苏教版选修4 专题2第一单元 化学反应速率——化学反应速率的表示方法 课件（78张）.ppt

化学反应速率的表示方法 一 化学反应速率1 表示 用单位时间内 来表示 2 数学表达式 3 常用单位 或 反应物浓度 常用物质的量 浓度 的减少或者生成物浓度的增加 v a c a t mol l 1 min 1 mol l 1 s 1 4 与化学方程式中各物质的化学计量数的关系 对于反应aa bb cc dd有 v a v b v c v d c a c b c c c d n a n b n c n d a b c d 微点拨 1 对于可逆反应来说各物质所表示的反应速率之比 等于该化学反应方程式中对应物质的化学式前的化学计量数之比 即系数之比 这里的反应速率是只指向同一方向进行的速率之比 2 化学反应速率是指某一时间段内的平均反应速率 而不是某一时刻的瞬时反应速率 二 化学反应速率的测定1 测定原理 2 常用方法 1 比色法 在溶液中 当反应物或生成物本身有较明显的颜色时 人们常利用 和显色物质浓度的正比关系来跟踪反应的过程和测量反应速率 2 量气法 测定单位时间内收集气体的体积或收集相同体积的气体所用的时间 颜色深浅 如图 通过测量一定时间内产生co2气体的 可测定该反应的速率 体积 自我小测 1 思考辨析 1 对于任何化学反应 反应速率越快 反应现象越明显 分析 如氢氧化钠与盐酸的反应现象不易观察 2 铁和盐酸反应生成h2 该反应的反应速率可表示为v fe 1mol l 1 s 1 分析 固体和纯液体的浓度视为常数 不能用它们表示化学反应速率 3 化学反应速率0 8mol l 1 s 1是指1s时某物质的浓度为0 8mol l 1 分析 化学反应速率是指单位时间内反应物或生成物浓度的变化量 而不是剩余量 4 对于同一化学反应中 选用不同的物质表示化学反应速率时 其数值一定不同 分析 也可能相同 这取决于化学式前的化学计量数 2 在5l的密闭容器内进行反应 某一反应物的物质的量半分钟内减少了0 6mol 则该反应物在这半分钟内的反应速率为 a 0 04mol l 1 min 1b 0 008mol l 1 min 1c 0 24mol l 1 min 1d 0 12mol l 1 min 1 解析 选c v 0 24mol l 1 min 1 3 已知4a 5b 2c 2d 则关于反应速率 正确的关系是 a 4v a 5v b b 5v b 6v d c 2v a 3v d d 2v b 5v c 解析 选d 根据化学反应的速率之比 化学计量数之比 先列出比例式 再转化为等式 即可求解 注意比例不要弄反 4 如图所示为800 时a b c三种气体在密闭容器中反应时浓度的变化 下列分析错误的是 a 发生的反应可表示为2a g 2b g c g b 前2mina的分解速率为0 1mol l 1 min 1c 开始时 正逆反应同时开始d 2min时 a b c的浓度之比为2 3 1 解析 选c 反应过程中a的浓度减小 b c浓度增大 则a为反应物 b c为生成物 根据浓度的变化量得2a g 2b g c g 前2min v a 0 1mol l 1 min 1 开始时加入的物质为a和b没有c 说明反应是从正方向开始的 根据图象2min时a b c的浓度分别为0 2mol l 1 0 3mol l 1 0 1mol l 1 a b c的浓度之比为2 3 1 5 在四个不同的容器中 在不同的条件下进行合成氨反应 n2 3h22nh3 根据在相同时间内测定的结果判断 生成氨气的速率最快的是 a v h2 0 3mol l 1 s 1b v n2 0 2mol l 1 s 1c v nh3 0 25mol l 1 s 1d v h2 0 4mol l 1 s 1 解析 选b 以氮气的反应速率为标准 则有a项 v n2 v h2 0 1mol l 1 s 1 b项 v n2 0 2mol l 1 s 1 c项 v n2 v nh3 0 125mol l 1 s 1 d项 v n2 v h2 0 133mol l 1 s 1 故b项反应速率最快 6 sj选修4 p41改编 a与b反应生成c的化学反应方程式为a 2b 3c a与b的起始浓度均为1 0mol l 1 反应进行2min后a的浓度为0 8mol l 1 则2min内反应的平均速率v b 为 a 0 4mol l 1 min 1b 0 8mol l 1 min 1c 0 3mol l 1 min 1d 0 2mol l 1 min 1 解析 选d 2min内 c a 1 0mol l 1 0 8mol l 1 0 2mol l 1 则v a 0 1mol l 1 min 1 根据化学反应的速率之比 化学计量数之比 v b 0 2mol l 1 min 1 一 化学反应速率的有关计算 核心突破 1 定义式法 2 三段式 法 1 写出有关反应的化学方程式 2 找出各物质的起始量 转化量 某时刻量 3 根据已知条件列方程计算 例如 反应ma nbpc起始浓度 mol l 1 abc转化浓度 mol l 1 xnx mpx m某时刻浓度 mol l 1 a xb nx mc px m 计算时注意以下关系 对于反应物 c 起始 c 转化 c 某时刻 对于生成物 c 起始 c 转化 c 某时刻 3 化学计量数法 对于任意化学反应 ma nb pc qd 用不同反应物或生成物表示的反应速率 数值之比等于化学计量数之比 若已知某一反应物或生成物的反应速率 可以利用此关系求解未知的某一反应物或生成物的反应速率 如对化学反应n2 3h22nh3 已知v n2 xmol l 1 min 1 则可以求得v h2 v nh3 分别为3xmol l 1 min 1 2xmol l 1 min 1 警示 化学反应速率计算注意问题 1 计算时的主要依据是化学反应速率的计算公式 v a 2 公式中用的是物质浓度的变化量 因此要注意题目中给出量的单位 1mol l 1 min 1 60mol l 1 s 1 3 利用各物质化学计量数之比可计算出各物质表示的反应速率间的关系 4 不能用纯固体 纯液体来表示反应的速率 典题通关 典例 某温度时 在体积为2l的密闭容器中 x y z三种物质的物质的量随时间变化的曲线如图所示 其中a b c三点的坐标分别为 1 0 7 3 1 4 3 0 8 已知转化率 100 下列说法中正确的是 世纪金榜导学号18896023 a 该反应的化学方程式是3x y 2zb 3min时 x的转化率为70 c 达平衡时 c y 0 7mol l 1d 前1min内 v z 0 3mol l 1 min 1 解题指南 解答本题要明确以下三点 1 注意审题 图象的纵坐标表示的是物质的量 2 计算反应速率时 要将各组分的物质的量的变化转化为物质的量浓度的变化值计算 3 由于反应进行到最大限度时 各组分的物质的量均不等于零 所以该反应为可逆反应 解析 选c 由题干图可知 达到平衡时 x的物质的量变化为2 0mol 1 4mol 0 6mol y的物质的量变化为1 6mol 1 4mol 0 2mol z的物质的量变化为0 8mol 0 4mol 0 4mol 所以它们的化学计量数之比为3 1 2 又因为该反应为可逆反应 所以正确的化学方程式应为3x y2z a选项错误 3min时 x的转化率为 100 30 b选项错误 达 平衡时 c y 0 7mol l 1 c选项正确 前1min内 z的物质的量变化为0 7mol 0 4mol 0 3mol 其反应速率为v z 0 15mol l 1 min 1 d选项错误 延伸探究 1 达到平衡时 x的物质的量分数为多少 提示 平衡时 n x 1 4mol n y 1 4mol n z 0 8mol 混合物的总物质的量为n 总 1 4mol 1 4mol 0 8mol 3 6mol 混合物中x的物质的量分数为 100 38 9 2 达到平衡时 y和z的反应速率相等吗 提示 平衡时 v y 0 033mol l 1 min 1 v z 0 067mol l 1 min 1 所以二者速率不相等 或在任何时候 化学反应速率之比都等于化学计量数之比 所以v y v z 1 2 不可能相等 过关训练 1 2017 台州高二检测 化学反应4a s 3b g 2c g d g 2min末b的浓度共减少0 6mol l 1 对此反应速率的表示正确的是世纪金榜导学号18896024 a 用a表示的反应速率是0 4mol l 1 min 1b 分别用b c d表示的反应速率其比值是3 2 1c 2min末反应速率用b表示是0 3mol l 1 min 1d 2min内 v b 是v d 的 解析 选b 首先看化学方程式中各物质的状态 物质a是固体 浓度不变 不能用a表示该反应的反应速率 根据速率之比等于化学计量数之比 v b v c v d 3 2 1 2min末的反应速率为即时速率 用b表示速率0 3mol l 1 min 1是2min内的平均速率 2min内 v b 3v d 2 2017 舟山高二检测 把0 6mol气体x和0 4mol气体y混合于2 0l的密闭容器中 发生如下反应 3x g y g nz g 2w g 测得5min末已生成0 2molw 又知以z表示的平均反应速率为0 01mol l 1 min 1 则n的值是 a 1b 2c 3d 4 解析 选a v w 0 02mol l 1 min 1 又因v z 0 01mol l 1 min 1 即v w v z 0 02 0 01 2 1 3 2017 杭州高二检测 化合物a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4 8min内的平均反应速率和推测反应16min时反应物的浓度 结果应是世纪金榜导学号18896025 a 2 5mol l 1 min 1和2 0mol l 1b 2 5mol l 1 min 1和2 5mol l 1c 3 0mol l 1 min 1和3 0mol l 1d 5 0mol l 1 min 1和3 0mol l 1 解析 选b 第8min与第4min时反应物浓度差为10mol l 1 t为4min 所以在4 8min内的平均反应速率为2 5mol l 1 min 1 可以排除c d两个选项 图中从0min开始到8min反应物浓度降低到了原来的1 4 根据这一幅度 可以推测从第8min到第16min应该也降低到了原来的1 4 即由10mol l 1 降低到2 5mol l 1 因此推测第16min反应物的浓度为2 5mol l 1 所以可以排除a而选b 补偿训练 在体积为vl的密闭容器中进行如下反应ma g nb g pc g qd g 在tmin内用a物质表示的平均反应速率为mol l 1 min 1 则tmin时 d增加的物质的量为 解析 选d v a v d m q 所以v d n d c d v v d t v mol l 1 min 1 tmin vl mol 二 化学反应速率大小的比较 核心突破 1 统一标准法 当比较同一反应的速率相对大小时 换算成同一物质表示 单位统一 再比较数值大小 即要两个 统一 同一物质 单位相同 例如 对于反应2so2 o22so3 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 比值比较法 比较化学反应速率与其相应的化学计量数的比值的大小 在单位相同时 数值大者反应速率大 例如 对于反应ma nbpc qd 若v a m v b n 则反应速率a b 警示 比较反应速率大小的注意事项 1 比较时 一定要转化为同一物质的反应速率 2 注意反应速率的单位是否一致 典题通关 典例 下列四个数据都表示合成氨的反应速率 其中速率代表相同条件下同一反应的是 v n2 0 6mol l 1 min 1 v nh3 1 8mol l 1 min 1 v h2 1 2mol l 1 min 1 v h2 0 045mol l 1 s 1a b c d 解题指南 解答本题要明确以下3点 1 同一反应中 用不同物质表示的速率 速率可能不同 但表示反应快慢一样 2 不同物质表示的速率符合速率之比等于化学计量数之比 即可代表同一反应 3 注意反应速率的单位要一致 解析 选d 合成氨的反应为3h2 n22nh3 v n2 v nh3 0 6mol l 1 min 1 1 8mol l 1 min 1 1 3 不等于化学计量数之比 不能表示相同条件下同一反应 故a错误 v n2 v h2 0 6mol l 1 min 1 1 2mol l 1 min 1 1 2 不等于化学计量数之比 不能表示相同条件下同一反应 故b错误 v h2 0 045mol l 1 s 1 2 7mol l 1 min 1 与 v h2 1 2mol l 1 min 1不相等 不能表示相同条件下同一反应 故c错误 v h2 0 045mol l 1 s 1 2 7mol l 1 min 1 v nh3 v h2 1 8mol l 1 min 1 2 7mol l 1 min 1 2 3 等于化学计量数之比 表示相同条件下同一反应 故d正确 延伸探究 上述四个反应的反应速率由快到慢的顺序是 提示 分别换算成 v n2 为0 9mol l 1 min 1 v n2 为0 4mol l 1 min 1 v n2 为0 9mol l 1 min 1 反应速率由快到慢的顺序是 过关训练 1 2017 宁波高二检测 对于反应n2 g 3h2o g 2nh3 g o2 g 在不同时间段内所测反应速率如下 则表示该化学反应进行最快的是 a v nh3 1 5mol l 1 min 1b v n2 1 2mol l 1 min 1c v h2o 1 67mol l 1 min 1d v o2 1 5mol l 1 min 1 解析 选b 将选项中反应速率换算成同一物质的反应速率 一般化为化学计量数为1的物质 如当v nh3 1 5mol l 1 min 1 v h2o 1 67mol l 1 min 1 v o2 1 5mol l 1 min 1 换算成v n2 分别为0 75mol l 1 min 1 0 56mol l 1 min 1 1 0mol l 1 min 1 然后进行比较 2 2017 绍兴高二检测 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 1 3min时 c c mol l 1 n 2 v b 3 在不同条件下的化学反应速率如下 其中最快的是 a v a 1mol l 1 min 1b v b 0 8mol l 1 min 1c v c 1 2mol l 1 min 1d v a 1 6mol l 1 min 1 解析 1 3min时 c c v c t 0 6mol l 1 min 1 3min 1 8mol l 1 2a g b g nc g 起始浓度 mol l 1 200转化浓度 mol l 1 1 20 61 83min时 mol l 1 0 80 61 8 故2 n 1 2mol l 1 1 8mol l 1 解得n 3 2 v b 0 2mol l 1 min 1 3 因为最大 即v b 0 8mol l 1 min 1和v a 1 6mol l 1 min 1的反应速率最大 答案 1 1 83 2 0 2mol l 1 min 1 3 b d 补偿训练 将n2 h2的混合气体分别充入甲 乙 丙三个容器 进行合成氨反应 经过相同的一段时间后 测得反应速率分别为甲 v h2 3mol l 1 min 1 乙 v n2 2mol l 1 min 1 丙 v nh3 1mol l 1 min 1 则三个容器中合成氨的反应速率 a v 甲 v 乙 v 丙 b v 乙 v 丙 v 甲 c v 丙 v 甲 v 乙 d v 乙 v 甲 v 丙 解析 选d 由化学方程式3h2 n22nh3 得v h2 v n2 v nh3 3 1 2 将各物质的反应速率转化为n2的反应速率 甲 v n2 1mol l 1 min 1 乙 v n2 2mol l 1 min 1 丙 v n2 0 5mol l 1 min 1 所以有v 乙 v 甲 v 丙 化学反应速率的测定核心素养 能发现和提出有探究价值的问题