《2018-2019學年高中化學 第2章 化學反應的方向、限度與速率 第3節(jié) 化學反應的速率 第1課時 化學反應速率學案 魯科版選修4.doc》由會員分享，可在線閱讀，更多相關《2018-2019學年高中化學 第2章 化學反應的方向、限度與速率 第3節(jié) 化學反應的速率 第1課時 化學反應速率學案 魯科版選修4.doc（8頁珍藏版）》請在裝配圖網上搜索。

第1課時　化學反應速率 學習目標：1.了解化學反應速率的概念。2.掌握化學反應速率的定量表示方法。(重點)3.能用化學反應速率的有關知識比較反應的快慢。(難點) [自 主 預 習探 新 知] 1．化學反應的歷程 (1)基元反應：能夠一步完成的反應叫基元反應。大多數(shù)化學反應都是由幾個基元反應組成的。 (2)反應歷程 ①含義：基元反應構成的反應序列。 ②特點。 a．反應不同，反應歷程不同。 b．同一反應在不同條件下的反應歷程也可能不同。 ③決定因素：反應歷程由反應物的結構和反應條件決定。 ④作用：反應歷程的差別造成了化學反應速率的不同。 微點撥：對于由多個基元反應組成的化學反應，其反應的快慢由最慢的一步基元反應決定。 2．化學反應速率 (1)表示方法 對于反應體系體積不變的化學反應，通常用單位時間內反應物濃度的減少或者生成物濃度的增加來表示。 (2)數(shù)學表達式及單位 v＝，單位為molL－1s－1或molL－1min－1。 (3)特點 ①同一反應選用不同物質的濃度改變量表示速率，數(shù)值可能不同，但表示的意義相同。 ②各物質表示的反應速率之比等于其化學方程式中相應物質的系數(shù)之比。 微點撥：(1)不用固體或純液體表示反應速率。 (2)反應速率表示一段時間內反應的平均速率，不是瞬時速率。 [基礎自測] 1．判斷對錯(對的在括號內打“√”，錯的在括號內打“”。) (1)化學反應速率適用于可逆反應，不適用于非可逆反應。(　　) (2)在可逆反應中，正反應的化學反應速率是正值，逆反應的化學反應速率是負值。(　　) (3)在同一化學反應中，化學反應速率可以用反應物濃度的改變來表示，也可以用生成物濃度的改變來表示，其數(shù)值可能相同，也可能不相同。(　　) (4)化學反應速率的單位可以是g(Ls)－1，也可以是kg (Ls)－1，甚至可以是t(Ls)－1等。(　　) (5)合成氨反應中，5 s末v(N2)＝0.5 molL－1s－1時，v(NH3)＝1 molL－1s－1。(　　) [提示]　(1)　化學反應速率適用于可逆反應和非可逆反應。 (2)　化學反應速率均為正值。 (3)√ (4)　化學反應速率的單位為molL－1s－1或molL－1min－1。 (5)　化學反應速率表示平均速率，不表示瞬時速率。 2．在密閉容器中，A與B反應生成C，其反應速率分別用v(A)、v(B)、v(C)表示，已知3v(B)＝2v(A)、2v(C)＝3v(B)，則此反應可表示為(　　) A．2A＋3B===2C　　　 B．A＋3B===2C C．3A＋2B===3C D．A＋B===C C　[由反應中物質的系數(shù)之比＝反應速率之比可得：v(A)∶v(B)∶v(C)＝3∶2∶3。] 3．在鋁與稀硫酸的反應中，已知10 s內硫酸的濃度減少了0.6 molL－1，若不考慮反應過程中溶液體積的變化，則10 s內生成硫酸鋁的平均反應速率是(　　) A．0.02 molL－1s－1 B．1.8 molL－1s－1 C．1.2 molL－1s－1 D．0.18 molL－1s－1 A　[由v＝可知，v(H2SO4)＝＝0.06 molL－1s－1；由反應2Al＋3H2SO4===Al2(SO4)3＋3H2↑可知，v(H2SO4)∶v[Al2(SO4)3]＝3∶1，則v[Al2(SO4)3]＝＝0.02 molL－1s－1。] [合 作 探 究攻 重 難] 化學反應速率的計算 已知某條件下，合成氨反應中不同時刻各物質的濃度如下： 　　　　　　　　 N2(g)＋3H2(g)2NH3(g) 起始濃度/(molL－1) 1.0 3.0 0.2 2 s末濃度/(molL－1) 0.6 1.8 1.0 4 s末濃度/(molL－1) 0.4 1.2 1.4 [思考交流] 1．前2 s內v(N2)、v(H2)、v(NH3)各是多少？ [提示]　v(N2)＝＝0.2 molL－1s－1 v(H2)＝＝0.6 molL－1s－1 v(NH3)＝＝0.4 molL－1s－1 2．2～4 s內v(N2)、v(H2)、v(NH3)各是多少？ [提示]　v(N2)＝＝0.1 molL－1s－1 v(H2)＝＝0.3 molL－1s－1 v(NH3)＝＝0.2 molL－1s－1 3．同一段時間內，v(N2)∶v(H2)∶v(NH3)的值是多少？ [提示]　1∶3∶2。 4．前2 s和2～4 s內，哪段時間內的反應速率快？ [提示]　前2 s。 [對點訓練] 題組1　化學反應速率的計算 1．一定溫度下，向一個容積為2 L的裝有催化劑的真空密閉容器中通入1 mol N2和3 mol H2,3 min末測得容器內壓強是起始壓強的，則0～3 min內，用H2的濃度變化來表示該反應的平均反應速率v(H2)是(　　) A．0.2 molL－1min－1 B．0.6 molL－1min－1 C．0.1 molL－1min－1 D．0.3 molL－1min－1 C　[設0～3 min內，轉化的N2的物質的量為x mol，用三段式法分析如下： 　　　 N2(g)＋3H2(g)2NH3(g) 初始/mol 1 3 0 轉化/mol x 3x 2x 平衡/mol 1－x 3－3x 2x 由＝可得，x＝0.2，則v(H2)＝＝0.1 molL－1min－1，故選C項。] 2．化合物Bilirubin在一定波長的光照射下發(fā)生分解反應，反應物濃度隨反應時間變化如圖所示，計算反應4～8 min間的平均反應速率和推測反應16 min時反應物的濃度，結果應是(　　) A．2.5 μmolL－1min－1和2.0 μmolL－1 B．2.5 μmolL－1min－1和2.5 μmolL－1 C．3.0 μmolL－1min－1和3.0 μmolL－1 D．5.0 μmolL－1min－1和3.0 μmolL－1 B　[4～8 min時，反應物濃度由20 μmolL－1變?yōu)?0 μmolL－1，故其平均反應速率為＝2.5 μmolL－1min－1。由圖中曲線可以看出，每隔4 min反應物的濃度在原來的基礎上減半，故16 min時反應物濃度應為2.5 μmolL－1。] 題組2　化學反應速率的應用 3．已知可逆反應mA＋nBxC(A、B、C均為氣體)在t s內的平均反應速率為v(A) ＝a molL－1s－1，v(B)＝b molL－1s－1，v(C)＝c molL－1s－1。則x為(　　) 【導學號：41722099】 A．bc/n　　　　　　　 B．c/b C．cm/a D．ac/m C　[由m∶n∶x＝a∶b∶c，得x＝或。] 4．某溫度下，濃度均為2 molL－1的兩種氣體X2和Y2在恒容密閉容器中發(fā)生反應生成氣體Z，經過t min后，測得各物質的濃度分別為c(X2)＝0.8 molL－1，c(Y2)＝1.6 molL－1，c(Z)＝0.8 molL－1，則該反應的化學方程式可表示為(　　) 【導學號：41722100】 A．3X2＋Y2===2X3Y B．2X2＋Y2===2X2Y C．X2＋4Y2===2XY4 D．2X2＋3Y2===2X2Y3 A　[由題意可知，Δc(X2)＝1.2 molL－1，Δc(Y2)＝0.4 molL－1，Δc(Z)＝0.8 molL－1，則Δc(X2)∶Δc(Y2)∶Δc(Z)＝3∶1∶2，故該反應的化學方程式為3X2＋Y2===2Z，根據(jù)質量守恒定律可知Z為X3Y，A項正確。] 化學反應速率的計算方法 (1)利用化學方程式計算 ①寫出有關反應的化學方程式。 ②找出各物質的初始量、轉化量、某時刻量。 ③根據(jù)已知條件列方程式計算。 如反應：　　　　　mA(g)＋nB(g)　　pC(g) 起始濃度/molL－1　 a　 　　b　　　　　c 轉化濃度/molL－1 　x　 　　　　　　　 某時刻濃度/molL－1 a－x　 b－　　　c＋ ④根據(jù)公式v(A)＝進行計算。 (2)根據(jù)化學反應速率之比等于系數(shù)之比計算 如對于反應：mA(g)＋nB(g)pC(g)，有關系v(A)∶v(B)∶v(C)＝m∶n∶p，或v(A)＝v(B)＝v(C)。 化學反應速率的快慢比較 已知反應A(g)＋3B(g)2C(g)，用下列數(shù)據(jù)表示不同條件下的反應速率。 (ⅰ)v(A)＝0.01 molL－1s－1 (ⅱ)v(B)＝0.02 molL－1s－1 (ⅲ)v(B)＝0.60 molL－1min－1 [思考交流] 1．反應速率(ⅱ)>(ⅰ)嗎？ [提示]　否。v(B)＝3v(A)＝30.01 molL－1s－1＝0.03 molL－1s－1>0.02 molL－1s－1，故反應速率(ⅰ)>(ⅱ)。 2．反應速率(ⅲ)>(ⅱ)嗎？ [提示]　否。v(B)＝＝0.01 molL－1s－1<0.02 molL－1s－1，故反應速率(ⅱ)>(ⅲ)。 3．你認為比較用不同物質的濃度變化來表示化學反應速率大小時，應注意什么？ [提示]　比較用不同物質的濃度變化來表示化學反應速率的大小時，不能僅憑表面數(shù)據(jù)，必須結合化學方程式中物質的系數(shù)對數(shù)據(jù)進行換算，同時應注意單位統(tǒng)一。 [對點訓練] 1. 對于反應A2(g)＋3B2(g)===2C(g)來說，下列化學反應速率表示反應進行最快的是(　　) A．v(B2)＝0.8 molL－1s－1 B．v(A2)＝0.4 molL－1s－1 C．v(C)＝0.6 molL－1s－1 D．v(B2)＝0.42 molL－1s－1 B　[若以物質A2為標準，將其他物質表示的反應速率換算為用物質A2表示的反應速率，則有：A項，v(A2)＝＝≈0.267 molL－1s－1；C項，v(A2)＝＝＝0.3 molL－1s－1；D項，v(A2)＝＝＝0.14 molL－1s－1。綜上所述，B項表示反應進行最快。] 2．將氮氣、氫氣的混合氣體分別充入甲、乙、丙三個容器中進行合成氨反應，經過一段時間后，反應速率為： 甲：v(H2)＝3 molL－1min－1； 乙：v(N2)＝2 molL－1min－1； 丙：v(NH3)＝1 molL－1min－1， 則這段時間內三個容器中合成氨的反應速率大小是(　　) 【導學號：41722101】 A．甲>乙>丙　　　　 B．甲＝乙＝丙 C．乙>甲>丙 D．甲>丙>乙 C　[由合成氨反應的方程式為：N2(g)＋3H2(g)2NH3(g)可得：甲中v(H2)＝3 molL－1min－1；乙中v(N2)＝2 molL－1min－1，則v(H2)＝3v(H2)＝32 minL－1min－1＝6 molL－1min－1；丙中v(NH3)＝1 molL－1min－1，則v(H2)＝v(NH3)＝1 molL－1min－1＝1.5 molL－1min－1。則三個容器中的化學反應速率大小關系為乙＞甲＞丙。] [教師備選] 反應A(g)＋3B(g)===2C(g)＋2D(g)在四種不同情況下的反應速率分別為①v(A)＝0.15 molL－1s－1；②v(B)＝0.6 molL－1s－1；③v(C)＝0.4 molL－1s－1；④v(D)＝0.45 molL－1s－1。 該反應進行的快慢順序為________。 [解析]?、趘(A)＝v(B)＝0.6 molL－1s－1＝0.2 molL－1s－1；③v(A)＝v(C)＝0.4 molL－1s－1＝0.2 molL－1s－1；④v(A)＝v(D)＝0.45 molL－1s－1＝0.225 molL－1s－1。 [答案]?、埽劲郏舰冢劲? 比較化學反應速率大小常用的方法 (1)統(tǒng)一標準法 當比較同一反應的化學反應速率的相對大小時，按相應的化學方程式中物質的系數(shù)之比換算成同一物質表示的化學反應速率，單位統(tǒng)一，再比較數(shù)值大小。 (2)比值比較法 比較化學反應速率與其相應化學方程式中物質的系數(shù)的比值大小，在單位相同時，數(shù)值大者反應速率大，如對于反應mA(g)＋nB(g)===p(g)，有v(A)、v(B)、v(C)三者中，單位相同時數(shù)值大者表示的反應速率大。 [當 堂 達 標固 雙 基] 1．在2 L密閉容器內，某氣體反應物在2 s內由8 mol變?yōu)?.2 mol，則用該氣體表示該反應的平均反應速率為(　　) 【導學號：41722102】 A．0.4 molL－1s－1　　 B．0.3 molL－1s－1 C．0.2 molL－1s－1 D．0.1 molL－1s－1 C　[v＝＝＝＝0.2 molL－1s－1。] 2．把0.6 mol X(g)和0.6 mol Y(g)混合于2 L的密閉容器中，發(fā)生反應：3X(g)＋Y(g)===nI(g)＋2W(g)，5 min末生成0.2 mol W(g)，用I(g)表示的平均反應速率為0.01 molL－1min－1，則化學反應方程式中的n為(　　) 【導學號：41722103】 A．4 B．3 C．2 D．1 D　[v(I)＝0.01 molL－1min－1，則Δn(I)＝0.01 molL－1min－12 L5 min＝0.1 mol，而Δn(W)＝0.2 mol，又Δn(I)∶Δn(W)＝n∶2，得n＝1。] 3．對于可逆反應A(g)＋3B(s)2C(g)＋2D(g)，在不同條件下的化學反應速率如下，其中表示的反應速率最快的是 (　　) A．v(A)＝0.5 molL－1min－1 B．v(B)＝1.2 molL－1s－1 C．v(D)＝0.4 molL－1min－1 D．v(C)＝0.1 molL－1s－1 D　[采用歸一法進行求解，即通過方程式中的化學計量數(shù)將不同物質的反應速率折算成同一物質的反應速率進行比較，B項中的B物質是固體，不能表示反應速率；C項中對應的v(A)＝0.2 molL－1min－1；D項中對應的v(A)＝3 molL－1min－1。] 4．根據(jù)下圖填空： (1)反應物是________；生成物是________。 (2)在2 min內用A、B、C表示的化學反應速率分別為______________、______________、______________。 (3)該反應的化學方程式是____________________________。 [解析]　已知在反應過程中反應物的濃度減小，生成物的濃度增大，故A、B為反應物，C為生成物，由速率計算公式得： v(A)＝ molL－1min－1＝3 molL－1min－1， v(B)＝ molL－1min－1＝2 molL－1min－1， v(C)＝ molL－1min－1＝3 molL－1min－1， 則三種物質的系數(shù)之比為3∶2∶3，又因最終各物質濃度不變且均不為零，故為可逆反應，其方程式為3A＋2B3C。 [答案]　(1)A、B　C (2)3 molL－1min－1　2 molL－1min－1 3 molL－1min－1 (3)3A＋2B3C