化学选修4全套教案

第一节 化学反应与能量的变化 第 1 课时 焓变 反应热 课标要求 1了解化学反应中能量转化的原因，能说出常见的能量转化形式。 2能举例说明化学能与热能的相互转化，了解反应热和焓变的涵义。 课标解读来源: 1.由能量转化的原因分析吸热和放热反应。 2了解反应热和焓变的涵义。 3由化学键理论分析能量转化的原因。 焓变 反应热 1.概念 (1)焓变(H) 定义：焓(H)是与内能有关的物理量。在一定条件下，某一化学反应是吸热反应还是放热反应，由生成物与反应物的焓值差即焓变( H)决定。 常用单位：kJ/mol(或 kJmol1 )。 (2)反应热：恒压条件下，反应的热效应等于焓变。因此常用 H 表示反应热。 2化学反应过程中有能量变化的原因 如图所示： H2(g)Cl 2(g)=2HCl(g)反应的能量变化示意图 (1)实质： 断裂 1 mol H2 分子中的化学键需要 吸收 436 kJ 的能量。断裂 1 mol Cl2 分子中的化学键需要吸收 243 kJ 的能量。 形成 1 mol HCl 分子中的化学键需要放出 431 kJ 的热量。 (2)结论：该反应放出的能量为 2431 kJ，吸收的能 量为(436243)kJ，故为最终放出能量的反应，两者的热量差为 183 kJ。 3吸热反应和放热反应 放热 反应形成生成物释放的总能量大于破坏反应物吸收的总能量。 反应放出能量而使体系的能量降低。H 为“”或 H0。 1任何化学反应一定伴随能量的变化吗？ 2浓 H2SO4 溶于水放出大量的热，是放热反应吗？ 【提示】 1.一定。 2不是。因为这是个物理变化。来源: 反应热与自身能量、化学键的关系 及简单计算 【问题导思】 若反应物的总能量高于生成物的总能量，该反应是放热反应还是吸热反应？ 【提示】 放热。 反应热与化学键键能有何关系？ 【提示】 反应热断裂化学 键吸 收的能量形成化学键放出的能量。 如何计算某反应的反应热(H)? 【提示】 H生成物本身具有的总能量反应物本身具有的总能量断裂化学键吸收的能量形成化学键放出的能量。 1反应热与自身能量的关系 2化学键与化学反应中能量变化的关系 化学反应过程是原子重新组合的过程，反应物分子内化学键的断裂需要吸收能量，生成新物质时形成新的化学键要放出能量。二者的能量差，就决定了能量的 变化。 (1)当 E1E2 时，反应吸收能量； (2)当 E10，则 BC A H0，B 项错误；只有在等压条件下，化学反应的焓 变才等于化学反应的反应热，因此 C 项错误；一个化学反应是吸热反应还是放热反应，取决于生成物和反应物的焓的差值，也可以根据断键时吸收的能量与成键时 放出的能量大小判断，D 项正确。 【答案】 D 4已 知 HH 键键能(化学键断裂时吸收或形成时释放的能量) 为 436 kJ/mol，NH 键键能为 391 kJ/mol，根据热化学方程式：N 2(g)3H 2(g)=2NH3(g) H 92.4 kJ/mol，可知 NN 键的 键能是( ) A431 kJ/mol B946 kJ/mol C649 kJ/mol D896 kJ/mol 【解析】 本题主要考查利用化学键键能计算化学反应的能量变化，H (生成物键能总和反应物键能总和)6E NH(3E HHE NN )，得 ENN 6ENH3E HH H6391 kJ/mol3436 kJ/mol92.4 kJ/mol 946 kJ/mol。故选 B。 来源: 【答案】 B 52011 年 9 月 29 日我国成功发射的“天宫一号”飞行器的外壳覆盖了一种新型结构陶瓷材料，其主要成分是氮化硅，该陶瓷材料可由石英固体与焦炭颗粒在 高温的氮气流中通过如下反应制得： SiO2CN 2 Si3N4CO 该反应变化过程中的能量变化如图所示。回答以下问题。 (1)上述反应中的还原剂是_，其还原产物是_ 。 (2)该反应_( 填“吸热 ”或“放热”)，反应热 H_0(填“”、 “d0 C、2a=b0 7若 2.6 g 乙炔（C2H2，气态）完全燃烧生成液态水和 CO2（g）时放热 130 kJ。则乙炔燃烧的热化学方程式为 C2H2（g）5/2O2（g）2CO2（g）H2O（l）H=1300 kJ/mol 2C2H2（g）5O2（g）=4CO2(g)2H2O(l) H=2600 kJ/mol 第 2 课时 热化学方程式 中和热的实验测定 课标要求 1正确书写热化学方程式。 2了解中和反应热的测定。 课标 解读 1.认识热化学方程式的含义。能正确书写热化学方程式，并利用热化学方程式进行有关反应热的简单计算。 2初步学习测定化学反应热的实验方法，并会误差分析。 热化学方程式来源:Z+xx +k.Com 1.概念：能表示参加反应的物质的量和反应热的关系的化学方程式。 2意义 热化学方程式不仅表明了化学反应中的物质变化，也表明了化学反应中的能量变化。如： H2(g) O2(g)=H2O(l) H 285.8 kJ/mol，表示在 25 ，101 kPa,1 mol H 2 与 mol O2 完全反应生成液态水时放出的热量是 285.8 kJ。 12 12 3书写 氢气与碘蒸气化合反应的能量(或热量) 变化，可用下式表 示：H 2(g)I 2(g)=2HI(g) H 14.9 kJ/mol，它与化学方程式 H2 I 2=2HI 相比较而言，其特点 为 (1)指明了反应的温度和压强，若在 25 、101kPa 时进行的反应，可不注明。 (2)注明了各物质的状态：s (固体 )、l(液体)或 g(气体)。 (3)在方程式的右边注明了 H 的“”或“”及数值。 来源: 1(1)上述反应中若将化学计量数扩大一倍，其反应热如何变？ (2)若将该反应表示成 2HI(g)=H2(g)I 2(g)，其反应热又如何？ 【提示】 (1)反应热数值也扩大一倍； (2)H14.9 kJ/mol。 中和热的测定 1.中和热 (1)定义： 酸 碱 1 mol 放出 (2)表示方法：对于强酸和强碱的稀溶液 反应，中和热基本上是相等的，表示为：H (aq)OH (aq)=H2O(l) H57.3 kJ/mol。 2中和热的测定 (1)实验目的：测定强酸与强碱反应的反应热，体验化学反应的热效应。 (2)实验装置： (3)实验测量数据 初始温度(t 1)来源: 数理化网 测量方法是用一量筒量取 50 mL 0.50 molL1 盐酸，倒入小烧杯中并测量其温度；用另一量筒量取 50 mL 0.55 molL1 NaOH 溶液并测量其温度，取两温度平 均值为 t1。 终止温度(t 2) 测量方法是把套有盖板的温度计和环形玻璃搅拌棒放 入小烧杯的盐酸中，并把量筒中的 NaOH 溶液一次倒入小烧杯中。用环形玻璃搅拌棒轻轻搅动溶液，并准 确读取混合溶液的最高温度，记录终止温度为 t2。 重复实验操作，记录每次的实验数据，取其平均值作为计算依据。 实验数据处理 盐酸、氢氧化钠溶液为稀溶液，其密度近似地认为都是 1 gcm3 ，反应后溶液的比热容 c4.18 J/(g)。该实验中盐酸和 NaOH 溶液反应放出的热量是 0.418(t2t 1)kJ，中和热为 0.418(t2t 1)/0.025 kJ/mol。 2若用浓 H2SO4 与稀 NaOH 溶液反应，测得中和热的数值变吗？用醋酸溶液呢？ 【提示】 因为浓 H2SO4稀释过程中会放出热量，故测得中和热 数值会偏大；而醋酸是弱电解质，电离需吸收热量，故测得数值会偏小。 书写热化学方程式“五注意” 【问题导思】 热化学方程式中 H 的正、负号如何确定？ 【提示】 放热反应 H0。 同一物质的不同状态在写热化学方程式时的 H 相同吗？ 【提示】 不相同。 同一反应用不同的计量数来表示，热化学方程式中的 H 相同吗？ 【提示】 不相同。 1注意 H 的符号 H 只能写在热 化学方程式的右边，且中间留空格。若为放热反应， H 为“” ；若为吸热反应，H 为“” 。 H 的单 位一般为 kJ/mol 或 kJmol1 。 2注意测定条件 反应热 H 与测定条件(温度、压强等)有关，因此书写热化学方程式时应注意 H 的测定条件。绝大多数 H 是在 25 、101 kPa 下测定的，可不注明温度和压 强。 3注意物质的聚集状态 反应物和产物的聚集状态不同，反应热 H 也不同。因此，书写热化学方程式必须注明物质的聚集状态。气体用“g”，液体用“l”，固体用“s” ，溶液用“aq” 。热化 学方程式中不用标“”和“” 。 4注意化学计量数 由于 H 与反应完成的物质的量有关，所以化学方程式中化学式前面的化学计量数必须与 H 相对应，如果化学计量数加倍，则 H 也要加倍。当反应逆向进 行时，其反应热与正反应的反应热数值相等，符号相反。 例如，已知： H2(g) O2(g)=H2O(l) H 285.8 kJ/mol 12 则：H 2O(l)=H2(g) O2(g) H 285.8 kJ/mol。来源: 12 2H2(g)O 2(g)=2H2O(l) H 571 .6 kJ/mol。 5注意 H 的单位 关于 H 的单位“kJ/mol”并不是指每摩尔具体物质反应时伴随的能量变化是多少千焦，而是指给定形式的具体反应以各物质的化学计量数来计量其物质的量时伴 随的能量变化。 1同一物质三态变化时的能量关系为： 2热化学方程式是表示反应已完成的量，而不管反应是否真正完成，例如，300 时，氢气和碘蒸气反应的热化学方程式为 H2(g)I 2(g) 2HI(g) 300 H 12.84 kJ/mol，上式并不代表在 300 时，将 1 mol 氢气和 1 mol 碘蒸气放在一 起，就有 12.84 kJ 热量放出，而是代表有 2 mol HI(g)生成时，才有 12.84 kJ 热 量放出。 (2012 青岛十九中高二月考)N 2H4 是一种高效清洁的火箭燃料。0.25 mol N2H4(g)完全燃烧生成氮气和气态水时，放出 133.5 kJ 热量。则下列热 化学方程式中正确的是( ) A. N2H4(g) O2(g)= = N2(g)H 2O(g)；H267 kJmol 1 12 12 12 BN 2H4(g)O 2(g)=N2(g)2H 2O(g)； H534 kJmol 1 CN 2H4(g)O 2(g)=N2(g) 2H2O(g)；H534 kJmol 1 DN 2H4(g)O 2(g)=N2(g)2H 2O(l); H133.5 kJmol 1 【解析】 该反应为放热反应，H 1929kJmol 1 二、填空题 6家用液化气中主要成分之一是丁烷。在 101 kPa 时，10 kg 丁烷完全燃烧生成 CO2和 H2O 放出热量 5105 kJ，丁烷的燃烧热为_，丁烷燃烧的热化学方 程式为 _ 。 7已知在 101kPa 时，CO 的燃烧热为 283kJ/mol。相同条件下，若 2 molCH4完全燃烧生成液态水，所放出的热量为 1 mol CO 完全燃烧放出热量的 6.30 倍，CH 4完 全燃烧反应的热化学方程式是 。 8利用太阳能的方法之一，是将装有芒硝的密闭塑料管安装在房屋的外墙内，当太阳照射时，它能把太阳能转化为化学能，达到蓄热作用，使室内保持较低温度； 晚上它能将化学能转化为热能放出，使室内保持温暖，这种作用是利用 反应（用化学方程式表示） 。 9由氢气和氧气反应生成 1mol 水蒸气放热 241.8KJ，写出该反应的热化学方程式： 。若 1g 水蒸气 转化成液态水放热 2.444KJ，则反应 H2(g)+1/2O2(g)=H2O(l)的H= KJ/mol。氢气的燃烧热为 KJ/mol。 答案： 5、D 二、填空题 6、2900KJ/mol C 4H10(g)+13/2O2(g) 4CO2(g)+5H2O(l) H=2900KJ/mol 7、CH 4(g)+2O2(g) = CO2(g) + 2H2O(l)；H=891.15KJ/mol 8、Na 2SO4+10H2O Na2SO410H2O + Q 9、H 2(g)+1/2O2(g)=H2O(g) H=241.8 KJ/mol ； 285.8； 285.8 第三节 化学反应热的计算 课标要求 能用盖斯定律进行有关反应热的简单计算。 课标解读 1.理解盖斯定律的含义。 2掌握盖斯定律在反应热计算中的应用。 盖斯定律 1.内容：不管化学反应是一步或分几步完成，其反应热是相同的。或者说，化学反应的反应热只与反应体系的始态和终态有关，而与反应的途径无关。 如物质 A 变成 C，有下列两种途径： 则有 H1 H2H 3。 2解释：能量的释放或吸收是以发生变化的物质为基础的，二者密不可分，但以物质为主。 3应用：对于进行得很慢的反应，不容易直接发生的反应，产品不纯(即有副反应发生) 的反应，测定这些 反应的反应热有困难，如果应用盖斯定律，就可 以间接地把它们的反应热计算出来。 1已知 H2(g) O2(g)=H2O(g) H241.8 kJ/mol，而 H2O(g) H 2O(l) H 44.0 kJ/mol，请问若 1 mol H2 和 mol O2 反应生成液态水，放出的热量 12 12 是多少？ 【提示】 Q(241.8 kJ/mol44 kJ/mol)1 mol285.8 kJ。 反应热的计算 1.反应热计算的主要依据是热化学方程式、盖斯定律和燃烧热的数据。 2计算反应热的常用解题方法有：列方程式、估算法、十字交叉法等。 如已知：(1)C(s) O 2(g)=CO2(g) H 139 3.5 kJ/mol (2)CO(g) O2(g)=CO2(g) H 2283.0 kJ/mol 12 若 C(s) O2(g)=CO(g)的反应热为 H，则 HH 1 H2 393.5(283.0)kJ/mol110.5_kJ/mol，本题运用了盖斯定律。 12 2已知碳的燃烧热为 393.5 kJ/mol，那么 24 g 碳完全 燃烧，放出的热量是多少？ 【提示】 24 g 碳为 2 mol，放出的热量为 2 mol393.5 kJ/mol787.0 kJ。来源: 对盖斯定律的理解 【问题导思】 物质从始态变为终态，遵循质量守恒，遵循能量守恒吗？ 【提示】 遵循。 应用盖斯定律求反应热时，若方程式的化学计量数变，则反应热要相应变吗？方程式相加减时，反应热如何计算？ 【提示】 a反应热的数值与化学计量数成正比。 b方程式加减时，反应热也要相加减(带符号) 。 (1)从途径角度 化学反应热效应只与反应的始态和终态有关，与过程无关。就像登山到山顶，不管选哪一条路走，从山脚到山顶，山的海拔总是不变。 (2)从反应热总值角度 若一个反应可以分几步进行，则各步反应的反应热之和与该反应一步完成时的反应热是相同的，即反应热总值一定。如图表示始态到终态的反应热。 则 H H1H 2 H3H 4H 5。 (3)从能量守恒角度 我们先从 S 变化到 L，这时体系放出热量( H10)。 整个过程中 H1H 20，能量既不会增加，也不会减少，只会从一种形式转化为另一种形式。 (4)运用盖斯定律解题的常用方法。 通常有两种方法： 其一，虚拟路径法：如 C(s) O2(g )=CO2(g)，可设置如下： H1H 2H 3 其二，加合法：即运用所给化学方程式就可通过加减的方法得到新化学方程式。 如：求 P4(白磷 ) P(红磷)的热化学方程式。 已知：P 4(白磷 ，s)5O 2(g)=P4O10(s) H 1 P(红磷，s) O2(g)= P4O10(s) H 2 54 14 即可用4 得出白磷转化为红磷的热化学方程式。 1虚拟路径法求反应热中，分路径中的量要与总路径的量一致。 2加合法中要根据给定的反应找出要求 的反应的反应物与生成物，把不需要的物质去掉。 把煤作为燃料可通过下列两种途径： 途径 C(s)O 2(g)=CO2(g) H 10 再燃烧水煤气： 2CO(g) O2(g)=2CO2(g) H 30，故反 12 12 应物的总能量小于生成物的总能量。 【答案】 (1)等于 (2)H1 H2 (H3H 4) 12 (3)小于 吸收 高温 应用盖斯定律设计反应过程的要点 (1)当热化学方程式乘以或除以某数时，H 也相应乘以或除以某数。 (2)当热化学方程式进行加减运算时，H 也同样要进行加减运算，且要带“” 、 “”符号，即把 H 看做一个整体进行运算。 (3)通过盖斯定律计算比较反应热的大小时，同样要把 H 看做一个整体。 (4)在设计的反应过程中常会遇到同一物质固、液、气三态的相互转化，物质的状态由“固液气”变化时，会吸热；反之会放热。 (5)当设计的反应逆向进行时，其反应热与正反应的反应热数值相等，符号相反。 1实验中不能直 接测出由石墨与氢气反应生成甲烷的 H，但可测出下面几个反应的热效应： CH4(g) 2O2(g)=CO2(g)2H 2O(l) H1890.3 kJ/mol C(石墨)O 2(g)=CO2(g) H2393.5 kJ/mol H2(g) O2(g)=H2O(l) 12 H3285.8 kJ/mol 来源: 根据 盖斯定律求反应 C(石墨) 2H 2(g)=CH4(g) 的 H4。 【解析】 方法一：因为反应式和之间有以下关系：2。 所以 H4 H22H 3 H1393.52( 285.8)(890.3)74.8(kJ/mol) 方法二：也可以设计一个途径，使反应物经过一些中间步骤最后回到产物： 可见，H 4H 22H 3H 174.8 kJ/mol。 【答案】 H 474.8 kJ/mol来源: 反应热的计算 【问题导思】 反应热计算的依据有哪些？ 【提示】 可依据化学方程式、盖斯定律等。 反应热有哪些计算方法？ 【提示】 列方程法、估算法等。 1反应热计算的依据 (1)根据热化学方程式计算：反应热与反应物各物质的物质的量成正比，即 H1n H。 (2)根据反应物和生成物的能量计算： H生成物的能量和反应物的能量和。 (3)根据反应物和生成物的键能计算：来源: H反应物的键能和生成物的键能和 (4)根据盖斯定律计算：将热化学方程式进行适当的“加” 、 “减”等变形后，由过程的热效应进行计算、比较。 (5)根据物质的燃烧热数值计算： Q(放)n(可燃物 )|H|。 (6)根据比热公式进行计算：Q cmt。 2反应热计算的常用解题方法 (1)列方程法：先写出热化学方程式，再根据热化学方程式所体现的物质与反应热间的关系直接求算反应热。 (2)估算法：根据热化学方程式所表示反应的热效应与混合物燃烧放出的热量，大致估算各成分的比例。 此法主要应用于解答选择题，根据题给信息找出大致范围，便可以此作依据找出答案，此法解题快速、简便。 已知：CH 4(g)2O 2(g)=CO2(g)2H 2O(l) H1；2H 2(g)O 2(g)=2H2O(g) H 2；2H 2(g)O 2(g)=2H2O(l) H3。常温下取体积比 41 的甲烷和氢气的混合气体 11.2 L(标准状况)，经完全燃烧后恢复至室温，则放出的热量为 ( ) A(0.4 molH 10.05 mol H3) B(0.4 molH 10.05 mol H2) C(0.4 molH 10.1 mol H3) D(0.4 molH 10.1 mol H2) 【解析】 先算出甲烷和氢气各自的体积，再根据热化学方程式分别求算它们各自完全燃烧放出的热量，就可求出总热量。也可以求出甲烷和氢气按体积比 41 燃烧的热化学方程式，列比例来求反应放出的总热量。 n(气体) 0.5 mol， 11.2 L22.4 Lmol 1 n(CH4)0.5 mol 0.4 mol，n(H 2)0.5 mol 0.1 mol。燃烧后恢复至室温，H 2O 为液态，所以放出热量： Q0.4 mol(H 1)0.1 mol( ) 45 15 H32 (0.4 molH10.05 molH 3)。 【答案】 A 本题易错选 B。因为忽略了“ 完全燃烧后恢复至室温”时水为液态，也易错选 C，没注意 2 mol H2完全燃烧的反应热为 H3。 2已知：2Zn(s)O 2(g)=2ZnO(s) H 701.0 kJ/mol 2Hg(l)O 2(g)=2HgO(s) H181.6 kJ/mol 则反应 Zn(s)HgO(s)= =ZnO(s)Hg(l)的 H 的( ) A519.4 kJ/mol B259.7 kJ/mol C259.7 kJ/mol D519.4 kJ/mol 【解析】 由盖斯定律，第一个式子减去第二个式子后再除以 2 可得：Zn(s)HgO(s)= =ZnO(s)Hg(l) H( 701.0 kJ/mol181.6 kJ/mol)/2259.7 kJ/mol，故 C 项正确。 【答案】 C 已知下列两个热化学方程式：H 2(g) O2(g) 12 =H2O(l) H2 85.8 kJ/mol C3H8(g)5O 2(g)=3CO2(g)4H 2O(l) H2 220.0 kJ/mol 实验测得氢气和丙烷的混合气体共 5 mol，完全燃烧时放热 3 846.75 kJ，则混合气体中氢 气和丙烷的体积比是_，两者放出的热量之比约为_。 A13 B31 C14 D513 【解析】 设 H2和 C3H8的物质的量分别为 x mol、y mol ，由题意得： Error! 解方程组得 x3.75，y 1.25。 H2和 C3H8的体积之比H 2和 C3H8的物质的量之比3.75 mol1.25 mol31；H 2和 C3H8放出的热量之比 (3.75 mol285.8 kJ/mol)(1.25 mol2 220.0 kJ/mol)513。 【答案】 B D 反应热的计算依据依据热化学方程式：反应热与 各物质的物质的量成正比依据盖斯定律“虚拟路径”法加合法依据物质的燃烧热 H： Q(放)n(可燃物 )|H|依据生成物和反应物的键能之差 HQ(吸) Q (放) 练习题 1(2012南昌三中高二月考)1 mo l 白磷转化为红磷时放出 18.39 kJ 热量，已知：P 4(白磷，s)5O 2(g)=2P2O5(s) Ha kJ/mol(a0)；4P(红磷，s) 5O 2(g) =2P2O5(s) Hb kJ/mol( b0)，则 a 和 b 的关系是 ( ) Aa b Bab Cab。 【答案】 A 2下列关于盖斯定律描述不正确的是( ) A化学反应的反应热不仅与反应体系的始态和终态有关，也与反应的途径有关 B盖斯定律遵守能量守恒定律 C利用盖斯定律可间接计算通过实验难测定的反应的反应热 D利用盖斯定律可以计算有副反应发生的反应的反应热 【解析】 化学反应的反应热与反应的途径无关，只与反应体系的始态和终态有关。 【答案】 A 3已知在 298 K 时，有如下两个热化学方程式： C(s)O 2(g)=CO2(g) H393.5 kJ/mol 2H2(g)O 2(g)=2H2O(g) H483.6 kJ/mol 现有 0.2 mol 炭粉和 H2 的混合物 ，在 O2 中燃烧生成 CO2(g)和 H2O(g)共放出 63.53 kJ 热量，则混合物中炭粉和 H2 的物质的量之比是( ) A12 B23 C32 D11 【解析】 由题意得 Error! 解得 n(C)n(H 2) 0.1 mol，即 n(C)n(H 2)11。 【答案】 D 4(2012辽宁实验中学高二月考) 利用盖斯定律解答下题： 已知：TiO 2(s)2Cl 2(g)=TiCl4(l)O 2(g) H 140 kJ/mol 2C(s)O 2(g) =2CO(g) H221 kJ/mol 写出 TiO2 和焦炭、氯气反应生成 TiCl4 和 CO 气体的热化学方程式：_ _。 【解析】 根据盖斯定律：得 TiO2(s)2Cl 2(g)2C(s)= =TiCl4(l)2CO(g) H 81 kJ/mol。 【答案】 TiO 2(s)2Cl 2(g)2C(s) =TiCl4(l)2CO(g) H81 kJ/mol 第一节 化学反应速率 课标要求 1知道化学反应速率的定量表示方法。 2通过实验测某化学反应的速率。 课标解读 1.了解化学反应速率的定义。 2掌握有关化学反应速率的计算。 3了解实验测定化学反应速率的方法。 化学反应速率 化学反应速率表示方法：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。表达式：v 单位：常用 mol/(Ls)或 mol/(Lmin)举例：对任意一个反 ct 应，用符号来代替具体的化学 物质，反应方程式表示为 mAnB =pYqZ。 用不同物质表示的化学反应速率分别为： v(A) ；v(B) ； v(Z) ； cAt cBt cZt 1同一化学反应，用不同物质表示其反应速率时，数值相同吗？ 【提示】 不一定，若化学计量数相同，则反应速率相同，否则，不相同。 来源: 化学反应速 率的测定 1.测定原理 利用化学反应中与某一种化学物质的浓度(或质量) 相关的性质进行测定。 来源: 2测定方法 (1)利用能够直接观察的某些性质测定 如通过测量释放出一定体积的气体的时间来测定反应速率，或测定一定时间内气体压强的变化来测定反应速率。 (2)利用科学仪器测量物质的性质 如在溶液中，当反 应物或产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已知 2 g 锌粒(假设颗粒大小基本相同 )分别与 40 mL 1 mol/L 和 40 mL 4 mol/L H2SO4 溶液反应，请问你有几种方法分别测定它们反应速率的大小？ 【提示】 (1)测定收集一定体积的 H2时所用的时间。 (2)测定一段时间内溶液中 c(H )的变化。 (3)测定一段时间内 Zn 粒质量的变化。 来源: 来源: 化学反应速率的特点 【问题导思】 对反应 CaCO32HCl= =CaCl2H 2OCO 2能否用 CaCO3 来表示化学反应速率？ 【提 示】 不能用固体或纯液体表示化学反应速率。 化学反应速率是某一时刻的速率吗？ 【提示】 不是，是平均反应速率。 同一反应中用不同物质表示反应速率时，其数值有什么关系？ 【提示】 其数值与化学计量数成正比。来源: 1一个确定的化学反应涉及反应物和生成物，在中学化学里，通常笼统地说化学反应速率快慢时，往往是对整个化学反应而言，例如，H 2F 2=2HF 反应很 快、CH 3COOHCH 3CH2OHCH3COOCH2CH3H 2O 反应很慢等；定量地表示化学反应速率时，是对某种具体物质而言的，例如在 N23H 22NH3 中 v(N2) 0.5 mol(Lmin) 1 等。故描述反应速率时应指明具体物质。 2一般来说，化学反应速率随反应的进行而逐渐减慢。因此，某一段时间内的反应速率，实际上是一段时间内的平均速率，而不是指瞬时速率。 3无论是反应物还是生成物，其化学反应速率值都取正值。 4由于一个化学反应里各物质之间化学计量数不一定相同，所以，在同一个化学反应里，用不同物质表示的化学反应速率不一定相同。但是，各物质的化学反 应速率之比等于它们的化学计量数之比。 5固体或纯液体(注意：不是溶液 )的物质的量浓度可视为不变的常数，因此 ，一般不用固体或纯液 体表示化学反应速率。 例如：2Na2H 2O=2NaOHH 2，则一般不用钠或水表示化学反应速率。 1化学反应速率计算公式中：v ct c 的计算根据 c ，物质的量的计算根据所给的不同条件采用不同的计算方法：n 等。 nV mM VVm NNA 2可用溶液浓度变化来表示反应速率。 (2012 抚顺高二月考)反应 4A(g)3B(g)=2C(g)D(g)，经 2 min，B 的浓度减少 0.6 molL1 。对此反应速率的表示，正确的是( ) 用 A 表示的反应速率是 0.4 molL1 min1 分别用 B、C、D 表示的反应速率其比值为 321 在 2 min 末的反应速率，用 B 表示是 0.3 molL1 min1 在这 2 min 内用 B 表示的反应速率的值是逐渐减小的，用 C 表示的反应速率的值是逐渐增大的 A B C D 【解析】 本题考查对反应速率定义的理解。 根据化学计量数知，A 的浓度减少 0.8 mol/L，故 v(A)0.4 mol/(Lmin)。 B、C、D 的化学计量数之比为 321，故其反应速率之比为 321。 中是 2 min 内的平均反应速率，而不是瞬时速率。 用 B 表示的反应速率逐渐减小，用 C 表示的值也逐渐减少。 【答案】 A 本题对化学反应速率概念的理解不够，易错选，忽略了是 2 min 末，而不是 2 min 内，也易错选，认为反应物浓度小了，生成物浓度大了。 1以下关于化学反应速率的论述中正确的是( ) A化学反应速率可用某时刻生成物的物质的量来表示 B在同一反应中，用反应物或生成物表示的化学反应速率数值是相同的 C化学反应速率是指反应进行的时间内，反应物浓度的减小或生成物浓度的增加 来源: D可用单位时间内氢离子物质的量浓度的变化来表示 NaOH 和 H2SO4 反应的速率 【解析】 化学反应速率是用单位时间内反应物或生成物浓度的改变量来描述的，用不同物质表示时，数值可能不同，所以 A、B、C 都不正确。 【答案】 D 化学反应速率的计算及比较 【问题导思】 已知 A2B C 中，若知道 A 的反应速率，能否确定其他物质的反应速率？ 【提示】 能。根据速率之比等于化学方程式中计量数之比来求算。 比较化学反应速率大小时要注意哪些问题？ 【提示】 见知识点 2。 1化学反应速率的计算 (1)利用化学反应速率的表达式：v ct (2)同一化学反应，用不同物质的浓度变化表示的化学反应速率之比等于反应方程式中相应的物质的化学计量数之比，这是有关化学反应速率的计算或换算的依 据。如：对于化学反应 aA(g)bB(g)= =cC(g)dD(g) ，有下列恒等式：v(A)v(B)v(C) v(D) abcd n(A)n(B) n(C)n(D) c(A)c(B)c(C)c(D) (3)求解 化学反应速率的计算题一般按以下步骤： 写出有关反应的化学方程式。 找出各物质的起始浓度、转化浓度、某时刻浓度。 根据已知条件列方程计算。 例如：反应 mAnB pC 起始浓度(mol/L) a b c 转化浓度(mol/L) x nxm pxm 某时刻浓度(mol/L) ax b c nxm pxm 计算中注意以下关系： 对反应物：c( 起始)c (转化)c(某时刻) 对生成物：c( 起始)c (转化)c(某时刻) 转化率： 100% c转 化 c起 始 2化学反应速率的比较 (1)用同一物质的反应速率比较反应进行的快慢时，必须要保证在速率单位一致的前提下再比较数值的大小。例如，v(H 2)0.1 mol/(Ls)与 v(H2)3 mol/(Lmin) 不能只看数值大小，应该先换算单位统一后，再进行比较。 (2)用不同物质的反应速率比较反应进行快慢时，除要保证单位一致外，还要根据反应速率之比等于化学计量数之比进行换算后再比较。例如，反应 aAbB cC，要比较两种不同情况下的 v(A)与 v(B)的相对大小，即比较 与 ，若 ，则第一种情况下 A 的反应速率较大。 vAa vBb vAa vBb 1在同一化学反应中，虽然用不同物质表示的化学反应速率不一定相同，但是它们表示的实际意义是完全相同 的。 2描述反应速率时应指明具体物质。 (2012 辽阳高二月考)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 mol(Ls)1 B反应开始到 10 s 时，X 的物质的量浓度减少了 0.79 molL1 C反应开始到 10 s 时，Y 的转化率为 79.0% D反应的化学方程式为：X(g)Y(g) Z(g)来源: 【解析】 由图可知，由 010 s，n(X)由 1.20 mol 减少到 0.41 mol，n(Y)由 1.00 mol 减少到 0.21 mol，n(Z)由 0 增加到 1.58 mol，故 v(Z) 0.079 1.58 mol2 L 10 s molL 1s1 ， A 项错；反应开始到 10 s 时，X 的物质的量浓度减少 0.395(molL 1 )，B 项错；c(Y) 100%79.0%，C 项正确；相 1.20 0.412 1.00 mol 0.21 mol1.00 mol 同时间内 X、Y、Z 的物质的量的变化值之比为 0.79 mol0.79 mol1.58 mol 112，故反应的化学方程式为： X(g)Y(g) 2Z(g)，D 项错。 【答案】 C 利用图像进行化学反应速率计算的方法 (1)由图像中各量的变化找出反应物、生成物。 (2)看准图像坐标表示的含义，根据某一时段各物质的变化，找出相应的变化量(c、 n 等)，求反应速率。 (3)根据化学反应速率之比等化学计量数之比，确定相应的化学方程式。 2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)，若经 2 s 后测得 C 的浓度为 0.6 mol/L，现有下 列几种说法： 用物质 A 表示反应的平均速率为 0.3 mol/(Ls) 用物质 B 表示反应的平均速率为 0.6 mol/(Ls) 2 s 时物质 A 的转化率为 70% 2 s 时物质 B 的浓度为 0.7 molL1 。来源: 其中正确的是( ) A B C D 【解析】 解题时先利用所给条件列出“三段式”： 2A(g)B(g) 2C(g) 起始浓度/molL 1 2 1 0 2s 内变化浓度/molL 1 0.6 0.3 0.6 2 s 时浓度/molL 1 1.4 0.7 0.6 依据反应的平均速率的定义可知 (A)v 2 molL 1 1.4 molL 12 s 0.3 mol/(Ls)； 同理可知： (B)0.15 mol/(Ls)；v A 的转化率 100%30% ； 2 molL 1 1.4 molL 12 molL 1 2 s 时 B 的浓度为 0.7 molL1 ，检查选项，只有正确，即 B 项正确。 【答案】 B 比较化学反应速率快慢的方法： (1)化为同一物质：统一单位，把所给反应速率的单位统一； 化成同一物质，根据反应速率之比等于化学计量数之比转化； 比较大小。 (2)直接求得反应速率与对应物质化学计量数的比值，比值越大、反应速率越快，若相等，则反应速率相等。来源: 数理化网 在 2AB 3C5D 反应中，表示该反应速率最快的是( ) Av(A)0.5 mol/(Ls) Bv(B)0.3 mol/(Ls) Cv(C)0.6 mol/(Ls) Dv(D)1 mol/(Ls) 【解析】 比较反应速率时，应该换算成用同一物质表示。将各数据转化为 B 的速率进行比较。 Av(A)0.5 mol/(Ls) ，则 v(B)0.25 mol/(Ls)， Cv(C)0.6 mol/(Ls)，则 v(B)0.2 mol/(Ls)， Dv(D)1 mol/(Ls)，则 v(B)0.2 mol/(Ls)， 所以速率最快的为 B 选项 v(B)0.3 mol/(Ls)。 【答案】 B 化学反应速率概念：定 量描述化学反应进行快慢的物理量表达式：v 计算( 计算大小，比较快慢)测定方法(气体体积变化，浓度变化，显色时间等) ct 练习题 1下面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，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 molL1 s1 就是指在该时间内反应物和生成物的浓度变化平均每秒为 0.5 molL1 D化学反应速率是用来衡量化学反应进行快慢的尺度 【解析】 不是所有化学反应都有明显的现象，A 错误；不是所有的物质都可以用来表示反应速率，固体和纯液体一般不用来表示反应速率，因为固体和纯液 体的浓度不发生变化，视为常数，B 错；该时间内反应物和生成物的浓度变化平均每秒都为 0.5 molL1 ，C 说法 错误，反应速率应该指单位时间内反应物和生成物 的浓度变化；D 正确。 【答案】 D 2对于反应：CaCO 32HCl= =CaCl2H 2OCO 2，下列说法正确的是( ) A用 HCl 和 CaCl2 表示的反应速率数值不同，但所表示的意义相同 B不能用 CaCO3 浓度的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 浓度的减少来表示其反应速率 【解析】 本题考查的是化学反应速率的概念。因为 CaCO3是固体，H 2O 为溶剂，不能用其表示化学反应速率；CaCl 2的浓度在反应过程中会增加。 【答案】 A 32SO 2O 22SO3 经一段时间反应后，SO 3 的浓度增加了 0.4 molL1 ，在这段时间内用 O2 表示的反应速率为 0.04 mol/(Ls)，则这段时间为( ) A0.1 s B2.5 s C5 s D10 s 【解析】 该时间内 SO3的浓度增加了 0.4 molL1 ，根据化学方程式，相同时间内 O2浓度减小了 0.2 molL1 。所以，t 5 s。 cv 0.2 molL 10.04 molLs 【答案】 C 4在不同条件下，分别测得反应 2SO2O 22SO3 的化学反应速率，其中表示该反应进行得最快的是( ) Av(SO 2)4 molL 1 min1 Bv(O 2)3 molL 1 min1 Cv(SO 2)0.1 molL 1 s1 Dv(O 2)0.1 molL 1 s1 【解析】 本题考查的是化学反应速率的比较。以 SO2为标准，并将单位统一，A、B、C、D 选项换算成以 SO2为标准的反应速率后分别为：A.v(SO 2)4 mol/(Lmin)；B. v(SO2)2v(O 2)6 mol/(Lmin)；C. v(SO2)0.160 mol/(Lmin)6 mol/(Lmin)；D.v(SO 2)2v(O 2)20.160 mol/(Lmin) 12 mol/(Lmin)。 【答案】 D来源: 第二节 影响化学反应速率的因素 课标要求 1知道活化能的涵义及其化学反应速率的影响。 2通过实验探究温度、浓度、压强和催化剂对化学反应速率的影响，认识其一般规律。 3认识化学反应速率