化學(xué)反應(yīng)速率

化學(xué)反應(yīng)速率【思考與交流】什么是化學(xué)反應(yīng)速率？化學(xué)反應(yīng)速率是表示化學(xué)反應(yīng)快慢的物理量。對(duì)于鋅和不同濃度的稀硫酸的實(shí)驗(yàn)，你準(zhǔn)備如何比較反應(yīng)速率的快慢？①觀察產(chǎn)生氣泡的快、慢；②觀察試管中剩余鋅粒的質(zhì)量的多、少；③用手觸摸試管，感受試管外壁溫度的高、低。為什么可以根據(jù)上述實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象來(lái)判斷反應(yīng)的快慢化學(xué)反應(yīng)速率如何用數(shù)學(xué)表達(dá)式表示化學(xué)反應(yīng)速率，并說(shuō)明它的單位。

ν=?c/?t單位：化學(xué)反應(yīng)速率mol/(L?S)

或mol/(L?min)、mol/(L?h)通常用單位時(shí)間內(nèi)反應(yīng)物濃度的減少量或生成物濃度的增加量（均取正值）來(lái)表示。用單位時(shí)間內(nèi)反應(yīng)物或生成物的某一物理量的變化值來(lái)表示。m、n、V、c、p、△H、導(dǎo)電性、N化學(xué)反應(yīng)速率通常用單位時(shí)間內(nèi)反應(yīng)物濃度的減少或生成物濃度的增加來(lái)表示。濃度常用單位：mol/L時(shí)間常用單位：s、min、h化學(xué)反應(yīng)速率常用單位:mol/(L·s)或mol/(L·min)表達(dá)式：v=△c/△t一、化學(xué)反應(yīng)速率的表示v=△n/(V·△t)PS：1、通常用單位時(shí)間內(nèi)反應(yīng)物濃度的減小或生成物濃度的增加來(lái)表示，所以反應(yīng)速率是正值。2、中學(xué)階段的化學(xué)反應(yīng)速率是平均速率。3、濃度僅指溶液或氣體的，固體、純液體無(wú)濃度可言。（一）判斷化學(xué)反應(yīng)快慢的方法有哪些？產(chǎn)生氣泡的快慢固體質(zhì)量的變化渾濁程度的不同顏色的變化溫度的變化

定性定量（二）如何從定量的角度來(lái)表示化學(xué)反應(yīng)快慢？產(chǎn)生氣泡的快慢固體質(zhì)量的變化溫度的變化顏色的變化渾濁程度的不同——測(cè)定物質(zhì)或離子的濃度變化——測(cè)定溶液的導(dǎo)電能力的不同——測(cè)定氣體的體積或體系的壓強(qiáng)——測(cè)定體系的溫度或測(cè)定反應(yīng)的熱量變化——測(cè)定物質(zhì)的質(zhì)量變化——測(cè)定物質(zhì)的物質(zhì)的量的變化反應(yīng)速率的測(cè)定按圖安裝兩套裝置，在錐形瓶?jī)?nèi)各盛有2g鋅粒（顆粒大小基本相同），然后通過(guò)分液漏斗分別加入40mL1mol/L和40mL4mL/L的硫酸，比較二者收集10mLH2所用的時(shí)間。把實(shí)驗(yàn)結(jié)果填入下表：加入試劑反應(yīng)時(shí)間(min)反應(yīng)速率(mL/min)1mol/LH2SO44mol/LH2SO4請(qǐng)仔細(xì)閱讀實(shí)驗(yàn)2-1，思考并寫出實(shí)驗(yàn)?zāi)康?、?shí)驗(yàn)儀器和藥品、實(shí)驗(yàn)步驟，然后與大家交流。實(shí)驗(yàn)?zāi)康模簻y(cè)量相同質(zhì)量、顆粒大小相同的鋅粒分別與1mol·L-1稀硫酸、4mol·L-1稀硫酸反應(yīng)的反應(yīng)速率。實(shí)驗(yàn)儀器：錐形瓶、分液漏斗、雙孔塞、注射器、鐵架臺(tái)實(shí)驗(yàn)藥品：鋅粒2粒（顆粒大小相同），1mol·L-1稀硫酸、4mol·L-1稀硫酸各40mL實(shí)驗(yàn)步驟：1、連接實(shí)驗(yàn)裝置2、檢查裝置的氣密性3、先向錐形瓶中加入鋅粒，然后再向分液漏斗中加入稀硫酸4、使稀硫酸滴入錐形瓶與鋅粒反應(yīng)5、觀察收集10mLH2所用的時(shí)間或1分鐘收集到的H2的體積實(shí)驗(yàn)步驟：1、連接實(shí)驗(yàn)裝置2、檢查裝置的氣密性3、先向錐形瓶中加入鋅粒，然后再向分液漏斗中加入稀硫酸先用鑷子將鋅粒置于錐形瓶?jī)?nèi)壁，然后再把錐形瓶緩緩立起，使鋅?；恋撞坑上碌缴?，由左到右固定注射器的活塞，通過(guò)分液漏斗向錐形瓶加水……實(shí)驗(yàn)步驟：4、使稀硫酸滴入錐形瓶與鋅粒反應(yīng)先取下分液漏斗的玻璃塞，再打開分液漏斗的活塞，使稀硫酸順利滴入錐形瓶5、觀察收集10mLH2所用的時(shí)間或1分鐘收集到的H2的體積①當(dāng)體系的溫度恢復(fù)到室溫后，對(duì)于圖一，要調(diào)節(jié)量筒的高度，使量筒內(nèi)外的液面相平；對(duì)于圖二，要上下移動(dòng)量筒，使量筒內(nèi)的液面與廣口瓶中的液面相平；對(duì)于圖三，要上下移動(dòng)右邊的玻璃管，使左右兩管中的液面相平。②讀數(shù)時(shí)，眼睛要平視量筒內(nèi)（或良?xì)夤軆?nèi)）液面的最低點(diǎn)。測(cè)量氫氣體積方法有哪些?如何通過(guò)用注射器測(cè)量氫氣的體積的方法來(lái)判斷鋅和不同濃度的稀硫酸反應(yīng)的速率快慢？1）確定變量2）找出某種易于測(cè)量的某種物理量或性質(zhì)的變化3）控制不變的因素——稀硫酸的濃度不同——鋅粒的表面積、溫度——時(shí)間或氫氣的體積——測(cè)量氫氣的體積或時(shí)間通過(guò)上述學(xué)習(xí)過(guò)程，你認(rèn)為應(yīng)該如何測(cè)定化學(xué)反應(yīng)速率？只要是與反應(yīng)物或生成物的濃度（或質(zhì)量、物質(zhì)的量）有關(guān)的性質(zhì)都可以加以利用。因?yàn)榛瘜W(xué)反應(yīng)中發(fā)生變化的是體系中的化學(xué)物質(zhì)的質(zhì)量（或物質(zhì)的量、濃度）。本實(shí)驗(yàn)還可以如何測(cè)定鋅和稀硫酸反應(yīng)的速率1、測(cè)量溶液中的H+的濃度的變化2、測(cè)量溶液中的Zn2+的濃度變化3、測(cè)量氫氣的體積或氫氣的質(zhì)量的變化4、測(cè)量體系的壓強(qiáng)的變化5、測(cè)量鋅粒的質(zhì)量的變化6、測(cè)量溶液的導(dǎo)電能力的變化7、測(cè)量反應(yīng)體系的熱量變化請(qǐng)?jiān)O(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)測(cè)定該反應(yīng)的速率1、測(cè)量溶液中的H+的濃度1）用pH計(jì)測(cè)定溶液的pH，然后進(jìn)行換算2）加入過(guò)量的Na2SiO3，使H+完成轉(zhuǎn)化為沉淀，然后過(guò)濾、洗滌、干燥，稱量沉淀的質(zhì)量，再把沉淀的質(zhì)量換算成H+濃度。3）加入一定量（過(guò)量）的石灰石，充分反應(yīng)后，過(guò)濾、洗滌、干燥，稱量剩余的石灰石。進(jìn)行換算。4）取出鋅粒，向剩余溶液中加入幾滴酚酞試液，然后滴加一定濃度的NaOH溶液，當(dāng)溶液由紅色變?yōu)闊o(wú)色時(shí)，記下NaOH溶液的體積。測(cè)量氫氣的體積或氫氣的質(zhì)量1）測(cè)量氫氣的體積2）測(cè)量氫氣的質(zhì)量①用氣球收集氫氣，稱量前后的質(zhì)量②稱量整套裝置反應(yīng)前后的質(zhì)量請(qǐng)用不同物質(zhì)的濃度變化來(lái)表示下列化學(xué)反應(yīng)的速率:aA+bB

═cC+dD在容積為1L的某密閉容器中，分別投入8molN2

，20molH2，一定條件下發(fā)生反應(yīng)：N2+3H2═2NH3。反應(yīng)進(jìn)行到5min時(shí)，N2的物質(zhì)的量為6mol。請(qǐng)分別用N2、H2、NH3的濃度變化表示該化學(xué)反應(yīng)的速率。①同一化學(xué)反應(yīng)中，用不同物質(zhì)的濃度變化所表示的化學(xué)反應(yīng)速率的數(shù)值可能不同。②任何化學(xué)反應(yīng)中，反應(yīng)速率之比等于方程式中化學(xué)式前的系數(shù)比（計(jì)量數(shù)之比）。③速率之比等于濃度的變化值之比，等于物質(zhì)的量的變化值之比。）【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(shí)，測(cè)得容器中含有0.4mol的NH3，求該反應(yīng)的化學(xué)反應(yīng)速率。起始濃度(mol/L)2s末濃度(mol/L)

觀察并回答，分別用三種物質(zhì)表示的反應(yīng)速率之間有什么關(guān)系？問(wèn)題1變化濃度(mol/L)

三步法0.51.500.20.20.30.10.41.2

同一個(gè)反應(yīng)，用不同的物質(zhì)來(lái)表示反應(yīng)速率，數(shù)值是不一樣的，所以應(yīng)注明是由哪種物質(zhì)表示的。

同一反應(yīng)中，各物質(zhì)的速率之比等于他們?cè)诨瘜W(xué)方程式中的化學(xué)計(jì)量數(shù)之比。如在N2+3H2=

2NH3

中，v(N2):v(H2):v(NH3)=1:3:2結(jié)論1常見題型例舉1、用不同的物質(zhì)來(lái)表示反應(yīng)速率。例1、反應(yīng)4NH3+5O2===4NO+6H2O在5L的密閉容器中進(jìn)行，30s后，NO的物質(zhì)的量增加了0.3mol，則此反應(yīng)的平均速率可表示為：A、v(O2)=0.01mol/L·sB、v(NO)=0.008mol/L·sC、v(H2O)=0.003mol/L·sD、v(NH3)=0.002mol/L·sv(NO)=0.3/（5×30）=0.002mol/L·s2、比較反應(yīng)速率的大小例2、反應(yīng)A+3B==2C+2D在四種不同情況下的反應(yīng)速率分別為①VA=0.15mol·L-1·s-1②VB=0.6mol·L-1·s-1

③Vc=0.4mol·L-1·s-1④VD=0.45mol·L-1·s-1

則該反應(yīng)在不同條件下速率快慢順序是④﹥②=③﹥①結(jié)論2：在同一反應(yīng)中，反應(yīng)速率的大小不能單純地看數(shù)值大小。應(yīng)化為同一種物質(zhì)的反應(yīng)速率再進(jìn)行比較。3、根據(jù)各物質(zhì)的反應(yīng)速率之比寫出化學(xué)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(yīng)生成氣體Z，經(jīng)過(guò)tmin后，測(cè)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(yīng)的反應(yīng)方程式可表示為：3X2+Y2===2Z3X2+Y2===2X3Y習(xí)題：已知反應(yīng)N2+3H22NH3，根據(jù)下圖判斷1、A是______物質(zhì)的量濃度變化情況2、C是______物質(zhì)的量濃度變化情況3、2分鐘內(nèi)N2的平均速率是多少？H2NH30.5mol/(L·min)3、把0.6molX氣體的0.4molY氣體混合于2L容器中，使它們發(fā)生如下反應(yīng)：3X+Y=nZ+2W。2min末已生成0.2molW，若測(cè)知V(z)=0.1mol/(L·min)，則⑴上述反應(yīng)中Z氣體的計(jì)量數(shù)n的值是()A.1 B.2 C.3 D.4⑵上述反應(yīng)在2min末時(shí)，已消耗的Y占原來(lái)的百分比是()A.20% B.25% C.33% D.50%DB反應(yīng)物的消耗量轉(zhuǎn)化率=反應(yīng)物的起始量×100%4、在4個(gè)不同的容器中，在不同的條件下進(jìn)行合成氨反應(yīng)，根據(jù)在相同時(shí)間內(nèi)測(cè)定的結(jié)果判斷，生成氨的速率最快的是（

）

A．V（H2）=0.1mol/L·minB．V（N2）=0.2mol/L·minC．V（NH3）=0.15mol/L·minD．V（H2）=0.3mol/L·min注：此類題均換算為同一物質(zhì)的速率為標(biāo)準(zhǔn)比較B5、一定溫度下，向一個(gè)容積為2L的事先裝入催化劑的真空密閉容器中通入1molN2和3molH2，3min末測(cè)此容器內(nèi)壓強(qiáng)是起始時(shí)壓強(qiáng)的0.9倍。在此時(shí)間內(nèi)用H2的量的變化來(lái)表示該反應(yīng)的平均反應(yīng)速率是（

）

A、0.2mol/L·min

B、0.6mol/L·min

C、0.1mol/L·min

D、0.1mol/L·minC6、將固體NH4Br置于密閉容器中，在某溫度下，發(fā)生下列反應(yīng)：

NH4Br(s)NH3(g)+HBr(g),2HBr(g)Br2(g)+H2(g)2min后，測(cè)知H2的濃度為0.5mol/L，HBr的濃度為4mol/L，若上述反應(yīng)速率用V(NH3)表示，求V(NH3)7、某溫度時(shí)，在2L容器中，X、Y、Z三種氣體物質(zhì)的物質(zhì)的量隨時(shí)間變化的曲線圖，由圖中數(shù)據(jù)分析，該反應(yīng)的化學(xué)方程式為？反應(yīng)開始至2min，Z的平均反應(yīng)速率？由圖知，2min內(nèi)X、Y、Z物質(zhì)的量的變化為0.3mol、0.1mol、0.2mol比值為3∶1∶2，可知3X+Y=2Z，V（Z）==0.05mol/（L?min）練習(xí)1．某溫度下，反應(yīng)2N2O5

═4NO2＋O2開始進(jìn)行時(shí)，c(N2O5)＝0.0408mol/L。經(jīng)1min后，c(N2O5)＝0.030mol/L。則該反應(yīng)的反應(yīng)速率是Av(N2O5)＝1.8×10－4mol·L－1·s－1

Bv(N2O5)＝1.8×10－2mol·L－1·s－1Cv(NO2)＝1.8×10－4mol·L－1·s－1

Dv(O2)＝1.8×10－4mol·L－1·s－1練習(xí)2．已知反應(yīng)A＋3B2C＋D在某段時(shí)間內(nèi)以A的濃度變化表示的化學(xué)反應(yīng)速度為1mol·L－1·min－1，則此段時(shí)間內(nèi)以C的濃度變化表示的化學(xué)反應(yīng)速率為A0.5mol·L－1·min－1

B1mol·L－1·min－1C2mol·L－1·min－1

D3mol·L－1·min－1練習(xí)3．反應(yīng)4NH3(氣)＋5O2(氣)4NO(氣)＋6H2O(氣)在2升的密閉容器中進(jìn)行，1min后，NH3減少了0.12mol，則平均每秒鐘濃度變化正確的是ANO