化学反应速率及测定

在化学反应中，如炸药的爆炸的计时最好能够精确到10－2～10－3s。

而研究某些岩石变化可能要用106～108

年为计时。

这是为什么？化学反应速率及测定3学习目标0102概念单位计算化学反应速率直接观察法比色法速率的测定有的反应进行地轰轰烈烈瞬间完成

钾与水反应房屋定向爆破有些反应却是在潜移默化中完成的

煤的形成经过几亿年的时间01PARTONE如何表示化学反应的快慢化学反应速率及计算交流讨论如何判断谁跑的快？

化学反应中，怎样定量判断反应的快、慢？υ＝ΔSΔt单位时间或单位体积中，反应物或生成物物质的量变化来表示如反应体系的体积是恒定的，则用反应物或生成物物质的量浓度变化来表示

化学反应速率1概念12表达式单位时间内反应物浓度的减少量或生成物浓度的增加量来表示υ＝ΔcΔt3单位mol·L－1·s－1或mol·L－1·min－1

Mol/(L·s)或mol/(L·min)

一般来说，化学反应不是等速进行的，因此某一时间内的反应速率实际上是这一段时间内的平均速率。化学反应速率无论是用反应物还是生成物表示，其化学反应速率都为正值。固体或纯液体的浓度视为常数，Δc=0，因此不用固体或纯液体表示化学反应速率。C(s)＋H2O(g)＝

CO＋H2请分别用一种物质的浓度随时间变化来表示下列反应速率：υ(C)＝Δc(C)Δt你学会了吗？υ(H2O)＝Δc(H2O)Δtυ(H2)＝Δc(H2)Δtυ(CO)＝Δc(CO)Δt

①

在反应中，用浓度变化表示化学反应速率只适用于气体和溶液中的溶质。

②纯液体和纯固体的浓度视为常数，Δc＝0，因此不用固体或纯液体浓度来表示化学反应速率。合成氨反应的反应速率计算

合成氨的简要流程图问题解决在2L的密闭容器中，通入1.0molN2和3.0molH2发生反应：，2秒末时，测得生成0.6molNH3，求氨的反应速率。合成氨反应的反应速率计算看谁做得既准又快Δc(NH3)＝0.6mol2s＝0.3

mol·L－1

υ(NH3)＝Δc(NH3)Δt＝0.3

mol·L－1

2s＝0.15

mol·L－1·s－1

若用H2的浓度变化来表示，则反应速率是多少？若用N2的浓度变化来表示，则反应速率是多少？

在2L的密闭容器中，通入1.0molN2和3.0molH2发生反应：，2秒末时，测得生成0.6molNH3。合成氨反应的反应速率计算看谁做得既准又快若用H2的浓度变化来表示，则反应速率是多少？若用N2的浓度变化来表示，则反应速率是多少？起始量/mol·L－1

转化量/mol·L－1

2s量/mol·L－1

0.51.50.150.450.30.3

在2L的密闭容器中，通入1.0molN2和3.0molH2发生反应：，2秒末时，测得生成0.6molNH3。合成氨反应的反应速率计算看谁做得既准又快起始量/mol·L－1

转化量/mol·L－1

2s量/mol·L－1

0.51.50.150.450.30.3υ(N2)＝Δc(N2)Δt＝0.15

mol·L－1

2s＝0.075

mol·L－1·s－1

υ(H2)＝Δc(H2)Δt＝0.45

mol·L－1

2s＝0.225

mol·L－1·s－1

不同物质表示的反应速率可能不相同

要指明是哪种物质的反应速率物质N2H2NH3反应速率/0.15

mol·L－1·s－1

0.0750.2250.15温馨提醒

化学反应速率1概念单位时间内反应物浓度的减少量或生成物浓度的增加量来表示1234表达式单位计算三段式mol·L－1·s－1或mol·L－1·min－1

v＝ΔtΔc“三段式”计算模板规律方法点拨第一步：写出有关反应的化学方程式第二步：设未知数，列出各物质的起始量、转化量、某时刻量ab00起始量/mol·L－1

转化量/mol·L－1

mxnx

px

qx某时刻量/mol·L－1

a-mxb-nx

px

qx第三步：根据已知条件列方程式计算，得出各物质的转化浓度(Δc)

第四步：根据计算反应速率υ＝ΔcΔt不同物质表示的反应速率可能不相同物质N2H2NH3反应速率/0.15

mol·L－1·s－1

0.0750.2250.15温馨提醒

对于同一化学反应，不同物质表示化学反应速率，其数值有何关系？化学反应速率之比＝化学计量数之比

化学反应速率1概念12表达式单位时间内反应物浓度的减少量或生成物浓度的增加量来表示3单位mol·L－1·s－1或mol·L－1·min－1

4计算三段式技巧各物质的反应速率之比等于各物质的化学计量数之比v(A)∶v(B)∶v(C)∶v(D)＝m∶n∶p∶q

H2与N2在一密闭容器中生成NH3，在不同的条件下测得反应速率如下：①v(N2)＝3mol·L－1·s－1

②v(H2)＝6mol·L－1·min－1

哪种条件下反应速率最慢？③v(NH3)＝2mol·L－1·s－1

考考你自己v(H2)＝0.1mol·L－1·s－1

以v(N2)为基准①v(N2)＝3mol·L－1·s－1

②v(H2)＝6mol·L－1·min－1

v(N2)＝1/3v(H2)＝1/3×0.1mol·L－1·s－1

③v(NH3)＝2mol·L－1·s－1

v(N2)＝1/2v(H2)＝1/2×2mol·L－1·s－1

不能单纯看数值大小反应速率的大小比较归纳与整理规律方法点拨归一法不同物质表示的反应速率，换算成同一物质来表示反应速率；再比较数值的大小。若单位不统一，则要换算成相同的单位比值法比较化学反应速率与化学计量数的比值，如＞v(A)mv(B)

n则说明用A表示的化学反应速率大于用B表示的化学反应速率。

可逆反应A(g)＋2B(g)＝3C(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－1·min－１B．v(B)＝0.6mol·L－1·min－1C．v(C)＝0.4mol·L－1·min－1D．v(D)＝0.01mol·L－1·s－1

看谁做得既准又快在同一反应中，反应速率的大小不能单纯地看数值大小，应化作相同的物质并统一单位进行比较。

一定温度下，在2L的密闭容器中，X、Y、Z三种气体的物质的量随时间变化的曲线如下图所示

①反应开始到10s，用Z表示的反应速率为____________________②反应化学方程式_______________0.079mol·L－1·s－1挑战自我02PARTTWO如何通过实验测定反应速率？思考﹒讨论

根据哪些实验现象可判断锌和不同浓度的稀硫酸反应的快慢？

定性描述①观察产生气泡的快慢②观察试管中剩余锌粒的大小③用手触摸试管，感受试管壁温度高低测定溶液浑浊程度、颜色变化思考﹒讨论

如何测定锌和某浓度的稀硫酸的反应速率？2.1

测定原理

反应速率的测定2υ＝ΔcΔt找与化学反应物质的浓度相关的物理量找与该物理量化学变化对应的时间选择可观测、易操作的变量

定量描述——化学反应速率思考﹒讨论测量化学反应速率的方法其他物理量2.2

测定项目

反应速率的测定2气体气体的体积体系的压强颜色的深浅测量气体体积的装置资料在线测定放出一定体积的气体的时间以测定反应速率测定一定时间内气体体积/压强的变化以测定反应速率2.2

测定项目

反应速率的测定2气体气体的体积体系的压强颜色的深浅离子浓度导电能力浑浊度酸碱度资料在线测量离子浓度的仪器电导率pH颜色浑浊度pH计浊度计离子浓度检测仪便携式电导率仪2.3测定方法

反应速率的测定2比色法溶液中，有颜色变化时，利用颜色深浅和显色物质浓度间的正比关系，测量反应速率0103量气法02电导法激光技术法牛刀小试在一定温度下，10mL0.40mol/LH2O2溶液发生催化分解。测定0

～

6min内的化学反应速率。

2H2O22H2O＋O2

↑催化剂选择可观测、易操作的变量浓度变化容易测量吗？我们有没有测量浓度的仪器呢？如果没有，那么我们可以测量哪些物理量呢？气体体积牛刀小试t/min0246810V(O2)/mL0.09.917.222.426.529.9在一定温度下，10mL0.40mol/LH2O2溶液发生催化分解，不同时刻测得生成的O2的体积(已折算为标准状况)如下表(溶液体积变化忽略不计)。求0～6min时段的化学反应速率。Δn(O2)＝＝1.0×10-3molVmΔV(O2)0.0224L22.4L/mol＝2H2O22H2O＋O2

↑催化剂1.0×10-3mol2.0×10－3∆n

/(mol)＝Δn(H2O2)V·ΔtΔc(H2O2)Δtυ(H2O2)＝0.01L×6min

2.0×10－3mol＝≈3.3×10－2mol/(L·min)观察与思考锌粒和1mol/LH2SO4溶液、4mol/LH2SO4溶液化学反应速率的大小测定测定项目Zn＋H2SO4＝

ZnSO4＋H2↑设计方案c(H+)c(Zn2+)V(H2)m(Zn)确定变量硫酸的浓度控制变量锌粒的质量锌粒的表面积溶液的体积温度压强观察与思考锌粒和1mol/LH2SO4溶液、4mol/LH2SO4溶液化学反应速率的大小测定测定数据固定体积，测时间固定时间，测体积测10mLH2所用时间观察与思考锌粒和1mol/LH2SO4溶液、4mol/LH2SO4溶液化学反应速率的大小测定加入试剂反应时间/s化学反应速/(mL·s-1)结论1mol/LH2SO44mol/LH2SO41910.1101910