2020-2021學(xué)年高中化學(xué)第2章化學(xué)反應(yīng)的方向限度與速率第3節(jié)化學(xué)反應(yīng)的速率第1課時(shí)化學(xué)反應(yīng)速率學(xué)案魯科版選修4經(jīng)典實(shí)用

1、第1課時(shí)化學(xué)反應(yīng)速率學(xué)習(xí)目標(biāo)：1.了解化學(xué)反應(yīng)速率的概念。2.掌握化學(xué)反應(yīng)速率的定量表示方法。(重點(diǎn))3.能用化學(xué)反應(yīng)速率的有關(guān)知識(shí)比較反應(yīng)的快慢。(難點(diǎn))自 主 預(yù) 習(xí)·探 新 知1化學(xué)反應(yīng)的歷程(1)基元反應(yīng)：能夠一步完成的反應(yīng)叫基元反應(yīng)。大多數(shù)化學(xué)反應(yīng)都是由幾個(gè)基元反應(yīng)組成的。(2)反應(yīng)歷程含義：基元反應(yīng)構(gòu)成的反應(yīng)序列。特點(diǎn)。a反應(yīng)不同，反應(yīng)歷程不同。b同一反應(yīng)在不同條件下的反應(yīng)歷程也可能不同。決定因素：反應(yīng)歷程由反應(yīng)物的結(jié)構(gòu)和反應(yīng)條件決定。作用：反應(yīng)歷程的差別造成了化學(xué)反應(yīng)速率的不同。微點(diǎn)撥：對(duì)于由多個(gè)基元反應(yīng)組成的化學(xué)反應(yīng)，其反應(yīng)的快慢由最慢的一步基元反應(yīng)決定。2化學(xué)反應(yīng)速

2、率(1)表示方法對(duì)于反應(yīng)體系體積不變的化學(xué)反應(yīng)，通常用單位時(shí)間內(nèi)反應(yīng)物濃度的減少或者生成物濃度的增加來(lái)表示。(2)數(shù)學(xué)表達(dá)式及單位v，單位為mol·l1·s1或mol·l1·min1。(3)特點(diǎn)同一反應(yīng)選用不同物質(zhì)的濃度改變量表示速率，數(shù)值可能不同，但表示的意義相同。各物質(zhì)表示的反應(yīng)速率之比等于其化學(xué)方程式中相應(yīng)物質(zhì)的系數(shù)之比。微點(diǎn)撥：(1)不用固體或純液體表示反應(yīng)速率。(2)反應(yīng)速率表示一段時(shí)間內(nèi)反應(yīng)的平均速率，不是瞬時(shí)速率?；A(chǔ)自測(cè)1判斷對(duì)錯(cuò)(對(duì)的在括號(hào)內(nèi)打“”，錯(cuò)的在括號(hào)內(nèi)打“×”。)(1)化學(xué)反應(yīng)速率適用于可逆反應(yīng)，不適用于非可逆反應(yīng)。

3、()(2)在可逆反應(yīng)中，正反應(yīng)的化學(xué)反應(yīng)速率是正值，逆反應(yīng)的化學(xué)反應(yīng)速率是負(fù)值。()(3)在同一化學(xué)反應(yīng)中，化學(xué)反應(yīng)速率可以用反應(yīng)物濃度的改變來(lái)表示，也可以用生成物濃度的改變來(lái)表示，其數(shù)值可能相同，也可能不相同。()(4)化學(xué)反應(yīng)速率的單位可以是g·(l·s)1，也可以是kg· (l·s)1，甚至可以是t·(l·s)1等。()(5)合成氨反應(yīng)中，5 s末v(n2)0.5 mol·l1·s1時(shí)，v(nh3)1 mol·l1·s1。()提示(1)×化學(xué)反應(yīng)速率適用于可逆反應(yīng)和非可逆反應(yīng)。(

4、2)×化學(xué)反應(yīng)速率均為正值。(3)(4)×化學(xué)反應(yīng)速率的單位為mol·l1·s1或mol·l1·min1。(5)×化學(xué)反應(yīng)速率表示平均速率，不表示瞬時(shí)速率。2在密閉容器中，a與b反應(yīng)生成c，其反應(yīng)速率分別用v(a)、v(b)、v(c)表示，已知3v(b)2v(a)、2v(c)3v(b)，則此反應(yīng)可表示為()a2a3b=2cba3b=2cc3a2b=3cdab=cc由反應(yīng)中物質(zhì)的系數(shù)之比反應(yīng)速率之比可得：v(a)v(b)v(c)323。3在鋁與稀硫酸的反應(yīng)中，已知10 s內(nèi)硫酸的濃度減少了0.6 mol·l1，若不考

5、慮反應(yīng)過(guò)程中溶液體積的變化，則10 s內(nèi)生成硫酸鋁的平均反應(yīng)速率是()a0.02 mol·l1·s1b1.8 mol·l1·s1c1.2 mol·l1·s1d0.18 mol·l1·s1a由v可知，v(h2so4)0.06 mol·l1·s1；由反應(yīng)2al3h2so4=al2(so4)33h2可知，v(h2so4)val2(so4)331，則val2(so4)30.02 mol·l1·s1。合 作 探 究·攻 重 難化學(xué)反應(yīng)速率的計(jì)算已知某條件下，合成氨反應(yīng)中不同時(shí)

6、刻各物質(zhì)的濃度如下： n2(g)3h2(g)2nh3(g)起始濃度/(mol·l1) 1.0 3.0 0.22 s末濃度/(mol·l1) 0.6 1.8 1.04 s末濃度/(mol·l1) 0.4 1.2 1.4思考交流1前2 s內(nèi)v(n2)、v(h2)、v(nh3)各是多少？提示v(n2)0.2 mol·l1·s1v(h2)0.6 mol·l1·s1v(nh3)0.4 mol·l1·s1224 s內(nèi)v(n2)、v(h2)、v(nh3)各是多少？提示v(n2)0.1 mol·l1·

7、s1v(h2)0.3 mol·l1·s1v(nh3)0.2 mol·l1·s13同一段時(shí)間內(nèi)，v(n2)v(h2)v(nh3)的值是多少？提示132。4前2 s和24 s內(nèi)，哪段時(shí)間內(nèi)的反應(yīng)速率快？提示前2 s。對(duì)點(diǎn)訓(xùn)練題組1化學(xué)反應(yīng)速率的計(jì)算1一定溫度下，向一個(gè)容積為2 l的裝有催化劑的真空密閉容器中通入1 mol n2和3 mol h2,3 min末測(cè)得容器內(nèi)壓強(qiáng)是起始?jí)簭?qiáng)的，則03 min內(nèi)，用h2的濃度變化來(lái)表示該反應(yīng)的平均反應(yīng)速率v(h2)是()a0.2 mol·l1·min1b0.6 mol·l1·mi

8、n1c0.1 mol·l1·min1d0.3 mol·l1·min1c設(shè)03 min內(nèi)，轉(zhuǎn)化的n2的物質(zhì)的量為x mol，用三段式法分析如下： n2(g)3h2(g)2nh3(g)初始/mol 1 3 0轉(zhuǎn)化/mol x 3x 2x平衡/mol 1x 33x 2x由可得，x0.2，則v(h2)0.1 mol·l1·min1，故選c項(xiàng)。2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 mol

9、3;l1·min1和2.0 mol·l1b2.5 mol·l1·min1和2.5 mol·l1c3.0 mol·l1·min1和3.0 mol·l1d5.0 mol·l1·min1和3.0 mol·l1b48 min時(shí)，反應(yīng)物濃度由20 mol·l1變?yōu)?0 mol·l1，故其平均反應(yīng)速率為2.5 mol·l1·min1。由圖中曲線可以看出，每隔4 min反應(yīng)物的濃度在原來(lái)的基礎(chǔ)上減半，故16 min時(shí)反應(yīng)物濃度應(yīng)為2.5 mol·l1

10、。題組2化學(xué)反應(yīng)速率的應(yīng)用3已知可逆反應(yīng)manbxc(a、b、c均為氣體)在t s內(nèi)的平均反應(yīng)速率為v(a) a mol·l1·s1，v(b)b mol·l1·s1，v(c)c mol·l1·s1。則x為() 【導(dǎo)學(xué)號(hào)：41722099】abc/nbc/bccm/adac/mc由mnxabc，得x或。4某溫度下，濃度均為2 mol·l1的兩種氣體x2和y2在恒容密閉容器中發(fā)生反應(yīng)生成氣體z，經(jīng)過(guò)t min后，測(cè)得各物質(zhì)的濃度分別為c(x2)0.8 mol·l1，c(y2)1.6 mol·l1，c(z)0.

11、8 mol·l1，則該反應(yīng)的化學(xué)方程式可表示為() 【導(dǎo)學(xué)號(hào)：41722100】a3x2y2=2x3yb2x2y2=2x2ycx24y2=2xy4d2x23y2=2x2y3a由題意可知，c(x2)1.2 mol·l1，c(y2)0.4 mol·l1，c(z)0.8 mol·l1，則c(x2)c(y2)c(z)312，故該反應(yīng)的化學(xué)方程式為3x2y2=2z，根據(jù)質(zhì)量守恒定律可知z為x3y，a項(xiàng)正確。化學(xué)反應(yīng)速率的計(jì)算方法(1)利用化學(xué)方程式計(jì)算寫(xiě)出有關(guān)反應(yīng)的化學(xué)方程式。找出各物質(zhì)的初始量、轉(zhuǎn)化量、某時(shí)刻量。根據(jù)已知條件列方程式計(jì)算。如反應(yīng)：ma(g)nb(

12、g)pc(g)起始濃度/mol·l1 a bc轉(zhuǎn)化濃度/mol·l1 x 某時(shí)刻濃度/mol·l1 ax bc根據(jù)公式v(a)進(jìn)行計(jì)算。(2)根據(jù)化學(xué)反應(yīng)速率之比等于系數(shù)之比計(jì)算如對(duì)于反應(yīng)：ma(g)nb(g)pc(g)，有關(guān)系v(a)v(b)v(c)mnp，或v(a)v(b)v(c)?；瘜W(xué)反應(yīng)速率的快慢比較已知反應(yīng)a(g)3b(g)2c(g)，用下列數(shù)據(jù)表示不同條件下的反應(yīng)速率。()v(a)0.01 mol·l1·s1()v(b)0.02 mol·l1·s1()v(b)0.60 mol·l1·min1思

13、考交流1反應(yīng)速率()>()嗎？提示否。v(b)3v(a)3×0.01 mol·l1·s10.03 mol·l1·s1>0.02 mol·l1·s1，故反應(yīng)速率()>()。2反應(yīng)速率()>()嗎？提示否。v(b)0.01 mol·l1·s1<0.02 mol·l1·s1，故反應(yīng)速率()>()。3你認(rèn)為比較用不同物質(zhì)的濃度變化來(lái)表示化學(xué)反應(yīng)速率大小時(shí)，應(yīng)注意什么？提示比較用不同物質(zhì)的濃度變化來(lái)表示化學(xué)反應(yīng)速率的大小時(shí)，不能僅憑表面數(shù)據(jù)，必須結(jié)合化學(xué)方程式

14、中物質(zhì)的系數(shù)對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行換算，同時(shí)應(yīng)注意單位統(tǒng)一。對(duì)點(diǎn)訓(xùn)練1. 對(duì)于反應(yīng)a2(g)3b2(g)=2c(g)來(lái)說(shuō)，下列化學(xué)反應(yīng)速率表示反應(yīng)進(jìn)行最快的是()av(b2)0.8 mol·l1·s1bv(a2)0.4 mol·l1·s1cv(c)0.6 mol·l1·s1dv(b2)0.42 mol·l1·s1b若以物質(zhì)a2為標(biāo)準(zhǔn)，將其他物質(zhì)表示的反應(yīng)速率換算為用物質(zhì)a2表示的反應(yīng)速率，則有：a項(xiàng)，v(a2)0.267 mol·l1·s1；c項(xiàng)，v(a2)0.3 mol·l1·s1；d

15、項(xiàng)，v(a2)0.14 mol·l1·s1。綜上所述，b項(xiàng)表示反應(yīng)進(jìn)行最快。2將氮?dú)?、氫氣的混合氣體分別充入甲、乙、丙三個(gè)容器中進(jìn)行合成氨反應(yīng)，經(jīng)過(guò)一段時(shí)間后，反應(yīng)速率為：甲：v(h2)3 mol·l1·min1；乙：v(n2)2 mol·l1·min1；丙：v(nh3)1 mol·l1·min1，則這段時(shí)間內(nèi)三個(gè)容器中合成氨的反應(yīng)速率大小是() 【導(dǎo)學(xué)號(hào)：41722101】a甲>乙>丙b甲乙丙c乙>甲>丙d甲>丙>乙c由合成氨反應(yīng)的方程式為：n2(g)3h2(g)2nh3(g)

16、可得：甲中v(h2)3 mol·l1·min1；乙中v(n2)2 mol·l1·min1，則v(h2)3v(h2)3×2 min·l1·min16 mol·l1·min1；丙中v(nh3)1 mol·l1·min1，則v(h2)v(nh3)×1 mol·l1·min11.5 mol·l1·min1。則三個(gè)容器中的化學(xué)反應(yīng)速率大小關(guān)系為乙甲丙。教師備選反應(yīng)a(g)3b(g)=2c(g)2d(g)在四種不同情況下的反應(yīng)速率分別為v(a)0.

17、15 mol·l1·s1；v(b)0.6 mol·l1·s1；v(c)0.4 mol·l1·s1；v(d)0.45 mol·l1·s1。該反應(yīng)進(jìn)行的快慢順序?yàn)開(kāi)。解析v(a)v(b)×0.6 mol·l1·s10.2 mol·l1·s1；v(a)v(c)×0.4 mol·l1·s10.2 mol·l1·s1；v(a)v(d)×0.45 mol·l1·s10.225 mol·l1

18、·s1。答案比較化學(xué)反應(yīng)速率大小常用的方法(1)統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)法當(dāng)比較同一反應(yīng)的化學(xué)反應(yīng)速率的相對(duì)大小時(shí)，按相應(yīng)的化學(xué)方程式中物質(zhì)的系數(shù)之比換算成同一物質(zhì)表示的化學(xué)反應(yīng)速率，單位統(tǒng)一，再比較數(shù)值大小。(2)比值比較法比較化學(xué)反應(yīng)速率與其相應(yīng)化學(xué)方程式中物質(zhì)的系數(shù)的比值大小，在單位相同時(shí)，數(shù)值大者反應(yīng)速率大，如對(duì)于反應(yīng)ma(g)nb(g)=p(g)，有v(a)、v(b)、v(c)三者中，單位相同時(shí)數(shù)值大者表示的反應(yīng)速率大。當(dāng) 堂 達(dá) 標(biāo)·固 雙 基1在2 l密閉容器內(nèi)，某氣體反應(yīng)物在2 s內(nèi)由8 mol變?yōu)?.2 mol，則用該氣體表示該反應(yīng)的平均反應(yīng)速率為() 【導(dǎo)學(xué)號(hào)：4172

19、2102】a0.4 mol·l1·s1b0.3 mol·l1·s1c0.2 mol·l1·s1d0.1 mol·l1·s1cv0.2 mol·l1·s1。2把0.6 mol x(g)和0.6 mol y(g)混合于2 l的密閉容器中，發(fā)生反應(yīng)：3x(g)y(g)=ni(g)2w(g)，5 min末生成0.2 mol w(g)，用i(g)表示的平均反應(yīng)速率為0.01 mol·l1·min1，則化學(xué)反應(yīng)方程式中的n為() 【導(dǎo)學(xué)號(hào)：41722103】a4b3c2d1dv(i)0.01 mol·l1·min1，則n(i)0.01 mol·l1·min1×2 l×5 min0.1 mol，而n(w)0.2 mol，又n(i)n(w)n2，得n1。3對(duì)于可逆反應(yīng)a(g)3b(s)2c(g)2d(g)，在不同條件下的化學(xué)反應(yīng)速率如下，其中表示的反應(yīng)速率最快的是 ()av(a)0.5 mol·l1·min1bv(b)1.2 mol·l1