1、第二章 化学反应速率和化学平衡第一节化学反应速率学习目标核心素养1.了解化学反应速率的概念，会定量表示化学反应速率。2掌握化学反应速率的简单计算。3学会化学反应速率的测定方法，会比较化学反应速率的快慢。1.变化观念与平衡思想：了解化学反应速率的一般表示方法，了解化学反应速率的其他表示方法，形成不同的反应可用不同的方法来表示反应速率的变化观念。2证据推理与模型认知：建立有关化学反应速率计算的模型，掌握有关速率计算的方法。3科学探究与创新意识：了解化学反应速率的测定原理和方法，学会确定变量和测定变量，通过对比的方法，研究影响化学反应速率的因素，发展基于变量关系的证据推理素养。一、化学反应速率1定义
2、：定量描述化学反应进行快慢程度的物理量。2表示方法：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。表达式：v。3单位：常用molL1s1或molL1min1等。4同一反应中不同物质的化学反应速率的表示对任意一个化学反应mAnB=pYqZ，反应体系中各物质的浓度分别表示为c(A)、c(B)、c(Y)和c(Z)，则反应速率分别表示为：v(A)，v(B)，v(Y)，v(Z)。二、化学反应速率的测定1化学反应速率测定的基本思路化学反应速率是通过实验测定的。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
3、加以利用。2用于化学反应速率测定的物质的性质(1)直接可观察的性质，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，如颜色的深浅、光的吸收、光的发射、导电能力等。(3)在溶液中，当反应物或产物本身有比较明显的颜色时，常常利用颜色深浅和显色物质浓度间的正比关系来跟踪反应的过程和测量反应速率。探究点一 正确理解化学反应速率1化学反应速率化学反应速率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。(1)符号：v。(2)数学表达式：v(X)。例如，对于反应mAnB=pYqZ，用不同物质表示的化学反应速率分别为：vA，vB，vY，vZ(3)单位：v(X)物质X表示的化学反应速率
4、，单位：mol/(Ls)或molL1s1等；c(X)物质X的物质的量浓度的变化量(取正值)，单位：mol/L；n(X)物质X的物质的量的变化量(取正值)，单位：mol；V反应体系的总体积，单位：L；t变化的时间，单位：s、min、h等。2理解化学反应速率要注意的几个问题(1)化学反应速率的计算公式：v。单位是mol(Ls)1或mol(Lmin)1或mol(Lh)1。(2)无论是反应物还是生成物，其化学反应速率的值都取正值。(3)对于给定的一个化学反应，有关的物质的量是不断变化的，因此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，我们能够计算的是单位时间内的反应速率即平均速率，而在
5、速率图像上的每一点则表示的是即时速率。右图是某一反应过程的实际反应速率图像。(4)由于一个化学反应里各物质之间的化学计量数不一定相同，所以在同一个化学反应里，不同物质所表示的化学反应速率数值不一定相同。虽然用不同物质表示的化学反应速率不一定相同，但是它们的实际意义却完全相同，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。表示化学反应速率时，应注明是用哪种物质表示的化学反应速率。(5)对于给定的化学反应，aAbB=cCdD，各物质的化学计量数之比发生变化的物质的量之比化学反应速率之比，即abcdn(A)n(B)n(C)n(D)vAvBvCvD。(6)在一定温度下，纯固态和纯液态物质，
6、单位体积里的物质的量保持不变，因此液态或固态纯物质物质的量浓度可以看成常数，所以不能用纯固态和纯液态的物质来表示化学反应的反应速率。1为什么用不同物质表示的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？提示：根据化学方程式，各物质变化的浓度(即各物质的浓度变化量)之比等于化学方程式中的化学计量数之比，各物质的浓度变化量再除以相同的时间即得到用各物质表示的反应速率，则用不同物质表示的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。2在合成氨反应中，若已知N2的化学反应速率，能否确定相同条件下H2和NH3的化学反应速率？提示：能够确定，它们之间的关系为v(NH3)2v(N2)，v(H2)
7、3v(N2)。【例1】已知一定条件下，合成氨反应的一些数据如下：N2(g)3H2(g)2NH3(g)起始浓度/(molL1) 1.0 3.0 0.22 s末浓度/(molL1) 0.6 1.8 1.04 s末浓度/(molL1) 0.4 1.2 1.4当用氨的浓度增加量来表示该反应的速率时，下列说法中错误的是()A2 s末氨的反应速率为0.4 molL1s1B前2 s内氨的平均反应速率为0.4 molL1s1C前4 s内氨的平均反应速率为0.3 molL1s1D24 s内氨的平均反应速率为0.2 molL1s1【思路分析】依据定义计算化学反应速率，找出物质的量浓度改变量和时间。【解析】A项，不
8、符合反应速率的定义，2 s末的速率是瞬时速率，在本题条件下是不能求解的，错误；氨在2 s末，浓度增加了1.0 molL10.2molL10.8 molL1，故前2 s内氨的平均反应速率为0.4 molL1s1，B正确；前4 s内氨的平均反应速率为0.3 molL1s1，C正确；24 s内氨的平均反应速率为 0.2 molL1s1，D正确。【答案】A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(C)v(NH3)0.6 mol(Lmin)1v(N2)0.005 mol(Ls)1v(H2)0.9 mol(Lmin)1v(NH3)
9、0.02 mol(Ls)1v(H2)0.01 mol(Ls)1v(N2)0.03 mol(Ls)1ABC D解析：已知半分钟末有0.6 mol NH3生成，可列式求算：N23H22NH3 0.15 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。探究点二 化学反应速率的计算和大小比较1化学反应速率的计算(1)利用反应速率的定义式v求算。(2)利用化学反应中各物质的速率之比等于化学计量数之比的规律求算。(3)利用三段式进
10、行计算求解化学反应速率计算题的一般步骤：a写出有关反应的化学方程式；b找出各物质的起始量、转化量、某时刻量；c根据已知条件列方程计算。例如，对于反应：mAnB=pCqD。A的浓度为a molL1，B的浓度为b molL1，反应进行至t1 s时，A消耗了x molL1，则反应速率可计算如下：mAnB=pCqD起始浓度/molL1 a b 0 0转化浓度/molL1 x 最终浓度/molL1 ax b 则v(A) molL1s1，v(B) molL1s1，v(C) molL1s1，v(D) molL1s1。计算时注意以下量的关系a对反应物：c起始c转化c某时刻b对生成物：c起始c转化c某时刻c转化
11、率：100%2化学反应速率的大小比较(1)归一法：先统一单位，再依据化学反应速率之比等于化学计量数之比，将同一反应中的用不同物质表示的反应速率，转化成用同一种物质表示的反应速率，然后直接依据数值进行比较。例如：对于反应2SO2O22SO3，如果av(SO2)2 molL1min1，bv(O2)3 molL1min1，cv(SO3)4 molL1min1，比较反应速率的大小，可以将三者表示的反应速率都转化为O2表示的反应速率再作比较。换算得出：a.v(O2)1 molL1min1，c.v(O2)2 molL1min1，则反应速率的大小关系为bca。(2)比值法：用各物质的量表示的反应速率除以对应
12、各物质的化学计量数，然后再对求出的数值进行大小排序，数值大的反应速率快。例如：对于反应mAnBpCqD，若v(A)/mv(B)/n，则反应速率AB。1对于反应3A(g)B(g)=2C(g)2D(g)，在不同条件下，用A、B表示的反应速率分别为条件：v(A)0.6 molL1min1；条件：v(B)0.45 molL1min1；则该反应在哪个条件下的反应速率快？提示：同一个化学反应，用不同物质表示其反应速率时，数值可能不同，所以比较同一个化学反应的反应速率的相对大小时，不能直接比较数值大小，应先转化为同一物质、同一单位，然后再比较其数值大小，数值越大表明反应越快。将条件的反应速率换算成用B表示的反应速率为v(B)0.2 molL1min1，即条件的反应速率比条件的反应速率快。2在反应mAnB=pCqD中，若v(A)4 molL1min1，而v(B)1 molL1min1，A表示的反应速率比B表示的反应速率快，则m、n符合什么关系？提示：不同物质表示的化学反应速率之比化学计量数之比，即mnv(A)v(B)，已知v(A)v(B)41，由于A表示的反应速率比B表示的反应速率快，则mn(填“”“v逆，8 min时，A、B的物质的量均不变，因此v正v逆。