2018-2019学年高中化学 第2章 化学反应的方向、限度与速率 第3节 化学反应的速率 第1课时 化学反应速率学案 鲁科版选修4.doc

第1课时化学反应速率学习目标：1.了解化学反应速率的概念。2.掌握化学反应速率的定量表示方法。(重点)3.能用化学反应速率的有关知识比较反应的快慢。(难点)自 主 预 习探 新 知1化学反应的历程(1)基元反应：能够一步完成的反应叫基元反应。大多数化学反应都是由几个基元反应组成的。(2)反应历程含义：基元反应构成的反应序列。特点。a反应不同，反应历程不同。b同一反应在不同条件下的反应历程也可能不同。决定因素：反应历程由反应物的结构和反应条件决定。作用：反应历程的差别造成了化学反应速率的不同。微点拨：对于由多个基元反应组成的化学反应，其反应的快慢由最慢的一步基元反应决定。2化学反应速率(1)表示方法对于反应体系体积不变的化学反应，通常用单位时间内反应物浓度的减少或者生成物浓度的增加来表示。(2)数学表达式及单位v，单位为molL1s1或molL1min1。(3)特点同一反应选用不同物质的浓度改变量表示速率，数值可能不同，但表示的意义相同。各物质表示的反应速率之比等于其化学方程式中相应物质的系数之比。微点拨：(1)不用固体或纯液体表示反应速率。(2)反应速率表示一段时间内反应的平均速率，不是瞬时速率。基础自测1判断对错(对的在括号内打“”，错的在括号内打“”。)(1)化学反应速率适用于可逆反应，不适用于非可逆反应。()(2)在可逆反应中，正反应的化学反应速率是正值，逆反应的化学反应速率是负值。()(3)在同一化学反应中，化学反应速率可以用反应物浓度的改变来表示，也可以用生成物浓度的改变来表示，其数值可能相同，也可能不相同。()(4)化学反应速率的单位可以是g(Ls)1，也可以是kg (Ls)1，甚至可以是t(Ls)1等。()(5)合成氨反应中，5 s末v(N2)0.5 molL1s1时，v(NH3)1 molL1s1。()提示(1)化学反应速率适用于可逆反应和非可逆反应。(2)化学反应速率均为正值。(3)(4)化学反应速率的单位为molL1s1或molL1min1。(5)化学反应速率表示平均速率，不表示瞬时速率。2在密闭容器中，A与B反应生成C，其反应速率分别用v(A)、v(B)、v(C)表示，已知3v(B)2v(A)、2v(C)3v(B)，则此反应可表示为()A2A3B=2CBA3B=2CC3A2B=3CDAB=CC由反应中物质的系数之比反应速率之比可得：v(A)v(B)v(C)323。3在铝与稀硫酸的反应中，已知10 s内硫酸的浓度减少了0.6 molL1，若不考虑反应过程中溶液体积的变化，则10 s内生成硫酸铝的平均反应速率是()A0.02 molL1s1B1.8 molL1s1C1.2 molL1s1D0.18 molL1s1A由v可知，v(H2SO4)0.06 molL1s1；由反应2Al3H2SO4=Al2(SO4)33H2可知，v(H2SO4)vAl2(SO4)331，则vAl2(SO4)30.02 molL1s1。合 作 探 究攻 重 难化学反应速率的计算已知某条件下，合成氨反应中不同时刻各物质的浓度如下： N2(g)3H2(g)2NH3(g)起始浓度/(molL1) 1.0 3.0 0.22 s末浓度/(molL1) 0.6 1.8 1.04 s末浓度/(molL1) 0.4 1.2 1.4思考交流1前2 s内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内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同一段时间内，v(N2)v(H2)v(NH3)的值是多少？提示132。4前2 s和24 s内，哪段时间内的反应速率快？提示前2 s。对点训练题组1化学反应速率的计算1一定温度下，向一个容积为2 L的装有催化剂的真空密闭容器中通入1 mol N2和3 mol H2,3 min末测得容器内压强是起始压强的，则03 min内，用H2的浓度变化来表示该反应的平均反应速率v(H2)是()A0.2 molL1min1B0.6 molL1min1C0.1 molL1min1D0.3 molL1min1C设03 min内，转化的N2的物质的量为x mol，用三段式法分析如下： N2(g)3H2(g)2NH3(g)初始/mol 1 3 0转化/mol x 3x 2x平衡/mol 1x 33x 2x由可得，x0.2，则v(H2)0.1 molL1min1，故选C项。2化合物Bilirubin在一定波长的光照射下发生分解反应，反应物浓度随反应时间变化如图所示，计算反应48 min间的平均反应速率和推测反应16 min时反应物的浓度，结果应是()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时，反应物浓度由20 molL1变为10 molL1，故其平均反应速率为2.5 molL1min1。由图中曲线可以看出，每隔4 min反应物的浓度在原来的基础上减半，故16 min时反应物浓度应为2.5 molL1。题组2化学反应速率的应用3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() 【导学号：41722099】Abc/nBc/bCcm/aDac/mC由mnxabc，得x或。4某温度下，浓度均为2 molL1的两种气体X2和Y2在恒容密闭容器中发生反应生成气体Z，经过t min后，测得各物质的浓度分别为c(X2)0.8 molL1，c(Y2)1.6 molL1，c(Z)0.8 molL1，则该反应的化学方程式可表示为() 【导学号：41722100】A3X2Y2=2X3YB2X2Y2=2X2YCX24Y2=2XY4D2X23Y2=2X2Y3A由题意可知，c(X2)1.2 molL1，c(Y2)0.4 molL1，c(Z)0.8 molL1，则c(X2)c(Y2)c(Z)312，故该反应的化学方程式为3X2Y2=2Z，根据质量守恒定律可知Z为X3Y，A项正确。化学反应速率的计算方法(1)利用化学方程式计算写出有关反应的化学方程式。找出各物质的初始量、转化量、某时刻量。根据已知条件列方程式计算。如反应：mA(g)nB(g)pC(g)起始浓度/molL1 a bc转化浓度/molL1 x 某时刻浓度/molL1 ax bc根据公式v(A)进行计算。(2)根据化学反应速率之比等于系数之比计算如对于反应：mA(g)nB(g)pC(g)，有关系v(A)v(B)v(C)mnp，或v(A)v(B)v(C)。化学反应速率的快慢比较已知反应A(g)3B(g)2C(g)，用下列数据表示不同条件下的反应速率。()v(A)0.01 molL1s1()v(B)0.02 molL1s1()v(B)0.60 molL1min1思考交流1反应速率()()吗？提示否。v(B)3v(A)30.01 molL1s10.03 molL1s10.02 molL1s1，故反应速率()()。2反应速率()()吗？提示否。v(B)0.01 molL1s1()。3你认为比较用不同物质的浓度变化来表示化学反应速率大小时，应注意什么？提示比较用不同物质的浓度变化来表示化学反应速率的大小时，不能仅凭表面数据，必须结合化学方程式中物质的系数对数据进行换算，同时应注意单位统一。对点训练1. 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 molL1s1B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。2将氮气、氢气的混合气体分别充入甲、乙、丙三个容器中进行合成氨反应，经过一段时间后，反应速率为：甲：v(H2)3 molL1min1；乙：v(N2)2 molL1min1；丙：v(NH3)1 molL1min1，则这段时间内三个容器中合成氨的反应速率大小是() 【导学号：41722101】A甲乙丙B甲乙丙C乙甲丙D甲丙乙C由合成氨反应的方程式为：N2(g)3H2(g)2NH3(g)可得：甲中v(H2)3 molL1min1；乙中v(N2)2 molL1min1，则v(H2)3v(H2)32 minL1min16 molL1min1；丙中v(NH3)1 molL1min1，则v(H2)v(NH3)1 molL1min11.5 molL1min1。则三个容器中的化学反应速率大小关系为乙甲丙。教师备选反应A(g)3B(g)=2C(g)2D(g)在四种不同情况下的反应速率分别为v(A)0.15 molL1s1；v(B)0.6 molL1s1；v(C)0.4 molL1s1；v(D)0.45 molL1s1。该反应进行的快慢顺序为_。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。答案比较化学反应速率大小常用的方法(1)统一标准法当比较同一反应的化学反应速率的相对大小时，按相应的化学方程式中物质的系数之比换算成同一物质表示的化学反应速率，单位统一，再比较数值大小。(2)比值比较法比较化学反应速率与其相应化学方程式中物质的系数的比值大小，在单位相同时，数值大者反应速率大，如对于反应mA(g)nB(g)=p(g)，有v(A)、v(B)、v(C)三者中，单位相同时数值大者表示的反应速率大。当 堂 达 标固 双 基1在2 L密闭容器内，某气体反应物在2 s内由8 mol变为7.2 mol，则用该气体表示该反应的平均反应速率为() 【导学号：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的密闭容器中，发生反应：3X(g)Y(g)=nI(g)2W(g)，5 min末生成0.2 mol W(g)，用I(g)表示的平均反应速率为0.01 molL1min1，则化学反应方程式中的n为() 【导学号：41722103】A4B3C2D1Dv(I)0.01 molL1min1，则n(I)0.01 molL1min12 L5 min0.1 mol，而n(W)0.2 mol，又n(I)n(W)n2，得n1。3对于可逆反应A(g)3B(s)2C(g)2D(g)，在不同条件下的化学反应速率如下，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 molL1s1D采用归一法进行求解，即通过方程式中的化学计量数将不同物质的反应速率折算成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)3 molL1min1。4根据下图填空：(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) molL1min13 molL1min1，v(B) molL1min12 molL1min1，v(C) 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)3A2B3C