1、第一节 化学反应速率学习目标1.了解化学反应速率的概念和表示方法。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量方法。课堂互动讲练 探究整合应用 知能优化训练 基础自主学案 第一节 化学实验基础知识 基础自主学案 自主学习 一、化学反应速率进行快慢程度单位时间浓度molL1s1molL1min1vct思考感悟1(1)是否任何化学反应都有反应热？(2)浓H2SO4稀释时放出的热量是否为反应热？【提示】(1)任何化学反应都有反应热。(2)只有在化学反应过程中放出或吸收的热量才叫做反应热；而物理变化中的能量变化不是反应热，如NH4NO3溶于水吸热，浓H2SO4的稀释放热等。二、化学反应速率的
2、测定 1测定原理 利用化学反应中与某一化学物质的_(或质量)相关的性质进行测定。2测定方法(1)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。或测定一定时间内气体压强的变化来测定反应速率。(2)利用科学仪器测量物质的性质 如在溶液中，当反应物或产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。浓度时间颜色深浅显色物质浓度思考感悟2已知ZnH2SO4=ZnSO4H2，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。自主
3、体验 1下列说法正确的是()A化学反应速率通常用单位时间内反应物或生成物的质量变化来表示 B用不同物质的浓度变化表示同一时间内同一反应的速率时，其数值之比等于反应方程式中对应物质的化学计量数之比 C化学反应速率表示化学反应在某时刻的瞬时速率 D在反应过程中，反应物的浓度逐渐变小，所以用反应物表示的化学反应速率为负值解析：选B。化学反应速率通常用单位时间内反应物或生成物的浓度变化来表示，A错误；化学反应速率表示化学反应在某一段时间内的平均速率，而不是瞬时速率，C错误；在计算化学反应速率时，取浓度变化的绝对值，故化学反应速率恒为正值，D错误。2反应4A(s)3B(g)2C(g)D(g)，经2 mi
4、n B的浓度减少0.6 molL1。对此反应速率的正确表示是()A用A表示的反应速率是0.8 molL1s1 B分别用B、C、D表示反应的速率，其比值是321 C在2 min末时的反应速率，用反应物B来表示是0.3 molL1min1 D在这2 min内用B和C表示的反应速率的值都是相同的解析：选B。反应物A是固体，浓度为常数，通常不用其表示反应的速率；v(B)0.6 molL1/2 min0.3 molL1min1，是2 min内的平均反应速率，而不是2 min末时的反应速率；反应方程式中B和C的化学计量数不同，表示的反应速率的值不同。3(2011年辽宁沈阳高二检测)有两位同学在条件相同的情
5、况下，测定可逆反应：A23B2C2的化学反应速率。甲测得：v(A2)0.5 molL1min1，乙测得：v(B2)1.5 molL1min1，则这两位同学的测定()A都正确 B都不正确 C甲正确乙不正确D都对或都错 解析：选D。甲、乙测出的速率之比等于方程式中的化学计量数之比，故都正确或都不正确。课堂互动讲练 理解化学反应速率注意的几个问题化学反应速率是用来衡量化学反应进行快慢程度的物理量。在容积不变的反应器中，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。具体应用时注意以下几方面：1一个确定的化学反应涉及反应物和生成物多种物质，在中学化学里，通常笼统地说化学反应速率快
6、慢，往往是对整个化学反应而言，例如 H2F2=2HF 反应很快、CH3COOHCH3CH2OH浓H2SO4CH3COOCH2CH3H2O反应很慢等；定量地表示化学反应速率时，是对某种具体物质而言，例如在 N23H22NH3 中 v(N2)0.5 mol/(Lmin)等。2无论是反应物还是生成物，其化学反应速率值都取正值。3由于一个化学反应里各物质之间化学计量数不一定相同，所以，在同一个化学反应里，不同物质表示的化学反应速率不一定相同。例如对于化学反应 2SO2O22SO3，v(SO2)v(O2)v(SO3)212。因此，在同一个化学反应里，虽然用不同物质表示的化学反应速率数值不一定相同，但是它
7、们的实际意义完全相同，即一种物质的化学反应速率也就代表了整个化学反应的反应速率。4物质的量浓度可从溶液中扩大到气体中来。在一定温度、一定压强下，气体 B 的物质的量浓度 c(B)nBV。5在一定温度下，固态和纯液态物质，单位体积里的物质的量保持不变，即物质的量浓度为常数，因此，通常不用其表示化学反应速率。6由于在一定时间内的化学反应，有关物质的物质的量浓度是连续不断地变化的，所以化学反应速率有平均速率和即时(瞬时)速率之分。在中学化学里，通常说的化学反应速率一般是指平均速率。特别提醒：对化学反应速率的考查，通常有以下几种方式：(1)已知一种物质的反应速率，求其他物质的反应速率。(2)由化学反应
8、速率之比确定发生反应的化学方程式。(3)通过转化为同一物质的反应速率，比较同一化学反应中不同物质表示的速率的相对大小。(2011年北京海淀区期末)下面有关化学反应速率的说法中正确的是()A对任何化学反应来说，反应速率越大，反应现象就越明显 B化学反应速率通常用单位时间内任何一种反应物浓度的减少或任何一种生成物浓度的增加来表示 C若某化学反应的反应速率为0.5 mol/(Ls)就是指在该时间内反应物和生成物的浓度变化都为0.5 mol/L D化学反应速率是用来衡量化学反应进行快慢的尺度例1【思路点拨】解答本题必须注意以下几点：(1)反应速率一般不用固体或纯液体表示。(2)对于一个反应，用不同物质
9、来表示反应速率，数值可能相同，也可能不同。【解析】不是所有化学反应都有明显的现象，A错误；不是所有的物质都可以用来表示反应速率，固体和纯液体一般不用来表示反应速率，因为固体和纯液体的浓度不发生变化，视为常数，B错；该时间内反应物和生成物的浓度变化都为0.5 mol/L，C说法错误，反应速率应该指单位时间内反应物和生成物的浓度变化；D正确。【答案】D【规律方法】在理解掌握反应速率的定义时要注意以下三点：(1)正确理解反应速率的定义和数学表达式。(2)固体和纯液体的浓度视为常数，一般不用它们表示反应速率。(3)反应速率的大小与反应的现象没有任何联系。变式训练1 以下关于化学反应速率的论述中正确的是
10、()A化学反应速率可用某时刻生成物的物质的量来表示 B在同一反应中，用反应物或生成物表示的化学反应速率是相同的 C化学反应速率是指反应进行的时间内，反应物浓度的减少或生成物浓度的增加 D可用单位时间内氢离子物质的量浓度的变化来表示NaOH和H2SO4的反应速率 解析：选D。化学反应速率是用单位时间内浓度的改变量来描述的，用不同物质表示时，数值可以不同。所以A、B、C都不正确。化学反应速率的计算与比较1化学反应速率的计算(1)求解化学反应速率的计算题一般步骤 写出有关反应的化学方程式。找出各物质的起始量、转化量、某时刻量。根据已知条件列方程计算。例如：反应 mA nB pC起始浓度(mol/L)
11、abc转化浓度(mol/L)xnxmpxm某时刻浓度(mol/L)axbnxmcpxm(2)计算中注意以下量的关系对反应物：c(起始)c(转化)c(某时刻)对生成物：c(起始)c(转化)c(某时刻)转化率c转化c起始100%2化学反应速率的比较(1)选用同种物质作标准换算成同一物质、同一单位表示，再比较数值大小。(2)比较化学反应速率与化学计量数的比值如反应 aAbcC，要比较 v(A)与 v(B)的相对大小，即比较vAa 与vBb，若vAa vBb，则 A 的反应速率比 B 大。特别提醒：(1)起始量、转化量、某时刻量三者物理量及单位要统一，都是物质的量或物质的量浓度，否则无法计算。(2)起
12、始量、转化量、某时刻量中，只有不同物质的转化量之比等于对应物质的化学计量数之比，不同物质的起始量或某时刻量之间没有必然的关系，不能列比例式计算。例2(2011 年湖南长沙调研)反应：4NH35O2=4NO6H2O 在 10 L 密闭容器中进行，半分钟后水蒸气的物质的量增加了 0.45 mol，下列用不同物质表示的反应速率正确的是()Av(NH3)0.002 molL1s1Bv(O2)0.001 molL1s1Cv(NO)0.001 molL1s1Dv(H2O)0.001 molL1s1【思路点拨】解答本题要注意以下两个方面：(1)根据化学反应速率的定义求算；(2)根据不同物质表示的反应速率之比
13、等于它们在化学方程式中的化学计量数之比的规律来求算。【解析】此题考查同一反应中用不同物质表示的反应速率的简单计算。要解答本题应先解出v(H2O)，再根据速率之比等于化学方程式中相应物质的化学计量数之比，求其他各物质的反应速率。v(H2O)0.45 mol10 L30 s0.0015 molL1s1v(NH3)23v(H2O)0.001 molL1s1v(O2)56v(H2O)0.00125 molL1s1v(NO)23v(H2O)0.001 molL1s1【答案】C【规律方法】计算化学反应速率的三种方法：(1)利用反应速率的定义式 vct。(2)灵活运用化学反应中各物质的反应速率之比等于化学计
14、量数之比的规律进行计算。3利用三段式进行计算。vNO0.06 molL1min1是否正确？如果正确，与C项表达的意义是否一样？互动探究【提示】正确，单位不同，数值不同，但表达的意义一样。变式训练2 反应N23H22NH3，在2 L密闭容器中进行，半分钟末有0.6 mol NH3生成，下列表示的化学反应速率正确的是()v(NH3)0.6 mol(Lmin)1 v(N2)0.005 mol(Ls)1 v(H2)0.9 mol(Lmin)1 v(NH3)0.02 mol(Ls)1 v(H2)0.01 mol(Ls)1 v(N2)0.03 mol(Ls)1 A B CD解析：选 C。已知半分钟末有 0
15、.6 mol NH3 生成，可列式求算：N2 3H2 2NH330 s转化浓度molL10.15 0.45 0.3v(NH3)0.6 mol(Lmin)1 或 0.01 mol(Ls)1，v(N2)0.3 mol(Lmin)1 或 0.005 mol(Ls)1，v(H2)0.9 mol(Lmin)1 或 0.015 mol(Ls)1。探究整合应用 化学反应速率的测定测定化学反应速率的关键是测定某一时间间隔内，反应体系内某物质浓度的变化。由于某些物质的物理性质与其物质的量或浓度存在函数关系，因此人们常用物理方法准确而快速的测定反应物或生成物浓度的变化来确定化学反应速率。常用于测定化学反应速率的物
16、理方法有以下几种：1量气法 对于反应2H2O2=2H2OO2，可测定氧气在相同条件下的体积变化。2比色法 由于物质对特定波长的光的吸收性能不同，因此可以通过吸光度来测定反应物的浓度。3电导法 根据离子导电能力的差别，通过电导率的变化测定反应物中离子浓度的变化从而计算化学反应速率。有人研究了340 K时N2O5的分解反应：2N2O5=4NO2O2，所得实验数据见表格。各物质在不同时刻的浓度例编号 1 2 3 4 5 t/min 0 1 2 3 4 c(N2O5)(mol/L)0.160 0.114 0.080 0.056 0.040 c(O2)(mol/L)0 0.023 0.040 0.052
17、 0.060(1)图象能够非常直观地描述物理量的变化趋势。请你做出c(N2O5)t图及c(O2)t图，描述反应物、生成物的浓度与反应时间的关系。(2)数据处理是化学实验过程中非常重要的一个环节。请按下式计算化学反应速率，将计算结果填入表中。v(B)cB2cB1t2t1t t2t1 t3t2 t4t3 t5t4 v(N2O5)mol/(Lmin)v(O2)mol/(Lmin)(3)根据计算结果寻找用各物质表示的化学反应速率之间的关系。【解析】横坐标为时间、纵坐标为物质的量浓度，找到各对应点，连线即得图象，根据表中数据和速率表达式可得各个数据，数据之比等于化学方程式中各物质的化学计量数之比。【答案】(1)(2)(3)用各物质表示的化学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。t t2t1 t3t2 t4t3 t5t4 v(N2O5)mol/(Lmin)0.046 0.034 0.024 0.016 v(O2)mol/(Lmin)0.023 0.017 0.012 0.008
