2019-2020学年高中化学 专题2 化学反应与能量转化 第一单元 化学反应速率与反应限度 第1课时 化学反应速率学案 苏教版必修2

1 第第 1 1 课时课时 化学反应速率化学反应速率 1 通过实验认识化学反应速率及其影响因素 2 能进行化学反应速率的计算 转化与比较 学会控制化学反应速率的常用方法 化学反应速率 学生用书 p24 1 表示方法 单位时间内反应物浓度的减少或生成物浓度的增加 2 意义 表示化学反应进行的快慢 3 计算公式 v c t n v t 4 单位 mol l s 1或 mol l min 1 1 判断正误 1 化学反应越快现象越明显 2 v a 0 1 mol l 1 s 1指 1 s 时c a 0 1 mol l 1 3 a s b g c g 中 v a v b v c 1 1 1 4 根据化学反应速率的大小可以知道化学反应的快慢 5 对于反应 h2 cl2 2hcl 化学反应速率可表示为v a mol l 1 s 1 答案 1 2 3 4 5 2 在 n2 3h22nh3的反应中 经过一段时间后 nh3的浓度增加了 0 6 高温 高压 催化剂 mol l 1 在此时间内用 h2表示的平均反应速率为 0 45 mol l 1 s 1 所经过的时间是 a 0 44 s b 1 s c 1 33 s d 2 s 解析 选 d 由化学反应速率之比等于化学计量数之比知 v nh3 0 45 mol l 1 s 1 0 3 mol l 1 s 1 nh3的浓度增加了 0 6 mol l 1 则所用的时间 2 3 为 0 6 mol l 1 0 3 mol l 1 s 1 2 s 3 某一反应物的浓度是 2 0 mol l 1 经过 4 min 后 它的浓度变为 1 68 mol l 1 则在这 4 min 内它的平均反应速率为 a 0 2 mol l 1 min 1 b 0 1 mol l 1 min 1 c 0 04 mol l 1 min 1 2 d 0 08 mol l 1 min 1 解析 选 d v 0 08 mol l 1 min 1 c t 2 0 1 68 mol l 1 4 min 1 表示化学反应速率的注意事项 1 对化学反应速率表达式的理解 2 不论反应物还是生成物 其化学反应速率均取正值 3 在描述或计算某物质表示的化学反应速率大小时 必须注明其单位 否则无意义 1 化学反应速率是指平均反应速率 而不是瞬时反应速率 2 虽然可以用单位时间内反应物浓度的减少来表示反应速率 但化学反应速率均用正 值表示 3 不同的化学反应具有不同的反应速率 其数值无可比性 4 对于同一化学反应 选用不同的物质作为计算标准 一般具有不同的速率 但都表 示同一反应的反应速率 其数值也不具有可比性 要想使其具有可比性 应该将用不同的 物质表示的反应速率的数值换算成同种物质的反应速率 然后再比较 因此 在表示反应 速率时必须指明以哪种物质为标准 否则这个速率的数值没有确定的含义 2 化学反应速率的计算 1 定义式法 v a c a t n v t 注意 当已知 a 的物质的量的变化量和溶液或气体体积时 要先求出 a 的物质的量浓 度变化值 2 关系式法 对于反应 aa g bb g cc g dd g 满足如下关系 v a v b v c v d a b c d c a c b c c c d n a n b n c n d 即化学反应速率之比 化学计量数之比 物质的量浓度变化之比 物质的量变化之比 3 3 三段式法 计算模式 设a mol l b mol l 分别为 a b 两物质的起始浓度 mx mol l 为反应物 a 的转化浓 度 则 ma g nb g pc g qd g a b 0 0 起始浓度 mol l mx nx px qx 转化浓度 mol l a mx b nx px qx 某时刻浓度 mol l 计算步骤 写出正确的化 学反应方程式 列 三段式 即标出 各物质的起始量 转化量 某时刻量 代入表达 式计算 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 时 测得 d 的浓度为 0 5 mol l c a c b 3 5 c 的平 均反应速率是 0 1 mol l min 下列说法中不正确的是 a 此时 b 的浓度为 1 25 mol l b 反应开始前放入容器中 a b 的物质的量各 2 mol c 5 min 内 a 的平均反应速率为 0 15 mol l min d x的值是 2 思路点拨 解答本题要明确以下两点 1 根据计算公式 v 依据给出条件 正确求出 b 的浓度 c t 2 利用反应速率之比等于化学计量数之比 确定 a b 在 5 min 时的浓度 解析 5 min 时 d 的浓度为 0 5 mol l 则 d 的平均反应速率v d 0 5 mol l 5 min 0 1 mol l min 即v c v d 由反应速率之比等于化学计量数之比可知x 2 同 理可知v a 0 15 mol l min v b 0 05 mol l min 由此可知在 5 min 内 a 的 浓度减少量为 0 75 mol l b 的浓度减少量为 0 25 mol l 假设 a b 的起始浓度为y 可 得 解得y 1 5 mol l 故 5 min 后 b 的浓度为 1 5 mol l 0 25 y 0 75 mol l y 0 25 mol l 3 5 mol l 1 25 mol l a b 的起始物质的量为 1 5 mol l 2 l 3 mol 答案 b 4 化学反应速率的主要计算类型 1 计算用某物质的浓度变化表示的化学反应速率 2 同一化学反应中 用不同物质表示的化学反应速率间的相互转换 3 根据反应速率 计算反应进行的时间或确定某物质的变化量 4 根据不同物质的反应速率关系确定反应的化学方程式 5 比较同一个化学反应在不同条件下化学反应速率的相对大小 化学反应速率的理解 1 下列说法不正确的是 a 化学反应速率通常用单位时间内反应物浓度或生成物浓度的变化量来表示 b 用不同物质表示同一反应的平均速率时 其数值之比等于反应方程式中对应物质的 化学计量数之比 c 化学反应速率的单位由时间单位和浓度单位决定 d 在反应过程中 反应物的浓度逐渐变小 所以用反应物表示的化学反应速率为负值 解析 选 d 化学反应速率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 都是正值 故 d 错 2 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浓度的减少表示其反应速率 解析 选 a 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 3 已知某条件下 合成氨反应的数据如下 n2 3h22nh3 高温 高压 催化剂 起始浓度 mol l 1 1 0 3 0 0 2 2 s 末浓度 mol l 1 0 6 1 8 1 0 4 s 末浓度 mol l 1 0 4 1 2 1 4 当用氨气浓度的增加来表示该反应的速率时 下列说法中错误的是 a 2 s 末氨气的反应速率为 0 4 mol l s 1 b 前 2 s 内氨气的平均反应速率为 0 4 mol l s 1 5 c 前 4 s 内氨气的平均反应速率为 0 3 mol l s 1 d 2 4 s 内氨气的平均反应速率为 0 2 mol l s 1 解析 选 a 化学反应速率指的是一段时间内的平均速率 而不是瞬时速率 a 项错误 化学反应速率的计算和大小比较 4 已知反应 a 3b 2c d 在某一段时间内以 a 的浓度变化表示的化学反应速率 为 1 mol l min 则此段时间内以 c 的浓度变化表示的化学反应速率为 a 0 5 mol l min b 1 mol l min c 2 mol l min d 3 mol l min 解析 选 c 根据反应中化学反应速率之比等于各物质的化学计量数之比 即v a v c 1 2 而v a 1 mol l min 则v c 2 mol l min 5 已知某反应中各物质的浓度变化如下 aa g bb g cc g 起始浓度 mol l 1 3 0 1 0 0 2 s 末浓度 mol l 1 1 8 0 6 0 8 据此可推算出上述方程式为 a 3a g b g 2c g b a g 2b g 2c g c a g 3b g 2c g d 2a g b g 3c g 解析 选 a 由题意可知 c a 3 0 mol l 1 1 8 mol l 1 1 2 mol l 1 c b 1 0 mol l 1 0 6 mol l 1 0 4 mol l 1 c c 0 8 mol l 1 a b c c a t c b t c c t 1 2 mol l 1 2 s 0 4 mol l 1 2 s 3 1 2 0 8 mol l 1 2 s 6 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 mol l 1 s 1 v b 0 6 mol l 1 s 1 v c 0 4 mol l 1 s 1 v d 0 45 mol l 1 s 1 该反应进行的快慢顺序为 a b c d 解析 选 a 将各项换算成用 a 表示的反应速率分别为 0 15 mol l 1 s 1 0 2 6 mol l 1 s 1 0 2 mol l 1 s 1 0 225 mol l 1 s 1 故 比较化学反应速率的三步骤 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 影响化学反应速率的因素 1 内因 主要原因 反应物的性质 2 外因 在其他条件相同时 1 判断正误 1 增加反应物的量 一定能增大反应速率 2 增大反应体系的压强 一定能加快反应速率 3 升高反应体系的温度 一定能加快反应速率 4 使用催化剂一般能加快反应速率 5 一个化学反应的快慢主要取决于反应温度 答案 1 2 3 4 5 2 实验室用锌与稀硫酸反应制取 h2 欲使产生 h2的速率加快 下列措施可行的是 a 加水稀释 b 加少量 naoh 溶液 c 降低温度 d 锌片改为锌粒 解析 选 d a 加水稀释 溶液中c h 减小 所以产生 h2的速率减慢 错误 b 加 少量 naoh 溶液 会发生酸碱中和反应 使溶液中c h 减小 所以产生 h2的速率减慢 错误 c 降低温度 反应速率减慢 错误 d 锌片改为锌粒 固体与液体接触面积增大 反应速率加快 正确 3 2016 高考北京卷 下列食品添加剂中 其使用目的与反应速率有关的是 a 抗氧化剂 b 调味剂 7 c 着色剂 d 增稠剂 解析 选 a 给食品添加抗氧化剂 目的是通过抗氧化剂与 o2发生氧化还原反应 降 低食品表面 o2的浓度 降低食品与 o2发生氧化还原反应的速率 给食品添加调味剂 着色 剂和增稠剂 所发生的物质变化都是物理变化 与反应速率无关 1 内因 反应物自身的性质 例如 燃烧 爆炸 中和等反应都是很快就能完成 而金属的锈 蚀 溶洞的形成 煤和石油的形成等都是比较缓慢的 这些都是由反应物自身的性质决定 的 2 外因 1 温度 温度越高 化学反应速率越大 温度越低 化学反应速率越小 因此 通常 我们可以采用调控温度的办法来控制化学反应速率 例如 人们用电冰箱储存食物 原因 就是温度越低 食物变质腐烂的速率越慢 2 浓度 一般来说 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 例如 蜡烛在氧气中燃烧比在空气中更加剧 烈 火焰更加明亮 3 压强 对于有气体参加的反应来说 增大压强 可以使单位体积内气体的物质的量 增大 实际上相当于增大了气体反应物的浓度 所以 增大压强也能增大反应速率 惰性气体 不参加反应的气体 对反应速率的影响 1 恒容 充入 惰性气体 总压强增大 物质浓度不变 反应速率不变 引起 2 恒压 充入 惰性气体 体积增大物质浓度减小反应速率减小 引起 引起 引起 4 催化剂 催化剂可以改变化学反应速率 常见的催化剂能极大地加快反应速率 例 如 mno2 fecl3可以大大加快 h2o2的分解 2h2o22h2o o2 生物 包括 催化剂 人 体内几乎所有的化学反应都是由生物体内自身存在的特殊催化剂 酶所催化的 5 其他 固体的表面积 反应物的状态 光照 溶剂等都是影响化学反应速率的因素 后面学到的原电池反应也是影响化学反应速率的重要因素之一 1 决定化学反应速率的快慢的最主要因素是物质的自身性质 外界条件只起次要作用 8 2 对于纯液体或固体物质 可认为其浓度为 常数 它们的量的改变不会影响化学 反应速率 3 由于压强的变化对固体 液体或溶液的体积影响很小 因而对它们浓度改变的影响 也很小 可以认为改变压强对它们的反应速率无影响 4 温度对化学反应速率的影响对吸热反应和放热反应均适用 5 催化剂能够同等程度的改变化学反应速率 在恒容密闭容器中发生反应 3co g fe2o3 s 3co2 g 高温 2fe s 下列说法正确的是 a 增加 fe2o3的量 反应速率增大 b 升高温度 反应速率不一定变化 c 再充入 co 反应速率增大 d 充入 n2使压强增大 反应速率增大 解析 fe2o3为固体 增加固体的量 反应速率不变 a 错误 温度对任何反应都有 影响 b 错误 充入 co 后 c co 增大 反应速率增大 c 正确 充入 n2 虽然容器内压 强增大 但并未引起c co 的变化 则反应速率不变 d 错误 答案 c 1 请提出两条能加快上述例题中反应速率的措施 2 上述例题中若保持压强不变 向容器中充入 n2 反应速率会 填 增大 减小 或 不变 答案 1 缩小容器体积 增大压强 将 fe2o3粉碎 增大固体表面积 其他答案合理 也可 2 减小 浓度 温度对反应速率的影响 1 2017 鞍山高一检测 下表各组反应 表内物质均为反应物 形状 体积几乎相同 刚开始时 放出 h2速率最大的是 选 项 金属 粉末状 物质的量酸的浓度酸的体积反应温度 aal0 1 mol 18 4 mol l h2so4 10 ml60 9 bzn0 1 mol3 mol l hcl10 ml30 cfe0 1 mol 6 mol l hno3 10 ml60 dzn0 1 mol 3 mol l ch3cooh 10 ml30 解析 选 b al 和浓硫酸在加热条件下反应生成 so2 不是 h2 故 a 错误 fe 与稀硝 酸反应无 h2生成 故 c 错误 b 和 d 相比 反应温度相同 反应物都为 zn 但 b 中盐酸为 强酸 反应速率较大 故选 b 2 2017 济南高一检测 少量铁片与 100 ml 0 01 mol l 的稀盐酸反应 为了加快反 应速率且不改变 h2的产量 可以使用如下方法中的 加 h2o 加 kno3溶液 滴入几滴浓盐酸 加入少量铁粉 加 nacl 溶液 滴入几滴硫酸铁溶液 升高温度 不考虑盐酸挥发 改用 10 ml 0 1 mol l 的盐酸 a b c d 解析 选 c 加水 降低了盐酸的浓度 故反应速率减慢 加硝酸钾溶液相当于 加入硝酸 不会生成氢气 加浓盐酸 反应速率加快 加入铁粉 铁与盐酸反应生成 氢气的量增多 加氯化钠溶液 相当于稀释盐酸 故反应速率减慢 滴加硫酸铁溶液 铁与硫酸铁反应 使得与盐酸反应的铁减少 故减少了产生氢气的量 并且稀释了盐酸 反应速率减慢 升高温度 反应速率加快 改用浓度大的盐酸 反应速率加快 故符 合题意的是 压强 催化剂等对反应速率的影响 3 2017 盐城高一质检 反应 c s h2o g co g h2 g 在一个容积可变的密闭 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 增加少量的 c b 将容器的体积缩小为原来的一半 c 保持体积不变 充入 h2使体系压强增大 d 保持压强不变 充入 n2使容器体积增大 解析 选 a 碳为固体 改变其用量 对反应速率无影响 a 项正确 将容器的体积缩 小一半 相当于增大压强 则反应速率加快 b 项错误 保持体积不变 充入氢气使体系 压强增大 氢气浓度增大 则反应速率加快 c 项错误 压强不变 充入 n2使容器体积增 大 则相当于各气体的浓度减小 反应速率减慢 d 项错误 4 下列有关化学反应速率的叙述错误的是 a 探究催化剂对 h2o2分解速率的影响 在相同条件下