高中化學(xué) 第二章 第一節(jié) 化學(xué)反應(yīng)速率學(xué)案 新人教版選修41

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化學(xué)反應(yīng)速率【學(xué)習(xí)目標(biāo)】1.了解化學(xué)反應(yīng)速率的概念及表示方法。2.掌握化學(xué)反應(yīng)速率的計(jì)算、測定和比較的方法?！緦W(xué)習(xí)過程】1. 定義：用單位時間內(nèi)反應(yīng)物濃度的減少或生成物的濃度增加來表示?；瘜W(xué)反應(yīng)速率的數(shù)學(xué)表達(dá)式為：，單位是：mol/（Ls）或 mol/（Lmin）或 mol/（Lh）。（1）化學(xué)反應(yīng)速率是度量化學(xué)反應(yīng)快慢的物理量，上述化學(xué)反應(yīng)速率是平均速率，而不是瞬時速率。在描述或計(jì)算某物質(zhì)表示的化學(xué)反應(yīng)速率大小時，必須注明其單位，否則無意義。（2）無論濃度的變化是增加還是減少一般都取正值，所以不論反應(yīng)物還是生成物，其化學(xué)反應(yīng)速率均取正值。（3）對于同一個反應(yīng)來說，用不同的物質(zhì)來表示該反應(yīng)的速率時，其數(shù)值不同，但每種物質(zhì)都可以用來表示該反應(yīng)的快慢。固體或純液體濃度為定值，不能用固體或純液體表示化學(xué)反應(yīng)速率。（4）在同一個反應(yīng)中，各物質(zhì)的反應(yīng)速率之比等于方程式中的系數(shù)比。即：對于在一個容器中的一般反應(yīng) aA + bB =cC + dD來說有：VA ：VB ：VC ：VD= CA ：CB ：CC ：CD=nA ：nB ：nC ：nD= a ：b ：c ：d（5） 用化學(xué)反應(yīng)速率來比較不同反應(yīng)進(jìn)行得快慢或同一反應(yīng)在不同條件下反應(yīng)的快慢時，應(yīng)選擇同一物質(zhì)來比較。2.測定：（1）測定原理：利用化學(xué)反應(yīng)中與某一種化學(xué)物質(zhì)的濃度(或質(zhì)量)相關(guān)的性質(zhì)進(jìn)行測定。（2）測定方法利用能夠直接觀察的某些性質(zhì)測定：如通過測量釋放出一定體積的氣體的時間來測定反應(yīng)速率，或測定一定時間內(nèi)氣體壓強(qiáng)的變化來測定反應(yīng)速率。利用科學(xué)儀器測量物質(zhì)的性質(zhì)：如在溶液中，當(dāng)反應(yīng)物或生成物本身有較明顯的顏色時，可利用顏色深淺和顯色物質(zhì)濃度間的正比關(guān)系來跟蹤反應(yīng)的過程和測量反應(yīng)速率。測定2 g鋅粒分別與40 mL 1 mol/L和40 mL 4 mol/L H2SO4溶液反應(yīng)的速率要注意：鋅粒的顆粒(即表面積)大小基本相同；40 mL的硫酸溶液要迅速加入；裝置氣密性要好，且計(jì)時要迅速準(zhǔn)確。用測定收集一定體積的H2時所用的時間或測定一段時間內(nèi)溶液中c(H)的變化或測定一段時間內(nèi)Zn粒質(zhì)量的變化測定它們反應(yīng)速率的大小。3.計(jì)算：計(jì)算方法利用基本公式“v ”，應(yīng)用三段式法計(jì)算利用“速率之比化學(xué)計(jì)量數(shù)之比各物質(zhì)濃度的變化量(c)之比各物質(zhì)物質(zhì)的量的變化量(n)之比”計(jì)算計(jì)算步驟寫出有關(guān)反應(yīng)的化學(xué)方程式找出各物質(zhì)的起始濃度、轉(zhuǎn)化濃度、某時刻濃度根據(jù)已知條件列方程計(jì)算計(jì)算模板計(jì)算公式對反應(yīng)物：c(起始)c(轉(zhuǎn)化)c(某時刻)對生成物：c(起始)c(轉(zhuǎn)化)c(某時刻)轉(zhuǎn)化率100%4.比較：(1)轉(zhuǎn)化為同一單位表示，其轉(zhuǎn)化公式為1 mol/(Ls)60 mol/(Lmin)。(2)比較化學(xué)反應(yīng)速率與化學(xué)計(jì)量數(shù)的比值。如反應(yīng)aAbB=cC，要比較v(A)與v(B)的相對大小，即比較與，若，則A表示的反應(yīng)速率比B表示的大?！井?dāng)堂檢測】1. 下列說法不正確的是()A化學(xué)反應(yīng)速率通常用單位時間內(nèi)反應(yīng)物或生成物的濃度變化量來表示B用不同物質(zhì)的濃度變化表示同一時間內(nèi)、同一反應(yīng)的平均速率時，其數(shù)值之比等于反應(yīng)方程式中對應(yīng)物質(zhì)的化學(xué)計(jì)量數(shù)之比C化學(xué)反應(yīng)速率的單位由時間單位和濃度單位決定D在反應(yīng)過程中，反應(yīng)物的濃度逐漸變小，所以用反應(yīng)物表示的化學(xué)反應(yīng)速率為負(fù)值2. 將4 mol A氣體和2 mol B氣體在2 L的容器中混合并在一定條件下發(fā)生如下反應(yīng)：2A(g)B(g)=2C(g)。若經(jīng)2 s后測得C的濃度為0.6 molL1?，F(xiàn)有下列幾種說法：用物質(zhì)A表示的反應(yīng)的平均速率為0.3 molL1s1；用物質(zhì)B表示的反應(yīng)的平均速率為0.6 molL1s1；2 s時物質(zhì)B的濃度為0.7 molL1；在該條件下，再經(jīng)2 s后C的濃度為1.2 molL1，其中正確的是()A B C D3. 在不同條件下分別測得反應(yīng)2SO2O22SO3的化學(xué)反應(yīng)速率，其中表示該反應(yīng)進(jìn)行得最快的是()Av(SO2)4 mol/(Lmin) Bv(O2)3 mol/(Lmin)Cv(SO2)0.1 mol/(Ls) Dv(O2)0.1 mol/(Ls)4. 某溫度時，在2 L密閉容器中，X、Y、Z三種物質(zhì)的物質(zhì)的量n(mol)隨時間t(min)變化的曲線如圖所示。由圖中數(shù)據(jù)分析：(1)該反應(yīng)的化學(xué)方程式_。(2)反應(yīng)開始至2 min末Z的反應(yīng)速率為_。5. 根據(jù)反應(yīng)4FeS211O22Fe2O38SO2，試回答下列問題。(1)常選用哪些物質(zhì)來表示該反應(yīng)的化學(xué)反應(yīng)速率_。(2)當(dāng)生成SO2的速率為0.64 molL1s1時，則氧氣減少的速率為_。(3)如測得4 s后O2的濃度為2.8 molL1，此時間內(nèi)SO2的速率為0.4 molL1s1，則開始時氧氣的濃度為_。答案與解析題號答案解析1D化學(xué)反應(yīng)速率用單位時間內(nèi)反應(yīng)物濃度的減小或生成物濃度的增加來表示，都是正值，是反應(yīng)的平均速率，故D錯2B2 s后C的濃度為0.6 molL1，則生成C為0.6 molL12 L1.2 mol，消耗A 1.2 mol，消耗B 0.6 mol，則c(A)0.6 molL1，c(B)0.3 molL1，故v(A)0.3 molL1s1，v(B)0.15 molL1s1。2 s時B的濃度為0.7 molL1，v(C)v(A)0.3 molL1s1。在該條件下，隨著反應(yīng)的進(jìn)行，反應(yīng)速率逐漸減小，所以后2 s內(nèi)反應(yīng)速率小于0.3 molL1s1，經(jīng)2 s后C的濃度小于1.2 mol L13D以SO2為標(biāo)準(zhǔn)，并將單位統(tǒng)一，A、B、C、D選項(xiàng)換算為SO2后分別為v(SO2)4 mol/(Lmin)，v(SO2)2v(O2)6 mol/(Lmin)，v(SO2)0.160 mol/(Lmin)6 mol/(Lmin)，v(SO2)2v(O2)20.160 mol/(Lmin)12 mol/(Lmin)4(1)Y3X2Z(2)0.05 molL1min1由圖示先確定反應(yīng)物和生成物，X、Y隨時間變化物質(zhì)的量減少，說明為反應(yīng)物，Z隨時間變化物質(zhì)的量增多為生成物，再根據(jù)反應(yīng)速率和各物質(zhì)的計(jì)量數(shù)關(guān)系確定方程式。另外從圖中可知，經(jīng)過一段時間各物質(zhì)的量都不為零，所以該反應(yīng)為可逆反應(yīng)，這一點(diǎn)非常重要5(1)SO2或O2(2)0.88 molL1s1(3)5 molL1(1) 一般不用固體和純液體來表示反應(yīng)速率，所以可用O2和SO2來表示該反應(yīng)的反應(yīng)速率。(2)不同物質(zhì)表示的反應(yīng)速率和方程式中對應(yīng)化學(xué)計(jì)量數(shù)成正比，所以氧氣減少的速率為0.64 molL1s10.88 molL1s1。(3)此時間內(nèi)SO2的速率為0.4 molL1s1，則氧氣表示的速率為0.4 molL1s10.55 mol(Ls)1，所以氧氣變化濃度為0.55 molL1s14 s2.2 molL1，則開始時氧氣的濃度為2.8 molL12.2 molL15 molL1