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）课件 鲁科版选修4.ppt

第1课时化学反应速率 第2章第3节 学习目标定位1 了解化学反应速率的概念 会定量表示化学反应速率 2 掌握化学反应速率的简单计算 会比较化学反应速率的快慢 一化学反应速率的表示方法 达标检测提升技能 二化学反应速率的计算及应用 内容索引 一化学反应速率的表示方法 新知导学 1 按下列要求完成实验 观察反应现象 比较反应速率的大小 将0 3g镁粉加入50ml2mol l 1盐酸中 将0 3g镁粉加入50ml1mol l 1盐酸中 1 两实验产生气泡较快的是 镁粉完全溶解所需时间的大小关系是 反应速率的大小关系是 2 下列方法中能够表示上述实验化学反应速率的是 a 单位时间内盐酸溶液的物质的量浓度变化b 单位时间内氯化镁溶液的物质的量浓度变化c 单位时间内镁的质量变化d 单位时间内镁的物质的量变化 ab 3 若用单位时间内盐酸浓度的减小 或氯化镁溶液浓度的增大 来表示上述反应的速率 需要 并利用关系式计算出 反应 准确量取盐酸的体积 中消耗的盐酸或生成的氯化镁的物质的量 2 在一个体积为2l的密闭容器中发生反应 2so2 o2 2so3 经5s后 测得so3的物质的量为0 8mol 填写下表 0 08 0 4 0 2 0 04 0 08 2 1 2 0 4 1 化学反应速率表示方法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 其数学表达式为 c表示某物质浓度的变化 常用单位mol l 1 t表示时间变化 常用单位s min或h 2 注意问题 1 一般来说 随着反应的逐渐进行 反应物浓度会逐渐减小 化学反应速率也会逐渐减慢 因此 化学反应速率通常是指某一段时间内的平均反应速率 而不是瞬时反应速率 2 在同一化学反应中 选用不同物质表示化学反应速率 其数值可能相同也可能不相同 但表示的意义相同 因此 表示化学反应速率时 必须指明用哪种物质作为标准 在v的后面将该物质的化学式用括号括起来 3 用不同反应物表示化学反应速率时 化学反应速率之比 物质的量浓度变化之比 物质的量变化之比 化学计量数之比 4 用浓度变化表示化学反应速率只适用于气体和溶液中的溶质 不适用于固体和纯液体 1 根据反应4fes2 11o2 2fe2o3 8so2 试回答下列问题 1 常选用哪些物质来表示该反应的化学反应速率 活学活用 答案 解析 一般不用固体和纯液体来表示反应速率 所以可用o2和so2来表示该反应的反应速率 so2或o2 2 当生成so2的速率为0 64mol l 1 s 1时 则氧气减少的速率 不同物质表示的反应速率和方程式中对应化学计量数成正比 所以氧气减少的速率为0 64mol l 1 s 1 0 88mol l 1 s 1 答案 解析 0 88mol l 1 s 1 3 如测得4s后o2的浓度为2 8mol l 1 此时间内so2的反应速率为0 4mol l 1 s 1 则开始时氧气的浓度为 答案 解析 此时间内so2的速率为0 4mol l 1 s 1 则氧气表示的速率为0 4mol l 1 s 1 0 55mol l 1 s 1 所以氧气的变化浓度为0 55mol l 1 s 1 4s 2 2mol l 1 则开始时氧气的浓度为2 8mol l 1 2 2mol l 1 5 0mol l 1 5 0mol l 1 2 已知4nh3 5o2 4no 6h2o 若反应速率分别用v nh3 v o2 v no v h2o mol l 1 min 1 来表示 下列关系正确的题是a v nh3 v o2 b v o2 v h2o c v nh3 v h2o d v o2 v no 答案 二化学反应速率的计算及应用 1 反应4nh3 g 5o2 g 4no g 6h2o g 在10l密闭容器中进行 半分钟后 水蒸气的物质的量增加了0 45mol 则此反应的平均速率v x 反应物的消耗速率或产物的生成速率 可表示为a v nh3 0 010mol l 1 s 1b v o2 0 0010mol l 1 s 1c v no 0 0010mol l 1 s 1d v h2o 0 045mol l 1 s 1 新知导学 答案 解析 2 反应a 3b 2c 2d在四种不同情况下的反应速率分别为 v a 0 15mol l 1 min 1 v b 0 01mol l 1 s 1 v c 0 40mol l 1 min 1 v d 0 45mol l 1 min 1则该反应在不同情况下进行的快慢顺序为 答案 解析 方法一 将以不同物质表示的反应速率换算为用同一物质表示的速率 再比较速率数值的大小 若以物质a为标准 根据用不同物质表示同一反应的速率时 速率之比等于各物质的化学计量数之比 将 的反应速率换算为用物质a表示的反应速率 则有 v a v b 0 01mol l 1 s 1 60s min 1 0 20mol l 1 min 1 v a v c 0 40mol l 1 min 1 0 20mol l 1 min 1 v a v d 0 45mol l 1 min 1 0 225mol l 1 min 1故反应在不同情况下进行的快慢顺序为 方法二 首先将反应速率单位统一为mol l 1 min 1 则 v b 0 60mol l 1 min 1 然后根据反应速率与对应物质化学计量数之比的大小进行判断 由化学方程式a 3b 2c 2d得出 故反应在不同情况下进行的快慢顺序为 3 可逆反应n2 3h2 2nh3的正 逆反应速率可用单位时间内各反应物或生成物浓度的变化来表示 下列各关系中能说明反应已达到平衡状态的是a 3v正 n2 v正 h2 b v正 n2 v逆 nh3 c 2v正 h2 3v逆 nh3 d v正 n2 3v逆 h2 答案 解析 对于同一物质而言 v正 v逆时 该反应达到化学平衡状态 两种物质表示的v正 v逆 化学方程式中对应物质的化学计量数之比 则任一物质的生成 消耗速率相等 由此可知本题应选c项 1 化学反应速率的计算方法 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 3 利用三段式进行计算 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 对于反应 ma nb pc qd t0时 a的浓度为amol l 1 b的浓度为bmol l 1 反应进行至t1s时 a消耗了xmol l 1 则反应速率可计算如下 ma nb pc qd起始浓度 mol l 1 ab00 计算时注意以下量的关系 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 化学速率比较方法 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 o2 2so3 如果a v so2 2mol l 1 min 1 b v o2 3mol l 1 min 1 c v so3 4mol 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 1mol l 1 min 1 c v o2 2mol 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 nb pc qd 若v a m v b n 则反应速率a b 3 在n2 3h2 2nh3的反应中 经过一段时间后 nh3的浓度增加了0 6mol l 1 在此段时间内用h2表示的平均反应速率为0 45mol l 1 s 1 则此段时间是a 1sb 2sc 44sd 1 33s 活学活用 答案 解析 本题考查化学反应速率的有关计算 已知用h2表示的平均反应速率为0 45mol l 1 s 1 则用nh3表示的平均反应速率为v nh3 v h2 0 45mol l 1 s 1 0 3mol l 1 s 1 4 对于反应a g 3b g 2c g 下列各数据表示不同条件下的反应速率 其中反应进行得最快的是a v a 0 01mol l 1 s 1b v b 0 02mol l 1 s 1c v b 0 60mol l 1 min 1d v c 1 0mol l 1 min 1 答案 解析 对于同一反应在不同条件下的反应速率进行比较时 必须选定同一种速率单位和同一种物质 这样比较才有意义 如选择b物质和单位mol l 1 min 1 并依据 各物质的速率之比等于化学方程式中计量数之比 进行相应的换算 然后进行对比 a项 v b 3v a 3 60s min 1 0 01mol l 1 s 1 1 8mol l 1 min 1 b项 v b 60s min 1 0 02mol l 1 s 1 1 2mol l 1 min 1 d项 v b v c 1 5mol l 1 min 1 经过比较可知a项反应进行的最快 达标检测提升技能 1 在2l密闭容器内 某气体反应物在2s内由8mol变为7 2mol 则用该气体表示该反应的平均反应速率为a 0 4mol l 1 s 1b 0 3mol l 1 s 1c 0 2mol l 1 s 1d 0 1mol l 1 s 1 答案 解析 1 2 3 4 a 该反应的化学方程式为3b 4d 6a 2cb 反应进行到1s时 v a v d c 反应进行到6s时 b的平均反应速率为0 05mol l 1 s 1d 反应进行到6s时 各物质的反应速率相等 答案 解析 1 2 3 4 2 一定温度下 向容积为2l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下图所示 对该反应的推断合理的是 a中各物质的物质的量变化之比等于化学方程式中计量数之比 n a n b n c n 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 4c 6a 2d 错误 不论在什么时刻 用各物质表示的速率之比等于计量数之比 b d错误 1 2 3 4 3 将化合物a的蒸气1mol充入0 5l容器中加热分解 2a g b g nc g 反应到3min时 容器内a的浓度为0 8mol l 1 测得这段时间内 平均速率v c 0 6mol l 1 min 1 则化学反应方程式中n值为 v b 答案 解析 1 2 3 4 3 0 2mol l 1 min 1 因为化学反应方程式中各物质的化学计量数之比等于相应物质的反应速率之比 所以欲求n值 可先求v a 的值 c a 2mol l 1 0 8mol l 1 1 2mol l 1 a的化学反应速率 min 1 则v a v c 2 n 0 4mol l 1 min 1 0 6mol l 1 min 1 2 3 故n 3 v b v a 0 4mol l 1 min 1 0 2mol l 1 min 1 1 2 3 4 0 4mol l 1 4 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 1 2 3 4 1 在500s内用h2表示的化学反应速率是 答案 解析 1 2 3 4 2 96 10 3mol l 1 s 1 在500s内 v h2 2 96 10 3mol l 1 s 1 1 2 3 4 2 在1000s内用co表示的化学反应速率是 1000s时co的转化率是