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节化学反应的速率 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 新知导学 达标检测 内容索引 新知导学 1 化学反应速率 通常用 来表示 2 数学表达式为v 3 常用单位为 4 对于化学反应ma g nb g pc g qd g 在一定条件下分别用a b c d表示同一时间内化学反应速率时 v a v b v c v d 一 化学反应速率的表示方法 mol l 1 min 1 mol l 1 h 1 mol l 1 s 1 单位时间内反应物浓度的减少或生成物浓度的增 加 m n p q 化学反应速率应用中的注意事项 1 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 在表示化学反应速率时 不能用固体或纯液体物质来表示 3 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 解析因为caco3是固体 h2o为纯液体 不能用其浓度的变化来表示化学反应速率 d中cacl2为生成物 故应用其浓度的增加表示反应速率 故b c d项错误 在同一反应中 选用不同的物质表示反应速率 反应速率数值之比等于化学方程式中化学计量数之比 数值可能相同 也可能不同 但意义相同 故a项正确 例1对于反应 caco3 2hcl cacl2 h2o co2 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浓度的减小表示其反应速率 答案 解析 方法总结 对于反应caco3 2hcl cacl2 co2 h2o 可以用下列方法来测定反应速率 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 例2用大理石 杂质不与稀盐酸反应 与稀盐酸反应制co2 实验过程记录如图所示 下列有关说法正确的是a oe段表示的反应速率最快b ef段表示的反应速率最快 收集的co2最多c fg段表示的收集的co2最多d og段表示随着时间的推移 反应速率逐渐增大 答案 解析 解析caco3与稀盐酸反应的化学方程式为caco3 2hcl cacl2 co2 h2o 图像的横坐标是时间 纵坐标是生成二氧化碳的体积 很明显是用单位时间内放出co2的体积来表示其反应速率的 表现在图像上就是曲线的斜率 斜率越大 反应速率越大 单位时间内放出的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 反应速率加快的幅度先小 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 方法规律 物质的量 气体体积或物质的量浓度 反应物转化率及物质的百分含量 时间曲线中 斜率大小可以表示反应速率的大小 二 化学反应速率的计算与比较 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 例3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 1 某同学计算此反应的平均速率v h2o mol l 1 s 1 0 015mol l 1 s 1 判断该同学计算结果是否正确 若不正确请改正 答案 解析 不正确 v h2o 2 计算用nh3表示的反应速率v nh3 答案 解析 0 001mol l 1 s 1 3 利用三段式进行计算对于反应 ma g nb g pc g qd g t0s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转化浓度 mol l 1 最终浓度 mol l 1 则v a mol l 1 s 1 v b mol l 1 s 1 答案 例4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 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 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 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 g 3b g 2c g 2d g 得出 故反应在不同情况下进行的快慢顺序为 方法点拨 化学反应速率的大小比较方法方法1 首先统一单位 然后转化为同一物质的反应速率 再比较大小 方法2 首先统一单位 然后同除以对应物质的化学计量数 再比较大小 例5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 3 0 2mol l 1 min 1 解析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 0 4mol l 1 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 0 2mol l 1 min 1 易错警示 1 计算化学反应速率时 容易忽视体积 而用物质的量变化除以时间 2 利用反应速率之比等于化学计量数之比计算反应速率时 容易忽略化学计量间的比值 例6一定温度下 某2l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 解析由图像信息可知 反应过程中x y的物质的量不断减少 故x y为反应物 答案 解析 x y 2 0 10s时 平均反应速率v z 答案 解析 0 079mol l 1 s 1 3 0 10s时 平均反应速率v x 填 或 v y 解析0 10s时 c x c y 故v x v y 答案 解析 4 该反应的化学方程式为 解析由图中信息可知 n x n y n z 1 1 2 即三者在化学方程式中的系数之比为1 1 2 反应物 生成物共存 故为可逆反应 答案 解析 易错警示 书写可逆反应的化学方程式时 容易将可逆号写成等号 达标检测 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 5 6 2 已知4nh3 g 5o2 g 4no g 6h2o g 若反应速率分别用v nh3 v o2 v no v h2o mol l 1 min 1 来表示 下列关系正确的是 答案 1 2 3 4 5 6 3 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 1 2 3 4 5 6 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 1 2 3 4 5 6 4 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图所示 对该反应的推断合理的是 答案 解析 1 2 3 4 5 6 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 解析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 5 6 5 在n2 g 3h2 g 2nh3 g 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 答案 解析 1 2 3 4 5 6 6 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 答案 解析 1 2 3 4 5 6 2h2 g co g ch3oh g 测定的部分实验数据如下 1 在500s内用h2表示的化学反应速率是 2 96 10 3mol l 1 s 1 2 96 10 3mol l 1 s 1 2 在1000s内用co表示的化学反应速率是 1000s时co的转化率是 解析在1000s内反应了的h2的浓度是 c h2 5 00mol