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2018-2019学年高中化学专题2 化学反应速率与化学平衡第一单元化学反应速率第1课时化

发布时间：2019-06-18 17:04:18 来源：文档文库

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第1课时　化学反应速率的表示方法

学习目标：1.会写化学反应速率的表达式，能简单的计算化学反应速率。(重点)2.了解化学反应速率的测量方法。(重点)3.结合实验培养学生的观察能力，培养学生实事求是的科学态度。

[自主预习·探新知]

1．化学反应速率的概念与表示方法

微点拨：(1)化学反应速率是通过物质的量浓度的变化来计算的，而不是通过物质的量的变化计算，应注意Δc＝。

(2)因浓度的变化取其绝对值，故化学反应速率是正值。

2．化学反应速率的测定

(1)测定的原理

利用化学反应中与任何一种化学物质的浓度(或量)相关的性质进行测定。

(2)测定方法

①根据颜色变化

在溶液中，当反应物或生成物本身有较明显的颜色时，可利用颜色深浅和显色物质浓度间的正比关系来跟踪反应的过程和测量反应速率。

②根据释放出气体的体积

安装如图所示装置，在锥形瓶内放入5 g大理石，分液漏斗内加入20 mL 1 mol·L－1盐酸，每隔10 s观测注射器中气体体积，以mL·s－1为反应速率的单位，计算反应速率。

微点拨：检验上面装置气密性的方法为：关闭分液漏斗活塞，用手(或热毛巾)捂住锥形瓶，注射器活塞向外移动，松开手后，活塞回到原处则说明装置气密性良好。

[基础自测]

1．判断正误(正确的打“√”，错误的打“×”)。

(1)化学反应速率既有正值，又有负值。(　　)

(2)对于化学反应，反应速率越大，反应现象越明显。(　　)

(3)化学反应速率为0.8 mol·L－1·s－1是指 1 s时某物质的浓度为0.8 mol·L－1。(　　)

(4)根据反应速率的大小可以判断化学反应进行的快慢。(　　)

【答案】　(1)×　(2)×　(3)×　(4)√

2．下列说法正确的是(　　)

A．化学反应速率通常用单位时间内反应物或生成物的质量变化来表示

B．用不同物质的浓度变化表示同一时间内同一反应的速率时，其数值之比等于反应方程式中对应物质的化学计量数之比

C．化学反应速率的单位通常由时间单位和物质的量单位决定

D．在化学反应过程中，反应物的浓度逐渐变小，所以用反应物表示的化学反应速率为负值

B　[A、C不正确，常用单位时间物质的量浓度的变化表示；D不正确，反应速率均为正值；B正确。]

3．在通过实验测量化学反应速率时，不可以利用的相关性质为(　　)

A．气体的体积和体系的压强

B．颜色的深浅

C．物质的量浓度(或质量)

D．元素的化合价

D　[化学反应速率的快慢，可以用单位时间内物质的量浓度变化来表示，颜色变化也可以衡量有色物质消耗或生成的快慢，化合价与反应速率无关，答案选D。]

[合作探究·攻重难]

1．化学反应速率的计算

(1)进行化学反应速率计算的依据

①利用反应速率的定义式v＝求算。

②利用化学反应中各物质的速率之比等于化学计量数之比的规律求算。

(2)进行化学反应速率计算的常用方法——三段式

①写出有关反应的化学方程式；

②找出各物质的起始量、转化量、某时刻量；

③根据已知条件列方程计算。

例如，对于反应：mA(g)＋nB(g)===pC(g)＋qD(g)。起始时A的浓度为a mol·L－1，B的浓度为b mol·L－1。反应进行至t1 s时，A消耗了x mol·L－1，则反应速率可计算如下：

(3)进行化学反应速率的计算时，需注意以下量的关系

①对反应物：c起始－c转化＝c某时刻。

②对生成物：c起始＋c转化＝c某时刻。

③转化率：α＝×100%。

2．化学反应速率的大小比较

(1)归一法

依据化学反应速率之比等于化学计量数之比，将同一反应中的用不同物质表示的反应速率，转化成用同一种物质表示的反应速率，然后直接依据数值进行比较。例如：

对于反应2SO2＋O22SO3，如果

a．v(SO2)＝2 mol·L－1·min－1，

b．v(O2)＝3 mol·L－1·min－1，

c．v(SO3)＝4 mol·L－1·min－1，

比较反应速率的大小，可以将三者表示的反应速率都转化为O2表示的反应速率再作比较。

换算得出：a.v(O2)＝1 mol·L－1·min－1，c.v(O2)＝2 mol·L－1·min－1，则反应速率的大小关系为：b>c>a。

(2)比值法

用各物质的量表示的反应速率除以对应各物质的化学计量数，然后再对求出的数值进行大小排序，数值大的反应速率快。例如：

对于反应mA＋nBpC＋qD，若v(A)/m>v(B)/n，则反应速率A>B。

特别提醒：比较同一反应中不同物质的化学反应速率时，要注意单位是否相同。如果单位不同，要化成相同的单位再进行比较。

[当堂达标·固双基]

题组1　化学反应速率的理解与计算

1．对于反应：CaCO3＋2HCl===CaCl2＋H2O＋CO2↑，下列说法正确的是 (　　)

A．用HCl和CaCl2的单位时间内浓度变化表示的反应速率数据不同，但所表示的意义相同

B．不能用CaCO3的浓度变化来表示反应速率，但可用水来表示

C．用H2O和CO2表示的化学反应速率相同

D．可用CaCl2浓度的减少表示其反应速率

A　[同一反应里用不同物质浓度变化来表示反应速率时，其数值不一定相同，故应标明是用哪种物质表示的化学反应速率，但这些数值表示的意义是相同的，均表示该化学反应的快慢，故A正确；因为CaCO3是固体，H2O为纯液体，不能用其表示反应速率，故B、C错误；应用单位时间内CaCl2浓度的增加表示其反应速率，故D错误。]

2．已知某条件下，合成氨反应的数据如下：

当用氨气浓度的增加来表示该反应的速率时，下列说法中错误的是(　　)

A．2 s末氨气的反应速率为0.4 mol·(L·s)－1

B．前2 s时间内氨气的平均反应速率为0.4 mol·(L·s)－1

C．前4 s时间内氨气的平均反应速率为0.3 mol·(L·s)－1

D．2～4 s时间内氨气的平均反应速率为0.2 mol·(L·s)－1

A　[化学反应速率是平均速率而不是瞬时速率，A项错误。

v(NH3,2 s)＝＝＝0.4 mol·(L·s)－1；

v(NH3,4 s)＝＝＝0.3 mol·(L·s)－1；

v(NH3,2 s～4 s)＝＝＝0.2 mol·(L·s)－1。]

题组2　化学反应速率的大小比较

3．甲、乙两容器都在进行A→B的反应，甲容器内每分钟减少4 mol A，乙容器内每分钟减少 2 mol A，则甲容器内的反应速率比乙容器内的反应速率 (　　)

A．快 B．慢

C．相等 D．无法判断

D　[由v＝＝知，甲乙两容器的体积(V)不知，故甲、乙两容器中反应速率大小无法判断。]

4．在四种不同条件下测得反应2SO2＋O22SO3的反应速率如下表所示：

其中反应速率最快的是(　　)

【导学号：73702094】

A．(1) B．(2)

C．(3) D．(4)

D　[由反应速率之比等于相应物质的化学计量数之比可得： v(SO2)＝v(O2)＝v(SO3)，将所得数据作如下换算：(1) v(SO2)＝0.2 mol/(L·min)；(2)v(O2)＝0.25mol/(L·min)；(3) v(SO3)＝0.25mol/(L·min)；(4)v(O2)＝0.3 mol/(L·min)；

单位相同，数值大者反应速率快。]

题组3　化学反应速率的测量

5．化学反应速率是通过实验测定的，测量下列化学反应的速率时，测量依据不合理的是(　　)

A　[化学反应速率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。A项，该反应是气体分子数不变(反应前后气体的化学计量数之和相等)的反应，反应前后压强不变，不合理；B项，单位时间内H2体积变化大，则化学反应速率大，合理；C项，2NO2(g)N2O4(g)，NO2是红棕色气体，N2O4是无色气体，可以用单位时间内气体颜色的变化来衡量反应的快慢，合理；D项，单位时间内产生的沉淀的质量越大，速率越快，合理。]

6．用纯净的CaCO3与100 mL稀盐酸反应制取CO2，实验过程记录如图所示(CO2的体积已折算为标准状况下的体积，盐酸体积变化忽略不计)。下列分析不正确的是(　　)

A．EF段表示的平均反应速率最大

B．EF段，用HCl表示该反应的平均反应速率为0.4 mol·L－1·min－1

C．OE、EF、FG三段中，用CO2表示的平均反应速率之比为2∶6∶7

D．G点收集的CO2的量最多

C　[曲线斜率越大，平均反应速率越大，A正确；B选项中，Δn(CO2)＝＝0.02 mol，Δn(HCl)＝0.04 mol，Δc(HCl)＝0.4 mol·L－1，v(HCl)＝0.4 mol·L－1·min－1，正确；C选项中，平均反应速率之比为224∶448∶112＝2∶4∶1，错误；D选项中，由图可知，G点收集的CO2的量最多。]

题组4　与化学反应速率有关的图像题

7．一定温度下，向容积为2 L的密闭容器中通入两种气体发生化学反应，反应中各物质的物质的量变化如图所示，对该反应的推断合理的是(　　)

【导学号：73702095】

A．该反应的化学方程式为3B＋4D6A＋2C

B．反应进行到1 s时，v(A)＝v(D)

C．反应进行到6 s时，B的平均反应速率为0.05 mol·L－1·s－1

D．反应进行到6 s时，各物质的反应速率相等

C　[反应中各物质的物质的量变化之比等于化学方程式中各物质的化学计量数之比，Δn(A)∶Δn(B)∶Δn(C)∶Δn(D)＝(1.2－0)mol∶(1.0－0.4)mol∶(1.0－0.2)mol∶(0.4－0)mol＝6∶3∶4∶2，所以化学方程式为3B＋4C6A＋2D，A、B、D错误；6 s时，Δc(B)＝1.0 mol－0.4 mol＝0.6 mol，v(B)＝＝＝0.05 mol·L－1·s－1，C项正确。]

8．已知：反应aA(g)＋bB(g)cC(g)，某温度下，在2 L的密闭容器中投入一定量的A、B，两种气体的物质的量浓度随时间变化的曲线如图所示。

【导学号：73702096】

(1)从反应开始到12 s时，用A表示的反应速率为________________。

(2)经测定前4 s内v(C)＝0.05 mol·L－1·s－1，则该反应的化学方程式为

____________________________________________________________。

(3)请在图中将生成物C的物质的量浓度随时间的变化曲线绘制出来。

(4)若上述反应分别在甲、乙、丙三个相同的密闭容器中进行，经同一段时间后，测得三个容器中的反应速率分别为甲：v(A)＝0.3 mol·L－1·s－1；

乙：v(B)＝0.12 mol·L－1·s－1；

丙：v(C)＝9.6 mol·L－1·min－1；

则甲、乙、丙三个容器中反应速率由快到慢的顺序为________________________。

【解析】　(1)从0到12 s，Δc(A)＝0.8 mol·L－1－0.2 mol·L－1＝0.6 mol·L－1，v(A)＝＝0.05 mol·L－1·s－1。

(2)前4 s内，Δc(A)＝0.8 mol·L－1－0.5 mol·L－1＝0.3 mol·L－1，v(A)＝＝0.075 mol·L－1·s－1；v(A)∶v(C)＝a∶c＝0.075 mol·L－1·s－1∶0.05 mol·L－1·s－1＝3∶2，由图像知，在12 s时Δc(A)∶Δc(B)＝0.6 mol·L－1∶0.2 mol·L－1＝3∶1＝a∶b，则a、b、c三者的比例关系为3∶1∶2，所以该反应的化学方程式为3A(g)＋B(g)2C(g)。