人教版必修2 第2章第3节 化学反应的速率和限度（第1课时） 学案 (3).doc

第三节化学反应的速率和限度第1课时化学反应的速率学习目标核心素养建构1.了解化学反应速率的含义及其表示方法。2了解影响化学反应速率的因素。初步了解控制化学反应速率的方法。知 识 梳 理一、化学反应速率1表示化学反应速率通常用单位时间内反应物浓度的减少量或生成物浓度的增加量来表示。(1)计算公式：v(a)。(2)常用单位：moll1s1或moll1min1。2意义化学反应速率是用来衡量化学反应进行快慢程度的物理量，同一化学反应用不同的物质来表示化学反应速率时，其数值可能不同，但这些数值所表示的意义相同。3规律对于同一反应，用不同的物质来表示反应速率，其比值一定等于化学方程式中相应的化学计量数之比。如对于反应：ma(g)nb(g)pc(g)qd(g)，v(a)v(b)v(c)v(d)mnpq。【自主思考】1甲、乙两容器都进行ab的反应，甲每分钟减少4 mol，乙每分钟减少2 mol，甲中的反应比乙中快吗？提示不一定。因为容器的体积不确定。二、外界条件对化学反应速率的影响1实验探究温度、催化剂对化学反应速率的影响(1)温度对化学反应速率影响的探究实验操作实验现象溶液中产生气泡速率的相对大小为热水常温冷水实验结论其他条件不变时，温度越高，反应速率越大(2)催化剂对化学反应速率影响的探究实验操作实验现象产生气泡的速率的相对大小为，实验结论催化剂能加大h2o2分解的反应速率2.外界条件对化学反应速率的影响【自主思考】2实验室进行化学反应时，通常把一些固体物质溶于水配成溶液再进行反应。原因是什么？提示固体物质溶于水后，增大了接触面积，从而提高了化学反应速率。效 果 自 测1判断正误，正确的打“”，错误的打“”。(1)对于任何化学反应来说，反应速率越大，反应现象就越明显()(2)由v计算平均速率，用反应物表示为正值，用生成物表示为负值()(3)同一化学反应，相同条件下用不同物质表示的反应速率，其数值可能不同，但表示的意义相同()(4)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()(5)升温时不论吸热反应还是放热反应，反应速率都增大()(6)一定量的锌与过量的稀硫酸反应制取氢气，为减慢反应速率而又不影响生成h2的量，可向其中加入kno3溶液()(7)碳酸钙与盐酸反应的过程中，再增加caco3固体，反应速率不变，但把caco3固体粉碎，可以加快反应速率()答案(1)(2)(3)(4)(5)(6)(7)2在下列事实中，什么因素影响了化学反应的速率？(1)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：_。(2)黄铁矿煅烧时需粉碎成细小的矿粒：_。(3)ki晶体和hgcl2晶体混合后无明显现象，若一起投入水中，很快生成红色hgi2：_。(4)熔化的kclo3放出气泡很慢，撒入少量mno2很快产生气体：_。(5)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：_。(6)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：_。(7)夏天的食品易变霉，冬天就不易发生该现象：_。(8)葡萄糖在空气中燃烧时需要较高的温度，可是在人体内，在正常体温(37 )时，就可以被氧化，这是因为：_。解析影响化学反应速率的因素除了浓度、温度、压强、催化剂以外，光、电磁波、超声波、反应物颗粒的大小、溶剂的性质等，也会对化学反应速率产生影响。答案(1)光(2)反应物的接触面积(3)在溶液中，水作溶剂，增大了接触面积(4)催化剂(5)反应物本身的性质(6)反应物的浓度(7)反应温度(8)人体里的生物酶起催化作用，可以降低葡萄糖氧化反应所需要的能量，所以在人体温度的范围内就可以发生反应探究一、化学反应速率的正确理解及计算方法【合作交流】1一个化学反应的速率可以用任何一种反应物或生成物来表示吗？提示由于c表示的是物质的物质的量浓度的变化，而固态物质和纯液态物质的浓度在一定温度下是常量，所以这种表示化学反应速率的方法不适合固态物质和纯液态物质。2探究在同一化学反应中，用不同物质表示该反应的速率时，各数据之间有什么关系？提示同一化学反应，用不同物质的浓度变化表示的化学反应速率之比等于化学方程式中相应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。3思考用v计算出来的速率，是某一时刻的瞬时速率还是某段时间内的平均速率？提示化学反应速率实际上指的是某物质在某一段时间内化学反应的平均速率，而不是某一时刻的瞬时速率。4已知反应a(g)3b(g)=2c(g)，在不同条件下，分别用a、b、c三种物质表示的速率为：v(a)0.2 mol/(ls)v(b)0.45 mol/(ls)v(c)0.45 mol/(ls)，则通过所学知识比较此反应在上述条件下进行的快慢程度。提示用不同物质比较化学反应速率快慢时，要转化为同种物质表示的反应速率，然后再进行比较。根据化学反应速率之比等于化学方程式中的化学计量数之比，将中的反应速率都用a表示为：v(a)0.15 mol/(ls)，v(a)0.225 mol/(ls)，故三者速率大小为。【点拨提升】1化学反应速率的正确理解2化学反应速率的计算方法(1)根据v(a)计算。(2)根据同一化学反应不同物质的速率之比等于化学方程式中的化学计量数之比计算。3反应速率大小比较的两种方法同一化学反应速率用不同物质表示时数值可能不同，比较化学反应速率的快慢不能只看数值大小，还要进行一定的转化：(1)换算成同一物质、同一单位表示，再比较数值大小。(2)比较化学反应速率与化学计量数的比值。如反应aabbcc，要比较v(a)与v(b)的相对大小，即比较与的相对大小，若，则用v(a)表示的反应速率比用v(b)表示的反应速率大。【典题例证1】将4 mol a和2 mol b在2 l的密闭容器中混合，并在一定条件下发生如下反应：2a(s)b(g)2c(g)，反应2 s后测得c的浓度为0.6 moll1。下列说法正确的是()a用物质a表示2 s内的平均反应速率为0.3 moll1s1b用物质b表示2 s内的平均反应速率为0.6 moll1s1c2 s时v(c)0.3 moll1s1d2 s时物质b的浓度为0.7 moll1解析不能用固体物质的浓度表示化学反应速率，a错误；化学反应速率是平均值不是瞬时值，c错误；据题目条件知v(c)0.6 moll12 s0.3 moll1s1，则v(b)0.3 moll1s120.15 moll1s1，则2 s时物质b的浓度为2 mol2 l0.6 moll120.7 moll1，b错误，d正确。答案d【学以致用1】反应：3a(g)b(g)=2c(g)2d(g)，在不同条件下，用不同物质表示其反应速率，分别为v(a)0.6 moll1min1v(b)0.45 moll1min1v(c)0.015 moll1min1v(d)0.45 moll1min1则此反应在不同条件下进行最快的是()abcd解析化学反应速率之比等于化学反应方程式中的化学计量数之比，即v(a)v(b)v(c)v(d)3122，则用a表示的化学反应速率分别为v(a)0.6 moll1min1；中v(a)3v(b)0.45 moll1min131.35 moll1min1；中v(a)v(c)0.015 moll1min10.022 5 moll1min1；中v(a)v(d)0.45 moll1min10.675 moll1min1，所以在不同条件下，进行最快的是，d项正确。答案d探究二、影响化学反应速率的因素【合作交流】1请从化学反应快慢的角度解释人们为什么使用电冰箱保存食物。提示食物腐败是因为发生了化学反应，在其他条件相同时，温度越低，化学反应越慢，人们用电冰箱把食物放置在低温下保存，以减缓食物的腐败。2铁粉与一定浓度的稀盐酸反应时，增加铁粉的用量能否加快化学反应速率？提示不能。对于固态或纯液态物质，浓度可视为常数，改变其用量，浓度不发生改变，不影响化学反应速率。3工业生产硫酸时，要先将黄铁矿矿石(主要成分为fes2)粉碎后，再投入沸腾炉，为什么？提示将铁矿石粉碎，是为了增大与空气的接触面积，加快反应速率。【点拨提升】化学反应速率影响因素注意点(1)主要因素(内因)不同的化学反应，具有不同的反应速率，因此，参加反应的物质的性质是决定化学反应速率的主要因素。(2)外界因素(外因)温度：当其他条件不变时，升高温度，可以增大化学反应速率；降低温度，可以减小化学反应速率。催化剂：当其他条件不变时，使用适当的催化剂通常能极大地加快化学反应速率。浓度：当其他条件不变时，增大反应物的浓度，可以增大化学反应速率；减小反应物的浓度，可以减小化学反应速率。压强：对于有气体参加的反应，当其他条件不变时，增大气体的压强，可以增大化学反应速率；减小气体的压强，可以减小化学反应速率。固体表面积：固体颗粒越小，其单位质量的表面积越大，与其他反应物的接触面积越大，化学反应速率越大。反应物状态：一般来说，配成溶液或反应物是气体，都能增大反应物之间的接触面积，有利于增大反应速率。形成原电池，可以增大氧化还原反应的反应速率。【典题例证2】对于反应4a2b3c，下列说法中正确的是()a某温度时，化学反应速率无论用a、b、c中任何物质表示，其数值都相同b其他条件不变时，降低温度，化学反应速率减小c其他条件不变时，增大压强，化学反应速率一定加快d若增大或减小a的物质的量，化学反应速率一定会发生明显的变化解析a项，对于该反应，用不同的反应物或生成物表示的反应速率，其数值不相同，a错；c项，如果反应物、生成物都不是气体，则增大压强对化学反应速率无影响，c错；d项，若a是固体或液体，增大或减小a的物质的量，对化学反应速率没有明显影响，d错。答案b【学以致用2】下列各组反应(表中金属粉末均为0.1 mol)，在反应刚开始时，放出h2的速率最大的是()金属(粉末状)酸的浓度及体积反应温度/amg6 moll1硝酸10 ml60bmg3 moll1盐酸10 ml60cfe3 moll1盐酸10 ml60dmg3 moll1硫酸10 ml60解析影响反应速率的内因是反应物本身的性质，外因是反应条件，c速率最小。mg与hno3不会产生氢气，b、d只比较c(h)即可，而盐酸为一元强酸，硫酸为二元强酸，因此相同浓度的盐酸与硫酸中，硫酸的c(h)大于盐酸，d符合题意。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浓度的减少或任何一种生成物浓度的增加b化学反应速率为0.8 moll1s1所表示的意思是时间为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，反应速率越大，反应现象就越明显解析化学反应速率是指单位时间内反应物物质的量浓度的减少或生成物物质的量浓度的增加，是平均速率，可以表示化学反应的快慢；因为固体和纯液体的浓度是一个常数，所以不能用固体和纯液体表示反应速率，所以a、b两项错误，c项正确。对无明显现象的化学反应来说，无法通过现象来体现反应速率的大小。答案c2在某一化学反应中，反应物a的浓度在10 s内从0.8 moll1变为0.2 moll1，则在这10 s内a的化学反应速率为()a0.02 moll1b0.02 moll1s1c0.06 moll1s1 d0.06 moll1min1解析10 s内a的化学反应速率为(0.8 moll10.2 moll1)10 s0.06 moll1s1。答案c3下列实验中，反应速率增大是由催化剂引起的是()a在碳粉中加入kclo3，点燃时燃烧更为剧烈b锌与稀硫酸反应中加入少量cuso4溶液而使反应放出h2的速率加大c固态fecl3和固态naoh混合后，加入水能迅速产生沉淀d双氧水中加入少量mno2，即可迅速放出气体解析a项，kclo3受热产生o2，助燃；b项，zn置换出cu后形成原电池；c项，属于离子反应，在水溶液中，离子间反应更快。答案d4把镁条投入盛有盐酸的敞口容器中，产生氢气的速率变化曲线如图所示。下列因素中，影响该反应速率的是()盐酸的浓度镁条的表面积溶液的温度cl的浓度abcd解析镁与盐酸反应的离子方程式为mg2h=mg2h2，与h有关，与cl无关。在镁与盐酸的反应中，刚开始时h的浓度最大，反应速率应最大，但由于此反应为放热反应，温度升高，化学反应速率还会增大，随着化学反应的进行，h浓度逐渐减小，化学反应速率又逐渐减慢。答案c5某温度下，在2 l密闭容器中，x、y、z三种气态物质发生化学反应时，物质的量随时间变化的关系曲线如图所示：(1)由图中的数据分析，该反应的化学方程式为_。(2)5 min内用z表示的平均反应速率为_。(3)化学反应速率受到很多因素的影响，例如：实验室制取氢气时一般用粗锌替代纯锌和稀硫酸反应，这是利用_原理加快了氢气生成的速率。解析(1)据图可知，x、y是反应物，z是生成物，三者的物质的量变化量分别是0.6 mol、0.2 mol、0.6 mol，且该反应是可逆反应，故该反应的化学方程式是3xy3z。(2)5 min内z的反应速率是0.6 mol2 l5 min0.06 moll1min1。(3)粗锌中含碳，与锌、稀硫酸构成原电池，加快电子的转移，从而加快了化学反应速率。答案(1)3xy3z(2)0.06 moll1min1(3)原电池课时作业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的浓度变化来表示，而不采用物质的质量或物质的量。答案c2反应4nh3(g)5o2(g)=4no(g)6h2o(g)在10 l密闭容器中进行，半分钟后，水蒸气的物质的量增加了0.45 mol，则此反应的速率可表示为()av(nh3)0.01 moll1s1bv(o2)0.001 moll1s1cv(no)0.001 moll1s1dv(h2o)0.045 moll1s1解析根据化学反应速率的计算公式：v(h2o)0.45 mol/(10 l30 s)0.001 5 moll1s1，则v(nh3)v(no)v(h2o)0.001 moll1s1，v(o2)v(h2o)0.001 25 moll1s1，故选c。答案c3已知某反应的各物质浓度数据如下：aa(g)bb(g)2c(g)起始浓度(moll1) 3.0 1.0 02 s末浓度(moll1) 1.8 0.6 0.8据此可推算出上述反应化学方程式中，各物质的化学计量数之比是()a934b312c213 d321解析各物质的反应速率之比等于它们在化学方程式中的化学计量数之比。v(a)0.6 moll1s1，v(b)0.2 moll1s1，v(c)0.4 moll1s1。化学计量数之比为0.60.20.4，即312。答案b4一定温度下，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下图所示。下列描述正确的是()a反应开始到10 s，用z表示的反应速率为0.158 moll1s1b反应开始到10 s，x的物质的量浓度减少了0.79 moll1c反应开始到10 s时，y转化了79.0%d反应的化学方程式为x(g)y(g)z(g)解析反应开始到10 s，z的物质的量增加1.58 mol，用z表示的反应速率为0.079 moll1s1，a错误；由图可知，反应开始到10 s，x的物质的量减少了：1.20 mol0.41 mol0.79 mol，浓度减少：0.79 mol2l0.395 moll1，b错误；达平衡时消耗y为1.00 mol0.21 mol0.79 mol, y的转化率是79.0%，c正确；由图可知，x、y、z的物质的量的改变量分别是0.79 mol、0.79 mol、1.58 mol，化学方程式中x、y、z的化学计量数比是112，不是111，d错误。答案c5在2a(g)b(g)3c(g)4d(g)反应中，表示该反应速率最快的是()av(a)0.5 moll1s1bv(b)0.3 moll1s1cv(c)0.8 moll1s1dv(d)1 moll1s1解析正确的思路应是根据反应速率与化学方程式中化学计量数之间的关系将各物质的反应速率转化为用同一种物质表示的速率。a项中据v(a)推知v(b)0.25 moll1s1，c项中据v(c)推出v(b)0.27 moll1s1，d项中据v(d)推出v(b)0.25 moll1s1，故反应速率最快的是b选项。答案b6反应2so2o22so3经过一段时间后，so3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 sc5 s d10 s解析so3的浓度增加了0.4 moll1，则o2的浓度减小了0.2 moll1，v(o2)c(o2)/t，tc(o2)/v(o2)5 s。答案c7为了探究温度对化学反应速率的影响，下列实验方案可行的是()解析没有对比实验，a错误；催化剂不同，温度不同，无法比较，b错误；前者没有催化剂，后者有催化剂，且温度不同，无法比较，c错误；只有温度不同，其他条件都相同，该方案可行，d正确。答案d8硫代硫酸钠溶液与稀硫酸反应的化学方程式为na2s2o3h2so4=na2so4so2sh2o，下列各组实验中最先出现浑浊的是()实验反应温度/na2s2o3溶液稀h2so4h2ov/mlc/moll1v/mlc/moll1v/mla2550.1100.15b2550.250.210c3550.1100.15d3550.250.210解析影响化学反应速率的因素众多，本题从浓度和温度两个因素考查，只要抓住浓度越大，温度越高，反应速率越大，d最先出现浑浊。答案d9用铁片与稀硫酸反应制取氢气时，下列措施不能使氢气生成速率加快的是()a加热b不用稀硫酸，改用98%浓硫酸c滴加少量cuso4溶液d不用铁片，改用铁粉解析加热、发生原电池反应、增大固体反应物的表面积，都能加快反应速率。答案b10将等物质的量的a、b混合于2 l的密闭容器中，发生如下反应：3a(g)b(g)xc(g)2d(g)，经5 min后，测得d的浓度为0.5 moll1，c(a)c(b)35，c的平均反应速率为0.1 mol/(lmin)。求：(1)5 min后a的浓度c(a)_moll1，反应开始前容器中的a、b的物质的量：n(a)n(b)_mol。(2)b的平均反应速率：v(b)_mol/(lmin)。(3)x的值为_。解析(1)设原混合物中a、b的物质的量为a mol，列出起始时和5 min时有关物质的物质的量。 3a(g)b(g)xc(g)2d(g)起始时/molaa005 min时/mol a1.5 a0.50.1250.52根据c(a)c(b)35，可得，解得a3，即n(a)n(b)3 mol,5 min后c(a)0.75 moll1。(2)v(b)0.05 mol/(lmin)。(3)由化学计量数之比等于物质的量的变化量之比，则，解得x2。答案(1)0.753(2)0.05(3)211(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