蘇教版選修四2.1 化學(xué)反應(yīng)速率第1課時(shí)版（含解析） 學(xué)案.doc

專題2化學(xué)反應(yīng)速率與化學(xué)平衡第一單元 化學(xué)反應(yīng)速率 第1課時(shí)化學(xué)反應(yīng)速率的表示方法目標(biāo)要求1.了解化學(xué)反應(yīng)速率的概念。2.了解化學(xué)反應(yīng)速率的定量表示方法。3.掌握化學(xué)反應(yīng)速率的簡(jiǎn)單計(jì)算。4.了解化學(xué)反應(yīng)速率的測(cè)定方法。一、化學(xué)反應(yīng)速率的表示方法1化學(xué)反應(yīng)速率：衡量化學(xué)反應(yīng)進(jìn)行快慢的物理量。2表示方法：化學(xué)反應(yīng)速率用單位時(shí)間內(nèi)反應(yīng)物濃度(常用物質(zhì)的量濃度)的減少或者生成物濃度的增加來表示。3數(shù)學(xué)表達(dá)式：v(a)。其中c表示反應(yīng)過程中反應(yīng)物或生成物物質(zhì)的量濃度的變化(取其絕對(duì)值)，t表示時(shí)間變化。其單位主要有：moll1s1或moll1min1或moll1h1。4對(duì)同一反應(yīng)，用不同物質(zhì)的濃度變化所表示的反應(yīng)速率之比等于化學(xué)方程式中各物質(zhì)的化學(xué)計(jì)量數(shù)之比。二、化學(xué)反應(yīng)速率的測(cè)定及計(jì)算1化學(xué)反應(yīng)速率測(cè)定的基本思路及方法化學(xué)反應(yīng)速率是通過實(shí)驗(yàn)測(cè)定的。要測(cè)定不同反應(yīng)時(shí)刻反應(yīng)物或生成物的濃度，可通過觀察和測(cè)量體系中的某一物質(zhì)(反應(yīng)物或生成物)的相關(guān)性質(zhì)，再進(jìn)行適當(dāng)?shù)霓D(zhuǎn)換和計(jì)算。例如，過氧化氫的分解反應(yīng)中有氣體生成，可以測(cè)量在一定溫度和壓強(qiáng)下釋放出來的氣體的體積；有些反應(yīng)物(或生成物)有顏色，隨著反應(yīng)的進(jìn)行，溶液的顏色不斷變化，可以用比色的方法測(cè)定溶液顏色的深淺，再根據(jù)溶液顏色與反應(yīng)物濃度(或生成物濃度)的關(guān)系，換算成反應(yīng)物(或生成物)在不同反應(yīng)時(shí)刻的濃度。2化學(xué)反應(yīng)速率的計(jì)算由于c是濃度變化的絕對(duì)值，故化學(xué)反應(yīng)速率都取正值，其一般計(jì)算依據(jù)是：(1)根據(jù)某一物質(zhì)起始濃度(c0)和一段時(shí)間后濃度(ct)的關(guān)系計(jì)算：c(反應(yīng)物)c0ct，c(生成物)ctc0；(2)根據(jù)反應(yīng)物的轉(zhuǎn)化率()計(jì)算：c(反應(yīng)物)c0；(3)根據(jù)化學(xué)方程式的化學(xué)計(jì)量數(shù)進(jìn)行換算求出一種物質(zhì)的反應(yīng)速率后可根據(jù)化學(xué)計(jì)量數(shù)之間的比值去計(jì)算其他物質(zhì)的反應(yīng)速率。知識(shí)點(diǎn)一化學(xué)反應(yīng)速率的概念1下列關(guān)于化學(xué)反應(yīng)速率的說法正確的是()a化學(xué)反應(yīng)速率是指在一段時(shí)間內(nèi)任何一種反應(yīng)物物質(zhì)的量的減少或任何一種生成物物質(zhì)的量的增加b化學(xué)反應(yīng)速率為0.8 moll1s1，是指在1 s時(shí)某物質(zhì)的濃度是0.8 moll1c化學(xué)反應(yīng)速率可以衡量化學(xué)反應(yīng)進(jìn)行的快慢d對(duì)于任何化學(xué)反應(yīng)來說，反應(yīng)速率越快，反應(yīng)現(xiàn)象越明顯答案c解析化學(xué)反應(yīng)速率用單位時(shí)間內(nèi)反應(yīng)物濃度的減少或生成物濃度的增加來表示；化學(xué)反應(yīng)速率是表示某一時(shí)間段內(nèi)的平均速率而不是瞬時(shí)速率。2已知某條件下，合成氨反應(yīng)的數(shù)據(jù)如下：n2(g)3h2(g)高溫、高壓催化劑2nh3(g) 1.0 3.00.2 0.6 1.81.0 0.4 1.21.4當(dāng)用氨氣濃度的增加來表示該反應(yīng)的速率時(shí)，下列說法中錯(cuò)誤的是()a2 s末氨氣的反應(yīng)速率為0.4 moll1s1b前2 s時(shí)間內(nèi)氨氣的平均反應(yīng)速率為0.4 moll1s1c前4 s時(shí)間內(nèi)氨氣的平均反應(yīng)速率為0.3 moll1s1d24 s時(shí)間內(nèi)氨氣的平均反應(yīng)速率為0.2 moll1s1答案a解析反應(yīng)速率不是瞬時(shí)速率，要計(jì)算反應(yīng)速率，關(guān)鍵要抓住t時(shí)間段對(duì)應(yīng)的c的量。知識(shí)點(diǎn)二化學(xué)反應(yīng)速率與化學(xué)計(jì)量數(shù)的關(guān)系3在四個(gè)不同的容器中，在不同的條件下進(jìn)行合成氨反應(yīng)，根據(jù)下列在相同時(shí)間內(nèi)測(cè)得的結(jié)果判斷，生成氨的反應(yīng)速率最快的是()av(nh3)0.1 moll1min1bv(n2)0.1 moll1min1cv(n2)0.2 moll1min1dv(h2)0.3 moll1min1答案c解析合成氨反應(yīng)：n23h22nh3，在同一反應(yīng)用不同物質(zhì)表示其反應(yīng)速率時(shí)，反應(yīng)速率之比等于化學(xué)方程式中的化學(xué)計(jì)量數(shù)之比，要在四種不同情況下比較反應(yīng)速率快慢需用同一物質(zhì)的變化表示。又因?yàn)関(n2)v(h2)v(nh3)132，將b、c、d中的反應(yīng)速率轉(zhuǎn)化成v(nh3)，即為：0.2 moll1min1、0.4 moll1min1、0.2 moll1min1，故選c。4反應(yīng)4a(s)3b(g)=2c(g)d(g)，經(jīng)2 min，b的濃度減少0.6 moll1。對(duì)此反應(yīng)速率的表示正確的是()a用a表示的反應(yīng)速率是0.4 moll1min1b分別用b、c、d表示的反應(yīng)速率之比是321c在2 min末的反應(yīng)速率，用b表示是0.3 moll1min1d在2 min內(nèi)的反應(yīng)速率，用c表示是0.3 moll1min1答案b解析固體a不具有濃度概念，該物質(zhì)的反應(yīng)不能用moll1min1的單位來表示。知識(shí)點(diǎn)三化學(xué)反應(yīng)速率的測(cè)定5下表所列數(shù)據(jù)是某高溫下金屬鎂和鎳分別在氧氣中進(jìn)行氧化反應(yīng)時(shí)，在金屬表面生成氧化薄膜的實(shí)驗(yàn)記錄，a和b均為與溫度有關(guān)的常數(shù)。反應(yīng)時(shí)間t/h1491625mgo層厚y/nm0.05a0.20a0.45a0.80a1.25anio層厚y/nmb2b3b4b5b(1)金屬在高溫下氧化腐蝕速率可以用金屬氧化膜的生成速率來表示，其理由是_。(2)金屬氧化膜的膜厚y跟時(shí)間t所呈現(xiàn)的關(guān)系是：mgo氧化膜的膜厚 y屬于_型，nio氧化膜的膜厚y則屬于_型。(填“直線”、“拋物線”、“雙曲線”或“對(duì)數(shù)”)(3)mg與ni相比較，金屬_具有更好的耐氧化腐蝕性，其理由是_。答案(1)因化學(xué)反應(yīng)的快慢既可以用反應(yīng)物的消耗速率表示，又可以用生成物的生成速率表示，所以金屬的腐蝕速率可以用其氧化物的生成速率來表示(2)直線拋物線(3)ni據(jù)(2)可知，y隨時(shí)間t增長(zhǎng)比y隨時(shí)間t增長(zhǎng)得慢，故ni的耐氧化腐蝕性比mg好解析由表中數(shù)據(jù)可知mgo膜厚與時(shí)間t的關(guān)系式為y0.05at；nio膜厚y與時(shí)間t的關(guān)系式為yb，即可知mgo膜厚y屬直線型，而nio膜厚y屬拋物線型。此題創(chuàng)新之處在于利用了數(shù)學(xué)函數(shù)知識(shí)去分析化學(xué)問題，有一定的新穎性。練基礎(chǔ)落實(shí)1在不同條件下分別測(cè)得反應(yīng)2so2(g)o2(g)催化劑 2so3(g)的化學(xué)反應(yīng)速率，其中表示該反應(yīng)進(jìn)行的最快的是()av(so2)4 moll1min1 bv(o2)3 moll1min1cv(so2)0.1 moll1s1 dv(o2)0.1 moll1s1答案d解析比較：必須統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)。換算成同一物質(zhì)進(jìn)行比較是關(guān)鍵，本題首先需要統(tǒng)一單位。2反應(yīng)：2so2(g)o2(g)催化劑2so3(g)經(jīng)一段時(shí)間后，so3的濃度增加了0.4 moll1，在這段時(shí)間內(nèi)用o2表示的反應(yīng)速率為0.04 moll1s1，則這段時(shí)間為()a0.1 s b2.5 s c10 s d5 s答案d解析根據(jù)題意知，so3的濃度增加0.4 moll1，則o2的濃度減小0.2 moll1，v(o2)，則t5 s。32 mol a與2 mol b混合于2 l的密閉容器中，發(fā)生如下反應(yīng)：2a(g)3b(g)2c(g)zd(g)若2 s后，a的轉(zhuǎn)化率為50%，測(cè)得v(d)0.25 moll1s1，下列推斷正確的是()av(c)v(d)0.2 moll1s1bz3cb的轉(zhuǎn)化率為75%d反應(yīng)前與2 s后容器的壓強(qiáng)比為43答案c解析a的起始量為2 mol，轉(zhuǎn)化50%即轉(zhuǎn)化1 mol，根據(jù)反應(yīng)關(guān)系知b轉(zhuǎn)化1.5 mol，c生成1 mol，又因?yàn)関(d)0.25 moll1s1，可計(jì)算出2 s時(shí)d的生成量為0.25 moll1s12 l2 s1 mol，故知z2，b錯(cuò)；v(c)v(d)v(a)0.25 moll1s1，故a錯(cuò)；b的轉(zhuǎn)化率為100%75%，c正確；反應(yīng)達(dá)2 s時(shí)，容器內(nèi)總物質(zhì)的量為nanbncnd1 mol0.5 mol1 mol1 mol3.5 mol。故反應(yīng)前后的容器中氣體總物質(zhì)的量之比為43.5，壓強(qiáng)比為43.5，d錯(cuò)。4化合物bilirubin在一定波長(zhǎng)的光照射下發(fā)生分解反應(yīng)，反應(yīng)物濃度隨反應(yīng)時(shí)間變化如下圖所示，計(jì)算反應(yīng)48 min間的平均反應(yīng)速率和推測(cè)反應(yīng)16 min時(shí)反應(yīng)物的濃度，結(jié)果應(yīng)是()a2.5 moll1min1和2.0 moll1b2.5 moll1min1和2.5 moll1c3.0 moll1min1和3.0 moll1d5 moll1min1和3.0 moll1答案b解析據(jù)圖可知，4 min時(shí)化合物bilirubin的濃度為20 moll1，8 min時(shí)其濃度為10 moll1，因此48 min間的平均反應(yīng)速率為2.5 moll1min1。進(jìn)一步分析圖像可知04 min間的平均分解速率為5.0 moll1min1，由以上分析數(shù)據(jù)大致可確定平均分解速率基本呈等比遞減變化，因此可估算812 min間平均分解速率為1.25 moll1min1,1216 min間平均分解速率為0.625 moll1min1，因此16 min時(shí)反應(yīng)物的濃度大致應(yīng)為10 moll11.25 moll1min14 min0.625 moll1min14 min2.5 moll1，故b項(xiàng)正確。練方法技巧5.一定溫度下，在2 l的密閉容器中，x、y、z三種氣體的物質(zhì)的量隨時(shí)間變化的曲線如圖所示。下列敘述正確的是() a反應(yīng)開始到10 s末時(shí)，用z表示的反應(yīng)速率為0.158 moll1s1b反應(yīng)開始到10 s末時(shí)，x的物質(zhì)的量濃度減少了0.79 moll1c反應(yīng)開始到10 s時(shí)，y的轉(zhuǎn)化率為79.0%d反應(yīng)的化學(xué)方程式為x(g)y(g)z(g)答案c解析分析圖象，關(guān)鍵是看變化量和走勢(shì)，從走勢(shì)分析x、y是反應(yīng)物，z是生成物，初步分析它們的變化量分別為n(x)1.20 mol0.41 mol0.79 mol，n(y)1.0 mol0.21 mol0.79 mol，n(z)1.58 mol，首先確定該反應(yīng)的化學(xué)方程式為x(g)y(g)=2z(g)。據(jù)選項(xiàng)要求分別計(jì)算出v(z)0.079 moll1s1；c(x)0.395 moll1；(y)100%79%，只有c選項(xiàng)正確。6在2 l密閉容器中進(jìn)行如下反應(yīng)：mx(g)ny(g)=pz(g)qq(g)，2 s時(shí)間內(nèi)x表示的平均反應(yīng)速率為0.3m/p moll1s1，則2 s時(shí)間內(nèi)，q物質(zhì)增加的物質(zhì)的量為()a1.2q/p mol b1.2m/p mol c1.6q/p mol d0.6q/p mol答案a解析不同物質(zhì)表示的反應(yīng)速率之比等于它們的化學(xué)計(jì)量數(shù)之比，x表示的平均反應(yīng)速率為0.3m/p moll1s1，q物質(zhì)表示的反應(yīng)速率為0.3m/p moll1s10.3q/p moll1s1。則n(q)0.3q/p moll1s12 l2 s1.2q/p mol。練綜合拓展7請(qǐng)你協(xié)助化學(xué)興趣小組的同學(xué)完成如下實(shí)驗(yàn)，并回答相關(guān)問題。實(shí)驗(yàn)?zāi)康模罕容^等體積0.5 moll1硫酸、1 moll1鹽酸、1 moll1醋酸分別與金屬反應(yīng)生成氫氣的速率和體積。實(shí)驗(yàn)原理：(用離子方程式表示)_ _。實(shí)驗(yàn)用品：儀器(略)、藥品(除給定的三種酸溶液外，在na、mg、fe三種金屬中選擇最合適的一種，并說明理由)。選擇的金屬是_，不選其他兩種金屬的理由是_。實(shí)驗(yàn)步驟：(1)甲同學(xué)設(shè)計(jì)的實(shí)驗(yàn)裝置：(1) 乙同學(xué)認(rèn)為該裝置不能控制三個(gè)反應(yīng)在同一時(shí)間發(fā)生，并作了相應(yīng)的改進(jìn)。你認(rèn)為乙同學(xué)改進(jìn)的措施是_。(3)按改進(jìn)后的裝置進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，觀察現(xiàn)象并得出相關(guān)結(jié)論。實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象及結(jié)論：_。(4)實(shí)驗(yàn)開始時(shí)的速率：v(h2so4)_v(hcl)_v(ch3cooh)(用“”、“”填空，下同)，反應(yīng)進(jìn)行一段時(shí)間后的速率：v(h2so4)v(hcl)_v(ch3cooh)。(5)最終得到的氫氣體積：v(h2/h2so4)_v(h2/hcl)_v(h2/ch3cooh)。問題討論：(6)量筒的規(guī)格由_決定。(7)對(duì)結(jié)論(4)、(5)