苏教版必修2 专题二第一单元 化学反应速率与反应限度（第1课时） 学案.doc

第一单元化学反应速率与反应限度第1课时化学反应速率学习目标核心素养建构1.掌握化学反应速率的定义及表示方法，能进行化学反应速率的计算与比较。2.认识影响化学反应速率的因素，学会控制化学反应速率的常用方法。知 识 梳 理一、化学反应速率1含义：通常用化学反应速率来衡量化学反应进行的快慢，化学反应速率可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。2表达式：v，式中各符号表示的意义：v表示化学反应速率。c反应物或生成物浓度的变化量，单位：moll1。t时间，单位：s、min、h。3单位：moll1s1、moll1min1、moll1h1。4举例：在一个体积为2 l的密闭容器中发生反应2so2o22so3，经过5 s后，测得so3的物质的量为0.8 mol。填写下表：反应物或生成物so2o2so3物质的量浓度变化(moll1)0.40.20.4化学反应速率(moll1s1)0.080.040.08化学反应速率之比212【自主思考】1在描述反应速率时应指明是用哪种物质表示的速率，为什么？提示在同一反应中，用不同物质来表示反应速率时，其数值不一定相同，这些速率的数值之比等于化学方程式中的计量数之比，故描述反应速率时应指明物质。但无论用哪种物质表示，其意义是相同的，都表示该反应在这一时间段内反应的平均速率。2对同一化学反应，在相同的时间内，用不同的物质来表示其化学反应速率时，数值之间有什么关系？提示对同一化学反应，在相同的时间内，用不同的物质来表示的化学反应速率，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。3对于反应c(s)h2o(g)co(g)h2(g)，能否用c和h2o来表示该反应的化学反应速率？提示该反应的化学反应速率不能用c表示，可以用h2o(g)表示，固体或纯液体的浓度可视为常数，因此不用固体或纯液体表示化学反应速率。若反应中水为气体，可以用来表示反应速率，若水为溶剂，则不能用水表示反应速率。二、影响化学反应速率的因素1内因：化学反应速率的大小主要取决于反应物的性质。2外因(1)温度对化学反应速率影响的探究实验操作试管中均为23 ml相同浓度的滴有fecl3溶液的h2o2溶液实验现象产生气泡速率最慢产生气泡速率较快产生气泡速率最快实验结论对于反应2h2o22h2oo2来说，温度越高，h2o2的分解速率越快，反应越快(2)催化剂对化学反应速率影响的探究实验操作实验现象有少量气泡出现产生大量气泡产生大量气泡实验结论mno2、fecl3可以使h2o2分解的速率加快(3)影响化学反应速率的因素除温度和催化剂外，还有反应物浓度、反应物的状态、固体表面积、压强、溶剂、光照等许多因素。人们可以通过这些因素来调控化学反应速率。【自主思考】4人们为什么使用电冰箱储存食物？提示温度越低，食物变质腐败的速率越慢。这也是温度对化学反应速率影响在生活中的应用。5实验室通常要将两种块状或颗粒状的固体药品研细，并混匀后再进行反应，原因是什么？提示固体药品研得越细，其表面积越大，混匀后反应物之间接触的面积也越大，反应就越迅速、充分。6对于反应caco32h=co2h2oca2，能否用增加 caco3的量加快该反应速率？(不考虑接触面的变化)提示否。因为caco3为固体，其物质的量浓度视为常数，增加固体物质的量不影响其浓度，化学反应速率不变。效 果 自 测1判断(1)化学反应速率表示一定时间内任何一种反应物量的减少或生成物量的增加。()(2)对于任何化学反应来说，反应速率越大，反应现象就越明显。()(3)化学反应速率为0.8 moll1s1是指1 s时某物质的浓度为0.8 moll1。()(4)同一反应不同物质的化学反应速率可能不同，它们表示的意义也不同。()答案(1)(2)(3)(4)2对于反应4fes2(s)11o2(g)2fe2o3(s)8so2(g)，改变下列条件不会影响反应速率的是()a增大压强b不断鼓入空气c加入fes2d升高温度解析a项，增大压强使c(o2)增大，加快反应速率；b项，不断鼓入空气使c(o2)增大，加快反应速率；c项，加入fes2的量对反应速率无影响，与fes2的表面积有关；d项，升高温度加快反应速率。答案c探究一、化学反应速率计算【合作交流】1一定条件下，n23h2=2nh3,5 min内n2的浓度由0.1 mol/l减少至0.05 mol/l，则n2的反应速率为多少？提示v(n2)0.01 mol(lmin)1【点拨提升】1定义式v(a)。已知任意两个量，可求第三个量。2化学计量数转换法对于同一个化学反应，用不同物质的浓度变化表示的反应速率之比等于相应物质在反应方程式中的化学计量数之比。例如：对于反应aa(g)bb(g)=cc(g)dd(g)，v(a)v(b)v(c)v(d)abcd。3始转平法：设a moll1、b moll1分别为a、b两物质的起始浓度，mx moll1为反应物a的转化浓度，nx moll1为b的转化浓度，则：ma(g)nb(g)=pc(g)qd(g) ab 00 mx nx px qx amx bnx px qx【典题例证1】反应4a(g)3b(g)=2c(g)d(g)，经2 min，b的浓度减少了0.6 moll1。此反应速率的表示正确的是()a用a表示的反应速率是0.6 moll1min1 b用c表示的速率是0.2 moll1min1c在2 min末的反应速率，用b表示是0.3 moll1min1d在2 min内用b和c表示的反应速率之比为23解析由速率定义式求出b的反应速率：v(b) 0.6 moll1/2 min0.3 moll1min1，由v(a)v(b)v(c)v(d)4321，可得v(a)0.4 moll1min1，v(c)0.2 moll1min1，v(d)0.1 moll1min1，a项错误，b项正确；化学反应速率通常是某一时间段的平均速率而不是瞬时速率，所以选项c的说法错误；用b和c表示的反应速率之比为32，d项错误。答案b【学以致用1】反应a(g)2b(g)c(g)d(g)，在四种不同情况下的反应速率如下，其中反应进行得最快的是()av(a)0.15 moll1min1bv(b)0.6 moll1min1cv(c)0.4 moll1min1dv(d)0.02 moll1s1解析比较不同情况下反应速率的快慢，可以根据同一反应中各物质表示的反应速率之比等于方程式中的计量数之比将各反应速率转化为同一物质，再进行比较。将选项中的速率都转化为a的速率分别为：b选项，v(a)0.3 moll1min1；c选项，v(a)0.4 moll1min1；d选项，v(a)1.2 moll1min1。所以四个选项所表示的速率最快的为d选项。答案d探究二、影响化学反应速率的因素【合作交流】2为了研究碳酸钙与稀盐酸反应的反应速率，某同学通过实验测定反应中生成的co2气体体积随反应时间变化的情况，绘制出如图所示的曲线。请分析讨论以下问题：co2的体积随时间的变化(1)在0t1、t1t2、t2t3各相同的时间段里，反应速率最大的是t1t2时间段，收集到气体最多的是t1t2时间段。(2)试分析三个时间段里，反应速率不同的可能原因(该反应是放热反应)温度升高，浓度减小。(3)在t4后，为什么收集到的气体的体积不再增加？稀盐酸反应完全。3在下列事实中，什么因素影响了化学反应速率？(1)同浓度、同体积的盐酸中放入同样大小的锌粒和镁块，产生气体有快有慢。(2)黄铁矿煅烧时需粉碎成细小的矿粒。(3)集气瓶中有h2和cl2的混合气体，在瓶外点燃镁条时发生爆炸。(4)熔化的kclo3放出气泡很慢，撒入少量mno2很快产生气体。(5)同样大小的石灰石分别在0.1 moll1的盐酸和1 moll1的盐酸中反应速率不同。(6)夏天的食品易变霉，冬天就不易发生该现象。提示(1)反应物本身性质(2)反应物的接触面积(3)光(4)催化剂(5)反应物的浓度(6)反应温度【点拨提升】1浓度(1)只适用于有气体参加或在溶液中进行的化学反应。(2)在一定温度下，固体或纯液态物质的浓度是一个常数，改变其用量，对化学反应速率无影响。(3)化学反应速率与固体颗粒的大小有关，颗粒越小，表面积越大，化学反应速率越大。2温度(1)对任何化学反应都适用，且不受反应物状态的影响。(2)不论是吸热反应还是放热反应，升高温度都能增大化学反应速率，降低温度都能减小化学反应速率。3压强(1)压强对化学反应速率的影响实质是通过改变浓度对化学反应速率的影响实现的。(2)由于固体或液体的体积受压强的影响很小，所以压强只影响有气体参加的化学反应的反应速率。(3)改变压强必须引起反应物或生成物的浓度改变才能改变化学反应速率，否则，化学反应速率不变。(4)压强改变的常见方式恒温恒容：充入稀有气体容器压强增大各反应物的浓度不变化学反应速率不变。恒温恒压：充入稀有气体容器体积增大各反应物的浓度减小化学反应速率减小。恒温：缩小容器体积容器压强增大反应物浓度增大化学反应速率增大。恒温恒容：充入一种反应物增大反应物浓度化学反应速率增大。4催化剂(1)催化剂参与化学反应，但其化学性质在反应前后保持不变。(2)催化剂只有在适宜的温度下才能最大限度地显示其催化作用，不同的催化剂所需要的适宜温度不一定相同。(3)使用催化剂，可逆反应的正、逆反应速率增大的倍数相同。【典题例证2】在密闭系统中有反应c(s)co2(g)2co(g)，能使反应速率加快的措施是()通过减小容器体积增大压强升高温度将炭粉碎通入co2增加炭的量恒容条件下通入n2abcd解析中，增大压强和通入co2都是增大了反应物的浓度，使反应速率加快；中升高温度，反应速率一定加快；中将炭粉碎，增大了炭与co2的接触面积，反应速率加快；中增加炭的量，由于炭是固体，浓度不会改变，故不能使反应速率加快；中恒容条件下通入n2，反应混合物的浓度不变，反应速率不变。答案c 【学以致用2】100 ml 0.6 moll1 h2so4溶液与过量锌粉反应，在一定温度下，为了减缓反应进行的速率，但不影响生成h2的总量，可向反应物中加入适量的()ana2co3固体bnano3溶液ck2so4固体dk2so4溶液解析加入na2co3固体会消耗溶液中的h，减少生成h2的量，a错误；加入nano3溶液会产生no，b错误；加入k2so4固体对反应无影响，c错误。答案d1下列关于化学反应速率的说法正确的是()a化学反应速率是指一定时间内任何一种反应物物质的量的减少或任何一种生成物物质的量的增加b化学反应速率为0.8 moll1s1是指1 s 时某物质的浓度为0.8 moll1c根据化学反应速率的大小可以知道化学反应进行的快慢d对于任何化学反应来说，反应速率越快，反应现象就越明显解析化学反应速率一般以某物质单位时间内的浓度变化量来表示，a 错误；反应速率为0.8 moll1s1表示1 s内某物质的浓度平均变化了0.8 moll1，而不是1 s时的实际浓度，b错误；反应速率有时不一定能察觉，如酸碱中和反应瞬间即能完成，但几乎没有明显现象发生，故d不正确。答案c2在一定条件下 ，反应n23h22nh3在10 l恒容密闭容器中进行，测得2 min内，h2的物质的量由20 mol减少到8 mol，则2 min内h2的化学反应速率为()a1.2 moll1min1b1.8 moll1min1c0.6 moll1min1d0.2 moll1min1解析v(h2)0.6 moll1min1。答案c3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()av(a)0.2 mol(ls)1bv(b)0.2 mol(ls)1cv(b)0.3 mol(ls)1dv(c) 0.2 mol(ls)1解析、中数值最大的，则反应进行的最快，代入数据判断出a项表示的反应速率最快。答案a4现欲用纯净的碳酸钙与稀盐酸反应制取二氧化碳气体，请回答：(1)对于化学反应caco32hcl=cacl2co2h2o，在其他条件一定时，下列措施不能增大初始反应速率的是_(填序号，下同)。a将盐酸的用量增加一倍b盐酸的浓度增加一倍，用量减半c适当加热d将块状碳酸钙换成粉末状固体e增大cacl2的浓度f把2 moll1盐酸换成2 moll1 h2so4(2)为了降低上述化学反应的反应速率，欲向溶液中加入下列物质，你认为可行的是_。a蒸馏水bnacl固体cnacl溶液d浓盐酸除了上述方法外，你认为还可以采取哪些措施来降低化学反应速率_。(3)实验过程如上图所示，分析判断：_段化学反应速率最快，_段单位时间内收集的co2最多。(4)已知某反应的各物质浓度数据如下：aa(g)bb(g)cc(g)起始浓度(moll1) 3.01.002 s末浓度(moll1) 1.8 0.6 0.8据此可推算出abc_，v(a)v(b)v(c)_，v(a)_。解析(1)a项，对于一定浓度的盐酸，增加盐酸的用量并不能增加其浓度，反应速率不变；b项，虽然盐酸用量减半，但因浓度加倍，反应速率增大；c项，温度升高，反应速率增大；d项，caco3为固态物质，粉末状碳酸钙比块状碳酸钙表面积大，反应速率增大；e项，cacl2是生成物，增大cacl2的浓度不能增大化学反应速率；f项，将2 moll1 hcl换为2 moll1 h2so4，虽然c(h)浓度增大，但caco3与h2so4反应生成微溶性的caso4，caso4覆盖在未反应的caco3的表面，阻止了反应的继续进行，反应速率减小。(2)减缓反应速率可采用降低反应物浓度、降低反应温度、减小固体表面积等措施。加蒸馏水或加nacl溶液，降低了反应物浓度；加浓盐酸，加快反应速率；加固体nacl，对反应速率没有影响。(3)化学反应速率是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，改变量越多，反应速率越大。由图像可知ef段单位时间内co2的生成量最多，反应速率最快。(4)化学反应速率之比等于化学方程式各物质的计量数之比，等于各物质的浓度的变化量之比，故v(a)v(b)v(c)abc1.20.40.8312，v(a)0.6 moll1s1。答案(1)aef(2)ac用块状大理石或降低温度等(3)efef(4)3123120.6 moll1s1课时作业基础巩固1下列关于化学反应速率的说法，不正确的是()a化学反应速率是衡量化学反应进行快慢程度的物理量b化学反应速率的大小主要取决于反应物的性质c化学反应速率可以用单位时间内生成某物质的质量的多少来表示d化学反应速率常用单位有moll1s1和moll1min1解析化学反应速率用单位时间内反应物或生成物浓度的变化来表示，而不采用物质的质量或物质的量。答案c2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)表示，则正确的关系式为()a4v(nh3)5v(o2)b5v(o2)6v(h2o)c2v(nh3)3v(h2o)d4v(o2)5v(no)解析在同一化学反应里，各物质的速率之比等于各物质的化学计量数之比。a选项应为5v(nh3)4v(o2)；b选项应为6v(o2)5v(h2o)；c选项应为3v(nh3)2v(h2o)。答案d3反应3a(g)b(g)=2c(g)2d(g)在不同条件下，反应速率分别为v(a)0.6 moll1min1；v(b)0.45 moll1min1；v(c)0.015 moll1s1；v(d)0.45 moll1min1。则此反应在不同条件下进行最快的是()abcd解析题目所给的四个速率是用不同物质来表示的，且所采用的单位也与另外三个不同。必须把它们转化为用同一种物质来表示且单位相同的速率，再作比较。若都转化为用v(a)表示，单位用moll1min1，则v(a)3v(b)30.45 moll1min11.35 moll1min1；v(a)v(c)0.01560 moll1min11.35 moll1min1；v(a)v(d)0.45 moll1min10.675 moll1min1。反应速率相等且最快。故答案为a。答案a4反应4a(s)3b(g)=2c(g)d(g)经2 min，b的浓度减少0.6 moll1。对此反应的化学反应速率的正确表示是()a用a表示的反应速率是0.4 mol(lmin)1b用b表示的反应速率是0.005 mol(ls)1c在2 min末的反应速率，用b表示是0.3 mol(lmin)1d在这2 min内b和c两物质浓度都逐渐减小解析a为固体，一般不用固体表示反应速率，因为固体的浓度一般视为常数，所以a项错误；根据化学反应速率计算公式，v(b)0.6 moll12 min0.3 mol(lmin)10.005 mol(ls)1，故b项正确；v(b)0.3 mol(lmin)1为平均值并非2 min末的反应速率，所以c项错误；b为反应物，c为生成物，两者不可能同时减小，故d项错误。答案b5下列做法，不能使caco32hcl=cacl2co2h2o的反应速率增大的是()a增大盐酸的浓度b碾碎碳酸钙c适当加热d把2 moll1盐酸换成2 moll1 h2so4解析对于题目中的反应，增大反应物浓度、加热、把固体反应物碾碎都能增大反应速率，故a、b、c三项都不合题意；d选项中将2 moll1 hcl换为2 moll1 h2so4，虽然c(h)浓度增大，但caco3与h2so4反应生成微溶性的caso4，caso4覆盖在未反应的caco3的表面，阻止了反应的继续进行，故应选d。答案d6对于反应2no2con22co2，下列叙述中正确的是()a使用催化剂能加快反应的速率b使一种反应物过量一定能提高反应的速率c改变压强对反应速率没有影响d降低温度能加快反应速率解析使用催化剂能加快反应的速率，a正确；一种反应物过量不一定能提高反应的速率，b不正确；对于气体反应物来说，改变压强能够影响反应速率，c不正确；降低温度会降低反应速率，d不正确。答案a7下列各组反应(表中物质均为反应物)，反应刚开始时，放出h2的速率最大的是()选项金属(粉末状)/mol体积/ml酸浓度/moll1酸反应温度/amg0.1106hno360bmg0.1103hcl60cfe0.1103hcl60dmg0.1103h2so460解析金属与硝酸反应不产生h2，排除a项；fe不如mg活泼，排除c项；其他两项中只比较c(h)即可，显然3 moll1盐酸中c(h)小于3 moll1硫酸中c(h)，因此d项放出h2的速率最大。答案d8下列说法正确的是()ana与水反应时增大水的用量可加快反应速率bfe与硫酸反应制取h2时，选用浓硫酸可加快反应速率c两支试管中分别加入相同浓度的过氧化氢，其中一支试管中加少量mno2，两支试管中产生氧气的快慢相同dal在氧气中燃烧生成al2o3，将铝片改成铝粉燃烧更剧烈解析对纯液体改变其用量不影响反应速率，a项错误；常温下，浓h2so4可使铁钝化，不生成h2，b项错误；使用mno2可加快o2的生成速率，c项错误；将铝片改为铝粉，增大了铝与氧气的接触面积，反应速率增大，d项正确。答案d9反应c(s)h2o(g)co(g)h2(g)，在一容积可变的密闭容器中进行。下列条件的改变对其反应速率几乎无影响的是()a压缩容器体积，增大体系压强b加入适当的催化剂c保持压强不变，充入惰性气体使容器容积增大d保持容器容积不变，充入惰性气体使体系压强增大解析压缩容器体积会增大气体浓度，增大反应速率，a有影响；使用催化剂同时改变正、逆反应速率，b有影响；保持压强不变，充入惰性气体使容器容积增大后，气体浓度均减小，减小反应速率，c有影响；保持容器容积不变，充入惰性气体使体系压强增大，但气体浓度等都没有改变，对反应速率无影响。答案d10等质量的铁与过量的盐酸在不同的实验条件下进行反应，测得在不同时间(t)内产生气体体积(v)的变化情况如图，根据图示分析实验条件，下列说法中一定不正确的是()组别对应曲线c(hcl)/moll1反应温度/铁的状态1a30粉末状2b30粉末状3c2.5块状4d2.530块状a第4组实验的反应速率最慢b第1组实验中盐酸的浓度大于2.5 moll1c第2组实验中盐酸的浓度等于2.5 moll1d第3组实验的反应温度低于30 解析从图中四条曲线可判断a反应最快，d反应最慢，a项正确；第1、2组实验温度和第4组相同，铁为粉末状，化学反应速率要快，故第2组实验中盐酸浓度大于或等于2.5 moll1的情况均可以，第1组实验中盐酸的浓度一定大于2.5 moll1，b、c项正确；若第3组实验的温度低于30 ，在其他条件都相同的情况下反应速率应该比第4组慢，与实验事实不符，d项错误。答案d能力提升11(1)在反应a(g)3b(g)=2c(g)中，若以物质a表示的该反应的化学反应速率为0.2 moll1min1，则以物质b表示此反应的化学反应速率为_ moll1min1。(2)在2 l的密闭容器中，充入2 mol n2和3 mol h2，在一定条件下发生反应，3 s后测得n2为1.9 mol，则以h2的浓度变化表示的反应速率为_。(3)将10 mol a和5 mol b放入容积为10 l的密闭容器中，某温度下发生反应：3a(g)b(g)=2c(g)，在最初2 s内，消耗a的平均速率为0.06 moll1s1，则在2 s时，容器中有_ mol a，此时c的物质的量浓度为_。解析(1)根据化学方程式中的计量数关系，v(b)3v(a)30.2 moll1min10.6 moll1min1。(2)解法一：3 s内消耗的n2的物质的量为2 mol1.9 mol0.1 mol，根据化学方程式n23h22nh3，可以计算出3 s内消耗的h2的物质的量为0.3 mol，根据化学反应速率的计算公式，v(h2)0.05 moll1s1。解法二：先计算出以n2表示的化学反应速率v(n2) moll1s1，再根据化学方程式的计量数关系，计算出以h2表示的化学反应速率v(h2)3v(n2)0.05 moll1s1。答案(1)0.6(2)0.05 moll1s1(3)8.80.08 moll112.某温度时，在一个2 l的密闭容器中，x、y、z三种气体物质的物质的量随时间的变化曲线如图所示。根据图中数据，试填写下列空白：(1)该反应第_分钟x、y、z的物质的量不再变化，x所占的体积分数为_。(2)该反应的化学方程式为_。(3)反应开始至2 min，气体x的平均反应速率为_。(4)关于该反应的说法正确的是_