同步蘇教化學選修四新突破講義：專題2 第1單元 第1課時 化學反應速率的表示方法 Word版含答案

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1、 第一單元　化學反應速率 第1課時　化學反應速率的表示方法 目標與素養(yǎng)：1.了解化學反應速率的概念，會定量表示化學反應速率。(宏觀辨識與微觀探析)2.掌握化學反應速率的簡單計算，提高速率概念的理解能力。(宏觀辨識與微觀探析)3.學會化學反應速率的測定方法，會比較化學反應速率的快慢。(科學探究與創(chuàng)新意識) 1．化學反應速率的概念與表示方法 微點撥：(1)化學反應速率是通過物質的量濃度的變化來計算的，而不是通過物質的量的變化計算，應注意Δc＝。(2)因濃度的變化取其絕對值，故化學反應速率是正值。 2．化學反應速率的測定 (1)測定的原理 利用化學反應中與任何一種化學

2、物質的濃度(或量)相關的性質進行測定。 (2)測定方法 ①根據顏色變化 在溶液中，當反應物或生成物本身有較明顯的顏色時，可利用顏色深淺和顯色物質濃度間的正比關系來跟蹤反應的過程和測量反應速率。 ②根據釋放出氣體的體積 安裝如圖所示裝置，在錐形瓶內放入5 g大理石，分液漏斗內加入20 mL 1 mol·L－1鹽酸，每隔10 s觀測注射器中氣體體積，以mL·s－1為反應速率的單位，計算反應速率。 微點撥：檢驗上面裝置氣密性的方法為：關閉分液漏斗活塞，用手(或熱毛巾)捂住錐形瓶，注射器活塞向外移動，松開手后，活塞回到原處則說明裝置氣密性良好。 1．判斷正誤(正確的打“√”，錯誤

3、的打“×”)。 (1)化學反應速率通常用單位時間內反應物或生成物的質量變化來表示。 (　　) (2)對于化學反應，反應速率越大，反應現象越明顯。(　　) (3)化學反應速率為0.8 mol·L－1·s－1是指1 s時某物質的濃度為0.8 mol·L－1。 (　　) (4)在化學反應過程中，反應物的濃度逐漸變小，所以用反應物表示的化學反應速率為負值。(　　) 答案：(1)×　(2)×　(3)×　(4)× 2．反應3X(g)＋Y(g)Z(g)＋2W(g)在2 L密閉容器中進行，5 min后Y減少了0.1 mol，則此反應的平均速率為 (　　) A．v(X)＝0.03 mol

4、·L－1·min－1 B．v(Y)＝0.02 mol·L－1·min－1 C．v(Z)＝0.10 mol·L－1·min－1 D．v(W)＝0.20 mol·L－1·min－1 A　[v(Y)＝＝0.01 mol·L－1·min－1，＝＝＝，v(X)＝0.03 mol·L－1·min－1，v(Z)＝ 0.01 mol·L－1·min－1，v(W)＝0.02 mol·L－1·min－1。] 3．用如圖裝置來測量鋅與2 mol·L－1硫酸的反應速率，A中盛放________，B中盛放________，在做實驗時還需要的測量儀器為________，需要讀取的數據是________和___

5、_____。 答案：2 mol·L－1硫酸　鋅?！∶氡怼r間　注射器活塞移動的距離 正確理解化學反應速率 1．無論是用某一反應物表示還是用某一生成物表示，由于Δc是取濃度變化的絕對值，因此，化學反應速率都取正值。 2．化學反應速率可用反應體系中反應物或生成物濃度的變化來表示，一般是以最容易測定的一種物質表示，書寫時應標明是什么物質的反應速率。 3．在一定溫度下，固體和純液體物質，其單位體積里的物質的量保持不變，即物質的量濃度為常數，因此它們的化學反應速率也被視為常數。由此可知，現在采用的表示化學反應速率的方法還有一定的局限性。 4．在同一反應中，用不同的物質表示同一時間

6、內的反應速率時，其數值可能不同，但這些數值所表達的意義是相同的即都是表示同一反應的速率。各物質表示的反應速率的數值有相互關系，彼此可以根據化學方程式中的各化學計量數進行換算。 5．一般來說在反應過程中都不是等速進行的，因此某一時間內的反應速率實際上是這一段時間內的平均速率。 【例1】　將4 mol A和2 mol B在2 L的密閉容器中混合，并在一定條件下發(fā)生如下反應：2A(s)＋B(g)2C(g)，反應2 s后測得C的濃度為0.6 mol·L－1。下列說法正確的是(　　) A．用物質A表示2 s內的平均反應速率為0.3 mol·L－1·s－1 B．用物質B表示2 s內的平均反應速率為

7、0.6 mol·L－1·s－1 C．2 s時v(C)＝0.3 mol·L－1·s－1 D．2 s時物質B的濃度為0.7 mol·L－1 D　[不能用固體物質表示化學反應速率，A錯誤；化學反應速率是平均值不是瞬時值，C錯誤；據題目條件知v(C)＝0.6 mol·L－1÷2 s＝0.3 mol·L－1·s－1，則v(B)＝0.3 mol·L－1·s－1÷2＝0.15 mol·L－1·s－1，則2 s時物質B的濃度為2 mol÷2 L－0.6 mol·L－1÷2＝0.7 mol·L－1，B錯誤，D正確。] (1)若A是氣體，則用A表示的化學反應速率是多少？ (2)若A是氣體，

8、2 s時物質A的濃度為多少？ 提示：(1)v(A)＝v(C)＝0.6 mol·L－1÷2 s＝0.3 mol·L－1·s－1。 (2)2 s時物質A的濃度為4 mol÷2 L－0.6 mol·L－1＝1.4 mol·L－1。 1．對于反應：CaCO3＋2HCl===CaCl2＋H2O＋CO2↑，下列說法正確的是 (　　) A．用HCl和CaCl2表示的反應速率數值不同，但所表示的意義相同 B．不能用CaCO3的濃度變化來表示反應速率，但可用水來表示 C．用H2O和CO2表示的化學反應速率相同 D．用CaCl2濃度的減小表示其反應速率 A　[因為CaCO3是固體，H2O為純

9、液體，不能用其濃度的變化來表示化學反應速率；D中CaCl2為生成物，故應用其濃度的增加表示反應速率；故B、C、D項錯誤。] 化學反應速率的計算和比較 1．化學反應速率的計算 (1)進行化學反應速率計算的依據 ①利用反應速率的定義式v＝求算。 ②利用化學反應中各物質的速率之比等于化學計量數之比的規(guī)律求算。 (2)進行化學反應速率計算的常用方法——三段式 ①寫出有關反應的化學方程式； ②找出各物質的起始量、轉化量、某時刻量； ③根據已知條件列方程計算。 例如，對于反應：mA(g)＋nB(g)===pC(g)＋qD(g)。起始時A的濃度為 a mol·L－1，B的濃度為b

10、mol·L－1。反應進行至t1 s時，A消耗了x mol·L－1，則反應速率可計算如下： mA(g)＋nB(g)===pC(g)＋qD(g) a b 0 0 x a－x b－ 則v(A)＝ mol·(L·s)－1，v(B)＝ mol·(L·s)－1，v(C)＝ mol·(L·s)－1，v(D)＝ mol·(L·s)－1。 (3)進行化學反應速率的計算時，需注意以下量的關系 ①對反應物：c起始－c轉化＝c某時刻。 ②對生成物：c起始＋c轉化＝c某時刻。 ③轉化率：

11、α＝×100%。 2．化學反應速率的大小比較 (1)歸一法 依據化學反應速率之比等于化學計量數之比，將同一反應中的用不同物質表示的反應速率，轉化成用同一種物質表示的反應速率，然后直接依據數值進行比較。 例如： 對于反應2SO2(g)＋O2(g)2SO3(g)，如果 a．v(SO2)＝2 mol·L－1·min－1， b．v(O2)＝3 mol·L－1·min－1， c．v(SO3)＝4 mol·L－1·min－1， 比較反應速率的大小，可以將三者表示的反應速率都轉化為O2表示的反應速率再作比較。 換算得出：a.v(O2)＝1 mol·L－1·min－1，c.v(O2)＝2

12、mol·L－1·min－1，則反應速率的大小關系為：b>c>a。 (2)比值法 用各物質的量表示的反應速率除以對應各物質的化學計量數，然后再對求出的數值進行大小排序，數值大的反應速率快。例如： 對于反應mA＋nBpC＋qD，若v(A)/m>v(B)/n，則反應速率A>B。 特別提醒：比較同一反應中不同物質的化學反應速率時，要注意單位是否相同。如果單位不同，要化成相同的單位再進行比較。 【例2】　已知：反應aA(g)＋bB(g)cC(g)，某溫度下，在2 L的密閉容器中投入一定量的A、B，兩種氣體的物質的量濃度隨時間變化的曲線如圖所示。 (1)從反應開始到12 s時，用A表示的反

13、應速率為____________。 (2)經測定前4 s內v(C)＝0.05 mol·L－1·s－1，則該反應的化學方程式為_____________________________________________________。 (3)請在圖中將生成物C的物質的量濃度隨時間的變化曲線繪制出來。 (4)若上述反應分別在甲、乙、丙三個相同的密閉容器中進行，經同一段時間后，測得三個容器中的反應速率分別為 甲：v(A)＝0.3 mol·L－1·s－1； 乙：v(B)＝0.12 mol·L－1·s－1； 丙：v(C)＝9.6 mol·L－1·min－1； 則甲、乙、丙三個容器中反應速率

14、由快到慢的順序為__________。 解析：(1)從0到12 s，Δc(A)＝0.8 mol·L－1－0.2 mol·L－1＝0.6 mol·L－1，v(A)＝＝0.05 mol·L－1·s－1。 (2)前4 s內，Δc(A)＝0.8 mol·L－1－0.5 mol·L－1＝0.3 mol·L－1，v(A)＝＝0.075 mol·L－1·s－1；v(A)∶v(C)＝a∶c＝0.075 mol·L－1·s－1∶0.05 mol·L－1·s－1＝3∶2，由圖象知，在12 s時Δc(A)∶Δc(B)＝0.6 mol·L－1∶0.2 mol·L－1＝3∶1＝a∶b，則a、b、c三者的比例關系為3

15、∶1∶2，所以該反應的化學方程式為3A(g)＋B(g)2C(g)。 (3)生成物C的濃度從0開始增加，到12 s時達到最大，Δc(A)∶Δc(C)＝a∶c＝3∶2，所以Δc(C)＝2×＝ 0.4 mol·L－1。 (4)丙容器中v(C)＝9.6 mol·L－1·min－1＝0.16 mol·L－1·s－1，則甲容器中＝＝0.1 mol·L－1·s－1，乙容器中＝＝ 0.12 mol·L－1·s－1，丙容器中＝＝0.08 mol·L－1·s－1，故甲、乙、丙三個容器中反應速率由快到慢的順序為乙>甲>丙。 答案：(1)0.05 mol·L－1·s－1　(2)3A(g)＋B(g)2C(g)

16、　(3) (4)乙>甲>丙 由圖象推導化學方程式的易誤點 (1)由物質的量(或濃度)的變化趨勢推導反應物、生成物。一般認為物質的量(或濃度)減少的為反應物，增加的為生成物。 (2)由物質的量(或濃度)的變化量之比等于化學計量數之比確定化學計量數。 (3)由反應是否進行到底確定連接符號為“===”或“”。 2．在25 ℃ 時，2 L的密閉容器中A、B、C三種氣體的初始濃度和2 min末的濃度如下表(該反應為可逆反應)： 物質 A B C 初始濃度/mol·L－1 1.0 2.0 0 2 min末濃度/mol·L－1 0.4 0.2 1.2

17、 請?zhí)顚懴铝锌瞻祝? (1)該反應方程式可表示為_______________________________； 反應2 min時，A的轉化率為________。 (2)從反應開始到2 min末，A的平均反應速率為________。 解析：(1)由表中數據可知，A、B為反應物，C為生成物。同一反應中，物質的量濃度變化量之比等于化學計量數之比，則反應方程式為A＋3B2C。反應2 min時，A的轉化率為×100%＝60%。 (2)v(A)＝＝0.3 mol·(L·min)－1。 答案：(1)A＋3B2C　60% (2)0.3 mol·(L·min)－1 1．反應P(g)＋3Q(g

18、)2R(g)＋2S(g)，在不同情況下測得反應速率如下，其中反應速率最快的是(　　) A．v(P)＝0.15 mol·(L·min)－1 B．v(Q)＝0.6 mol·(L·min)－1 C．v(R)＝0.1 mol·(L·s)－1 D．v(S)＝0.4 mol·(L·min)－1 C　[化學反應速率與化學計量數之比越大，反應速率越快。A.＝0.15，B.＝0.2，C.＝3，D.＝0.2，C中比值最大，反應速率最快，故選C。] 2．在一密閉容器中充入一定量的N2和H2，經測定反應開始后的2 s內氫氣的平均反應速率：v(H2)＝0.45 mol·(L·s)－1，則2 s末NH3的濃度

19、為 (　　) A．0.50 mol·L－1　　　 B．0.60 mol·L－1 C．0.45 mol·L－1 D．0.55 mol·L－1 B　[2 s內H2的平均反應速率為0.45 mol·(L·s)－1，由N2＋3H22NH3，則NH3的平均生成速率為v(H2)＝0.30 mol·(L·s)－1，所以2 s末NH3的濃度為：Δc＝v(NH3)·Δt＝0.30 mol·(L·s)－1×2 s＝0.60 mol·L－1。] 3．對于反應3Cu＋8HNO3(稀)===3Cu(NO3)2＋2NO↑＋4H2O在測量化學反應速率時，以下不可以利用的相關性質為(　　) A．氣體的體積和體系的壓

20、強 B．溶液顏色的深淺 C．固體物質的體積 D．H＋濃度的變化 C　[由用于化學反應速率測量的基本性質及本反應的特征可知選C。] 4．T ℃時，在0.5 L的密閉容器中，氣體A與氣體B反應生成氣體C，反應過程中A、B、C的濃度變化如圖所示。則下列結論正確的是(　　) A．10 s時反應生成了0.2 mol C B．該反應進行到10 s時，消耗了0.15 mol A C．該反應的化學方程式為3A＋B2C D．10 s內用B表示的反應速率為0.01 mol·L－1·s－1 A　[10 s時反應生成氣體C的物質的量為0.4 mol·L－1×0.5 L＝0.2 mol，消耗A的

21、物質的量為(0.5 mol·L－1－0.3 mol·L－1)×0.5 L＝0.1 mol，故A項正確，B項不正確；Δc(A)∶Δc(B)∶Δc(C)＝0.2 mol·L－1∶0.6 mol·L－1∶0.4 mol·L－1＝1∶3∶2，故化學方程式為A＋3B2C，C項不正確；10 s內用B表示的反應速率為＝0.06 mol·L－1·s－1，D項不正確。] 5．兩套如圖所示裝置，各盛有3 g大理石(顆粒大小相同)，分別加入40 mL 1 mol·L－1和40 mL 4 mol·L－1的鹽酸，比較二者收集100 mL CO2時所用的時間。 (1)當收集到100 mL CO2時，哪個實驗所耗時

22、間較長？為什么？ ______________________________________________________ (2)活塞外移的情況是________(選填字母序號)。 A．均勻外移 B．先快后慢 C．先慢后快 D．先慢后快然后又逐漸減慢 你選擇的理由是_________________________________________ ______________________________________________________。 解析：(1)稀鹽酸的濃度越大，反應速率越快，所以收集100 mL CO2時 1 mol·L－1的鹽酸所耗時間長。 (2)因為反應是放熱反應，隨溫度的升高，反應速率逐漸加快。但隨反應的進行，氫離子的濃度會逐漸降低，因此反應速率會再慢慢的降低。 答案：(1)1 mol·L－1的鹽酸所耗時間長，因為濃度小的反應速率慢 (2)D　此反應是放熱反應，溫度升高，反應速率加快；隨著反應的進行， H＋濃度不斷減小，反應速率減慢