《化学反应速率》课件

第1课时化学反应速率第二章内容索引0102课前篇素养初探课堂篇素养提升素养目标1.了解化学反应速率的定义,会定量表示化学反应速率。2.通过化学反应速率的简单计算,树立证据推理思想。3.通过实验探究,学会化学反应速率的测定方法,会比较化学反应速率的大小,培养科学探究和创新意识。课前篇素养初探[知识铺垫]1.不同的化学反应进行的快慢千差万别,与物理学中物体的运动快慢用速率表示类似,化学反应过程进行的快慢可用化学反应速率来表示。2.某反应的反应物浓度在5min内由6mol·L-1变成了2mol·L-1,则用该反应物浓度的变化表示的该反应在这段时间内的平均反应速率为0.8mol·L-1·min-1。

[必备知识]一、化学反应速率1.化学反应速率的含义化学反应速率可以用单位时间、单位体积中反应物或生成物的物质的量变化来表示。如果反应体系的体积是恒定的,通常是用单位时间内反应物浓度的减小或生成物浓度的增加来表示。其数学表达式为v=。(1)式中v表示反应速率(取正值);Δc表示反应物浓度或生成物浓度的变化;Δt表示反应时间的变化。(2)反应速率的单位:mol·L-1·s-1或mol·L-1·min-1或mol·L-1·h-1等。2.化学反应速率与化学计量数之间的关系对一个化学反应:mA+nB===pY+qZ,用不同物质表示的反应速率其关系是v(A)∶v(B)∶v(Y)∶v(Z)=m∶n∶p∶q,或

。【微思考】利用v(A)=所得到的化学反应速率是瞬时速率还是平均速率?提示

是一段时间内的平均速率。二、化学反应速率的测定1.测定原理任何一种与物质浓度有关的可观测量都可以加以利用。2.可测定的具体物理量气体体积、体系压强、颜色深浅、光的吸收、导电能力等。[自我检测]1.正误判断(1)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。(

)(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0.8mol·L-1·s-1是指1s时某物质的浓度为0.8mol·L-1。(

)(4)由

计算平均速率,用反应物表示时为正值,用生成物表示时为负值。(

)(5)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。(

)(6)利用反应速率的大小可以判断化学反应进行快慢。(

)××××√√2.已知:4NH3(g)+5O2(g)===4NO(g)+6H2O(g),若各物质的反应速率分别用v(NH3)、v(O2)、v(NO)、v(H2O)(单位:mol·L-1·min-1)表示,则正确的关系是(

)答案

D解析

在同一反应中,用不同物质表示的化学反应速率之比等于化学方程式中各物质前的化学计量数之比。A、B、C中的正确关系应分别为:课堂篇素养提升任务一化学反应速率的计算[问题探究]1.中学教材中所说的反应速率是瞬时速率还是平均速率?答案

平均速率。2.对于反应CaCO3+2HCl===CaCl2+H2O+CO2↑,能否用CaCO3来表示化学反应速率?答案

不能用固体或纯液体物质来表示化学反应速率。3.同一化学反应,用不同物质表示其反应速率时,数值相同吗?答案

不一定相同;若化学反应计量数相同,则反应速率相同;否则,不相同。4.分别用2g锌粒(假设颗粒大小基本相同)与40mL1mol·L-1和40mL4mol·L-1H2SO4溶液反应,请问你有几种方法分别测定它们反应速率的大小?答案

(1)测定收集一定体积的H2所用的时间。(2)测定一段时间内溶液中c(H+)的变化。(3)测定一段时间内Zn粒质量的变化。[深化拓展]有关化学反应速率的计算(1)计算依据①化学反应速率的定义:。②对于同一个化学反应,用不同物质的物质的量浓度随时间的变化表示的反应速率之比等于相应物质在化学方程式中的化学计量数之比,这是有关化学反应速率的计算或换算的依据。如:对于化学反应aA(g)+bB(g)cC(g)+dD(g),有下列恒等式:v(A)∶v(B)∶v(C)∶v(D)=a∶b∶c∶d。(2)运用“三段式”求解化学反应速率计算题的一般步骤①写出有关反应的化学方程式。②找出各物质的起始量、转化量、某时刻量。③根据已知条件列方程计算。计算中注意以下关系:a.对反应物:c(起始)-c(转化)=c(某时刻)b.对生成物:c(起始)+c(转化)=c(某时刻)c.各物质浓度的转化量之比等于其化学计量数之比[素能应用]典例1在2L的密闭容器中,加入1molH2和3mol的I2,在某温度下发生反应H2(g)+I2(g)2HI(g)。在2s末时,测得容器中含有0.4mol的HI。2s内,用H2、I2、HI表示该反应的反应速率分别是多少?答案

v(H2)=0.05mol·L-1·s-1,v(I2)=0.05mol·L-1·s-1,v(HI)=0.1mol·L-1·s-1。解析

根据题意,利用“三段式”法求解。

H2

+

I2

2HI起始量/mol:

1

3

0变化量/mol:

0.2

0.2

0.42

s末量/mol:

1-0.2

3-0.2

0.4变式训练1在2L的密闭容器中,加入1molN2和3molH2,发生反应N2+3H2

2NH3,在2s末时,测得容器中含有0.4mol的NH3,求该反应在2s内的化学反应速率。答案

v(N2)=0.05mol·L-1·s-1,v(H2)=0.15mol·L-1·s-1,v(NH3)=0.1mol·L-1·s-1。解析

N2+

3H2

2NH3起始量/mol:

1

3

0变化量/mol:

0.2

0.6

0.42

s末量/mol:

1-0.2

3-0.6

0.4任务二比较化学反应速率大小的方法[问题探究]1.已知反应A(g)+2B(g)C(g)中,若知道A的反应速率,能否确定其他物质的反应速率?答案

能。根据反应速率之比等于化学方程式中各物质的计量数之比来求算。2.比较化学反应速率大小时要注意哪些问题?答案

对于同一化学反应的速率,用不同物质表示时数值可能不同,但表示的意义相同。可将不同物质表示的反应速率转化成同一物质进行比较,同时要注意单位要一致。[深化拓展]化学反应速率大小的比较方法(1)用同一物质的反应速率比较反应进行的快慢时,必须要保证在速率单位一致的前提下再比较数值的大小。例如,v(H2)=0.1mol·L-1·s-1与v(H2)=3mol·L-1·min-1不能只看数值大小,应该先将单位统一后,再进行比较。(2)用不同物质的反应速率比较反应快慢时,除要保证单位一致外,还要根据反应速率之比等于化学计量数之比进行换算后再比较。例如,反应aA+bBcC,要比较两种不同情况下的v(A)与v(B)的相对大小,在单位统一的情况下,即比较,则第一种情况下A的反应速率较大。[素能应用]典例2对于反应N2(g)+3H2O(g)2NH3(g)+O2(g),在不同时间段内所测反应速率如下,则表示该化学反应进行最快的是(

)A.v(NH3)=1.5mol·L-1·min-1B.v(N2)=1.2mol·L-1·min-1C.v(H2O)=1.67mol·L-1·min-1D.v(O2)=1.5mol·L-1·min-1答案

B解析

将选项中的各反应速率换算成同一物质的反应速率,然后比较。变式训练2在一定条件下,对于反应A2(g)+3B2(g)2AB3(g)来说,以下化学反应速率中,表示化学反应速率最大的是(

)A.v(A2)=0.8mol·L-1·s-1 B.v(A2)=60mol·L-1·min-1C.v(AB3)=1.0mol·L-1·s-1 D.v(B2)=1.2mol·L-1·s-1答案

B解析

解此类题目要先统一单位,然后利用化学反应速率之比等于对应物质的化学计量数之比转化为同一种物质表示的反应速率再进行比较。若都转化为用A2表示的反应速率且单位统一为mol·L-1·s-1,则A项中v(A2)=0.8

mol·L-1·s-1,B项中v(A2)=1

mol·L-1·s-1,C项中v(A2)=0.5

mol·L-1·s-1,D项中v(A2)=0.4

mol·L-1·s-1,则化学反应速率最大的是B项。

素养脉络1．下列说法正确的是

(

)A．化学反应速率通常用单位时间内反应物或生成物的质量变化来表示B．用不同物质的浓度变化表示同一时间内同一反应的速率时，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通常由时间单位和物质的量的单位决定D．在化学反应过程中，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【答案】B①v(NH3)＝0.6mol·L－1·min－1

②v(N2)＝0.005mol·L－1·s－1③v(H2)＝0.9mol·L－1·min－1

④v(NH3)＝0.02mol·L－1·s－1⑤v(H2)＝0.01mol·L－1·s－1

⑥v(N2)＝0.03mol·L－1·s－1A．①③⑥

B．②④⑤C．①②③

D．④⑤⑥【答案】C

【解析】已知半分钟末有0.6molNH3生成，可列式求算：v(NH3)＝0.6mol·L－1·min－1或0.01mol·L－1·s－1，v(N2)＝0.3mol·L－1·min－1或0.005mol·L－1·s－1，v(H2)＝0.9mol·L－1·min－1或0.015mol·L－1·s－1。其中反应速率最快的是

(

)A．(1) B．(2)

C．(3) D．(4)编号(1)(2)(3)(4)反应速率[mol/(L·min)]v(SO2)v(O2)v(SO3)v(O2)0.40.250.50.3【答案】D

(2)v(O2)＝0.25mol/(L·min)；(4)v(O2)＝0.3mol/(L·min)；单位相同，数值大者反应速率快。 (

)A．用A表示的反应速率是0.8mol·L－1·s－1B．分别用B、C、D表示该反应的速率，其比值是3∶2∶1C．在2min末时的反应速率，用反应物B来表示是0.3mol·L－1·min－1D．在这2min内用B和C表示的反应速率的值是相同的【答案】B

【解析】该速率是2min内的平均反应速率，而不是2min末时的反应速率，C错误；根据反应速率之比等于化学计量数之比可知，B正确，D错误；A是固体，不能用来表示反应速率，A错误。5．某温度时，在2L容器中，X、Y、Z三种气体物质的量的变化曲线如图所示。由图中数据分析该反应的化学方程式为____________________________________。反应开始至2min末，Z的平均反应速率为__________。6．对于反应：4FeS2＋11O2===2Fe2O3＋8SO2，试回答下列有关问题：(1)常选用哪些物质浓度的变化来表示该反应的反应速率：______________。(2)4s内生成SO2的速率为0.4mol/(L·s)，则O2减少的速率是__________________________________________。(3)测得4s后O2的浓度为2.8mol/L，则开始时O2的浓度为______。【答案】(1)O2或SO2

(2)0.55mol/(L·s)

(3)5mol/L7．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、5