【选修四】化学反应速率学习指导
【教材讲析】
一、化学反应速率
1.表示方法
化学反应速率通常用单位时间内反应物物质的量或浓度的减少或生成物物质的量或浓度的增加表示:υ=△n/△t 或 υ=△C/△t
式中:υ—化学反应速率,单位mol/(L·min) ,mol/(L·s) ,mol/(L·h)
△n—物质的量变化,单位mol
△C—浓度变化,单位mol/L
△t—时间,单位s 、min、 h
2.注意的问题
①化学反应速率是指某时间段内的平均反应速率,而不是某时刻的瞬时速率。
②化学反应速率可用来衡量化学反应进行的快慢,均为正值。
③因为纯固体、纯液体的浓度视为定值,所以该表达式只适用于有气态物质参加或溶液中的反应。
④同一反应选用不同物质表示速率,数值可能不同,但表示的意义相同。
⑤对于同一反应,各物质化学反应速率之比=化学计量数之比=各物质转化浓度之比。如:化学反应mA(g)+nB(g)pC(g)+qD(g),υ(A): υ(B): υ(C): υ(D)=m:n:p:q。
二、化学反应速率的测量
化学反应的速率是通过实验测定的。化学反应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。包括能够直接观察到的某些性质(如释放出气体的体积和体系的压强),也包括必须依靠科学仪器才能测量的性质(如颜色的深浅,光的吸收,光的发现,导电能力等。)
如何用实验方法定量地测定化学反应的速率?以教材18页锌粒和稀硫酸的反应为例,简述其各种可能的方案。
测什么 | 如何测 | 方案评价 |
固定时间,测出氢气体积 | 测氢气体积更简单易行。 | |
固定时间,测出氢气质量 | ||
固定氢气体积,测需要时间 | ||
固定时间,测溶液中氢离子浓度变化(测PH或电导) | ||
固定时间,测锌粒质量变化 | ||
固定时间,测溶液温度变化 | ||
组成原电池,测电流变化 | ||
…… |
【经典例题】
1、在2A+B=3C+4D反应中,表示该反应速率最快的是( )
A.VA=0.5mol/L·s B.VB=0.3mol/L·s
C.VC=0.8mol/L·s D.VD=1mol/L·s
解析:同一化学反应可用不同物质浓度的变化来表示,本题中VA∶VB∶VC∶VD=2∶1∶3∶4
利用此比例关系,相互可以比较,按VB=0.3mol/L·s算,VA应为0.6mol/L·s,VC应为0.8mol/L·s, VD应为1.2mol/L·s,比较的结果VB最快。答案为B。
2、在5L密闭容器中,通入5mol N2和8mol H2,在一定条件下生成NH3,反应进行到2min时,测得容器内有4mol NH3。
求:(1)2min内的平均速率VH2、VN2、VNH3
(2)2min时N2、H2的浓度
解析: N2 + 3H2 = 2NH3
起始(mol) 5 8 0
转化 2 6 4
2min时(mol) 3 2 4
则:
(1)VN2==0.2mol/L·min
VH2=0.6mol/L·min
VNH3=0.4mol/L·min
(2)2min时
c(N2)=3mol/5L=0.6mol/L c(H2)=2mol/5L=0.4mol/L