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。對于鋅和不同濃度的稀硫酸的實驗，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)上述實驗現(xiàn)象來判斷反應(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）來表示。用單位時間內(nèi)反應(yīng)物或生成物的某一物理量的變化值來表示。m、n、V、c、p、△H、導(dǎo)電性、N化學(xué)反應(yīng)速率通常用單位時間內(nèi)反應(yīng)物濃度的減少或生成物濃度的增加來表示。濃度常用單位：mol/L時間常用單位：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、通常用單位時間內(nèi)反應(yīng)物濃度的減小或生成物濃度的增加來表示，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——測定物質(zhì)或離子的濃度變化——測定溶液的導(dǎo)電能力的不同——測定氣體的體積或體系的壓強(qiáng)——測定體系的溫度或測定反應(yīng)的熱量變化——測定物質(zhì)的質(zhì)量變化——測定物質(zhì)的物質(zhì)的量的變化反應(yīng)速率的測定按圖安裝兩套裝置，在錐形瓶內(nèi)各盛有2g鋅粒（顆粒大小基本相同），然后通過分液漏斗分別加入40mL1mol/L和40mL4mL/L的硫酸，比較二者收集10mLH2所用的時間。把實驗結(jié)果填入下表：加入試劑反應(yīng)時間(min)反應(yīng)速率(mL/min)1mol/LH2SO44mol/LH2SO4請仔細(xì)閱讀實驗2-1，思考并寫出實驗?zāi)康?、實驗儀器和藥品、實驗步驟，然后與大家交流。實驗?zāi)康模簻y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。實驗儀器：錐形瓶、分液漏斗、雙孔塞、注射器、鐵架臺實驗藥品：鋅粒2粒（顆粒大小相同），1mol·L-1稀硫酸、4mol·L-1稀硫酸各40mL實驗步驟：1、連接實驗裝置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所用的時間或1分鐘收集到的H2的體積實驗步驟：1、連接實驗裝置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內(nèi)壁，然后再把錐形瓶緩緩立起，使鋅粒滑至底部由下到上，由左到右固定注射器的活塞，通過分液漏斗向錐形瓶加水……實驗步驟：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；對于圖二，要上下移動量筒，使量筒內(nèi)的液面與廣口瓶中的液面相平；對于圖三，要上下移動右邊的玻璃管，使左右兩管中的液面相平。②讀數(shù)時，眼睛要平視量筒內(nèi)（或良?xì)夤軆?nèi)）液面的最低點。測量氫氣體積方法有哪些?如何通過用注射器測量氫氣的體積的方法來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——時間或氫氣的體積——測量氫氣的體積或時間通過上述學(xué)習(xí)過程，你認(rèn)為應(yīng)該如何測定化學(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。因為化學(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）。本實驗還可以如何測定鋅和稀硫酸反應(yīng)的速率1、測量溶液中的H+的濃度的變化2、測量溶液中的Zn2+的濃度變化3、測量氫氣的體積或氫氣的質(zhì)量的變化4、測量體系的壓強(qiáng)的變化5、測量鋅粒的質(zhì)量的變化6、測量溶液的導(dǎo)電能力的變化7、測量反應(yīng)體系的熱量變化請設(shè)計實驗測定該反應(yīng)的速率1、測量溶液中的H+的濃度1）用pH計測定溶液的pH，然后進(jìn)行換算2）加入過量的Na2SiO3，使H+完成轉(zhuǎn)化為沉淀，然后過濾、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（過量）的石灰石，充分反應(yīng)后，過濾、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色時，記下NaOH溶液的體積。測量氫氣的體積或氫氣的質(zhì)量1）測量氫氣的體積2）測量氫氣的質(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)量請用不同物質(zhì)的濃度變化來表示下列化學(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，N2的物質(zhì)的量為6mol。請分別用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，測得容器中含有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？問題1變化濃度(mol/L)

三步法0.51.500.20.20.30.10.41.2

同一個反應(yīng)，用不同的物質(zhì)來表示反應(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在化學(xué)方程式中的化學(xué)計量數(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tmin后，測得物質(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，若測知V(z)=0.1mol/(L·min)，則⑴上述反應(yīng)中Z氣體的計量數(shù)n的值是()A.1 B.2 C.3 D.4⑵上述反應(yīng)在2min末時，已消耗的Y占原來的百分比是()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)在相同時間內(nèi)測定的結(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末測此容器內(nèi)壓強(qiáng)是起始時壓強(qiáng)的0.9倍。在此時間內(nèi)用H2的量的變化來表示該反應(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，在2L容器中，X、Y、Z三種氣體物質(zhì)的物質(zhì)的量隨時間變化的曲線圖，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，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