专 题 2 化学反应速率与化学平衡 第一单元 化学反应速率 第一课时 化学反应速率的表示方法 课堂导学 新课引入 烟花的燃烧瞬间完成,反应速率快。煤、石油的形成则需要很长时间,反应速率慢。食物变质,反应速率是快还是慢呢 目标导学(见学生用书第22页) 化学反应速率的概念及其定量表示方法 化学反应速率通常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。即v=。 理解的关键:(1) 浓度变化;(2) 为正值;(3) 不用纯固体或纯液体表示;(4) 是平均速率;(5) 单位。 例题1 发展低碳经济,构建低碳社会。科学家们提出利用以工业废气中的CO2为原料,以CuO与ZnO混合物为催化剂,其反应为CO2+3H2CH3OH+H2O。某温度下,在体积为1 L的密闭容器中充入1 mol CO2和4 mol H2,测得CO2和CH3OH(g)的浓度随时间变化如下图所示。 出卷网 从反应开始到平衡,甲醇的平均反应速率v(CH3OH)= ;氢气的转化率为 。 解析 v(CH3OH)==0.075 mol·L-1·min-1,氢气的转化率为×100%=56.25%。 答案 0.075 mol·L-1·min-1 56.25% 同一反应中不同物质间反应速率的规律 同一反应用不同物质来表示反应速率时,其数值不一定相等;它们的比值等于化学方程式的计量数之比。 对于在一个容器中的一般反应 aA+bBcC+dD来说有,v(A)∶v(B)∶v(C)∶v(D)=Δc(A)∶Δc(B)∶Δc(C)∶Δc(D)=Δn(A)∶Δn(B)∶Δn(C)∶Δn(D)=a∶b∶c∶d。 例题2 在一定条件下,在体积为V L的密闭容器中发生反应:mA+nBpC。t s末,A减少了1 mol,B减少了1.25 mol,C增加了0.5 mol。则m∶n∶p应为 ( ) A. 4∶5∶ 2 B. 2∶5∶4 C. 1∶3∶2 D. 3∶2∶1 解析 物质的变化量之比等于化学计量数之比。 答案 A 化学反应速率的测量方法 1. 化学反应速率测定的基本思路: 化学 出卷网反应速率是通过实验测定的。要测定不同反应时刻反应物或生成物的浓度,可通过观察和测量体系中的某一物质(反应物或生成物)的相关性质,再进行适当的转换和计算。 2. 化学反应速率的测定方法:向锥形瓶中放 出卷网入5 g大理石,再加入20 mL 1 mol·L-1盐酸。每隔10 s观察一次注射器中气体的体积,记录实验数据,并绘制v(CO2)—t曲线图。 (1) 实验现象:大理石表面有气泡生成,注射器活塞向外移动。 (2) 实验结论:可通过测量每隔一定时间产生气体的体积来测定反应速率。随着反应物浓度的降低,反应速率逐渐减小(忽略其他因素的影响)。 例题3 某研究小组拟用定量方法测量Al和Fe分别与酸反应的快慢,设计了如下图所示的装置: 出卷网 (1) 检查上图所示装置气密性的方法是 。 (2) 若要比较产生气体的快慢,可以测量相同时间内产生气体的体积,也可以测量 。 答案 (1) 用手捂住锥形瓶,观察乙中长导管内液面是否上升 (2) 产生相同体积的气体所需的时间 备讲例题 1. 700 ℃时,向容积为2 L的密闭容器中充入一定量的CO和H2O,发生反应:CO(g)+H2O(g)CO2(g)+H2(g)。反应过程中测定的部分数据见下表(t1>t2): 反应时间/min n(CO)/mol n(H2)/mol 0 1.20 0 t1 0.80 a t2 0.80 0.40 下列说法不正确的是 ( ) A. a=0.40 B. 反应在t1 min内的平均速率为 v(CO)= mol·L-1·min-1 C. 反应在t2 min内的平均速率为 v(H2)=mol·L-1·min-1 D. 反应在t1~t2 min内的净速率为0 解析 B项,没有考虑到容器的容积为2 L,错用CO物质的量的变化来代替物质的量浓度的变化。 答案 B 课堂评价(见学生用书第22~23页) 1. 化合物Bilirubin在一定波长 出卷网的光照射下发生分解反应,反应物浓度随反应时间变化如下图所示,计算反应4~8 min间的平均反应速率和推测第16 min 反应物的浓度,结果应是 ( ) 出卷网 A. 2.5 μmol·L-1·min-1和2.0 μmol·L-1 B. 2.5 μmol·L-1·min-1和2.5 μmol·L-1 C. 3. ... ...
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