高中化學(xué)《化學(xué)反應(yīng)速率》學(xué)案9 新人教版選修

1、第二章化學(xué)反應(yīng)速率和化學(xué)平衡化學(xué)反應(yīng)速率重難點(diǎn)一 理解化學(xué)反應(yīng)速率要注意以下幾個(gè)問題1無論是用某一反應(yīng)物表示還是用某一生成物表示，由于c是取濃度變化的絕對(duì)值，因此，其化學(xué)反應(yīng)速率都取正值，且是某一段時(shí)間內(nèi)的平均速率。2化學(xué)反應(yīng)速率可用反應(yīng)體系中一種反應(yīng)物或生成物濃度的變化來表示，一般是以最容易測(cè)定的一種物質(zhì)表示，書寫時(shí)應(yīng)標(biāo)明是什么物質(zhì)的反應(yīng)速率。3在一定溫度下，固體和純液體物質(zhì)，其單位體積里的物質(zhì)的量保持不變，即物質(zhì)的量濃度為常數(shù)，因此它們的化學(xué)反應(yīng)速率也被視為常數(shù)。由此可知，現(xiàn)在采用的表示化學(xué)反應(yīng)速率的方法還有一定的局限性。4在同一反應(yīng)中，用不同的物質(zhì)表示同一時(shí)間的反應(yīng)速率時(shí)，其數(shù)值可能不同

2、，但這些數(shù)值所表達(dá)的意義是相同的即都是表示同一反應(yīng)的速率。各物質(zhì)表示的反應(yīng)速率的數(shù)值有相互關(guān)系，彼此可以根據(jù)化學(xué)方程式中的各化學(xué)計(jì)量數(shù)進(jìn)行換算。5一般來說在反應(yīng)過程中都不是等速進(jìn)行的，因此某一時(shí)間內(nèi)的反應(yīng)速率實(shí)際上是這一段時(shí)間內(nèi)的平均速率。重難點(diǎn)二 化學(xué)反應(yīng)速率的計(jì)算1化學(xué)反應(yīng)速率的計(jì)算求解化學(xué)反應(yīng)速率的計(jì)算題一般按以下步驟：(1)寫出有關(guān)反應(yīng)的化學(xué)方程式。(2)找出各物質(zhì)的起始量、轉(zhuǎn)化量、某時(shí)刻量。(3)根據(jù)已知條件列方程計(jì)算。例如：反應(yīng)mAnBpC起始濃度 a b c（mol|/L）轉(zhuǎn)化濃度 x （mol|/L）某時(shí)刻濃度 ax b c（mol|/L）計(jì)算中注意以下量關(guān)系：對(duì)反應(yīng)物：c(起

3、始)c(轉(zhuǎn)化)c(某時(shí)刻)對(duì)生成物：c(起始)c(轉(zhuǎn)化)c(某時(shí)刻)轉(zhuǎn)化率100%2比較反應(yīng)的快慢同一化學(xué)反應(yīng)速率用不同物質(zhì)表示時(shí)數(shù)值可能不同，比較化學(xué)反應(yīng)速率的快慢不能只看數(shù)值大小，還要進(jìn)行一定的轉(zhuǎn)化：(1)換算成同一物質(zhì)、同一單位表示，再比較數(shù)值大小。(2)比較化學(xué)反應(yīng)速率與化學(xué)計(jì)量數(shù)的比值。如反應(yīng)aAbBcC，要比較v(A)與v(B)的相對(duì)大小，即比較與的相對(duì)大小，若，則A的反應(yīng)速率比B大。例1在2 L的密閉容器中，加入1 mol和3 mol的H2和N2，發(fā)生反應(yīng)N23H22NH3，在2 s末時(shí)，測(cè)得容器中含有0.4 mol的NH3，求該反應(yīng)的化學(xué)反應(yīng)速率。答案N23H2 2NH3起始量

4、(mol)：130變化量(mol)：0.2 0.6 0.42 s末量(mol)：10.2 30.6 0.4則v(N2)0.05 mol/(Ls)v(H2)0.15 mol/(Ls)v(NH3)0.1 mol/(Ls)解析利用定義求解化學(xué)反應(yīng)的速率，必須牢牢抓住“物質(zhì)的物質(zhì)的量濃度變化量”這一關(guān)鍵，而不是“物質(zhì)的量的變化量”這一問題。例2可逆反應(yīng)：2A(g)3B(g)2C(g)D(g)在四種不同條件下的反應(yīng)速率分別為：v(A)0.5 mol/(Lmin) v(B)0.6 mol/(Lmin)v(C)0.35 mol/(Lmin) v(D)0.4 mol/(Lmin)則該反應(yīng)在不同條件下反應(yīng)速率最

5、快的是()A B C D答案D1同一化學(xué)反應(yīng)速率用參與反應(yīng)的不同物質(zhì)的濃度變化來表示時(shí)，其數(shù)值之比等于化學(xué)方程式中的化學(xué)計(jì)量數(shù)之比。例如反應(yīng)aAbBcCdD，2同一化學(xué)反應(yīng)速率用不同物質(zhì)表示時(shí)數(shù)值可能不同，比較化學(xué)反應(yīng)速率的快慢不能只看數(shù)值大小。(1)換算成同一物質(zhì)表示，再比較數(shù)值大小。(2)比較化學(xué)反應(yīng)速率與化學(xué)計(jì)量數(shù)的比值。即比較與，若，則A的反應(yīng)速率比B大。3比較化學(xué)反應(yīng)速率時(shí)要注意：僅限于同一化學(xué)反應(yīng)的各種速率(不同條件或不同時(shí)間段)之間進(jìn)行比較；比較時(shí)要注意反應(yīng)速率的單位要統(tǒng)一。例3下圖表示800時(shí)A、B、C三種氣體物質(zhì)的濃度隨時(shí)間變化的情況，t是到達(dá)平衡狀態(tài)的時(shí)間。試回答：(1)該

6、反應(yīng)的反應(yīng)物是。 (2)該反應(yīng)的化學(xué)反應(yīng)方程式為_。(3)若達(dá)到平衡狀態(tài)的時(shí)間是2 min，A物質(zhì)的平均反應(yīng)速率為。答案(1)A(2)3AB+3C (3)0.6 mol/(Lmin)解析對(duì)于圖象題，首先要弄清圖象橫縱坐標(biāo)所代表的意義，計(jì)算時(shí)，把握化學(xué)反應(yīng)各物質(zhì)的變化量與其前面的系數(shù)成正比，另外還要注意單位的統(tǒng)一。無論反應(yīng)是否可逆，反應(yīng)的實(shí)質(zhì)都是舊物質(zhì)的消耗新物質(zhì)的生成。表現(xiàn)于量上，即舊物質(zhì)量的減少，即反應(yīng)物；新物質(zhì)量的增加，即生成物。從圖象來看消耗了A的物質(zhì)的量，故A為反應(yīng)物?；瘜W(xué)反應(yīng)中各物質(zhì)的變化量與其前面的系數(shù)成正比，由于變化是同時(shí)發(fā)生同時(shí)停止的，所以有(2.4-1.2)(0.4-0)(1

7、.2-0)=313，即各物質(zhì)的化學(xué)計(jì)量數(shù)比，故此可逆反應(yīng)的方程式為：3AB+3C。V（A）= C（A）MnO2t =2.4mol/L-1.2mol/LMnO22min =0.6mol/（L min）1在上述反應(yīng)中，用H2的濃度變化表示化學(xué)反應(yīng)速率。點(diǎn)撥v(H2)1.2 mol/(Lmin)。2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)速率的數(shù)值可能不同。請(qǐng)思考，為什么不同？它們之間有什么關(guān)系？點(diǎn)撥在同一個(gè)化學(xué)反應(yīng)中，反應(yīng)物濃度的減少和生成物濃度的增加都是按照化學(xué)方程式中各物質(zhì)的計(jì)量數(shù)關(guān)系成比例變化的。當(dāng)計(jì)量數(shù)不同時(shí)，在相同的時(shí)間內(nèi)濃度變化量是按照其計(jì)量數(shù)關(guān)系增大或減少的，反應(yīng)速率值自然不同。

8、所以，在同一個(gè)化學(xué)反應(yīng)中以不同物質(zhì)為標(biāo)準(zhǔn)時(shí)，化學(xué)反應(yīng)速率值可能不同，反應(yīng)速率之比等于其計(jì)量數(shù)之比。例如：反應(yīng)COH2OCO2H2在一定條件下發(fā)生，分別以四種物質(zhì)表示的反應(yīng)速率值之比為1111，而對(duì)反應(yīng)2SO2O22SO3，在一定條件下發(fā)生時(shí)分別以SO2、O2、SO3表示的反應(yīng)速率值之比為212。你還能根據(jù)反應(yīng)速率相關(guān)量的哪些變化來測(cè)定該反應(yīng)的反應(yīng)速率？點(diǎn)撥對(duì)于鋅粒和硫酸的反應(yīng)，測(cè)定反應(yīng)速率的方法不止一種，如測(cè)量溶液中H濃度的變化，測(cè)量鋅粒質(zhì)量的變化，甚至使用一些物理儀器測(cè)量溶液的電導(dǎo)變化、反應(yīng)的熱量變化等，都可以比較出二者的反應(yīng)速率的不同。1單位時(shí)間內(nèi)反應(yīng)物或生成物的物質(zhì)的量濃度的變化2化學(xué)方

9、程式中化學(xué)計(jì)量數(shù)點(diǎn)撥用不同物質(zhì)表示的化學(xué)反應(yīng)速率之比等于方程式中化學(xué)計(jì)量數(shù)的比3(1)A點(diǎn)撥v(C)0.025 mol/(Ls)(2)C點(diǎn)撥，v(A)0.05 mol/(Ls)(3)B點(diǎn)撥，v(B)0.0125 mol/(Ls)4D點(diǎn)撥，v(O2)v(NO)5A點(diǎn)撥2v(B)3v(A),3v(C)2v(B)，v(A)v(B)，v(C)v(B)，v(A)v(B)v(C)v(B)v(B)v(B)1232，即2A3B=2C1下列關(guān)于化學(xué)反應(yīng)速率的說法中，正確的是()A化學(xué)反應(yīng)速率是指一定時(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 mol/(Ls)是指1秒鐘

10、時(shí)某物質(zhì)的濃度為0.8 mol/LC根據(jù)化學(xué)反應(yīng)速率的大小可以知道化學(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)象就越明顯答案C解析反應(yīng)速率不能用純液體或純固體的物質(zhì)的量變化來表示，故A錯(cuò)誤；反應(yīng)速率是平均反應(yīng)速率而不是瞬時(shí)速率，故B不正確；有些反應(yīng)，反應(yīng)速率越快，反應(yīng)現(xiàn)象不一定越明顯，如酸堿的中和反應(yīng)等，故D不正確。2甲、乙兩個(gè)容器內(nèi)都進(jìn)行AB的反應(yīng)，甲容器內(nèi)每分鐘減少4 mol A，乙容器內(nèi)每分鐘減少2 mol A，則甲容器內(nèi)的反應(yīng)速率比乙容器內(nèi)的反應(yīng)速率()A快 B慢 C相等 D無法判斷答案D解析由化學(xué)反應(yīng)速率的表達(dá)式：v(A)，由于甲、乙兩容器的體積大小未知，僅知道A物

11、質(zhì)的量的變化值，故不能比較反應(yīng)速率的大小。3把0.6 mol X氣體和0.4 mol Y氣體混合于2 L容器中，發(fā)生反應(yīng)3X(g)Y(g) nZ(g)2W(g),5 min末生成0.2 mol W，若測(cè)知以Z的濃度變化來表示平均速率為0.01 mol/(Lmin)，則上述反應(yīng)中Z氣體的計(jì)量系數(shù)n的值是()A1 B2 C3 D4答案A4反應(yīng)A(g)3B(g)2C (g)2D(g)，在不同情況下測(cè)得反應(yīng)速率，其中反應(yīng)速率最快的是()Av(D)0.4 mol/(Ls) Bv(C)0.5 mol/(Ls)Cv(B)0.6 mol/(Ls) Dv(A)0.15 mol/(Ls)答案B解析將B、C、D三項(xiàng)

12、反應(yīng)速率都用v(D)表示，其數(shù)值分別為：0.5、0.4、0.3，因此B項(xiàng)反應(yīng)速率最快。5將10 mol A和5 mol B放入10 L真空容器內(nèi)，某溫度下發(fā)生反應(yīng)：3A(g)B(g)2C(g)，在最初的0.2 s內(nèi)，消耗A的平均速率為0.06 mol/(Ls)，則在0.2 s時(shí)，容器中C的物質(zhì)的量是()A0.12 mol B0.08 mol C0.04 mol D0.8 mol答案B解析同一反應(yīng)中不同物質(zhì)表示的反應(yīng)速率之比等于方程式中各物質(zhì)的計(jì)量數(shù)之比，即v(C)v(A)0.06 mol/(Ls) 0.04 mol/(Ls)在2 s時(shí)，容器內(nèi)C的物質(zhì)的量為：0.04 mol/(Ls)10 L0

13、.2 s0.08 mol6.將等物質(zhì)的量的A、B混合于2L的密閉容器中，發(fā)生如下反應(yīng)：3A(g)B(g) xC(g)2D(g)，經(jīng)5 min后，測(cè)得D的濃度為0.5 mol/L，c(A)c(B)35，C的平均反應(yīng)速率是0.1 mol/(Lmin)，求：(1)此時(shí)A的濃度及反應(yīng)開始前放入容器中的A、B的物質(zhì)的量；(2)B的平均反應(yīng)速率；(3)x值是多少？答案(1)0.75 mol/L，均為3 mol(2)0.05 mol/(Lmin)(3)x2解析設(shè)A、B起始時(shí)的物質(zhì)的量均為a，則：3A(g)B(g) xC(g) 2D(g)起始 a a 0 05 min末a1.5a0.50.1520.52由于(

14、a1.5)(a0.5)35得a35 min末，c(A)0.75 mol/Lv(B) 0.05 mol/(Lmin)x1v(C)v(B) 0.1 mol/(Lmin)0.05 mol/(Lmin)得x21將4 mol A氣體和2 mol B氣體在2L的容器中混合并在一定條件下發(fā)生反應(yīng)：2A(g)B(g)2C(g)，若經(jīng)2 s(秒)后測(cè)得C的濃度為0.6 mol/L，現(xiàn)有下列幾種說法：用物質(zhì)A表示反應(yīng)的平均速率為0.3 mol/(Ls)用物質(zhì)B表示反應(yīng)的平均速率為0.6 mol/(Ls)2 s時(shí)物質(zhì)A的轉(zhuǎn)化率為70%2 s時(shí)物質(zhì)B的濃度為0.7 mol/L其中正確的是()A B C D答案B解析本

15、題是考查物質(zhì)濃度表示法，用不同反應(yīng)物或產(chǎn)物表示反應(yīng)的平均速率的方法和反應(yīng)中轉(zhuǎn)化率的計(jì)算等知識(shí)點(diǎn)，所以考查內(nèi)容的知識(shí)量較大。v(C)0.3 mol/(Ls)v(A)v(C)0.3 mol/(Ls)v(B)v(C)0.3 mol/(Ls)0.15 mol/(Ls)參加反應(yīng)的A的物質(zhì)的量為：03 mol/(Ls)2s2L1.2 molA的轉(zhuǎn)化率為：100%30%2s時(shí)B的濃度為：1 mol/L0.15 mol/(Ls)2s0.7 mol/L2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)0.15 mol/(Ls) v(B)0.6 mol/(Ls)v(C)0.4

16、 mol/(Ls) v(D)0.45 mol/(Ls)該反應(yīng)進(jìn)行的快慢順序?yàn)開(填序號(hào))。答案解析將不同物質(zhì)表示的速率換算為用同一物質(zhì)表示的速率，再比較速率數(shù)值的大小。若以物質(zhì)A為標(biāo)準(zhǔn)，將其他物質(zhì)表示的反應(yīng)速率換算為用A物質(zhì)表示的速率，則有：v(A)v(B)13，則表示的v(A)0.2 mol/(Ls)v(A)v(C)12，則表示的v(A)0.2 mol/(Ls)v(A)v(D)12，則表示的v(A)0.225 mol/(Ls)故反應(yīng)進(jìn)行的快慢順序?yàn)椤?用純凈的CaCO3與稀HCl反應(yīng)制取CO2，實(shí)驗(yàn)過程記錄如圖所示。根據(jù)分析、判斷，正確的是()AOE段表示反應(yīng)速率最快BEF段表示反應(yīng)速率最快

17、，單位時(shí)間內(nèi)收集的CO2最多CFG段表示收集的CO2最多DOG段表示隨著時(shí)間的推移，反應(yīng)速率逐漸增快答案B解析應(yīng)從曲線變化的斜率進(jìn)行分析：OE、EF、FG三段中EF的斜率最大，則單位時(shí)間內(nèi)，生成的CO2多且速率最快。1在比較化學(xué)反應(yīng)速率時(shí)，不可以利用的相關(guān)性質(zhì)為()A氣體的體積和體系的壓強(qiáng) B顏色的深淺C固體物質(zhì)量的多少 D反應(yīng)的劇烈程度答案C2反應(yīng)4A(s)3B(g)=2C(g)D(g)，經(jīng)2 min，B的濃度減少0.6 mol/L。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 mol/(Lmin)B分別用B、C、D表示反應(yīng)速率，其比值是321C在2 min末的反應(yīng)速率，用B表

18、示是0.3 mol/(Lmin)D在2 min內(nèi)的反應(yīng)速率，用C表示是0.3 mol/(Lmin)答案B解析反應(yīng)速率不能用純固體或純液體的物質(zhì)的量變化來表示，故A不正確；化學(xué)反應(yīng)速率是平均速率而不是瞬時(shí)速率，C錯(cuò)誤；同一反應(yīng)用不同的物質(zhì)表示反應(yīng)速率，速率之比等于化學(xué)計(jì)量數(shù)之比，B正確；利用v計(jì)算可知D錯(cuò)誤。3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 mol/L，在這段時(shí)間內(nèi)用O2表示的反應(yīng)速率為0.04 mol/(Ls)，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，SO3的濃度增加了0.4 mol/L，則

19、O2的濃度減少了0.2 mol/L，v(O2)t5 s4已知某條件下，合成氨反應(yīng)的數(shù)據(jù)如下： N2(g)3H2(g) 高壓、高壓催化劑 2NH3(g)起始濃度/(mol/L) 1.0 3.0 0.22 s末濃度/(mol/L) 0.6 1.8 1.04 s末濃度/(mol/L) 0.4 1.2 1.4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 mol/(Ls)B前2 s時(shí)間內(nèi)氨氣的平均反應(yīng)速率為0.4 mol/(Ls)C前4 s時(shí)間內(nèi)氨氣的平均反應(yīng)速率為0.3 mol/(Ls)D24 s時(shí)間內(nèi)氨氣的平均反應(yīng)速率為0.2 mol/(Ls)答案A

20、解析根據(jù)合成氨的數(shù)據(jù)可知。前2 s NH3的速率為：v(NH3)0.4 mol/(Ls)前4 s NH3的速率為：v(NH3)0.3 mol/(Ls)24 s內(nèi)NH3的速率為v(NH3)0.2 mol/(Ls)故A項(xiàng)不正確，化學(xué)反應(yīng)速率表示某一時(shí)間段的平均速率而不是瞬時(shí)速率。5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g率，其中表示該反應(yīng)進(jìn)行的最快的是()Av(SO2)4 mol/(Lmin) Bv(O2)3 mol/(Lmin)Cv(SO2)0.1 mol/(Ls) Dv(O2)0.1 mol/(Ls)答案D解析按比例關(guān)系轉(zhuǎn)化后要注意單位的統(tǒng)一。6一定

21、溫度下，向一個(gè)容積為2 L的真空密閉容器中(事先裝入催化劑)通入1 mol N2和3 mol H2，發(fā)生下列反應(yīng)：N23H2高溫、高壓催化劑2NH3,3 min后測(cè)得密閉容器內(nèi)的壓強(qiáng)是起始時(shí)的0.9倍，在此時(shí)間內(nèi)v(H2)是()A0.2 mol/(Lmin) B0.6 mol/(Lmin)C0.1 mol/(Lmin) D0.3 mol/(Lmin)答案C解析反應(yīng)3 min后壓強(qiáng)是起始的0.9倍，則物質(zhì)的量為原來的0.9倍，即3.6 mol，減少了0.4 mol，則生成NH3 0.4 mol，從而計(jì)算出v(NH3)，v(H2)v(NH3)0.1 mol/(Lmin)72 mol A與2 mol

22、 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 mol/ (Ls)，下列推斷正確的是()Av(C)v(D)0.25 mol/(Ls) Bz3CB的轉(zhuǎn)化率為25% DC的體積分?jǐn)?shù)為28.6%答案AD解析由A的轉(zhuǎn)化率可知，2 s后反應(yīng)掉A的物質(zhì)的量為1 mol，v(A)0.25 mol/(Ls)，由于v(A)v(D)0.25 mol/(Ls)0.25 mol/(Ls)2z，則z2，B不正確，A正確；此時(shí)消耗的B為1.5 mol，生成的C為1 mol，則B的轉(zhuǎn)化率100%75%，C的體積分?jǐn)?shù)100%28.6%。

23、8.某溫度時(shí)在2 L容器中X、Y、Z三種物質(zhì)的變化曲線如圖所示：由圖中數(shù)據(jù)分析該反應(yīng)的化學(xué)方程式_。反應(yīng)開始至2 min末Z的平均反應(yīng)速率_。答案X+3Y2Z0.05 mol/(Lmin)解析反應(yīng)開始，X、Y的物質(zhì)的量均為1.0 mol，Z為0，反應(yīng)進(jìn)行至2 min時(shí)X為0.9 mol、Y為0.7 mol、Z為0.2 mol，且各物質(zhì)的物質(zhì)的量不再改變。相同時(shí)間內(nèi)X、Y、Z物質(zhì)的量的變化比為132，故化學(xué)方程式為X3Y2Z。Z的平均反應(yīng)速率為(Z)0.05 mol/(Lmin)。9下表數(shù)據(jù)是高溫下金屬鎂和鎳分別與氧氣進(jìn)行氧化反應(yīng)時(shí)，在金屬表面生成氧化膜的實(shí)驗(yàn)記錄：反應(yīng)時(shí)間t/h1491625MgO層厚y/nm0.05a0.2a0.45a0.80a1.25aNiO層厚y/nmb2b3b4b5ba、b均為與溫度無關(guān)的常數(shù)。請(qǐng)回答：(1)金屬高溫氧化腐蝕速率可用金屬氧化膜的生長速率來表示，其理由是_。(2)金屬氧化膜的膜厚y與時(shí)間t所呈現(xiàn)的關(guān)系是(填“直線”“拋物線”“對(duì)數(shù)”或“雙曲線”等類型)：MgO氧化膜的膜厚y屬于_型；NiO氧化膜的膜厚y屬于_型。(3)Mg