2019-2020年高中化学第二章化学反应的方向限度与速率第三节化学反应的速率第1课时学案鲁科版.doc

2019-2020年高中化学第二章化学反应的方向限度与速率第三节化学反应的速率第1课时学案鲁科版课标要求1了解化学反应速率的概念及表达式。2同一个化学反应中，由一种反应物的反应速率可推知其他物质的反应速率。3掌握化学反应速率的计算方法。1化学反应速率通常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。计算公式v，常用单位：molL1min1或molL1s1。2表示一个化学反应的反应速率时要指明具体的物质，不能用固体或纯液体表示，化学反应速率不是瞬时速率，是平均速率。3同一反应中，用不同物质表示的反应速率之比等于化学方程式中相应物质的系数之比，等于各物质的物质的量变化量之比。如对于aA(g)bB(g)cC(g)dD(g)，v(A)v(B)v(C)v(D)abcd。1表示方法(1)用单位时间内某物质浓度(或质量、物质的量等)的改变量(取绝对值)来表示该物质的化学反应速率。(2)计算公式：v，常用单位为molL1s1、molL1min1或molL1h1。2意义：用来衡量化学反应进行快慢程度的物理量。3特点(1)同一反应选用不同物质浓度的改变量表示反应速率，数值可能不同，但表示的意义相同。(2)各物质表示的反应速率之比等于该反应方程式中的各物质的系数之比。即对aA(g)bB(g)cC(g)dD(g)，v(A)v(B)v(C)v(D)abcd。(3)对任意一个化学反应aAbB=dDeE，化学反应速率为v。特别提醒(1)定量表示一个化学反应的反应速率时，必须指明是用哪一种物质来表示。(2)由公式v计算得到的速率是某物质在某一段时间内的平均速率，而不是在某一时刻的瞬时速率，但在速率时间图像中经常会出现瞬时速率。(3)对于有固体或纯液体参与的反应，由于在一定条件下，固体或纯液体的浓度可视为常数，其在化学反应中浓度不改变，因此在表示化学反应速率时，不能用固体或纯液体物质来表示。1下列有关化学反应速率的说法中正确的是()A对任何化学反应来说，化学反应速率越大，反应现象就越明显B化学反应速率通常用单位时间内任何一种反应物浓度的减少或任何一种生成物浓度的增加来表示C若某化学反应的反应速率为0.5 molL1s1，就是指在单位时间内反应物和生成物的浓度变化都为0.5 molL1D化学反应速率是用来衡量化学反应进行快慢的尺度解析：选D不是所有化学反应都有明显的现象；固体和纯液体一般不用来表示化学反应速率；C项，说明单位时间内某种反应物或生成物的浓度变化为0.5 molL1，不同的反应物或生成物由于系数不同，所表示的反应速率可能不同。2某一反应物的浓度是 1.0 molL1，经过20 s后，它的浓度变成了0.2 molL1。在这20 s内用该物质浓度变化表示的化学反应速率为()A0.04B0.04 molL1s1C0.08 molL1s1 D0.04 molL1解析：选B由反应速率计算公式可进行计算：v0.04 molL1s1。A项无单位，D项为物质的量浓度的单位。3对于反应A2(g)3B2(g)=2C(g)来说，下列化学反应速率表示反应进行最快的是()Av(B2)0.8 molL1s1Bv(A2)0.4 molL1s1Cv(C)0.6 molL1s1Dv(B2)0.42 molL1s1解析：选B若以物质A2为标准，将其他物质表示的反应速率换算为用物质A2表示的反应速率，则有：A项，v(A2)0.267 molL1s1；C项，v(A2)0.3 molL1s1；D项，v(A2)0.14 molL1s1。综上所述，B项表示反应进行最快。1测定原理由于物质的某些物理性质(如压强、体积、吸光度、电导率等)与其物质的量或浓度存在函数关系，因此人们常用物理方法测定反应物或生成物浓度的变化来确定化学反应速率。2测定方法(1)量气法：对于有气体生成的反应，可测量气体产物在温度、压强一定时的体积变化。(2)比色法：由于物质对特定波长的光的吸收性能不同，因此可通过吸光度来测定参与反应的某一物质的浓度。(3)电导法：根据离子导电能力的差异，通过电导率的变化测定反应物中离子浓度的变化，进而计算化学反应速率。1判断正误。对于反应CaCO32HCl=CaCl2CO2H2O，用下列方法来测定反应速率是否正确(1)测定收集一定体积的CO2时所用的时间()(2)测定一段时间内溶液中c(H)的变化()(3)测定一定质量的CaCO3完全溶解所需时间()(4)测定一定时间内产生CO2气体的体积()答案：(1)(2)(3)(4)2用大理石(杂质不与稀盐酸反应)与稀盐酸反应制CO2，实验过程记录如右图所示，下列有关说法正确的是()AOE段表示的反应速率最快BEF段表示的反应速率最快，收集的CO2最多CFG段表示的收集的CO2最多DOG段表示随着时间的推移，反应速率逐渐增大解析：选BCaCO3与稀盐酸反应的化学方程式为CaCO32HCl=CaCl2CO2H2O，图像的横坐标是时间，纵坐标是生成二氧化碳的体积，用单位时间内放出CO2的体积来表示其反应速率，表现在图像上就是曲线的斜率，斜率越大，反应速率越大，放出的CO2越多。由图可以看出，EF段反应速率最快，收集的CO2最多；整个反应过程中，反应速率先小(OE段)后大(EF段)再小(FG段)，而不是逐渐增大，所以只有B项正确。1化学反应速率的计算方法(1)定义式法利用公式v(A)计算化学反应速率。(2)关系式法利用化学反应速率之比物质的量浓度变化量之比系数之比。(3)“三段式”法求解化学反应速率计算题的一般步骤：a写出有关反应的化学方程式。b找出各物质的起始量、转化量、某时刻量。c根据已知条件列方程计算。例如mAnBpC起始浓度/(molL1)abc转化浓度/(molL1)x某时刻浓度/(molL1) ax b cv(B)计算中注意以下量的关系：a对反应物：c(起始)c(转化)c(某时刻)b对生成物：c(起始)c(转化)c(某时刻)c转化率100%2化学反应速率快慢的比较方法比值法(1)转化为同一单位表示，其转化公式为1 molL1s160 molL1min1。(2)比较化学反应速率与系数的比值。如反应aAbB=cC，要比较v(A)与v(B)的相对大小，即比较与，若，则A表示的反应速率比B表示的大。1将4 mol A 气体和2 mol B 气体在2 L的容器中混合并在一定条件下发生如下反应：2A(g)B(g)2C(g)。若2 s末测得C的浓度为 0.6 molL1，现有下列几种说法：用物质A表示的反应的平均速率为0.3 molL1s1用物质B表示的反应的平均速率为0.6 molL1s12 s末，物质A的转化率为70%2 s末，物质B的浓度为0.7 molL1其中正确的是()ABC D解析：选B由三段式表示：2A(g)B(g)2C(g)开始物质的量浓度(molL1) 2 1 0转化物质的量浓度(molL1) 0.6 0.3 0.62 s末物质的量浓度(molL1) 1.4 0.7 0.6所以v(A)0.3 molL1s1v(B)v(A)0.15 molL1s1A的转化率为100%30%，2 s末时c(B)0.7 molL1。2在2A(g)B(g)3C(g)5D(g)反应中，表示该反应速率最快的是()Av(A)2 molL1min1Bv(B)0.3 molL1s1Cv(C)0.8 molL1s1Dv(D)1 molL1s1解析：选Bv(A)1 molL1min1 molL1s1，v(B)0.3 molL1s1，v(C) molL1s1，v(D)0.2 molL1s1，数值大者反应速率快，故速率BCDA。三级训练节节过关1对于反应：CaCO32HCl=CaCl2H2OCO2，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用CaCl2浓度的减少表示其反应速率解析：选A同一反应中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，不能用来表示反应速率，故B、C错误。反应速率是指单位时间内反应物浓度的减少或生成物浓度的增加，故D错误。2对于化学反应3W(g)2X(g)=4Y(g)3Z(g)，下列反应速率关系中正确的是()Av(W)3v(Z)B2v(X)3v(Z)C2v(X)v(Y) D3v(W)2v(X)解析：选C反应速率关系式为v(W)v(X)v(Y)v(Z)3243，可知C正确。3对于可逆反应A(g)3B(s)2C(g)2D(g)，在不同条件下的反应速率如下，其中表示的反应速率最快的是()Av(A)0.5 molL1min1Bv(B)1.2 molL1s1Cv(D)0.4 molL1min1Dv(C)0.1 molL1s1解析：选D可以通过将不同物质的反应速率换算为同一物质的反应速率进行比较，B项中的B物质是固体，不能表示反应速率；C项中对应的v(A)0.2 molL1min1；D项中对应的v(A)0.05 molL1s13 molL1min1。4某温度下，反应2N2O54NO2O2开始时，c(N2O5)0.040 8 molL1。1 min后，c(N2O5)0.030 molL1。则该反应的反应速率为()Av(N2O5)1.8104 molL1s1Bv(N2O5)1.8102 molL1s1Cv(NO2)1.8104 molL1s1Dv(O2)1.8104 molL1s1解析：选Av(N2O5)1.8104 molL1s1。根据同一反应中，用各物质表示的反应速率的数值之比等于化学方程式中相应物质的系数之比，则v(NO2)2v(N2O5)3.6104molL1s1，v(O2)v(N2O5)9105 molL1s1。5.根据右图填空：(1)反应物是_；生成物是_。(2)在2 min内用A、B、C表示的化学反应速率分别为_、_、_。(3)该反应的化学方程式是_。解析：已知在反应过程中反应物的浓度减小，生成物的浓度增大，故A、B为反应物，C为生成物，由速率计算公式得：v(A)(82)2 molL1min13 molL1min1，v(B)(84)2 molL1min12 molL1min1，v(C)(62) molL1min13 molL1min1，则三种物质的系数之比为323，又因最终各物质浓度不变且均不为零，故为可逆反应，其方程式为3A2B3C。答案：(1)A、BC(2)3 molL1min12 molL1min13 molL1min1(3)3A2B3C6一定温度下，某2 L的密闭容器中，X、Y、Z三种气体的物质的量随时间变化的曲线如图所示，请回答下列问题：(1)该反应的反应物是_。(2)010 s时，平均反应速率v(Z)_。(3)010 s时，平均反应速率v(X)_(填“”“乙丙 B甲乙丙C乙甲丙 D甲丙乙解析：选C由合成氨反应的方程式N2(g)3H2(g)2NH3(g)可知，乙容器中反应的速率v(H2)3v(N2)32 molL1min16 molL1min1，丙容器中反应的速率v(H2)v(NH3)1 molL1min11.5 molL1min1。故三个容器中合成氨的反应速率大小关系为乙甲丙。8反应4A(s)3B(g)2C(g)D(g)，经2 min B的浓度减小0.6 molL1。对此反应速率的正确表示是()A用A表示的反应速率是0.8 molL1s1B用B、C、D表示的反应速率之比是321C在2 min末，v(B)0.3 molL1min1D在这2 min内用B和C表示的反应速率的值相同解析：选BA为固体，一般不用固体表示反应速率，因为固体的浓度一般视为常数；经2 min B的浓度减小0.6 molL1，则2 min内的平均反应速率v(B)0.3 molL1min1，而不是2 min末时的反应速率；根据反应速率之比等于系数之比可知B正确，D错误。925 时，向100 mL含HCl 14.6 g的盐酸中放入5.6 g纯铁粉(不考虑反应前后溶液体积的变化)，反应开始至2 min 末，共收集到1.12 L(标准状况)氢气，然后又经过4 min，铁粉完全溶解。(1)前2 min内用FeCl2表示的平均反应速率是_。(2)后4 min内用HCl表示的平均反应速率是_。(3)前2 min与后4 min相比，反应速率较快的是_。解析：由题目信息“又经过4 min，铁粉完全溶解”可知，盐酸是足量的，n(Fe)0.1 mol，n(H2)0.05 mol。(1)由反应方程式Fe2HCl=FeCl2H2可知，前2 min内消耗的铁、消耗的HCl及生成的FeCl2的物质的量分别为0.05 mol、0.1 mol、0.05 mol，故v(FeCl2)0.25 molL1min1。(2)后4 min内消耗的HCl的量通过消耗的铁的量来求，消耗的Fe为0.1 mol0.05 mol0.05 mol，故消耗的HCl为0.1 mol，则v(HCl)0.25 molL1min1。(3)同一个反应在不同的时间段内若均用HCl来表示化学反应速率，则前2 min内v(HCl)2v(FeCl2)0.5 molL1min1，可见前2 min反应速率较快。答案：(1)0.25 molL1min1(2)0.25 molL1min1(3)前2 min10可逆反应aA(g)bB(g)cC(g)dD(g)，取a mol A和b mol B置于V L容器中，1 min后，测得容器内A的浓度为x molL1。(1)此时C的浓度为_molL1。(2)D的物质的量为_mol。(3)这段时间内反应的平均速率若以物质A的浓度变化来表示，应为_。(4)B的转化率为_。解析：a A(g) b B(g) cC dD起始(mol) a b 0 0转化(mol) axV 1 min后(mol) xV (1)C的浓度为 molL1molL1(3)v(A) molL1min1(4)(B)100%100%答案：(1)(2)d(3)molL1min1(4)100%1合成氨反应N23H22NH3，某段时间内的平均反应速率分别用v(N2)、v(H2)、v(NH3)表示单位均为molL1s1下列关系正确的是()Av(N2)v(H2)v(NH3)Bv(N2)3v(H2)Cv(NH3)v(H2) Dv(H2)3v(N2)解析：选D根据化学反应速率之比等于系数之比，可得v(N2)v(H2)v(NH3)。2反应aX(g)bY(g)cZ(g)dW(g)在一定体积的密闭容器中反应5 min达到平衡，该过程中X的浓度减少n molL1，Y的浓度减少 molL1，Z的浓度增加 molL1。若增大体系压强，W的百分含量不发生变化，则化学方程式中各物质的系数之比abcd应为()A3121 B1322C1312 D3122解析：选D增大体系压强时，W的百分含量不发生变化，说明abcd。由c(X)c(Y)c(Z)n312可知，abcd3122。3有两位同学在条件相同的情况下，测定可逆反应：A23B2C2的反应速率。甲测得：v(A2)0.5 molL1min1，乙测得：v(B2)1.5 molL1min1，则这两位同学的测定()A都正确 B都错误C甲正确、乙错误 D都正确或都错误解析：选D尽管给出的甲、乙反应速率之比等于化学方程式中相应物质的系数之比，但不能确定甲、乙两同学的测量是否正确，故测量结果要么都正确，要么都错误。4某温度下，浓度都是1 molL1的两种气体X2和Y2在密闭容器中反应生成气体Z，经过t min后，测得物质的浓度分别为c(X2)0.4 molL1，c(Y2)0.8 molL1，c(Z2)0.4 molL1，则该反应的化学方程式可表示为()AX22Y2=2XY2 B2X2Y2=2X2YC3X2Y2=2X3Y DX23Y2=2XY3解析：选Cc(X2)0.6 molL1，c(Y2)0.2 molL1，c(Z)0.4 molL1；所以c(X2)c(Y2)c(Z)312，故反应方程式为3X2Y2=2Z，据质量守恒定律知Z为X3Y。5在一定条件下，将A2和B2气体通入1 L密闭容器中，反应按下式进行：mA2nB22C,2 s内反应速率如下：v(A2)0.5 molL1s1，v(B2)1.5 molL1s1，v(C)1 molL1s1，则m和n的值分别为()A2、3 B3、2C3、1 D1、3解析：选Dmn2v(A2)v(B2)v(C)0.5 molL1s11.5 molL1s11 molL1s1132，故m和n的值分别为1、3。6已知可逆反应mAnBxC(A、B、C均为气体)在t s内的平均反应速率为v(A)a molL1s1，v(B)b molL1s1，v(C)c molL1s1，则x为()A BC D解析：选B由mnxabc，得x或。7.一定温度下，在2 L的密闭容器中，X、Y、Z三种气体的物质的量随时间变化的曲线如图所示。下列描述正确的是()A反应开始到10 s时，用Z表示的反应速率为0.158 molL1s1B反应开始到10 s时，X的物质的量浓度减少了0.79 molL1C反应开始到10 s时，Y的转化率为39.5%D反应的化学方程式为X(g)Y(g)2Z(g)解析：选DA项，v(Z)1.58 mol/(2 L10 s)0.079 molL1s1，错误；B项，反应开始到10 s，X的物质的量浓度减少了(1.0 mol0.41 mol)/2 L0.395 molL1，错误；C项，Y的转化率(1.00 mol0.21 mol)/1 mol100%79.0%，错误；D项，根据题给图像知，随反应进行X、Y的物质的量逐渐减小，Z的物质的量逐渐增大，则X、Y是反应物，Z是生成物，10 s后X、Y、Z的物质的量不变，则反应是可逆反应，且n(X)n(Y)n(Z)(1.200.41)mol(1.000.21)mol1.58 mol112，参加反应的物质的物质的量之比等于化学计量数之比，反应化学方程式为X(g)Y(g)2Z(g)，正确。8一定温度下，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()A该反应的化学方程式为3B4C3ADB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 molL1s1D反应进行到6 s时，各物质的反应速率相等解析：选CA中各物质的物质的量变化之比等于化学方程式中系数之比，n(A)n(B)n(C)n(D)(1.20)mol(1.00.4)mol(1.00.2)mol(0.40)mol6342，所以化学方程式为3B4C6A2D，A错误；不论在什么时刻，用各物质表示的速率之比等于其系数之比，B、D错误。9如图所示为800 时A、B、C三种气体物质的浓度随时间变化的情况。试回答下列问题：(1)该反应的反应物是_。(2)该反应的化学方程式为_。(3)若t2，A物质的平均反应速率为_。解析：(1)由题图可知，随着反应的进行，A的浓度减小，而B、C的浓度增大，说明A是反应物，B、C是生成物。(2)A的浓度变化量c(A)1.2 molL1，B的浓度变化量c(B)0.4 molL1，C的浓度变化量c(C)1.2 molL1。A、B、C三种物质的浓度变化量之比为313，最终各物质的浓度不变且均不为零，故该反应为可逆反应，则该反应的化学方程式为3AB3C。(3)v(A)0.6 molL1min1。答案：(1)A(2)3AB3C(3)0.6 molL1min110为了提高煤的利用率，人们先把煤转化为CO和H2，再将它们转化为甲醇，某实验人员在一定温度下的密闭容器中，充入一定量的H2和CO，发生反应：2H2(g)CO(g)CH3OH(g)，测定的部分实验数据如下：t/s0500 s1 000 sc(H2)(molL1)5.003.522.48c(CO)(molL1)2.50 (1)在500 s内用H2表示的化学反应速率是_。 (2)在1 000 s内用CO表示的化学反应速率是_；1 000 s时H2的转化率是_。(3)在500 s时生成的甲醇的浓度是_ molL1。解析：(1)在500 s内，v(H2)2.96103 molL1s1。(2)在1 000 s时反应了的H2的浓度是c(H2)5.00 molL12.48 molL12.52 molL1，则反应了的CO的浓度是c(CO)c(H2)1.26 molL1，用CO表示化学反应速率为v(CO)1.26103 molL1s1，H2的转化率为100%50.4%。(3)在500 s时反应了的H2的浓度为c(H2)1.48 molL1，则生成的CH3OH的浓度为c(CH3OH)c(H2)0.74 molL1。答案：(1)2.96103 molL1s1(2)1.26103 molL1s150.4%(3)0.74