第3节化学反应的速率第1课时（导学案）（原卷版）化学鲁科版2019选择性必修1

第3节化学反应速率第1课时反应历程和反应速率一、知识目标1.能从化学反应快慢的角度解释生产、生活中简单的化学现象。2.认识化学反应的反应历程，理解基元反应、简单反应等概念。3.掌握化学反应速率的表示方法和简单计算，明确用不同物质表示的反应速率之间的关系。二、核心素养目标1.宏观辨识与微观探析：从宏观上认识化学反应的快慢，从微观上理解反应历程对化学反应速率的影响。2.证据推理与模型认知：通过实验数据推理化学反应速率的表示方法，建立化学反应速率计算的模型。3.科学探究与创新意识：通过探究镁条与盐酸反应的实验，培养科学探究能力和创新意识。一、学习重点1.认识化学反应的反应历程。二、学习难点1.掌握化学反应速率的表示、计算。一、化学反应历程1.基元反应大多数化学反应都是分几步完成的，其中的反应称为基元反应。例如H·＋O2→·OH＋O·即为氢气与氧气生成水的反应中的一个基元反应。2.反应历程的特点与作用(1)含义：基元反应构成的反应序列。(2)特点①反应不同，不相同。②同一反应，在下的反应历程也可能不同。(3)决定因素：反应历程由决定。(4)作用：反应历程的差别造成了的不同。3.从反应机理角度对化学反应的分类二、化学反应速率的计算与比较1．化学反应速率(1)表示方法对于反应体系体积不变的化学反应aA＋bB=dD＋eE，可以用某物质浓度(或质量、物质的量等)的改变量(取绝对值)来表示。(2)数学表达式及单位v(A)＝eq\f(|ΔcA|,Δt)，单位为。(3)特点①同一反应选用不同的反应物或反应产物表示化学反应速率，数值可能，但表示的意义。②各物质表示的化学反应速率的数值之比等于化学方程式中各物质化学式前的。2．化学反应速率的物理测定方法主要有法、法、法。3．化学反应速率的计算（1）利用化学方程式计算根据化学方程式和已知条件列方程式计算如反应：mA(g)＋nB(g)pC(g)初始浓度/(mol·L－1)abc转化浓度/(mol·L－1)xeq\f(nx,m)eq\f(px,m)某时刻浓度/(mol·L－1)a－xb－eq\f(nx,m)c＋eq\f(px,m)（2）根据公式v(A)＝eq\f(|ΔcA|,Δt)进行计算。4．化学反应速率大小的比较（1）统一标准法当比较同一反应的化学反应速率的相对大小时，按相应的化学方程式中各物质化学式前的系数之比换算成同一物质表示的化学反应速率，单位统一，再比较数值大小。（2）比值比较法比较化学反应速率与其相应化学方程式中各物质化学式前的系数的比值大小，在单位相同时，数值大者反应速率大，如对于反应mA(g)＋nB(g)=pC(g)，有关系v(A)∶v(B)∶v(C)＝m∶n∶p，或eq\f(1,m)v(A)＝eq\f(1,n)v(B)＝eq\f(1,p)v(C)。一、探究化学反应历程活动一：化学反应历程的概念问题探究：对于一个化学反应，为什么会有快有慢呢？这就和化学反应的历程有关。下面我们以氢气和氧气反应生成水为例来探究。大家观察氢气和氧气反应的总应2H问题思考：根据上述内容，大家想一想反应历程和反应速率有什么关系呢？二、化学反应速率活动一：探究化学反应速率的表示方法问题探究：取三根镁条，分别称重，再让它们分别与浓度不同的过量盐酸反应（注意：实验要在通风条件下完成），记录镁条完全消失所用的时间t，将结果填入表格中。c2.01.51.0mnt反应速率υ1.根据所得实验数据，你认为应该怎样表示该化学反应的速率？2.如果分别用单位时间内盐酸浓度的减小、MgCl2溶液浓度的增大来表示该化学反应的速率，需要哪些数据？二者在数值上相等吗？为什么？3.盐酸浓度的改变对该化学反应的速率产生了怎样的影响？典例：一定条件下，在容积为2L的密闭容器中，加入4molSO2和2molO2，发生如下反应：2SO2(g)+O2(g)=2SO3(g)；在2s时测得c(SO2)=0.8mol/L。求:（1）用SO2浓度变化表示的化学反应速率。（2）求用O2、SO3的浓度变化表示的化学反应速率。活动二：用不同物质表示的反应速率之间的关系问题思考1：在同一化学反应中,用各物质表示的化学反应速率的数值之比和化学方程式中各物质化学式前的系数之比有什么关系呢？问题思考2：同一反应同一时间段用不同物质表示的化学反应速率不同,表示反应速率的意义是否相同?活动三：化学反应速率的物理测定法问题思考：测定化学反应速率的关键是测定某一时间间隔内反应体系中某物质浓度的变化。物质的某些物理性质(如压强、体积、吸光度、电导率等)与其物质的量或浓度存在函数关系,因此人们常用物理方法,通过准确而快速地测定反应物或反应产物浓度的变化来确定化学反应速率。常用于测定化学反应速率的物理方法有量气法、比色法、电导法。具体的方法是什么呢？1.v－t图像（1）渐变”类v－t图像图像分析结论t1时v′正增大，v′逆增大；v′正＞v′逆，平衡向方向移动t1时其他条件不变，反应物的浓度t1时v′正减小，v′逆减小；v′逆＞v′正，平衡向方向移动t1时其他条件不变，反应物的浓度t1时v′逆增大，v′正增大；v′逆＞v′正，平衡向方向移动t1时其他条件不变，生成物的浓度t1时v′逆减小，v′正减小；v′正＞v′逆，平衡向正反应方向移动t1时其他条件不变，生成物的浓度（2）“断点”类v－t图像图像t1时刻所改变的条件温度升高降低升高降低适合正反应为的反应适合正反应为的反应压强增大减小增大减小适合正反应为气体物质的量的反应适合正反应为气体物质的量的反应（3）“平台”类v­t图像图像分析结论t1时v′正、v′逆均增大且v′正v′逆，平衡不移动t1时其他条件不变使用催化剂t1时其他条件不变增大反应体系的压强且m＋n＝p＋q(反应前后气体体积无变化)t1时v′正、v′逆均减小且v′正v′逆，平衡不移动t1时其他条件不变，减小反应体系的压强且m＋n＝p＋q(反应前后气体体积无变化)2.速率—压强(或温度)图像（1）对于速率～温度曲线，温度改变后，吸热反应速率变化大，放热反应速率变化小。即吸热，放热。以mA＋nBpC＋qD；△Ｈ＝Ｑ为例(2)对于速率～压强曲线，压强改变后，气体体积之和的一侧反应速率变化大，气体体积之和的一侧反应速率变化小。以mA(g)＋nB(g)pC(g)＋qD(g)；△Ｈ＝Ｑ为例物质的量（或浓度）——时间图像这类图像能说明平衡体系中各组分在反应过程中的浓度变化情况。(1)识图：在ct图中，一般横坐标表示时间，纵坐标表示浓度或物质的量等变化，分析图时要抓住随着时间的变化曲线的基本走势问题，其重点及易错点应抓住曲线的斜率，某一时刻曲线的斜率大小就表示该时刻反应的速率快慢，曲线越陡表示反应的速率越大，曲线越平缓表示反应的速率越小。(2)规律：①若为温度变化引起，温度较高时，反应达平衡所需时间。②若为压强变化引起，压强较大时，反应达平衡所需时间。③若为是否使用催化剂，使用适宜催化剂时，反应达平衡所需时间。(3)实例：某温度时，在定容(VL)容器中，X、Y、Z三种物质的物质的量随时间的变化曲线如图所示。1.判断下列说法是否正确，正确的打“√”，错误的打“×”。(1)单位时间内反应物浓度的变化表示正反应速率，生成物浓度的变化量表示逆反应速率。()(2)化学反应速率为0.8mol·L⁻¹·s⁻¹是指1s时某物质的浓度为0.8mol·L⁻¹。()(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)同一化学反应，相同条件下用不同物质表示的反应速率，数值越大，表示化学反应速率越快。()2.某一反应物的浓度是1.0mol·L⁻¹，经过20s后，它的浓度变成了0.2mol·L⁻¹。在这20s内用该物质浓度变化表示的化学反应速率为()A.0.04B.0.04mol·L⁻¹·s⁻¹C.0.08mol·L⁻¹·s⁻¹D.0.04mol·L⁻¹3.在(N₂+3H₂2NH₃)的反应中，经过一段时间后，(NH₃)的浓度增加了0.6mol·L⁻¹，在此段时间内用(H₂)表示的平均反应速率为0.45mol·L⁻¹·s⁻¹，则此段时间是()A.1sB.2sC.44sD.1.33s4.在不同条件下，分别测得反应(2SO+O₂2SO₃)的化学反应速率如下，其中表示该反应进行得最快的是()A.(v(SO₂)=4mol·L⁻¹·min⁻¹)B.(v(O₂)=3mol·L⁻¹·min⁻¹)C.(v(SO₂)=0.1mol·L⁻¹·s⁻¹)D.(v(O₂)=0.1mol·L⁻¹·s⁻¹)考点1基元反应与反应历程1.NO催化O3生成O2的过程由三步基元反应构成：第一步：O3（g）+NO（g）==O2（g）+NO2（g）△H1；第二步：NO2（g）==O（g）+NO（g）△H2；第三步：O3（g）+O（g）==2O2（g）△H3。下列说法错误的是（）A．该反应的中间体只有两种B．第二步、第三步反应均为放热反应C．NO不改变总反应的焓变D．总反应2O3（g）==3O2（g）的△H＝△H1－△H2－△H32.在一定条件下，NO能够和H2发生反应：2NO+2H2＝N2+2H2O。经研究上述反应是按照以下三步反应依次进行的总反应（括号中是该条件下反应的相对速率）：①2NO+H2＝N2O+H2O（慢）；②2N2O＝2N2+O2（快）；③2H2+O2＝2H2O（更快）以上总反应速率主要取决于三步反应中的（）A．①B．②C．③D．②和③考点2化学反应速率含义与表示方法3.下列对化学反应速率的理解正确的是（）A．化学反应速率表示的是化学反应进行的程度B．化学反应速率可以用单位时间内反应物浓度的变化来表示C．化学反应速率可以用任何一种反应物或生成物来表示D．化学反应速率可以是正值，也可以是负值考点3化学反应速率的计算4.一定条件下，向2L密闭容器中加入2molN2和10molH2，发生反应N2＋3H22NH3,2min时测得剩余的N2为1mol，下列化学反应速率不正确的是()A．v(N2)＝0.25mol·L－1·min－1B．v(H2)＝0.75mol·L－1·min－1C．v(NH3)＝1mol·L－1·min－1D．v(NH3)＝0.5mol·L－1·min－15.化学反应4A(s)＋3B(g)2C(g)＋D(g)，经2min，物质B的浓度减少0.6mol·L－1。对此反应速率的表示正确的是()A．用A表示的反应速率是0.4mol·L－1·min－1B．2min内，v正(B)和v逆(C)表示的反应速率的值都是逐渐减小的C．2min末的反应速率用B表示是0.3mol·L－1·min－1D．分别用B、C、D表示的反应速率的比值是3∶2∶1考点4化学反应速率大小的比较6.反应4A(g)＋3B(g)=2C(g)＋5D(g)在四种不同条件下的反应速率分别为①v(A)＝0.02mol·L－1·s－1；②v(B)＝0.6mol·L－1·min－1；③v(C)＝0.3mol·L－1·min－1；④v(D)＝1.2mol·L－1·min－1。其中表示该反应速率最慢的是()A．① B．②C．③ D．④7.将N2、H2的混合气体分别充入甲、乙、丙三个容器后，测得反应速率分别为甲：υ（H2）＝3mol/（L·min）；乙：υ（N2）＝2mol/（L·min）；丙：υ（NH3）＝1mol/（L·min）则三个容器中合成氨的速率（）A．υ（甲）＞υ（乙）＞υ（丙）B．υ（乙）＞υ（丙）＞υ（甲）C．υ（丙）＞υ（甲）＞υ（乙）D．υ（乙）＞υ（甲）＞υ（丙）考点5化学平衡图像问题8.在其他条件不变时，只改变某一条件，化学反应aA(g)＋B(g)cC(g)的平衡的变化图像如下(图中p表示压强，T表示温度，n表示物质的量，α