人教版选修四-化学反应速率

第一节化学反应速率有哪些化学反应进行得快？有哪些化学反应进行得慢？节日焰火爆炸岩石的风化慢慢锈蚀的铜钟如何衡量化学反应进行的快慢程度？第一节化学反应速率化学反应速率是用来衡量化学反应进行快慢程度的物理量。1.定义表示方法：对于化学反应来说,当体系为气态或溶液时,化学反应速率用单位时间内反应物或生成物浓度的变化来表示。在容积不变的反应器中，通常是用单位时间内反应物浓度的减少或生成物浓度的增加来表示。2.化学反应速率的表示方法单位：mol/(L•min)mol/(L•s)=———△n/V△t△c△t数学表达式：v=———(1)v只取正值(2)v一般指平均速率，而非瞬间速率(3)固体或纯液体的浓度可视为常数，所以v一般不能用固体或纯液体表示。注意(4)一个化学反应涉及反应物生成物多种物质时，表示化学反应速率时必须指明用哪种物质做标准。如对于任意一个反应，mA+nB=pY+qZ△c(A)vA=———△t△c(B)vB=———△t△c(Y)vY=———△t△c(Z)vZ=———△t解：N2+3H2=2NH3起始浓度(mol/L)82005min后浓度(mol/L)例：在密闭容器中合成氨气，开始时N2的浓度8mol/L，H2的浓度为20mol/L，5min后N2的浓度为6mol/L，用N2、H2和NH3表示该反应的速率分别是多少？64△c(mol/L)△c(N2)V(N2)=———=———=0.4mol/(L.min)△t2mol/L5min△c(NH3)V(NH3)=————=———=0.8mol/(L.min)△t4mol/L5min265min△c(H2)V(H2)=———=———=1.2mol/(L.min)△t6mol/L三步法求算化学反应速率时应注意：①同一反应的反应速率可以用不同的物质表示，其数值可能不同，但所表示的意义是相同的。②用不同的物质表示同一反应的反应速率时，反应速率的数值之比等于化学方程式中各物质的计量数之比。即对于反应：aA+bB=cC+dDV(A)：V(B)：V(C)：V(D)=△C(A)：△C(B)：△C(C)：△C(D)=△n(A)：△n(B)：△n(C)：△n(D)=a：b：c：d对于反应A(g)+3B(g)=2C(g)+2D(g)，在四种不同情况下的反应速率分别①vA=0.15mol/(L•S)②vB=0.6mol/(L•S)③vC=0.4mol/(L•S)④vD=0.45mol/(L•S)则在不同情况下，反应由快到慢的顺序是———————④③=②①练习1.化学反应速率测量的基本思路化学反应速率是通过实验测定的。因为化学反应中发生变化的是体系中的化学物质(包括反应物和生成物)，所以与其中任何一种化学物质的浓度(或质量)相关的性质在测量反应速率时都可以加以利用。2．用于化学反应速率测量的物质的性质(1)直接可观察的性质，如释放出气体的体积和体系的压强。(2)依靠科学仪器才能测量的性质，如颜色的深浅、光的吸收、光的发射、导电能力等。(3)在溶液中，当反应物或产物本身有比较明显的颜色时，常常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．测定化学反应速率的物理方法测定化学反应速率的关键是测定某一时间间隔内，反应体系中某物质浓度的变化。由于物质的某些物理性质(如压强、体积、吸光度、电导率等)与其物质的量或浓度存在的函数关系，因此人们常用物理方法准确而快速地测定反应物或生成物浓度的变化来确定化学反应速率。常用于测定化学反应速率的物理方法有以下几种。•(1)量气法对于反应：2H2O22H2O＋O2↑，可测量反应中惟一的气体产物氧气在温度、压强一定时的体积变化。•(2)比色法由于物质对特定波长的光的吸收性能不同，因此可以通过吸光度来测定反应物浓度。例如，在丙酮的溴化反应过程中：•CH3COCH3＋Br2―→CH3COCH2Br＋HBr•有色反应物Br2吸收波长为450nm的光波，因此可用分光光度计测量溶液对该波长的吸光度，据此计算化学反应速率。(3)电导法根据离子导电能力的差异，通过电导率的变化测定反应物中离子浓度的变化，从而计算化学反应速率。例如，在乙酸乙酯水解反应中：CH3COOC2H5＋OH－―→CH3COO－＋C2H5OH由于OH－的电导远大于CH3COO－的电导，可以利用电导仪测量出溶液电导的变化，据此求得OH－浓度的变化，从而求得化学反应速率。观察思考实验2-1中可根据哪些相关的变化来测定该反应的反应速率？(1)实验中应该注意哪些问题？(2)该实验中还可以用哪些方法来收集气体？(3)测定该反应速率的方法还有哪些？相同时间内锌粒质量的变化相同时间内产生H2体积的大小相同时间内H+浓度的变化课堂练习:将等物质的量的A、B混合于2L密闭容器中，发生下列反应：3A（g）+B（g）=xC（g）+2D（g），4min后测得C（D）=0.5mol/L，C(A):C(B)=3:5，C的平均反应速率为0.125mol/(L·min)，求：(1)此时A的物质的量浓度?(2)B的平均反应速率?(3)x的值是多少?