化學(xué)反應(yīng)速率及測(cè)定

在化學(xué)反應(yīng)中，如炸藥的爆炸的計(jì)時(shí)最好能夠精確到10－2～10－3s。

而研究某些巖石變化可能要用106～108

年為計(jì)時(shí)。

這是為什么？化學(xué)反應(yīng)速率及測(cè)定3學(xué)習(xí)目標(biāo)0102概念單位計(jì)算化學(xué)反應(yīng)速率直接觀察法比色法速率的測(cè)定有的反應(yīng)進(jìn)行地轟轟烈烈瞬間完成

鉀與水反應(yīng)房屋定向爆破有些反應(yīng)卻是在潛移默化中完成的

煤的形成經(jīng)過(guò)幾億年的時(shí)間01PARTONE如何表示化學(xué)反應(yīng)的快慢化學(xué)反應(yīng)速率及計(jì)算交流討論如何判斷誰(shuí)跑的快？

化學(xué)反應(yīng)中，怎樣定量判斷反應(yīng)的快、慢？υ＝ΔSΔt單位時(shí)間或單位體積中，反應(yīng)物或生成物物質(zhì)的量變化來(lái)表示如反應(yīng)體系的體積是恒定的，則用反應(yīng)物或生成物物質(zhì)的量濃度變化來(lái)表示

化學(xué)反應(yīng)速率1概念12表達(dá)式單位時(shí)間內(nèi)反應(yīng)物濃度的減少量或生成物濃度的增加量來(lái)表示υ＝ΔcΔt3單位mol·L－1·s－1或mol·L－1·min－1

Mol/(L·s)或mol/(L·min)

一般來(lái)說(shuō)，化學(xué)反應(yīng)不是等速進(jìn)行的，因此某一時(shí)間內(nèi)的反應(yīng)速率實(shí)際上是這一段時(shí)間內(nèi)的平均速率?；瘜W(xué)反應(yīng)速率無(wú)論是用反應(yīng)物還是生成物表示，其化學(xué)反應(yīng)速率都為正值。固體或純液體的濃度視為常數(shù)，Δc=0，因此不用固體或純液體表示化學(xué)反應(yīng)速率。C(s)＋H2O(g)＝

CO＋H2請(qǐng)分別用一種物質(zhì)的濃度隨時(shí)間變化來(lái)表示下列反應(yīng)速率：υ(C)＝Δc(C)Δt你學(xué)會(huì)了嗎？υ(H2O)＝Δc(H2O)Δtυ(H2)＝Δc(H2)Δtυ(CO)＝Δc(CO)Δt

①

在反應(yīng)中，用濃度變化表示化學(xué)反應(yīng)速率只適用于氣體和溶液中的溶質(zhì)。

②純液體和純固體的濃度視為常數(shù)，Δc＝0，因此不用固體或純液體濃度來(lái)表示化學(xué)反應(yīng)速率。合成氨反應(yīng)的反應(yīng)速率計(jì)算

合成氨的簡(jiǎn)要流程圖問(wèn)題解決在2L的密閉容器中，通入1.0molN2和3.0molH2發(fā)生反應(yīng)：，2秒末時(shí)，測(cè)得生成0.6molNH3，求氨的反應(yīng)速率。合成氨反應(yīng)的反應(yīng)速率計(jì)算看誰(shuí)做得既準(zhǔn)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的濃度變化來(lái)表示，則反應(yīng)速率是多少？若用N2的濃度變化來(lái)表示，則反應(yīng)速率是多少？

在2L的密閉容器中，通入1.0molN2和3.0molH2發(fā)生反應(yīng)：，2秒末時(shí)，測(cè)得生成0.6molNH3。合成氨反應(yīng)的反應(yīng)速率計(jì)算看誰(shuí)做得既準(zhǔn)又快若用H2的濃度變化來(lái)表示，則反應(yīng)速率是多少？若用N2的濃度變化來(lái)表示，則反應(yīng)速率是多少？起始量/mol·L－1

轉(zhuǎn)化量/mol·L－1

2s量/mol·L－1

0.51.50.150.450.30.3

在2L的密閉容器中，通入1.0molN2和3.0molH2發(fā)生反應(yīng)：，2秒末時(shí)，測(cè)得生成0.6molNH3。合成氨反應(yīng)的反應(yīng)速率計(jì)算看誰(shuí)做得既準(zhǔn)又快起始量/mol·L－1

轉(zhuǎn)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

不同物質(zhì)表示的反應(yīng)速率可能不相同

要指明是哪種物質(zhì)的反應(yīng)速率物質(zhì)N2H2NH3反應(yīng)速率/0.15

mol·L－1·s－1

0.0750.2250.15溫馨提醒

化學(xué)反應(yīng)速率1概念單位時(shí)間內(nèi)反應(yīng)物濃度的減少量或生成物濃度的增加量來(lái)表示1234表達(dá)式單位計(jì)算三段式mol·L－1·s－1或mol·L－1·min－1

v＝ΔtΔc“三段式”計(jì)算模板規(guī)律方法點(diǎn)撥第一步：寫(xiě)出有關(guān)反應(yīng)的化學(xué)方程式第二步：設(shè)未知數(shù)，列出各物質(zhì)的起始量、轉(zhuǎn)化量、某時(shí)刻量ab00起始量/mol·L－1

轉(zhuǎn)化量/mol·L－1

mxnx

px

qx某時(shí)刻量/mol·L－1

a-mxb-nx

px

qx第三步：根據(jù)已知條件列方程式計(jì)算，得出各物質(zhì)的轉(zhuǎn)化濃度(Δc)

第四步：根據(jù)計(jì)算反應(yīng)速率υ＝ΔcΔt不同物質(zhì)表示的反應(yīng)速率可能不相同物質(zhì)N2H2NH3反應(yīng)速率/0.15

mol·L－1·s－1

0.0750.2250.15溫馨提醒

對(duì)于同一化學(xué)反應(yīng)，不同物質(zhì)表示化學(xué)反應(yīng)速率，其數(shù)值有何關(guān)系？化學(xué)反應(yīng)速率之比＝化學(xué)計(jì)量數(shù)之比

化學(xué)反應(yīng)速率1概念12表達(dá)式單位時(shí)間內(nèi)反應(yīng)物濃度的減少量或生成物濃度的增加量來(lái)表示3單位mol·L－1·s－1或mol·L－1·min－1

4計(jì)算三段式技巧各物質(zhì)的反應(yīng)速率之比等于各物質(zhì)的化學(xué)計(jì)量數(shù)之比v(A)∶v(B)∶v(C)∶v(D)＝m∶n∶p∶q

H2與N2在一密閉容器中生成NH3，在不同的條件下測(cè)得反應(yīng)速率如下：①v(N2)＝3mol·L－1·s－1

②v(H2)＝6mol·L－1·min－1

哪種條件下反應(yīng)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)為基準(zhǔn)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

不能單純看數(shù)值大小反應(yīng)速率的大小比較歸納與整理規(guī)律方法點(diǎn)撥歸一法不同物質(zhì)表示的反應(yīng)速率，換算成同一物質(zhì)來(lái)表示反應(yīng)速率；再比較數(shù)值的大小。若單位不統(tǒng)一，則要換算成相同的單位比值法比較化學(xué)反應(yīng)速率與化學(xué)計(jì)量數(shù)的比值，如＞v(A)mv(B)

n則說(shuō)明用A表示的化學(xué)反應(yīng)速率大于用B表示的化學(xué)反應(yīng)速率。

可逆反應(yīng)A(g)＋2B(g)＝3C(g)＋D(g)，在四種不同情況下的反應(yīng)速率如下，其中反應(yīng)進(jìn)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

看誰(shuí)做得既準(zhǔn)又快在同一反應(yīng)中，反應(yīng)速率的大小不能單純地看數(shù)值大小，應(yīng)化作相同的物質(zhì)并統(tǒng)一單位進(jìn)行比較。

一定溫度下，在2L的密閉容器中，X、Y、Z三種氣體的物質(zhì)的量隨時(shí)間變化的曲線如下圖所示

①反應(yīng)開(kāi)始到10s，用Z表示的反應(yīng)速率為_(kāi)___________________②反應(yīng)化學(xué)方程式_______________0.079mol·L－1·s－1挑戰(zhàn)自我02PARTTWO如何通過(guò)實(shí)驗(yàn)測(cè)定反應(yīng)速率？思考﹒討論

根據(jù)哪些實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象可判斷鋅和不同濃度的稀硫酸反應(yīng)的快慢？

定性描述①觀察產(chǎn)生氣泡的快慢②觀察試管中剩余鋅粒的大?、塾檬钟|摸試管，感受試管壁溫度高低測(cè)定溶液渾濁程度、顏色變化思考﹒討論

如何測(cè)定鋅和某濃度的稀硫酸的反應(yīng)速率？2.1

測(cè)定原理

反應(yīng)速率的測(cè)定2υ＝ΔcΔt找與化學(xué)反應(yīng)物質(zhì)的濃度相關(guān)的物理量找與該物理量化學(xué)變化對(duì)應(yīng)的時(shí)間選擇可觀測(cè)、易操作的變量

定量描述——化學(xué)反應(yīng)速率思考﹒討論測(cè)量化學(xué)反應(yīng)速率的方法其他物理量2.2

測(cè)定項(xiàng)目

反應(yīng)速率的測(cè)定2氣體氣體的體積體系的壓強(qiáng)顏色的深淺測(cè)量氣體體積的裝置資料在線測(cè)定放出一定體積的氣體的時(shí)間以測(cè)定反應(yīng)速率測(cè)定一定時(shí)間內(nèi)氣體體積/壓強(qiáng)的變化以測(cè)定反應(yīng)速率2.2

測(cè)定項(xiàng)目

反應(yīng)速率的測(cè)定2氣體氣體的體積體系的壓強(qiáng)顏色的深淺離子濃度導(dǎo)電能力渾濁度酸堿度資料在線測(cè)量離子濃度的儀器電導(dǎo)率pH顏色渾濁度pH計(jì)濁度計(jì)離子濃度檢測(cè)儀便攜式電導(dǎo)率儀2.3測(cè)定方法

反應(yīng)速率的測(cè)定2比色法溶液中，有顏色變化時(shí)，利用顏色深淺和顯色物質(zhì)濃度間的正比關(guān)系，測(cè)量反應(yīng)速率0103量氣法02電導(dǎo)法激光技術(shù)法牛刀小試在一定溫度下，10mL0.40mol/LH2O2溶液發(fā)生催化分解。測(cè)定0

～

6min內(nèi)的化學(xué)反應(yīng)速率。

2H2O22H2O＋O2

↑催化劑選擇可觀測(cè)、易操作的變量濃度變化容易測(cè)量嗎？我們有沒(méi)有測(cè)量濃度的儀器呢？如果沒(méi)有，那么我們可以測(cè)量哪些物理量呢？氣體體積牛刀小試t/min0246810V(O2)/mL0.09.917.222.426.529.9在一定溫度下，10mL0.40mol/LH2O2溶液發(fā)生催化分解，不同時(shí)刻測(cè)得生成的O2的體積(已折算為標(biāo)準(zhǔn)狀況)如下表(溶液體積變化忽略不計(jì))。求0～6min時(shí)段的化學(xué)反應(yīng)速率。Δn(O2)＝＝1.0×10-3molVmΔV(O2)0.0224L22.4L/mol＝2H2O22H2O＋O2

↑催化劑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)觀察與思考鋅粒和1mol/LH2SO4溶液、4mol/LH2SO4溶液化學(xué)反應(yīng)速率的大小測(cè)定測(cè)定項(xiàng)目Zn＋H2SO4＝

ZnSO4＋H2↑設(shè)計(jì)方案c(H+)c(Zn2+)V(H2)m(Zn)確定變量硫酸的濃度控制變量鋅粒的質(zhì)量鋅粒的表面積溶液的體積溫度壓強(qiáng)觀察與思考鋅粒和1mol/LH2SO4溶液、4mol/LH2SO4溶液化學(xué)反應(yīng)速率的大小測(cè)定測(cè)定數(shù)據(jù)固定體積，測(cè)時(shí)間固定時(shí)間，測(cè)體積測(cè)10mLH2所用時(shí)間觀察與思考鋅粒和1mol/LH2SO4溶液、4mol/LH2SO4溶液化學(xué)反應(yīng)速率的大小測(cè)定加入試劑反應(yīng)時(shí)間/s化學(xué)反應(yīng)速/(mL·s-1)結(jié)論1mol/LH2SO44mol/LH2SO41910.1101910