/L)a b c转化浓度/(mol/L)x nxm pxmt 时刻浓度/(mol/L)ax bnxm cpxmv(A)xt mol/(Lmin)，v(B)nxmt mol/(Lmin)，v(C)pxmt mol/(Lmin)。注意事项a对于反应物：c(起始)c(转化)c(某时刻)；b对于生成物：c(起始)c(转化)c(某时刻)。2化学反
8、应速率的比较方法(1)“一看”：看化学反应速率的单位是否一致，若不一致，需转化为同一单位。(2)“二化”：将不同物质的化学反应速率转化成同一物质的化学反应速率，或分别除以相应物质的化学计量数。(3)“三比较”：标准统一后比较数值大小，数值越大，反应速率越大。如反应 aAbB=cC，不同条件下其反应速率分别用v(A)与 v(B)表示，要比较其反应速率的大小，需比较v（A）a与v（B）b的大小，若v（A）av（B）b，则 A 表示的反应速率比 B表示的大。在 25 时，向 100 mL 含 HCl 14.6 g 的盐酸里放入 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 mi
9、n 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。回答下列问题：(1)前 2 min 内能否用铁来表示反应速率？(2)前 2 min 内用 FeCl2 表示的平均反应速率是多少？(3)后 4 min 内用 HCl 表示的平均反应速率是多少？(4)前 2 min 与后 4 min 相比，哪个阶段的反应速率较快？解析：由题目数据计算知，盐酸是过量的，n(Fe)5.6 g56 gmol10.1 mol。前 2 min 内生成的 n(H2)1.12 L22.4 Lmol10.05 mol，由反应方程式 Fe2HCl=FeCl2H2知，消耗的铁、HCl 及生成的
10、FeCl2 的物质的量分别为 0.05 mol、0.1 mol、0.05 mol。(1)因为不能用固体表示反应速率，所以前 2 min 内不能用铁来表示反应速率。(2)v(FeCl2)0.05 mol0.1 L2 min0.25 mol/(Lmin)。(3)后 4 min 消耗的盐酸由铁的量来计算，消耗的 n(Fe)0.1 mol0.05 mol0.05 mol，故 消 耗 的 n(HCl)2n(Fe)0.1 mol，v(HCl)0.1 mol0.1 L4 min0.25 mol/(Lmin)。(4)因在同一个反应里，v(HCl)2v(FeCl2)，可见前 2 min 反应速率较快。答案：(1
11、)不能，因为铁是固体。(2)0.25 mol/(Lmin)(3)0.25 mol/(Lmin)(4)前 2 min 反应速率较快。训练一 化学反应速率的比较1在四个不同的容器中，在不同的条件下进行合成氨反应。根据在相同时间内测定的结果判断，生成氨最快的是()Av(H2)0.3 mol/(Lmin)Bv(N2)0.2 mol/(Lmin)Cv(NH3)0.25 mol/(Lmin)Dv(H2)0.4 mol/(Lmin)解析：选 B。对于反应 N2(g)3H2(g)2NH3(g)，以氢气的反应速率为标准进行判断。A.v(H2)0.3 mol/(Lmin)；B.v(N2)0.2 mol/(Lmin
12、)，反应速率之比等于化学计量数之比，所以v(H2)0.6 mol/(Lmin)；C.v(NH3)0.25 mol/(Lmin)，反应速率之比等于化学计量数之比，所以 v(H2)0.375 mol/(Lmin)；D.v(H2)0.4 mol/(Lmin)。所以反应速率最快的是 B 项。2在不同条件下分别测得反应 2SO2(g)O2(g)催化剂2SO3(g)的化学反应速率，其中表示该反应进行最快的是()Av(SO2)4 mol/(Lmin)Bv(O2)3 mol/(Lmin)Cv(SO3)0.1 mol/(Ls)Dv(O2)0.1 mol/(Ls)解析：选 D。统一单位后，根据反应速率之比等于化学
13、计量数之比，将不同物质表示的反应速率换算成同一种物质表示的反应速率，比较数值大小可知选 D。训练二 化学反应速率的计算325 时，在 2 L 的密闭容器中，A、B、C 三种气体的初始浓度和 2 min 末的浓度如下表(该反应为可逆反应)：物质ABC 初始浓度/(molL1)1.02.002 min 末浓度/(molL1)0.40.21.2请填写下列空白：(1)该反应的化学方程式可表示为_。(2)从 反 应 开 始 到 2 min 末，A 的 平 均 反 应 速 率 为_。解析：(1)由表中数据可知，A、B 为反应物，C 为生成物。同一反应中，各物质的物质的量浓度变化量之比等于化学计量数之比，则
14、反应的化学方程式为 A3B2C。(2)v(A)（1.00.4）molL12 min0.3 mol(Lmin)1。答案：(1)A3B2C(2)0.3 mol(Lmin)14在 2 L 密闭容器中进行反应 mX(g)nY(g)pZ(g)qQ(g)，式中 m、n、p、q 为化学计量数。在 03 min 内，各物质物质的量的变化如下表所示：类别项目 XYZQ 起始/mol0.71.0 2 min 末/mol0.82.70.82.7 3 min 末/mol0.8已知 2 min 内 v(Q)0.075 molL1min1，且 v(Z)v(Y)12。(1)试确定以下物质的相关量。起始时：n(Y)_；n(Q
15、)_。(2)化学方程式中 m_，n_，p_，q_。(3)用 Z 表示 2 min 内的反应速率：_。解析：2 min 内 v(Q)0.075 molL1min1，则 n(Q)0.075 molL1min12 min2 L0.3 mol，根据表中数据可知，2 min 内 X 的物质的量变化为 0.8 mol0.7 mol0.1 mol，Z 的物质的量变化为 1.0 mol0.8 mol0.2 mol，根据反应速率v(Z)v(Y)12 可知，Y 的物质的量变化为 n(Y)2n(Z)0.4 mol，反应方程式中各物质的物质的量变化与其化学计量数成正比，则 mnpq0.1 mol0.4 mol0.2
16、mol 0.3 mol1423，所以 m1、n4、p2、q3，反应方程式为 X(g)4Y(g)2Z(g)3Q(g)。(1)2 min 内生成 0.1 mol X，根据反应 X(g)4Y(g)2Z(g)3Q(g)可知，2 min 内生成 Y 的物质的量为 0.4 mol，则起始时Y 的物质的量为 2.7 mol0.4 mol2.3 mol；Q 在 2 min 内物质的量减少，根据反应方程式可知，2 min 内消耗的 Q 的物质的量为 0.1 mol30.3 mol，则起始时 Q 的物质的量为 2.7 mol0.3 mol3.0 mol。(2)根据以上分析可知，m1、n4、p2、q3。(3)2 m
17、in 内消耗的 Z 的物质的量为 n(Z)1.0 mol0.8 mol0.2 mol，则用 Z 表示 2 min 内的反应速率为 v(Z)0.2 mol2 L2 min0.05 molL1min1。答案：(1)2.3 mol 3.0 mol(2)1 4 2 3(3)0.05 molL1min1训练三 根据图像确定化学反应速率及化学方程式5T 时，在 0.5 L 的密闭容器中，气体 A 与气体 B 反应生成气体 C，反应过程中 A、B、C 的浓度变化如图所示。则下列结论正确的是()A10 s 时反应生成了 0.2 mol CB该反应进行到 10 s 时，消耗了 0.15 mol AC该反应的化学
18、方程式为 3AB2CD10 s 内用 B 表示的反应速率为 0.01 molL1s1解析：选 A。10 s 时反应生成气体 C 的物质的量为 0.4 molL1 0.5 L0.2 mol，消耗 A 的物质的量为(0.5 molL10.3 molL1)0.5 L0.1 mol，故 A 项正确，B 项不正确；c(A)c(B)c(C)0.2 molL10.6 molL10.4 molL1132，故化学方程式应为 A3B2C，C 项不正确；10 s 内用 B 表示的反应速率为0.7 molL10.1 molL110 s0.06 molL1s1，D 项不正确。6某温度时，在容积为 3 L 的密闭容器中，
19、X、Y、Z 三种物质的物质的量随时间变化的曲线如图所示，由图中数据分析：(1)该反应的化学方程式为_。(2)反应开始至 2 min 末，X 的反应速率为_。解析：(1)根据题中图示可知，该反应是可逆反应，且 Z、Y 是反应物，X 是生成物，所以根据物质的量变化之比等于化学计量 数 之 比 可 知 n(X)n(Y)n(Z)0.60.2 0.4 312，所以该反应的化学方程式可以表示为 2ZY3X。(2)反应开始至 2 min 末，X 的反应速率为(0.8 mol0.4 mol)3 L2 min0.067 molL1min1。答案：(1)2ZY3X(2)0.067 molL1min1学习小结 1.化学反应速率理解的“三个关键”(1)公式表示：v c t。(2)单位书写：mol/(Ls)或mol/(Lmin)。(3)计算关系：化学反应速率之比化学计量数之比。2.化学反应速率表示的“三项注意”(1)指明具体的物质。(2)不能用固体或纯液体物质表示。(3)是平均反应速率，不是瞬时速率。3化学反应速率大小比较的“三步骤”和“两归一”(1)三步骤：一看；二化；三比较。(2)两归一：划归同一单位；划归同一物质。课后达标检测 按ESC键退出全屏播放本部分内容讲解结束
