2016新课标创新人教化学选修4 第一节 化学方应速率

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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。

细读教材记主干 1.化学反应速率

(1)概念:化学反应速率是用来衡量化学反应进行快慢的物理量,通常用单位时间内反应物浓度的减小或生成物浓度的增加来表示。

Δc

(2)表达式:v=。其中Δt表示时间变化;Δc=(c始-c末)表示浓度变化(取其绝对值),

Δt常用单位mol/L;v表示平均速率,常用的单位是mol/(L·min)或mol/(L·s)。

2.化学反应速率的测定 (1)测定原理

利用化学反应中与某一种化学物质的浓度(或质量)相关的性质进行测定。 (2)测定方法

①利用能够直接观察的某些性质测定: 如通过测量释放出一定体积气体的时间来测定反

应速率,或通过测定一定时间内气体压强的变化来测定反应速率。 ②利用科学仪器测量:

如在溶液中,当反应物或产物本身有较明显的颜色时,可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。

(3)实验探究

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①反应原理:

Zn+H2SO4===ZnSO4+H2↑。 ②实验过程:

a.按如图所示安装两套装置,在锥形瓶内各盛有2 g锌粒。

b.取一套装置,通过分液漏斗加入40 mL 1 mol/L的硫酸,测出收集10 mL H2所用的时间。

c.取另一套装置,通过分液漏斗加入40 mL 4 mol/L的硫酸,测出收集10 mL H2所用的时间。

③实验现象:

锌与硫酸反应产生气泡,收集10 mL H2所用的时间比较:使用4 mol/L的硫酸比使用1 mol/L的硫酸所用的时间短。

④探究结论:

4 mol/L的硫酸与锌反应比1 mol/L的硫酸与锌反应快。

[新知探究]

在密闭容器中,合成氨的反应:N2+3H2

2NH3,开始时,N2的浓度为8 mol/L,

H2的浓度为20 mol/L,5 min 后N2的浓度为6 mol/L,在这个反应中N2浓度的变化Δc(N2)=2_mol/L,v(N2)=0.4_mol/(L·min),v(H2)=1.2_mol/(L·min),v(NH3)=0.8_mol/(L·min),

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其速率之比v(N2)∶v(H2)∶v(NH3)=1∶3∶2。

[名师点拨]

1.表示化学反应速率的注意事项

(1)在同一化学反应中,选用不同物质表示化学反应速率,其数值可能相同也可能不相同,但它们表示的意义却是完全相同的。因此,表示化学反应速率时,必须指明用哪种物质作标准。

(2)由于在反应中纯液体和固体的浓度是恒定不变的,因此对于有纯液体或固体参加的反应一般不用纯液体或固体来表示化学反应速率。

(3)在同一个化学反应中,无论选用反应物还是生成物来表示化学反应速率,其值均为正值。

(4)化学反应速率通常是指某一段时间内的平均反应速率,而不是瞬时反应速率。 2.化学反应速率的计算方法

ΔcΔn

(1)利用反应速率的定义式v==。

ΔtVΔt

(2)用不同的物质表示同一时间的反应速率时,其数值可能不同,但表达的意义相同,各物质的反应速率之比等于化学计量数之比。对于反应mA(g)+nB(g)===pC(g)+qD(g)来说,v?A?v?B?v?C?v?D?

===,即vA∶vB∶vC∶vD=m∶n∶p∶q。 mnpq

(3)利用“三段式”计算格式进行计算: ①写出化学方程式。

②根据题意,依次列出各反应物和生成物的起始浓度(或物质的量,下同)、浓度的变化量及一段时间后的浓度,未知量可设未知数表示,即“三段式”。

③根据起始浓度与一段时间后的浓度的差等于浓度的变化量及变化量之比等于对应物质的化学计量数之比,列出关系式计算。

计算中注意以下量的关系:

①对反应物:c(起始)-c(转化)=c(某时刻);

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②对生成物:c(起始)+c(转化)=c(某时刻); c?转化?

③转化率=×100%。

c?起始?

[对点演练]

1.对于反应:4NH3+5O2=====4NO+6H2O,在1 L密闭容器中进行,半分钟后水蒸气的物质的量增加了0.45 mol,则v(NH3)=________,v(O2)=________,v(H2O)=________,三种物质的化学反应速率之比为:________。

Δc0.45 mol

[解析] v(H2O)===0.9 mol/(L·min);根据化学方程式:反应消耗NH3

Δt1 L×0.5 minΔc0.375 molΔc

0.3 mol,消耗O2 0.375 mol,v(O2)=== 0.75 mol/(L·min),v(NH3)==

Δt1 L×0.5 minΔt0.3 mol

=0.6 mol/(L·min);v(NH3)∶v(O2)∶v(H2O)=4∶5∶6。

1 L×0.5 min

[答案] 0.6 mol/(L·min) 0.75 mol/(L·min) 0.9 mol/(L·min) 4∶5∶6

2.将4 mol A 气体和2 mol B 气体在2 L的容器中混合并在一定条件下发生如下反应:2A(g)+B(g)

2C(g)。若2 s末测得C的浓度为 0.6 mol/L,现有下列几种说法:

①用物质A表示的反应的平均速率为0.3 mol/(L·s); ②用物质B表示的反应的平均速率为0.6 mol/(L·s); ③2 s末,物质A的转化率为70%; ④2 s末,物质B的浓度为0.7 mol/L。 其中正确的是( )

A.①③ B.①④ C.②③ D.③④

[解析] 由三段式表示: 2A(g)+B(g)开始物质的量浓度(mol/L) 2 1 0 转化物质的量浓度(mol/L) 0.6 0.3 0.6 2 s末物质的量浓度(mol/L) 1.4 0.7 0.6 0.6 mol/L所以v(A)==0.3 mol/(L·s),

2 s0.3 mol/Lv(B)==0.15 mol/(L·s),

2sA的转化率为

0.6 mol/L

×100%=30%,

2 mol/L

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2C(g)

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