人教版选修4 化学反应速率 学案 (1).doc

第一节化学反应速率1了解化学反应速率的概念，会定量表示化学反应速率。(重点)2掌握化学反应速率的简单计算，学会化学反应速率的测定方法，会比较化学反应速率的快慢。(难点)化 学 反 应 速 率 的 概 念 和 计 算基础初探教材整理探究升华思考探究在2 l的密闭容器中，加入3 mol h2和1 mol n2，发生反应：n23h22nh3，在2 s末，测得容器中含有0.4 mol nh3。根据题意完成下表，并计算该反应的化学反应速率。n23h22nh3起始量(mol)130变化量(mol)0.20.60.42 s末(mol)0.82.40.4则v(n2)0.05 moll1s1；v(h2)0.15 moll1s1；v(nh3)0.1 moll1s1。问题思考：(1)对同一化学反应，用不同物质的浓度变化所表示的反应速率的数值可能不同。请思考，为什么不同？它们之间有什么关系？【提示】因为同一时间内它们参加反应的量不同，所以各自数值不同。由计算数据可知，它们的速率之比等于化学计量数之比。(2)反应n23h22nh3在不同情况下，测得反应速率如下：v(n2)0.10 moll1s1；v(h2)0.10 moll1s1；v(nh3)0.1 moll1s1。则以上反应速率的大小顺序如何？【提示】保持v(h2)0.10 moll1s1不变，根据反应速率之比等于反应系数之比的规律，可知v(n2)0.10 moll1s1相当于v(h2)0.30 moll1s1，v(nh3)0.1 moll1s1相当于v(h2)0.15 moll1s1。所以三者速率的大小顺序为：。认知升华1对化学反应速率表达式的理解2化学反应速率的计算方法(1)利用基本公式：v。(2)利用速率之比化学计量数之比各物质浓度的变化量(c)之比各物质物质的量的变化量(n)之比。(3)“三段式”法计算模板例如：反应 manbpc起始浓度/(mol/l) a b c转化浓度/(mol/l) x t时刻浓度/(mol/l) ax b c)计算中注意以下量的关系：对反应物：c(起始)c(转化)c(某时刻)；对生成物：c(起始)c(转化)c(某时刻)。3比较化学反应速率大小的三步骤(1)变换单位将各反应速率的单位统一。(2)转换物质将各反应速率转换成用同一物质表示的反应速率(一般转换成化学计量数最小的物质)。(3)比较大小比较各反应速率的数值大小。题组冲关题组1有关化学反应速率的计算1某一反应物的浓度是2.0 moll1，经过4 min后，它的浓度变成1.68 moll1，则在这4 min内它的平均反应速率为()a0.2 moll1min1b0.1 moll1min1c0.04 moll1min1d0.08 moll1min1【解析】根据vmol/(lmin)0.08 mol/(lmin)。【答案】d2对于化学反应3w(g)2x(g)=4y(g)3z(g)，下列反应速率关系中，正确的是()av(w)3v(z)b2v(x)3v(z)c2v(x)v(y)d3v(w)2v(x)【解析】根据“同一反应中，用不同物质的浓度变化表示的反应速率等于化学计量数”可知：v(w)v(z)11v(w)v(z)，a项错；v(x)v(z)233v(x)2v(z)，b项错；v(x)v(y)122v(x)v(y)，c项正确；d项，v(w)v(x)322v(w)3v(x)，d项错。【答案】c3在体积为2 l的密闭容器内合成氨，已知在时间t内，氨的物质的量增加了0.6 mol，在此时间段内，用氢气表示的平均反应速率是0.45 moll1s1，则t是() 【导学号：29910015】a0.44 sb1 sc1.33 sd2 s【解析】由题意知c(nh3)0.3 moll1，v(nh3)v(h2)23v(nh3)v(h2)0.45 moll1s10.3 moll1s1，则t1 s。【答案】b4根据右图填空：(1)反应物是_；生成物是_。(2)在2 min内a、b、c三者的反应速率各是_、_、_。(3)该反应化学方程式是_。【解析】(1)反应过程中浓度不断减少的物质为反应物，浓度不断增加的物质为生成物。(2)由图示知c(a)6 mol/l、c(b)4 mol/l，c(c)6 mol/l，t2 min，则v(a)3 mol/(lmin)，v(b)2 mol/(lmin)，v(c)3 mol/(lmin)。(3)由2 min后a、b、c共存，故为可逆反应，由v(a)v(b)v(c)323，可知该反应的化学方程式为3a2b3c。【答案】(1)a、bc(2)3 mol/(lmin)2 mol/(lmin)3 mol/(lmin)(3)3a2b3c题组2化学反应速率的快慢比较5在甲、乙、丙、丁四种不同条件下，对于某反应x3y=2z2w，分别测得反应速率，甲：v(x)0.3 moll1min1，乙：v(y)1.2 moll1min1，丙：v(z)0.8 moll1min1，丁：v(w)0.02 moll1s1，则反应最快的是()a甲b乙c丙d丁【解析】以x为标准，根据化学反应速率之比等于化学计量数之比。乙：v(x)v(y)/30.4 mol/(lmin)；丙：v(x)v(z)/20.4 mol/(lmin)；丁：v(x)v(w)/20.01 mol/(ls)，合0.6 mol/(lmin)，比较数值，丁的反应速率最快，故选项d正确。【答案】d6对反应a3b2c来说，下列反应速率中最快的是()av(a)0.3 mol/(lmin)bv(b)0.6 mol/(lmin)cv(c)0.5 mol/(lmin)dv(a)0.01 mol/(ls)【解析】以“a”为基准物质，“min”为时间单位表示反应速率，则有：a项，v(a)0.3 mol/(lmin)，b项，v(a)v(b)0.6 mol/(lmin)0.2 mol/(lmin)，c项，v(a)v(c)0.5 mol/(lmin)0.25 mol/(lmin)，d项 ，v(a)0.01 mol/(ls)60 s/min0.6 mol/(lmin)。【答案】d7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)0.15 moll1s1v(b)0.6 moll1s1v(c)0.4 moll1s1v(d)0.45 moll1s1该反应进行的快慢顺序为()abcd【解析】将各项换算成用a表示的反应速率分别为0.15 moll1s1、0.2 moll1s1、0.2 moll1s1、0.225 moll1s1，故。【答案】a化 学 反 应 速 率 的 测 定基础初探教材整理1测定原理利用化学反应中与某一种化学物质的浓度(或质量)相关的性质进行测定。2测定方法(1)利用能够直接观察的某些性质测定如通过测量释放出一定体积的气体的时间来测定反应速率，或测定一定时间内气体压强的变化来测定反应速率。(2)利用科学仪器测量物质的性质如在溶液中，当反应物或生成物本身有较明显的颜色时，可利用颜色深浅和显色物质浓度间的正比关系来跟踪反应的过程和测量反应速率。探究升华思考探究设计实验测定锌与硫酸反应的速率，按下列实验步骤完成实验：按下图所示安装装置，加入锌粒，然后快速加入40 ml 1 moll1的硫酸，测量收集10 ml h2所用的时间。按图示再安装一套装置，加入与前一套装置相同的锌粒，然后再快速加入40 ml 4 moll1的硫酸，测量收集10 ml h2所用的时间。问题思考：(1)实验所用仪器有哪些？【提示】锥形瓶、分液漏斗、双孔塞、直角导气管、50 ml注射器、铁架台、秒表。(2)实验过程中，观察到什么实验现象？【提示】(1)锌与稀硫酸反应产生气泡；(2)锌粒逐渐溶解；(3)收集10 ml h2，实验比实验所用时间长。(3)实验结论(根据实验现象完成下表)实验加入试剂反应时间反应速率1 moll1硫酸_4 moll1硫酸_【提示】长慢短快(4)该实验中应注意哪些事项？【提示】锌粒的颗粒(即表面积)大小基本相同；40 ml的硫酸溶液要迅速加入；装置气密性要好，且计时要迅速准确。认知升华测量锌与稀硫酸反应速率的实验设计思路 题组冲关1某课外活动小组为测量不同条件下h2o2的分解速率做了如下实验：取0.5 mol/l的h2o2溶液50 ml，注入250 ml洁净的烧瓶中，观察一段时间发现只有极少量气泡出现；向烧瓶中加入5 g mno2，发现有大量气泡生成，同时观察到mno2的外观没有明显的变化且过滤、烘干后称其质量不变；在上述烧瓶上增加一些装置，另取50 ml该过氧化氢溶液，测定mno2存在下h2o2的分解速率。请回答下列问题：(1)根据信息判断，mno2在该反应中的作用是_，理由是_。(2)该课外活动小组，可能测量物质的量变化的物质是_，可用什么装置进行测量？_。若反应1 min，测得该物质的体积在标准状况下为v ml，请写出h2o2分解反应的速率表达式：_。(3)已知生锈的铁丝放入h2o2中，在该铁丝表面也放出大量的气泡，该事实说明_。【解析】(1)根据信息可以知道，加入mno2，h2o2的分解速率明显加快，而本身没有明显的变化。(2)反应中h2o2和mno2在同一体系，反应不易停止，而o2可以放出，因此测定氧气的体积折合成标准状况下体积求出物质的量可以得出h2o2的消耗量。从而可以计算h2o2的浓度变化，由此可以计算反应速率。(3)氧化铁也能加快h2o2的分解。【答案】(1)催化剂能加快h2o2的分解速率，本身质量没有发生变化(2)o2量气管 mol/(lmin)(3)氧化铁也是h2o2分解反应的催化剂2“碘钟”实验中，3is2o=i2so的反应速率可以用i遇加入的淀粉溶液显蓝色的时间t来度量，t越小，反应速率越大。某探究性学习小组在20 进行实验，得到的数据如下表：实验编号c(i)/moll10.0400.0800.0800.1600.120c(s2o)/moll10.0400.0400.0800.0200.040t/s88.044.022.044.0t1回答下列问题：(1)该实验的目的是_。(2)显色时间t1为_。(3)通过分析比较上述数据，得到的结论是_。【解析】由数据表容易发现：组所用时间相同，组所用时间为它们的一半，组所用时间为它们的2倍。进一步分析：两组中c(i)与c(s2o)的乘积相等，组中乘积为组的2倍，组乘积为其一半。因此可得结论：当c(i)c(s2o)相等时，显色时间相等，反应速率相等，显色时间与反应速率成反比，即t与c(i)c(s2o)成反比。，得t129.3。【答案】(1)研究反应物i与s2o的浓度对反应速率的影响(2)(或29.3)(3)化学反应速率与反应物起始浓度乘积成正比(或显色时间与反应物起始浓度乘积成反比)学业分层测评(五)(建议用时：45分钟)学业达标1对于反应：caco32hcl=cacl2h2oco2，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浓度的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浓度的减少来表示其反应速率【解析】本题考查的是化学反应速率的概念。因为caco3是固体，h2o为纯液体，不能用其表示化学反应速率；cacl2的浓度在反应过程中会增加。【答案】a2某一反应物的浓度是1.0 moll1，经过20 s后，它的浓度变成了0.2 moll1，在这20 s内用该物质浓度变化表示的化学反应速率为()a0.04b0.04 moll1s1c0.08 moll1s1d0.04 moll1【解析】v0.04 moll1s1。a项无单位，d项单位不正确。【答案】b3反应4a(s)3b(g)2c(g)d(g)，经2 min，b的浓度减少0.6 moll1。对此反应速率的表示正确的是() 【导学号：51182008】a用a表示的反应速率是0.4 mol/(lmin)b分别用b、c、d表示反应速率，其比值是321c在2 min末的反应速率，用b表示是0.3 mol/(lmin)d在2 min内的反应速率，用c表示是0.3 mol/(lmin)【解析】化学反应速率不能用固体或纯液体的物质的量的变化来表示，故a错误；同一反应用不同的物质表示反应速率，反应速率之比等于化学计量数之比，b正确；化学反应速率是平均速率而不是瞬时速率，c错误；利用v计算可知，v(c)0.2 mol/(lmin)，d错误。【答案】b4在密闭容器里，a与b反应生成c，其反应速率分别用v(a)、v(b)、v(c)表示，已知3v(b)2v(a)、2v(c)3v(b)，则此反应可表示为 ()a2a3b=2cba3b=2cc3a2b=3cdab=c【解析】由3v(b)2v(a)、2v(c)3v(b)可推出：，即v(a)v(b)v(c)323，速率之比等于化学计量数之比。【答案】c5已知在不同情况下测得反应p(g)3q(g)2r(g)2s(g)的反应速率如下，其中反应速率最快的是()av(p)0.15 mol/(lmin)bv(q)0.6 mol/(lmin)cv(r)0.1 mol/(ls)dv(s)0.4 mol/(lmin)【解析】根据反应速率之比等于相应的化学计量数之比可知如果都用q物质表示，则选项中的反应速率分别是mol/(lmin)0.45、0.6、9、0.6，所以反应速率最快的是选项c，答案选c。【答案】c6在四种不同条件下测得反应2so2o22so3的反应速率如表所示：反应速率mol/(lmin)v(so2)v(o2)v(so2)v(o2)0.4 0.250.50.3其中反应速率最快的是()abcd【解析】依据反应速率之比等于化学计量数之比，则各物质的化学反应速率：反应速率mol/(lmin)v(so2)v(o2)v(so2)v(o2)0.4 0.250.50.3mol/(lmin)0.20.250.250.3反应速率与化学计量数的比值中，数值大的反应速率快。【答案】d7反应2so2o22so3经过一段时间后，so3的浓度增加了0.4 mol/l，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 sb2.5 sc5 sd10 s【解析】这段时间内so3的浓度增加了0.4 mol/l，根据化学方程式，相同时间内o2的浓度减小了0.2 mol/l，所以t5 s。【答案】c8在2 l的密闭容器中，发生反应3a(g)b(g)2c(g)，若最初加入的a和b都是4 mol，测得10 s内a的平均速率v(a)0.12 mol/(ls)，则反应进行到10 s时容器中b的物质的量是()a1.6 molb2.8 molc3.2 mold3.6 mol【解析】10 s内v(b)v(a)0.04 mol/(ls)，故10 s内，n(b)10 s0.04 mol/(ls)2 l0.8 mol，因此10 s时，容器内n(b)4 mol0.8 mol3.2 mol。【答案】c9对于反应ma(g)nb(g)=pc(g)qd(g)，下列反应速率关系中，正确的是(已知：mnpq0)()av(a)v(c)bnv(b)pv(c)cqv(a)mv(d)dmv(c)nv(d)【解析】由v(a)v(b)v(c)v(d)mnpq知，即qv(a)mv(d)正确。【答案】c10根据反应4fes211o2=2fe2o38so2，试回答下列问题。(1)本反应中常选用_(填化学式)来表示该反应的化学反应速率。(2)当生成so2的速率为0.64 moll1s1时，则氧气减少的速率为_。(3)如测得4 s后o2的浓度为2.8 moll1，此时间内so2的速率为0.4 moll1s1，则开始时氧气的浓度为_。【解析】(1)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。(2)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0.64 moll1s10.88 moll1s1。(3)此时间内so2的速率为0.4 moll1s1，则氧气表示的速率为0.4 moll1s10.55 moll1s1，所以氧气变化浓度为0.55 moll1s14 s2.2 moll1，则开始时氧气的浓度为2.8 moll12.2 moll15.0 moll1。【答案】(1)so2、o2(2)0.88 moll1s1(3)5.0 moll111某可逆反应在02 min进行过程中，在不同反应时间，各物质的物质的量的变化情况如图所示，则化学方程式为_；反应开始至2 min时，能否用c表示反应速率？_(填“能”或“不能”)其原因为_。 【导学号：29910016】【解析】从图中可以发现，达到平衡时，a、b的物质的量减少，说明它们是反应物，c的物质的量增加，说明它是生成物。由于在反应中，反应物与生成物的物质的量变化之比等于其化学计量数之比，n(a)n(b)n(c)(53)(21)(42)212，又因为它是可逆反应，故化学方程式为2ab2c。因为化学反应速率指的是单位时间内反应物或生成物的物质的量浓度的变化(vc/t)，而在本题中仅给出了物质的量的变化，故无法求得化学反应速率。【答案】2ab2c不能图中仅给出了物质的量的变化，而非浓度变化12某化学兴趣小组的甲、乙两位同学对测定化学反应速率非常感兴趣，为此进行了有关的实验探究，实验记录如下。【实验目的】测量锌和稀硫酸反应的速率。【实验用品】锥形瓶、双孔塞、分液漏斗、直角导管、50 ml注射器、铁架台、秒表、锌粒、1 moll1的h2so4溶液、4 moll1的h2so4溶液。【实验步骤】甲同学取一套如图装置，加入40 ml 1 moll1的h2so4溶液，测量收集10 ml h2所需的时间。乙同学取另一套同样的装置，加入40 ml 4 moll1的h2so4溶液，测量收集10 ml h2所需的时间。回答下列问题：(1)zn与稀h2so4反应的离子方程式为_。(2)收集10 ml h2所需时间：甲_乙(填“大于”、“小于”或“等于”)；反应速率：甲_乙(填“大于”、“小于”或“等于”)。(3)下列说法正确的是_(填序号)。a本实验中甲、乙两同学所用锌粒的表面积要相同b装置气密性要好c40 ml的h2so4溶液要迅速加入d测量气体体积还可以用排水法e若用98%的浓h2so4，则反应最快【解析】(2)乙同学所用4 moll1的h2so4溶液比甲同学所用1 moll1的h2so4溶液浓度大，反应速率大，收集相同体积h2所需时间少。(3)测量锌和稀硫酸的反应速率应当控制反应的条件一定。如锌粒表面积和大小相同、温度相同等，符合气体发生装置的气密性条件，a、b、c、d正确；浓h2so4与zn反应不产生h2，e错误。 【答案】(1)zn2h=zn2h2(2)大于小于(3)abcd能力提升13在一个10 l的密闭容器中，发生反应h2(g)i2(g)2hi(g)，起始加入h2的物质的量为2 mol，i2的物质的量为5 mol,5 s后，hi的物质的量为0.5 mol，则这5 s内h2的反应速率为()a0.04 mol/(ls)b0.005 mol/(ls)c0.01 mol/(ls)d0.1 mol/(ls)【解析】生成hi 0.5 mol，需消耗h2 0.25 mol，则5 s内h2的反应速率为v(h2)0.25 mol10 l5 s0.005 mol/(ls)。【答案】b14将气体a2、b2各1 mol 充入1 l的密闭容器中反应，生成气体c，一段时间后，测得c(a2)为0.58 mol/l，c(b2)为0.16 mol/l，c(c)为0.84 mol/l，则c的化学式为()aabba2bcab2da2b2【解析】该时间段内，a2、b2两种物质按照化学方程式中的化学计量数之比进行反应。由题意可得a2、b2、c物质的量浓度的变化值，求出a2、b2、c三种物质的系数比为122，结合质量守恒定律可知c的化学式为ab2。【答案】c15在一定温度时，将1 mol a和2 mol b放入容积为5 l的某密闭容器中发生如下反应：a(s)2b(g)c(g)2d(g)，经5 min后，测得容器内b的浓度减少了0.2 moll1。