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第二章 化学反应速率与化学平衡
第一节 化学反应速率
第一课时 化学反应速率
学习目标
1.了解化学反应速率的概念，会定量表示化学反应速率。(变化观念与平衡思想)
2.掌握化学反应速率的简单计算。(证据推理与模型认知)
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。(科学探究与创新意识)
新课导入
在化学反应的研究和实际应用中，人们除了选择合适的化学反应以实现所期待的物质转化或能量转化，还要关注化学反应进行的快慢和程度，以提高生产效率。
爆炸
牛奶变质
钢铁生锈
溶洞形成
哪个反应更快呢？
不同的化学反应进行的快慢千差万别，快和慢是相对而言的，我们以上的判断方法都是定性地描述反应的快慢。而在科学研究和实际应用中，往往需要定量地描述一个反应的快慢。
什么是定性？什么是定量？
例如：我们学过物理都知道：
(1) 光的传播速度是很快的；
(2) 光在空气中的传播速度3×108m/s。
定性描述
定量描述
思考与讨论
课内探究
可以通过观察对比实验现象来定性描述化学反应的快慢
定
性
描
述
①冒气泡快慢
②颜色变化快慢
③固体物质的减少快慢
④出现浑浊的快慢
⑤温度变化快慢
如何定量判断化学反应的快慢呢？
—— 化学反应速率
课内探究
一、化学反应速率
化学反应速率是用来衡量化学反应快慢的物理量。如果反应体系的体积是恒定的，则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.表达式：
v＝
Δc
Δt
3.单位：
mol/(L min) 或mol/(L s)
1.概念：
课内探究
计算所得速率数值是平均速率还是瞬时速率？
是5min内的平均速率。
如何计算这5min内H2、NH3的反应速率？
【例】在密闭容器中发生反应: N2+3H2 2NH3，反应开始时N2的浓度为0.8mol/L，5min后N2的浓度变为0.7 mol/L。求这5min内N2的反应速率。
v(N2)= -
Δc(N2)
Δt
=
0.1mol/L
5min
=0.02mol/(L min)
课内探究
即：各物质的速率之比=化学计量数之比
所以
对于一个化学反应: mA +nB pC +qD，可用任一种物质的物质的量浓度随时间的变化来表示该化学反应的速率。
v(A)= -
Δc(A)
Δt
0.3mol/L
5min
=0.06mol/(L min)
v(B)= -
Δc(B)
Δt
v(C)=
Δc(C)
Δt
v(D)=
Δc(D)
Δt
v(A)
m
v(B)
m
v(C)
m
v(D)
m
=
=
=
且有
v(H2)= -
Δc(H2)
Δt
=
0.2mol/L
5min
=0.04mol/(L min)
v(NH3)=
Δc(NH3)
Δt
=
思考与讨论
只能用NaOH、H2的浓度变化来表示，即不能用固体或纯液体来表示反应速率，因为固体或纯液体的浓度为定值。
“单位时间内”和“一定时间内”有什么区别？
“单位时间内”是指在某一个时间单位内，如在1秒内、1分钟内、1小时内等；“一定时间内”指的是在某一任意时间段内，如在1秒内，也可能是在5秒内、10分钟内、3小时内等。
在2Na＋2H2O 2NaOH＋H2↑的反应中，可用哪些物质
表示反应速率？
特别提醒
理解化学反应速率的表示方法时应注意的几个问题：
1.化学反应速率是平均速率，而不是瞬时速率。
2.无论浓度的变化是增加还是减少，化学反应速率均为正值。
3.由于在反应中固体和纯液体的浓度是恒定不变的，因此一般不用固体或纯液体来表示化学反应速率。
4.对于同一个反应来说，用不同的物质来表示该反应的速率时，其数值可能不同，但表达的意义相同。
常见题型
题型一：反应速率概念的理解
下列说法正确的是（　　）
A．化学反应速率通常用单位时间内反应物或生成物的质量变化来表示
B．用不同物质的浓度变化表示同一时间内、同一反应的速率时，其数值之比等于反应方程式中对应物质的化学计量数之比
C．化学反应速率指的是瞬时速率
D．反应过程中，反应物浓度逐渐变小，所以用反应物表示的化学反应速率为负值
B
【例1】反应4NH3 + 5O2 4NO + 6H2O 在5L的密闭容器中进行，30s后恢复到室温时，NO的物质的量增加了0.3mol，则此反应的平均速率可表示为（ ）
A. v (O2)=0.01 mol/L·s B. v (NO)=0.008 mol/L·s
C. v (H2O)=0.003 mol/L·s D. v (NH3)=0.002 mol/L·s
题型二：反应速率的计算
解法：先求v (NO)=0.3/（5×30） =0.002 mol/(L·s) ，
再根据各物质的反应速率之比等于化学计量数之比求解。
D
——利用定义式和规律求算
常见题型
——利用三段式求算
题型二：反应速率的计算
常见题型
【例2】在2 L的密闭容器中，加入1 mol N2和3 mol H2，发生 N2+3H2 2NH3 ，在2s末时，测得容器中含有0.4 mol的NH3，求该反应的化学反应速率。
起始浓度(mol/L)
2s末浓度(mol/L)
变化浓度(mol/L)
三段式法
0.5
1.5
0
0.2
0.2
0.3
0.1
0.4
1.2
N2 + 3H2 2NH3
【例3】在一定条件下，mA+nB=pC的反应中，各物质的化学反应速率为 v(A)=amol·L-1·s-1，v (B)=a/2mol·L-1·s-1,
v(C)=amol·L-1·s-1,则该反应的化学方程式是 。
2A+B=2C
解法：利用各物质的反应速率之比等于化学计量数之比书写。
题型二：反应速率的计算
——利用反应速率之比书写化学方程式
常见题型
(1)ν(A)=0.3mol/(L·s )
(2) ν(B)=0.6mol/(L·s)
(3) ν(C)=0.4mol/(L·s)
(4) ν(D)=0.45mol/(L·s)
则该反应速率的快慢顺序为:
(1)>(4)>(2)=(3)
解法：注意两个“统一”，即单位“统一”、物质“统一”。
题型三：反应速率的大小比较
反应 A + 3B 2C + 2D 在四种不同条件下的反应速率为：
常见题型
某温度时，在2L容器中X、Y、Z三种物质的物质的量随时间的变化曲线如右图所示，由图中数据分析，该反应的化学方程式为：
n/mol
t/min
1 2 3
0.1
0.2
0.3
0.4
0.5
0.6
0.7
0.8
0.9
1.0
1.1
1.2
0. 05mol/(L·min)
X
Y
Z
题型四：反应速率图像题
反应开始至2min，Z的平均反应速率为：
常见题型
3X + Y 2Z
思考与讨论
安装如图所示的两套装置A、B(锌粒大小相同)，通过分液漏斗分别加入40 mL 1 mol·L－1和40 mL 4 mol·L－1的硫酸后都立即产生气泡。如何判断A、B两套装置的反应速率大小？
①可以根据产生10 mL的氢气所需要的时间判断；
②可以根据1分钟收集H2的体积来判断。
归纳总结
测量锌与稀硫酸反应速率的实验设计：
确定变量
找易测物理量
控制不变量
注意问题
稀硫酸的浓度不同
测量相同时间产生H2的体积或产生相同体积H2所用的时间
①锌粒颗粒（即表面积）大小；②温度；
③时间或H2的体积
溶液加入迅速，计时迅速准确，装置气密性好
思考与讨论
在Zn与H2SO4反应体系中，反应开始时，H2SO4的浓度为2mol/L；反应开始2min时，测得容器中H2SO4的浓度为1.8mol/L。上述化学反应速率是如何测定的？
根据化学反应速率表达式，该实验可分别测定反应开始时和2min时H2SO4的浓度。
还有什么方法可以测定该反应的化学反应速率？
可以利用溶液中H+ 或Zn2+浓度的变化，测量一定时间内溶液的电导变化、反应的热量变化；或测量一定时间内锌粒质量的变化，然后通过化学方程式换算成硫酸浓度的变化量。
归纳总结
二、化学反应速率的测定
浓
度
改
变
性质改
变
可直接观察
①
②
仪器测量
③
溶液中
气体体积、体系压强
颜色的深浅、光的吸收、导电能力
颜色深浅与显色物质浓度具有正比关系
课堂小结
化学反应速率
含义：用于衡量化学反应进行快慢程度的物理量
表示方法：
v=
Δc
Δt
单位： mol·L－1 ·s －1或mol·L－1 ·min－1
特点
化学反应速率的测定
平均反应速率、正值
各物质的反应速率之比等于方程式中化学计量数之比
谢 谢

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