2018-2019學(xué)年高中化學(xué) 第2章 化學(xué)反應(yīng)的方向、限度與速率 第3節(jié) 化學(xué)反應(yīng)的速率 第1課時(shí) 化學(xué)反應(yīng)速率學(xué)案 魯科版選修4.doc

第1課時(shí)化學(xué)反應(yīng)速率學(xué)習(xí)目標(biāo)：1.了解化學(xué)反應(yīng)速率的概念。2.掌握化學(xué)反應(yīng)速率的定量表示方法。(重點(diǎn))3.能用化學(xué)反應(yīng)速率的有關(guān)知識(shí)比較反應(yīng)的快慢。(難點(diǎn))自 主 預(yù) 習(xí)探 新 知1化學(xué)反應(yīng)的歷程(1)基元反應(yīng)：能夠一步完成的反應(yīng)叫基元反應(yīng)。大多數(shù)化學(xué)反應(yīng)都是由幾個(gè)基元反應(yīng)組成的。(2)反應(yīng)歷程含義：基元反應(yīng)構(gòu)成的反應(yīng)序列。特點(diǎn)。a反應(yīng)不同，反應(yīng)歷程不同。b同一反應(yīng)在不同條件下的反應(yīng)歷程也可能不同。決定因素：反應(yīng)歷程由反應(yīng)物的結(jié)構(gòu)和反應(yīng)條件決定。作用：反應(yīng)歷程的差別造成了化學(xué)反應(yīng)速率的不同。微點(diǎn)撥：對(duì)于由多個(gè)基元反應(yīng)組成的化學(xué)反應(yīng)，其反應(yīng)的快慢由最慢的一步基元反應(yīng)決定。2化學(xué)反應(yīng)速率(1)表示方法對(duì)于反應(yīng)體系體積不變的化學(xué)反應(yīng)，通常用單位時(shí)間內(nèi)反應(yīng)物濃度的減少或者生成物濃度的增加來(lái)表示。(2)數(shù)學(xué)表達(dá)式及單位v，單位為molL1s1或molL1min1。(3)特點(diǎn)同一反應(yīng)選用不同物質(zhì)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。各物質(zhì)表示的反應(yīng)速率之比等于其化學(xué)方程式中相應(yīng)物質(zhì)的系數(shù)之比。微點(diǎn)撥：(1)不用固體或純液體表示反應(yīng)速率。(2)反應(yīng)速率表示一段時(shí)間內(nèi)反應(yīng)的平均速率，不是瞬時(shí)速率。基礎(chǔ)自測(cè)1判斷對(duì)錯(cuò)(對(duì)的在括號(hào)內(nèi)打“”，錯(cuò)的在括號(hào)內(nèi)打“”。)(1)化學(xué)反應(yīng)速率適用于可逆反應(yīng)，不適用于非可逆反應(yīng)。()(2)在可逆反應(yīng)中，正反應(yīng)的化學(xué)反應(yīng)速率是正值，逆反應(yīng)的化學(xué)反應(yīng)速率是負(fù)值。()(3)在同一化學(xué)反應(yīng)中，化學(xué)反應(yīng)速率可以用反應(yīng)物濃度的改變來(lái)表示，也可以用生成物濃度的改變來(lái)表示，其數(shù)值可能相同，也可能不相同。()(4)化學(xué)反應(yīng)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(yīng)中，5 s末v(N2)0.5 molL1s1時(shí)，v(NH3)1 molL1s1。()提示(1)化學(xué)反應(yīng)速率適用于可逆反應(yīng)和非可逆反應(yīng)。(2)化學(xué)反應(yīng)速率均為正值。(3)(4)化學(xué)反應(yīng)速率的單位為molL1s1或molL1min1。(5)化學(xué)反應(yīng)速率表示平均速率，不表示瞬時(shí)速率。2在密閉容器中，A與B反應(yīng)生成C，其反應(yīng)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(yīng)可表示為()A2A3B=2CBA3B=2CC3A2B=3CDAB=CC由反應(yīng)中物質(zhì)的系數(shù)之比反應(yīng)速率之比可得：v(A)v(B)v(C)323。3在鋁與稀硫酸的反應(yīng)中，已知10 s內(nèi)硫酸的濃度減少了0.6 molL1，若不考慮反應(yīng)過(guò)程中溶液體積的變化，則10 s內(nèi)生成硫酸鋁的平均反應(yīng)速率是()A0.02 molL1s1B1.8 molL1s1C1.2 molL1s1D0.18 molL1s1A由v可知，v(H2SO4)0.06 molL1s1；由反應(yīng)2Al3H2SO4=Al2(SO4)33H2可知，v(H2SO4)vAl2(SO4)331，則vAl2(SO4)30.02 molL1s1。合 作 探 究攻 重 難化學(xué)反應(yīng)速率的計(jì)算已知某條件下，合成氨反應(yīng)中不同時(shí)刻各物質(zhì)的濃度如下： N2(g)3H2(g)2NH3(g)起始濃度/(molL1) 1.0 3.0 0.22 s末濃度/(molL1) 0.6 1.8 1.04 s末濃度/(molL1) 0.4 1.2 1.4思考交流1前2 s內(nèi)v(N2)、v(H2)、v(NH3)各是多少？提示v(N2)0.2 molL1s1v(H2)0.6 molL1s1v(NH3)0.4 molL1s1224 s內(nèi)v(N2)、v(H2)、v(NH3)各是多少？提示v(N2)0.1 molL1s1v(H2)0.3 molL1s1v(NH3)0.2 molL1s13同一段時(shí)間內(nèi)，v(N2)v(H2)v(NH3)的值是多少？提示132。4前2 s和24 s內(nèi)，哪段時(shí)間內(nèi)的反應(yīng)速率快？提示前2 s。對(duì)點(diǎn)訓(xùn)練題組1化學(xué)反應(yīng)速率的計(jì)算1一定溫度下，向一個(gè)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(cè)得容器內(nèi)壓強(qiáng)是起始?jí)簭?qiáng)的，則03 min內(nèi)，用H2的濃度變化來(lái)表示該反應(yīng)的平均反應(yīng)速率v(H2)是()A0.2 molL1min1B0.6 molL1min1C0.1 molL1min1D0.3 molL1min1C設(shè)03 min內(nèi)，轉(zhuǎn)化的N2的物質(zhì)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(zhuǎn)化/mol x 3x 2x平衡/mol 1x 33x 2x由可得，x0.2，則v(H2)0.1 molL1min1，故選C項(xiàng)。2化合物Bilirubin在一定波長(zhǎng)的光照射下發(fā)生分解反應(yīng)，反應(yīng)物濃度隨反應(yīng)時(shí)間變化如圖所示，計(jì)算反應(yīng)48 min間的平均反應(yīng)速率和推測(cè)反應(yīng)16 min時(shí)反應(yīng)物的濃度，結(jié)果應(yīng)是()A2.5 molL1min1和2.0 molL1B2.5 molL1min1和2.5 molL1C3.0 molL1min1和3.0 molL1D5.0 molL1min1和3.0 molL1B48 min時(shí)，反應(yīng)物濃度由20 molL1變?yōu)?0 molL1，故其平均反應(yīng)速率為2.5 molL1min1。由圖中曲線可以看出，每隔4 min反應(yīng)物的濃度在原來(lái)的基礎(chǔ)上減半，故16 min時(shí)反應(yīng)物濃度應(yīng)為2.5 molL1。題組2化學(xué)反應(yīng)速率的應(yīng)用3已知可逆反應(yīng)mAnBxC(A、B、C均為氣體)在t s內(nèi)的平均反應(yīng)速率為v(A) a molL1s1，v(B)b molL1s1，v(C)c molL1s1。則x為() 【導(dǎo)學(xué)號(hào)：41722099】Abc/nBc/bCcm/aDac/mC由mnxabc，得x或。4某溫度下，濃度均為2 molL1的兩種氣體X2和Y2在恒容密閉容器中發(fā)生反應(yīng)生成氣體Z，經(jīng)過(guò)t min后，測(cè)得各物質(zhì)的濃度分別為c(X2)0.8 molL1，c(Y2)1.6 molL1，c(Z)0.8 molL1，則該反應(yīng)的化學(xué)方程式可表示為() 【導(dǎo)學(xué)號(hào)：41722100】A3X2Y2=2X3YB2X2Y2=2X2YCX24Y2=2XY4D2X23Y2=2X2Y3A由題意可知，c(X2)1.2 molL1，c(Y2)0.4 molL1，c(Z)0.8 molL1，則c(X2)c(Y2)c(Z)312，故該反應(yīng)的化學(xué)方程式為3X2Y2=2Z，根據(jù)質(zhì)量守恒定律可知Z為X3Y，A項(xiàng)正確?；瘜W(xué)反應(yīng)速率的計(jì)算方法(1)利用化學(xué)方程式計(jì)算寫(xiě)出有關(guān)反應(yīng)的化學(xué)方程式。找出各物質(zhì)的初始量、轉(zhuǎn)化量、某時(shí)刻量。根據(jù)已知條件列方程式計(jì)算。如反應(yīng)：mA(g)nB(g)pC(g)起始濃度/molL1 a bc轉(zhuǎn)化濃度/molL1 x 某時(shí)刻濃度/molL1 ax bc根據(jù)公式v(A)進(jìn)行計(jì)算。(2)根據(jù)化學(xué)反應(yīng)速率之比等于系數(shù)之比計(jì)算如對(duì)于反應(yīng)：mA(g)nB(g)pC(g)，有關(guān)系v(A)v(B)v(C)mnp，或v(A)v(B)v(C)?；瘜W(xué)反應(yīng)速率的快慢比較已知反應(yīng)A(g)3B(g)2C(g)，用下列數(shù)據(jù)表示不同條件下的反應(yīng)速率。()v(A)0.01 molL1s1()v(B)0.02 molL1s1()v(B)0.60 molL1min1思考交流1反應(yīng)速率()>()嗎？提示否。v(B)3v(A)30.01 molL1s10.03 molL1s1>0.02 molL1s1，故反應(yīng)速率()>()。2反應(yīng)速率()>()嗎？提示否。v(B)0.01 molL1s1<0.02 molL1s1，故反應(yīng)速率()>()。3你認(rèn)為比較用不同物質(zhì)的濃度變化來(lái)表示化學(xué)反應(yīng)速率大小時(shí)，應(yīng)注意什么？提示比較用不同物質(zhì)的濃度變化來(lái)表示化學(xué)反應(yīng)速率的大小時(shí)，不能僅憑表面數(shù)據(jù)，必須結(jié)合化學(xué)方程式中物質(zhì)的系數(shù)對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行換算，同時(shí)應(yīng)注意單位統(tǒng)一。對(duì)點(diǎn)訓(xùn)練1. 對(duì)于反應(yīng)A2(g)3B2(g)=2C(g)來(lái)說(shuō)，下列化學(xué)反應(yīng)速率表示反應(yīng)進(jìn)行最快的是()Av(B2)0.8 molL1s1Bv(A2)0.4 molL1s1Cv(C)0.6 molL1s1Dv(B2)0.42 molL1s1B若以物質(zhì)A2為標(biāo)準(zhǔn)，將其他物質(zhì)表示的反應(yīng)速率換算為用物質(zhì)A2表示的反應(yīng)速率，則有：A項(xiàng)，v(A2)0.267 molL1s1；C項(xiàng)，v(A2)0.3 molL1s1；D項(xiàng)，v(A2)0.14 molL1s1。綜上所述，B項(xiàng)表示反應(yīng)進(jìn)行最快。2將氮?dú)?、氫氣的混合氣體分別充入甲、乙、丙三個(gè)容器中進(jìn)行合成氨反應(yīng)，經(jīng)過(guò)一段時(shí)間后，反應(yīng)速率為：甲：v(H2)3 molL1min1；乙：v(N2)2 molL1min1；丙：v(NH3)1 molL1min1，則這段時(shí)間內(nèi)三個(gè)容器中合成氨的反應(yīng)速率大小是() 【導(dǎo)學(xué)號(hào)：41722101】A甲>乙>丙B甲乙丙C乙>甲>丙D甲>丙>乙C由合成氨反應(yīng)的方程式為：N2(g)3H2(g)2NH3(g)可得：甲中v(H2)3 molL1min1；乙中v(N2)2 molL1min1，則v(H2)3v(H2)32 minL1min16 molL1min1；丙中v(NH3)1 molL1min1，則v(H2)v(NH3)1 molL1min11.5 molL1min1。則三個(gè)容器中的化學(xué)反應(yīng)速率大小關(guān)系為乙甲丙。教師備選反應(yīng)A(g)3B(g)=2C(g)2D(g)在四種不同情況下的反應(yīng)速率分別為v(A)0.15 molL1s1；v(B)0.6 molL1s1；v(C)0.4 molL1s1；v(D)0.45 molL1s1。該反應(yīng)進(jìn)行的快慢順序?yàn)開(kāi)。解析v(A)v(B)0.6 molL1s10.2 molL1s1；v(A)v(C)0.4 molL1s10.2 molL1s1；v(A)v(D)0.45 molL1s10.225 molL1s1。答案比較化學(xué)反應(yīng)速率大小常用的方法(1)統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)法當(dāng)比較同一反應(yīng)的化學(xué)反應(yīng)速率的相對(duì)大小時(shí)，按相應(yīng)的化學(xué)方程式中物質(zhì)的系數(shù)之比換算成同一物質(zhì)表示的化學(xué)反應(yīng)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(xué)反應(yīng)速率與其相應(yīng)化學(xué)方程式中物質(zhì)的系數(shù)的比值大小，在單位相同時(shí)，數(shù)值大者反應(yīng)速率大，如對(duì)于反應(yīng)mA(g)nB(g)=p(g)，有v(A)、v(B)、v(C)三者中，單位相同時(shí)數(shù)值大者表示的反應(yīng)速率大。當(dāng) 堂 達(dá) 標(biāo)固 雙 基1在2 L密閉容器內(nèi)，某氣體反應(yīng)物在2 s內(nèi)由8 mol變?yōu)?.2 mol，則用該氣體表示該反應(yīng)的平均反應(yīng)速率為() 【導(dǎo)學(xué)號(hào)：41722102】A0.4 molL1s1B0.3 molL1s1C0.2 molL1s1D0.1 molL1s1Cv0.2 molL1s1。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(yīng)：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(yīng)速率為0.01 molL1min1，則化學(xué)反應(yīng)方程式中的n為() 【導(dǎo)學(xué)號(hào)：41722103】A4B3C2D1Dv(I)0.01 molL1min1，則n(I)0.01 molL1min12 L5 min0.1 mol，而n(W)0.2 mol，又n(I)n(W)n2，得n1。3對(duì)于可逆反應(yīng)A(g)3B(s)2C(g)2D(g)，在不同條件下的化學(xué)反應(yīng)速率如下，其中表示的反應(yīng)速率最快的是 ()Av(A)0.5 molL1min1Bv(B)1.2 molL1s1Cv(D)0.4 molL1min1Dv(C)0.1 molL1s1D采用歸一法進(jìn)行求解，即通過(guò)方程式中的化學(xué)計(jì)量數(shù)將不同物質(zhì)的反應(yīng)速率折算成同一物質(zhì)的反應(yīng)速率進(jìn)行比較，B項(xiàng)中的B物質(zhì)是固體，不能表示反應(yīng)速率；C項(xiàng)中對(duì)應(yīng)的v(A)0.2 molL1min1；D項(xiàng)中對(duì)應(yīng)的v(A)3 molL1min1。4根據(jù)下圖填空：(1)反應(yīng)物是_；生成物是_。(2)在2 min內(nèi)用A、B、C表示的化學(xué)反應(yīng)速率分別為_(kāi)、_、_。(3)該反應(yīng)的化學(xué)方程式是_。解析已知在反應(yīng)過(guò)程中反應(yīng)物的濃度減小，生成物的濃度增大，故A、B為反應(yīng)物，C為生成物，由速率計(jì)算公式得：v(A) molL1min13 molL1min1，v(B) molL1min12 molL1min1，v(C) molL1min13 molL1min1，則三種物質(zhì)的系數(shù)之比為323，又因最終各物質(zhì)濃度不變且均不為零，故為可逆反應(yīng)，其方程式為3A2B3C。答案(1)A、BC(2)3 molL1min12 molL1min13 molL1min1(3)3A2B3C