2017-2018学年高中化学第二章化学反应速率和化学平衡2.1化学反应速率导学案新人教版选修4

1、第一节化学反应速率1.了解化学反应速率。2.了解化学反应速率的定量表示方法。3.掌握化学反应速率的简单计算。 4了解化学反应速率的测定方法。化学反应速率的概念与测定一、化学反应速率二、化学反应速率的测定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)利用科学仪器测量如在溶液中：当反应物或产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。3实例(锌与稀硫酸的反应)(1)实验

2、加入试剂反应时间反应速率40 mL 1 molL1硫酸长小40 mL 4 molL1硫酸短大(2)结论可以根据产生相同体积的氢气所需要的时间长短来判断化学反应速率。单位时间内收集到气体的体积越大或收集单位体积的气体所用的时间越短，化学反应速率越大。判断正误(正确的打“”，错误的打“”)。(1)对于反应H2Cl2=2HCl，化学反应速率可表示为va mol/(Ls)。()(2)化学反应速率为一段时间内的平均速率。()(3)化学反应速率可以为负值，如逆反应速率。()(4)用锌制取H2反应中，不能用Zn粒的变化表示反应的快慢。()答案：(1)(2)(3)(4)表示化学反应速率的注意事项(1)对化学反

3、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。下列关于化学反应速率的说法中，正确的是()A对于任何化学反应来说，反应速率越快，反应现象就越明显B化学反应速率为0.8 molL1s1是指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化学反应速率是指一定时间内任何一种反应物物质的量的减少或任何一种生成物物质的量的增加解析对有明显现象的化学反应，反应速率越快，反应现象就越明显，对于没有明显现象的反应，反应速率快慢对反应现象影响很小，如中和反应等，故A错误

4、；化学反应速率为平均速率，则化学反应速率为0.8 molL1s1是指1 s内该物质的浓度变化量为0.8 molL1，故B错误；化学反应速率是用于描述化学反应快慢的物理量，根据化学反应速率的大小可以知道化学反应进行的快慢，故C正确；化学反应速率通常用单位时间内反应物或生成物的浓度变化来表示，固体或纯液体的浓度变化视为0，不能用于表示反应速率，故D错误。答案C(1)把上述例题中A项改为“化学反应速率的数值越大，化学反应就进行得越快”，对吗？请说明理由。(2)反应“3Fe(s)4H2O(g)Fe3O4(s)4H2(g)”中能否用H2O表示该反应的化学反应速率？请说明理由。答案：(1)不对。需指明具体

5、的物质，因为同一化学反应中，用不同物质表示时其化学反应速率的数值是不同的，如N2(g)3H2(g)2NH3(g)，在不同条件下进行的反应中，v(N2)1 molL1min1，v(H2)2 molL1min1，但的速率比的速率快。(2)能。因为该反应中水是气体，可以用来表示该反应的化学反应速率。化学反应速率的理解1下列关于化学反应速率的说法，正确的是()A增大反应物的量，化学反应速率一定加快B锌与硫酸反应时，硫酸的浓度越大，产生氢气的速率越快C同一化学反应，用不同物质表示的化学反应速率，其数值越大，反应速率越快D单位时间内某物质的浓度变化越大，则该物质反应越快解析：选D。增大固体或纯液体的量，不

6、能改变化学反应速率；当硫酸浓度增大至浓硫酸时， 锌与浓硫酸反应不产生氢气；同一化学反应，用不同物质表示的化学反应速率，其数值越大，反应速率不一定越快。2反应N23H22NH3，在5 s内N2的浓度由6 mol/L减至2 mol/L。则用NH3表示的化学反应速率是()A2.4 mol/(Ls)B1.6 mol/(Ls)C0.8 mol/(Ls) D0.08 mol/(Ls)解析：选B。c(N2)4 mol/L，则c(NH3)8 mol/L，所以v(NH3)1.6 mol/(Ls)。化学反应速率的测定3某温度下，在锥形瓶内盛有6.5 g锌粒(颗粒大小基本相同)，通过分液漏斗向锥形瓶内加入40 mL

7、 2.5 mol/L的硫酸溶液，将产生的H2收集在一个注射器中，用时10 s时恰好收集到气体体积为50 mL(若折合成0 、101 kPa条件下H2的体积为44.8 mL)，在该温度下，下列说法不正确的是()A用锌粒来表示10 s内该反应的速率为0.013 g/sB忽略锥形瓶内溶液体积的变化，用H来表示10 s内该反应的速率为0.01 mol/(Ls)C忽略锥形瓶内溶液体积的变化，用Zn2来表示10 s内该反应的速率为0.01 mol/(Ls)D用H2来表示10 s内该反应的速率(可用物质的量变化表示)为0.000 2 mol/s解析：选C。10 s时产生的H2为0.002 mol。ZnH2S

8、O4=ZnSO4H2 1 1 1 10.002 mol 0.002 mol 0.002 mol 0.002 mol反应掉的m(Zn)0.002 mol65 g/mol0.13 g，v(Zn)0.013 g/s，A正确；v(H)0.01 mol/(Ls)，B正确；v(Zn2)0.005 mol/(Ls)，C错误；v(H2)0.000 2 mol/s，D正确。4两套如图所示装置，各盛有3 g大理石(颗粒大小相同)分别加入40 mL 1 molL1和40 mL 4 molL1的盐酸，比较二者收集100 mL CO2时所用的时间。(1)当收集到100 mL CO2时，哪个实验所耗时间较长？为什么？_。

9、(2)活塞外移的情况是_。A均匀外移B先快后慢C先慢后快D先慢后快然后又逐渐减慢你的选择的理由是_。解析：(1)稀盐酸的浓度越大，反应速率越快，所以收集100 mL CO2时，1 molL1的盐酸所耗时间长。(2)因为反应是放热反应，随温度的升高，反应速率逐渐加快。但随反应的进行，氢离子的浓度会逐渐降低，因此反应速率会再慢慢的降低。答案：(1)1 molL1的盐酸消耗的时间长，因为浓度小的反应速率慢(2)D此反应是放热反应，温度升高，反应速率加快；随着反应的进行，H浓度不断减小，反应速率减慢化学反应速率的计算和比较化学反应速率的计算(1)公式法：利用v(A)计算。注意：c(A)指物质A浓度的变

10、化，而不是物质的量的变化。(2)化学计量数法：利用化学反应速率之比化学计量数之比计算。(3)三段式法：利用起始量、变化量、一段时间后的量的关系计算。例如：反应mAnBpC起始浓度(molL1) a b c转化浓度(molL1) x 某时刻浓度(molL1) ax b cv(B)。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)1在密闭容器中，合成氨的反应：N23H22NH3，开始时，N2的浓度为8 mol/L，H2的浓度为20 mol/L，5 min后N2的浓度为6 mol/L，在这个反应中N2浓度的变化c(N2)_，v(N2)_，v

11、(H2)_，v(NH3)_，其速率之比v(N2)v(H2)v(NH3)_。答案：2 mol/L0.4 mol/(Lmin)1.2 mol/(Lmin)0.8 mol/(Lmin)1322向体积为2 L的密闭容器中加入2 mol SO2和1 mol O2，进行可逆反应：2SO2O22SO3，反应2 min后，测得O2的物质的量为0.8 mol。(1)2 min内，SO2的物质的量减少了_，SO3的物质的量增加了_。(2)若用O2的浓度变化来表示该反应的反应速率，则v(O2)_。解析：(1) 2SO2 O22SO3n(初)/mol 2 1 0n/mol 0.4 0.2 0.4n(2 min末)/m

12、ol 1.6 0.8 0.4n(SO3)n(SO2)2n(O2)(1 mol0.8 mol)20.4 mol。(2)v(O2)0.05 molL1min1。答案：(1)0.4 mol0.4 mol (2)0.05 molL1min11化学反应速率计算的思维模型(1)计算步骤(2)注意事项根据公式v及c可推出公式v，该式应用更广泛。利用“三段式”计算时，转化的物质的物质的量浓度或物质的量与化学方程式中该物质的化学计量数成正比。计算过程中单位应一致。2化学反应速率快慢的比较方法比值法(1)转化为同一单位表示，其转化公式为1 molL1s160 molL1min1。(2)比较化学反应速率与化学计量数

13、的比值。如反应aAbB=cC，要比较v(A)与v(B)的相对大小，即比较与，若，则A表示的反应速率比B表示的大。在2 L密闭容器中进行反应：mX(g)nY(g)pZ(g)qQ(g)，式中m、n、p、q为化学计量数。在03 min内，各物质物质的量的变化如下表所示：类别项目XYZQ起始/mol0.71.02 min末/mol0.82.70.82.73 min末/mol0.8已知2 min内v(Q)0.075 molL1min1，且v(Z)v(Y)12。(1)试确定以下物质的相关量：起始时n(Y)_，n(Q)_。(2)化学方程式中m_，n_，p_，q_。(3)用Z表示2 min内的反应速率：_。解

14、析2 min内v(Q)0.075 molL1min1，则n(Q)0.075 molL1min12 min2 L0.3 mol，根据表中数据可知，2 min内X的物质的量变化为0.8 mol0.7 mol0.1 mol，Z的物质的量变化为1.0 mol0.8 mol0.2 mol，根据反应速率v(Z)v(Y)12可知，Y的物质的量变化为n(Y)2n(Z)0.4 mol，反应方程式中各物质的物质的量变化与其化学计量数成正比，则mnpq0.1 mol0.4 mol0.2 mol0.3 mol1423，所以m1、n4、p2、q3，反应方程式为X(g)4Y(g)2Z(g)3Q(g)。(1)2 min内生

15、成0.1 mol X，根据反应X(g)4Y(g)2Z(g)3Q(g)可知，2 min内生成Y的物质的量为0.4 mol，则起始时Y的物质的量为2.7 mol0.4 mol2.3 mol；Q在2 min内物质的量减少，根据反应方程式可知，2 min内消耗的Q的物质的量为0.1 mol30.3 mol，则起始时Q的物质的量为2.7 mol0.3 mol3.0 mol。(2)根据以上分析可知，m1、n4、p2、q3。(3)2 min内消耗的Z的物质的量为n(Z)1.0 mol0.8 mol0.2 mol，则用Z表示2 min内的反应速率为v(Z)0.05 molL1min1。答案(1)2.3 mol

16、3.0 mol(2)1423(3)0.05 molL1min1当v(X)1.3 molL1min1时，与v(Q)0.075 molL1s1相比较，哪种情况反应速率更快？答案：将二者统一单位，转换为同一种物质(如X)后再比较，知v(Q)0.075 molL1s1时反应速率更快。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。 化学反应速率的计算及大小比较1在25 时，2 L的密闭容器中A、B、C三种气体的初始浓度和2 min末的浓度如下表(该反应为可逆

17、反应)：物质ABC初始浓度/molL11.02.002 min末浓度/molL10.40.21.2请填写下列空白：(1)该反应方程式可表示为_。(2)从反应开始到2 min末，A的平均反应速率为_。解析：(1)由表中数据可知，A、B为反应物，C为产物。同一反应中，各物质的物质的量浓度变化量之比等于化学计量数之比，则反应方程式为A3B2C。(2)v(A)0.3 mol(Lmin)1。答案：(1)A3B2C (2)0.3 mol(Lmin)12(2017邯郸高二检测)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 molL1

18、s1v(C)0.4 molL1s1v(D)0.45 molL1s1该反应进行的快慢顺序为()ABCD解析：选A。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。根据图像确定化学反应速率及化学方程式3一定温度下，向容积为2 L的密闭容器中通入两种气体发生化学反应，反应中各物质的物质的量变化如图所示，对该反应的推断合理的是()A该反应的化学方程式为3B4D6A2CB反应进行到1 s时，v(A)v(D)C反应进行到6 s时，B的平均反应速率为0.05 molL1s1D反应进行到6 s时，各物质的反应速率相等

19、解析：选C。恒容密闭容器中进行的反应，各物质的物质的量变化之比等于化学方程式中化学计量数之比，n(A)n(B)n(C)n(D)(1.20) mol(1.00.4) mol(1.00.2) mol(0.40) mol6342，随着反应的进行，A、D的物质的量增加，B、C的物质的量减少，则可知A、D为生成物，B、C为反应物；最终各物质的物质的量不变且均不为零，所以该反应为可逆反应，化学方程式为3B4C6A2D，A错误；不论在什么时刻，用各物质表示的反应速率之比都等于化学计量数之比，B、D错误。4某温度时，在容积为3 L的密闭容器中，X、Y、Z三种物质的物质的量随时间变化的曲线如图所示，由图中数据分

20、析：(1)该反应的化学方程式为_。(2)反应开始至2 min末，X的反应速率为_。解析：(1)根据题中图示可知，该反应是可逆反应，且Z、Y是反应物，X是生成物，所以根据物质的量变化之比等于化学计量数之比可知n(X)n(Y)n(Z)0.60.20.4312，所以该反应的化学方程式可以表示为2ZY3X。(2)反应开始至2 min末，X的反应速率为(0.8 mol0.4 mol)3 L2 min0.067 molL1min1。答案：(1)2ZY3X (2)0.067 molL1min1 重难易错提炼1.化学反应速率计算的“三个关键”(1)1个公式：v。(2)1个关系：化学反应速率之比化学计量数之比。

21、(3)1种换算：1 mol/(Ls)60 mol/(Lmin)。2化学反应速率表示的“三项注意”(1)指明具体的物质。(2)不能用固体或纯液体物质表示。(3)是平均反应速率，不是瞬时速率。3化学反应速率大小比较“三步骤”和“两归一”(1)三步骤：一看；二化；三比较。(2)两归一：划归同一单位；划归同一物质。课后达标检测基础巩固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或生成物的浓度变化量来表示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

22、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已知反应：A3B=2CD，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/(Lmin)，则此段时间内以C的浓度变化表示的化学反应速率为()A0.5 mol/(Lmin)B1 mol/(Lmin)C2 mol/(Lmin) D3 mol/(Lmin)解析：选C。根据反应速率之比等于各物质的化学计量数之比，即v(A)v(C)12，而v(A)1 mol/(Lmin)，则v(C)2 mol/(Lmin)。3(2017济宁高二检测)已知4NH3(g)5O2(g)4NO(g)6

23、H2O(g)，若化学反应速率分别用v(NH3)、v(O2)、v(NO)、v(H2O)(单位：molL1s1)表示，则正确关系是()A.v(NH3)v(O2) B.v(O2)v(H2O)C.v(NH3)v(H2O) D.v(O2)v(NO)解析：选D。该反应中v(NH3)v(O2)v(NO)v(H2O)4546，根据上述关系分析选项，推知D项正确。4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

24、浓度的减少量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量表示反应速率，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。5已知某条件下，合成氨反应的数据如下：N23H22NH3起始浓度/molL11.0 3.0 0.22 s末浓度/molL1 0.6 1.8 1.04 s末浓度/molL1 0.4 1.2 1.4当用氨气浓度的增加量来表示该反应的速率时，下列说法中错误的是()A2 s末

25、氨气的反应速率为0.4 mol(Ls)1B前2 s内氨气的平均反应速率为0.4 mol(Ls)1C前4 s内氨气的平均反应速率为0.3 mol(Ls)1D24 s内氨气的平均反应速率为0.2 mol(Ls)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。6在一定条件下，对于反应A2(g)3B2(g)2AB3(g)来说，下列所表示的化学反应速率中最大的是()Av(A2)0.8 mol/(Ls)Bv(A2)60 mol/(Lmin)Cv(AB3)1.0 mol/(Ls)Dv(B2)1.2 mol/(Ls)解析：选B。首先比较A、C、D项的大小，因为，故A项表示的反应

26、速率大；然后再比较A、B项，B项中将v(A2)除以60得到v(A2)1.0 mol/(Ls)，故B项表示的反应速率最大。7在2 L的密闭容器中，发生反应：2A(g)B(g)2C(g)D(g)，若最初加入的A和B都是4 mol，在前10 s内A的平均反应速率为0.12 mol/(Ls)，则10 s时，容器中B的物质的量是()A3.4 mol B3.2 molC2.8 mol D1.2 mol解析：选C。由题意可知在前10 s内，反应的A的物质的量为0.12 mol/(Ls)10 s2 L2.4 mol，故反应的B的物质的量为1.2 mol，则10 s时，容器中B的物质的量为4 mol1.2 mo

27、l2.8 mol。8.T 时，在0.5 L的密闭容器中，气体A与气体B反应生成气体C，反应过程中A、B、C的浓度变化如图所示。则下列结论正确的是()A10 s时反应生成了0.2 mol CB该反应进行到10 s时，消耗了0.15 mol AC该反应的化学方程式为3AB2CD10 s内用B表示的反应速率为0.01 molL1s1解析：选A。10 s时反应生成气体C的物质的量为0.4 molL10.5 L0.2 mol，消耗A的物质的量为(0.5 molL10.3 molL1)0.5 L0.1 mol，故A项正确，B项不正确；c(A)c(B)c(C)0.2 molL10.6 molL10.4 mo

28、lL1132，故化学方程式应为A3B2C，C项不正确；10 s内用B表示的反应速率为0.06 molL1s1，D项不正确。9(2017杭州六校联考)把0.6 mol X气体和0.4 mol Y气体混合于2 L容器中，使它们发生如下反应：3X(g)Y(g)=nZ(g)2W(g)，5 min末已生成0.2 mol W，若测得以Z表示的化学反应速率为0.01 molL1min1，则上述反应中n的值是()A1 B2C3 D4解析：选A。用W表示的化学反应速率为0.02 molL1min1，同一化学反应中，各物质的反应速率之比等于化学计量数之比，即0.01 molL1min10.02 molL1min1

29、n2，解得n1。10已知A、B、C为三种气体，根据如图填空：(1)反应物是_；生成物是_。(2)在2 min内用A、B、C表示的化学反应速率分别为_、_、_。(3)该反应的化学方程式是_。解析：(1)在反应过程中反应物的量减少，生成物的量增多，故A、B为反应物，C为生成物。(2)由化学反应速率的定义可得：v(A)(82)2 molL1min13 molL1min1，v(B)(84)2 molL1min12 molL1min1，v(C)(60)2 molL1min13 molL1min1。(3)由上述结论得A、B、C的化学计量数之比为323，又因最终各物质的浓度不变且均不为零，故该反应为可逆反应

30、，其化学方程式为3A2B3C。答案：(1)A、BC(2)3 molL1min12 molL1min13 molL1min1(3)3A2B3C11近年来，随着人们大量开发利用化石资源，不仅使得煤、石油、天然气的储量大大减少，而且造成严重的环境污染。如何实现化石燃料的综合利用，提高燃料的利用率，减少环境污染等问题逐渐被提上了日程。为了提高煤的利用率，人们先把煤转化为CO和H2，再将它们转化为甲醇。某实验员在一定温度下的密闭容器中，充入一定量的H2和CO，发生反应：2H2(g)CO(g)CH3OH(g)，测定的部分实验数据如下：t/s05001 000c(H2)/molL15.003.522.48c

31、(CO)/molL12.50(1)在500 s内用H2表示的化学反应速率是_。(2)在1 000 s内用CO表示的化学反应速率是_。(3)在500 s时生成的甲醇的浓度是_molL1。解析：(1)在500 s内，v(H2)2.96103 molL1s1。(2)在1 000 s内，H2的浓度减少了5.00 molL12.48 molL12.52 molL1，则CO的浓度减少了2.52 molL11.26 molL1，用CO表示的化学反应速率为v(CO)1.26103 molL1s1。(3)在500 s内，H2的浓度减少了1.48 molL1，则生成的CH3OH的浓度为1.48 molL10.74

32、 molL1。答案：(1)2.96103 molL1s1(2)1.26103 molL1s1(3)0.74能力提升12(2017广州高二检测)在密闭容器中，A与B反应生成C，其反应速率分别用vA、vB、vC表示，已知2vB3vA、3vC2vB，则此反应可表示为()A2A3B=2CBA3B=2CC3AB=2C DAB=C解析：选A。由2vB3vA、3vC2vB可知，vAvBvC232，即A、B、C对应的化学计量数分别为2、3、2，故反应方程式为2A3B=2C。13(2017安阳高二检测)在一定条件下，将A2和B2两种气体通入密闭容器中，按xA2yB2=2C进行反应，2 s后反应速率如下：vA20

33、.5 mol/(Ls)，vB21.5 mol/(Ls)，vC1 mol/(Ls)，则x、y的值分别为()A3和2 B1和3C3和1 D4和5解析：选B。同一反应中，各物质的反应速率之比等于其化学计量数之比，所以0.5 mol/(Ls)1.5 mol/(Ls)1 mol/(Ls)xy2，解得x1，y3。14用纯净的CaCO3与100 mL稀盐酸反应制取CO2，实验过程记录如图所示(CO2的体积已折算为标准状况下的体积)。下列分析不正确的是()AEF段表示的平均反应速率最大BEF段，用盐酸表示该反应的平均反应速率为0.4 molL1min1COE、EF、FG三段中，用CO2表示的平均反应速率之比为267DG点收集的CO2的量最多解析：选C。A选项中，曲线斜率越大，平均反应速率越大，正确；B选项中，n(CO2)0.02 mol，n(HCl)0.04 mol，c(HCl)