2.1.1化学反应速率

第二章化学反应与能量第一节化学反应速率（学案）第一课时【学习目标】1.知道化学反应速率的定量表示方法2.会设计实验测定某些化学反应的速率【重、难点】实验测定某些化学反应速率。【学习过程】一、化学反应速率。通过对实验现象的观察你能否判断出一个反应比另一个反应快多少吗？物理课中所学的速率的共同特点。①都有一个确定的起点（速率=0）；②都有一个和速率大小相匹配的时间单位；③都有说明体系某种变化的可计量的性质。1.概念：化学反应速率是用来衡量化学反应的物理量,通常用来表示。2.化学反应速度的表示方法：可以用反应体系中单位时间内任一物质浓度的变化来表示反应速度。表达式：。其中△t表示时间间隔，△C=（C始-C末），表示反应过程中反应物消耗的浓度或生成物增加的浓度的绝对值，常用单位mol/L；v表示平均速率，。V常用的单位是或3.理解化学反应速率的表示方法时应注意的几个问题：①.上述化学反应速率是平均速率，而不是瞬时速率。②.无论浓度的变化是增加还是减少，一般都取正值，所以化学反应速率一般为正值。③.由于在反应中纯固体和纯液体的浓度是恒定不变的，因此对于有纯液体或纯固体参加的反应一般不用纯液体或纯固体来表示化学反应速率。④.对于同一个反应来说，用不同的物质来表示该反应的速率时，其数值不同，但每种物质都可以用来表示该反应的快慢。因此，表示化学反应速率时，必须指明是用反应体系中的哪种物质做标准。⑤.对于在一个容器中的一般反应aA+bB==cC+dD来说有：VA：VB：VC：VD===△CA：△CB：△CC：△CD===△nA：△nB：△nC：△nD====a：b：c：d4.比较化学反应速率时要注意：①.仅限于同一反应的各种速率（不同条件或不同时段）之间进行比较。②.比较时要注意换算成同一物质表示③.比较时反应速率的单位要统一。二、化学反应速率的测定1、基本思路因为化学反应中发生变化的是体系中的化学物质(包括反应物和生成物)，所以与其中任何一种化学物质的浓度(或质量)相关的性质在测量反应速率时都可以加以利用2、基本方法(1)直接可观察的性质，如释放气体的体积和体系的压强(2)依靠科学仪器才能测量的性质，如颜色的深浅、光的吸收、光的发射、导电能力等(3)在溶液中，当反应物或产物本身有比较明显的颜色时，常常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：实验用品：锥形瓶、双孔塞、分液漏斗、直角导气管、50mL注射器、铁架台、秒表、锌粒、1mol/L的硫酸、4mol/L的硫酸实验步骤：①.取一套装置，加入40mL1mol/L的硫酸，测量收集10mLH2所用的时间。②.取另一套装置，加入40mL4mol/L的硫酸，测量收集10mLH2所用的时间。实验现象：锌跟硫酸反应产生气泡，收集10mL气体。②所用的时间比①所用的时间短实验结果：加入试剂反应时间min反应速率Mol/(L·min)1mol/L　H2SO4长小4mol/L　H2SO4短大实验结论：4mol/L的硫酸与锌反应比1mol/L的硫酸与锌反应快。注意事项：①.锌粒的颗粒（即表面积）大小基本相同②.40mL的硫酸溶液要迅速加入③.装置气密性要好，且计时要迅速准确　【思考】:我们还可根据与反应速率相关量的哪些变化来测定该反应速率？【疑点反馈】：（通过本课学习、作业后你还有哪些没有搞懂的知识，请记录下来）[来源:学§科§网Z§X§X§K]【基础达标】1.甲、乙两个容器内都进行A―→B的反应，甲容器内每分钟减少4molA，乙容器内每分钟减少2molA，则甲容器内的反应速率比乙容器内的反应速率(　　)A．快B．慢C．相等D．无法判断2．反应2SO2(g)＋O2(g)2SO3(g)经一段时间后，SO3的浓度增加了0.4mol·L－1，在这段时间内用O2表示的反应速率为0.04mol·L－1·s－1，则这段时间为(　　)A．0.1sB．2.5sC．10sD．5s3．在比较化学反应速率时，不可以利用的相关性质为(　　)A．气体的体积和体系的压强B．颜色的深浅C．固体物质量的多少D．反应的剧烈程度4．在mA＋nB===pC的反应中，m、n、p为各物质的计量数。现测得C每分钟增加amol·L－1，B每分钟减少1.5amol·L－1，A每分钟减少0.5amol·L－1，则m∶n∶p为(　　)A．2∶3∶2B．2∶3∶3C．1∶3∶2D．3∶1∶25．已知某条件下，合成氨反应的数据如下：　　　　　　N2(g)＋3H2(g)2NH3(g) 1.03.00.20.61.81.00.41.21.4当用氨气浓度的增加来表示该反应的速率时，下列说法中错误的是(　　)A．2s末氨气的反应速率为0.4mol·L－1·s－1B．前2s时间内氨气的平均反应速率为0.4mol·L－1·s－1C．前4s时间内氨气的平均反应速率为0.3mol·L－1·s－1D．2～4s时间内氨气的平均反应速率为0.2mol·L－1·s－16．反应4A(s)＋3B(g)===2C(g)＋D(g)，经2min，B的浓度减少0.6mol·L－1。对此反应速率的表示正确的是(　　)A．用A表示的反应速率是0.4mol·L－1·min－1B．分别用B、C、D表示反应速率，其比值是3∶2∶1C．在2min末的反应速率，用B表示是0.3mol·L－1·min－1D．在2min内的反应速率，用C表示是0.3mol·L－1·min－17．一定温度下，向一个容积为2L的真空密闭容器中(事先装入催化剂)通入1molN2和3molH2，发生下列反应：N2(g)＋3H2(g)2NH3(g)，3min后测得密闭容器内的压强是起始时的0.9倍，在此时间内v(H2)是(　　)A．0.2mol·L－1·min－1B．0.6mol·L－1·min－1C．0.1mol·L－1·min－1D．0.3mol·L－1·min－18．在密闭容器中，进行某反应，A与B反应生成C，反应速率分别用v(A)、v(B)、v(C)表示，且v(A)、v(B)、v(C)之间存在如下关系：v(B)＝3v(A)，3v(C)＝2v(B)，v(C)＝2v(A)。则此反应可表示为(　　)A．A＋B===CB．2A＋2B===3CC．3A＋B===2CD．A＋3B===2C9．反应速率v和反应物浓度的关系是用实验的方法测定的，化学反应H2＋Cl2===2HCl的反应速率v可表示为v＝k[c(H2)]m[c(Cl2)]n，式中k为常数，m、n值可用表中数据确定。c(H2)/mol·L－1c(Cl2)/mol·L－1v/[mol·L－1·s－1]1.01.01.0k2.01.02.0k2.04.04.0k由此可推得，m、n值正确的是(　　)A．m＝1，n＝1B．m＝，n＝C．m＝，n＝1D．m＝1，n＝10．2molA与2molB混合于2L的密闭容器中，发生如下反应：2A(g)＋3B(g)2C(g)＋zD(g)若2s后，A的转化率为50%，测得v(D)＝0.25mol·L－1·s－1，下列推断正确的是(　　) A．v(C)＝0.2mol·L－1·s－1B．z＝3C．B的转化率为25%D．C的体积分数为28.6%11.将等物质的量的A和B，混合于2L的密闭容器中，发生如下反应：3A(g)＋B(g)===xC(g)＋2D(g)，经过5min后测得D的浓度为0.5mol·L－1，c(A)∶c(B)＝3∶5，C的反应速率是0.1mol·L－1·min－1，A在5min末的浓度是______，B的平均反应速率是________，D的平均反应速率是________，x的值是________。【拓展提高】12．(1)在一定温度下，氧化铁可以与一氧化碳发生下列反应：Fe2O3(s)＋3CO(g)2Fe(s)＋3CO2(g)该温度下，在2L盛有Fe2O3粉末的密闭容器中通入CO气体，10min后，生成了单质铁11.2g。则10min内CO的平均反应速率为________________________________________________________________________。(2)甲酸甲酯水解反应方程式为HCOOCH3(l)＋H2O(l)HCOOH(l)＋CH3OH(l)ΔH>0某小组通过实验研究该反应(反应过程中体积变化忽略不计，为1L)。反应体系中各组分的起始量如下表：组分HCOOCH3H2OHCOOHCH3OH物质的量/mol1.001.990.010.52甲酸甲酯的转化率在温度T1下随反应时间(t)的变化如下图所示。请计算15min～20min范围内甲酸甲酯的减少量为____________mol，甲酸甲酯的平均反应速率为________mol·L－1·min－1。13．下表所列数据是某高温下金属镁和镍分别在氧气中进行氧化反应时，在金属表面生成氧化薄膜的实验记录，a和b均为与温度有关的常数。反应时间t/h1491625MgO层厚y/nm0.05a0.20a0.45a0.80a1.25a反应时间t/h1491625NiO层厚y′/nmb2b3b4b5b(1)金属在高温下氧化腐蚀速率可以用金属氧化膜的生成速率来表示，其理由是________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________。(2)金属氧化膜的膜厚y跟时间t所呈现的关系是：MgO氧化膜的膜厚y属于________型，NiO氧化膜的膜厚y′则属于______型(填“直线”、“抛物线”、“双曲线”或“对数”等类型)。 (3)Mg与Ni相比较，金属________具有更好的耐氧化腐蚀性，其理由是________________________________________________________________________。14．把0.6molX气体和0.6molY气体混合于2L密闭容器中，使它们发生如下反应：2X(g)＋Y(g)＝nZ(g)＋2W(g)5min末已生成0.2molW，若测知以Z浓度变化来表示的平均反应速率为0.1mol·L－1·min－1(1)上述反应在5min末时已反应的Y占原有Y的质量分数是多少？　　(2)化学方程式中的n值是多少？　【参考答案】1．D　[由化学反应速率的表达式：v(A)＝＝，由于甲、乙两容器的体积大小未知，仅知道A的物质的量的变化值，故不能比较两容器内反应速率的大小。]2．D　[根据题意知，SO2的浓度增加0.4mol·L－1，则O2的浓度减小0.2mol·L－1，v(O2)＝，则Δt＝＝＝5s。]3．C[来源:学。科。网Z。X。X。K]4．C　[化学反应过程中各物质的变化量之比等于它们的化学计量数之比，故C正确。]5．A　[根据合成氨的数据可知：前2sNH3的速率为v(NH3)＝＝0.4mol·L－1·s－1前4sNH3的速率为v(NH3)＝＝0.3mol·L－1·s－12～4s内NH3的速率为v(NH3)＝＝0.2mol·L－1·s－1故A项不正确，化学反应速率表示某一时间段的平均速率而不是瞬时速率。]6．B7．C　[反应3min后压强是起始的0.9倍，则物质的量为原来的0.9倍，即3.6mol，减少了0.4mol，则生成NH30.4mol，从而计算出v(NH3)＝，v(H2)＝v(NH3)＝0.1mol·L－1·min－1]。8．D　[由v(B)＝3v(A)，v(C)＝2v(A)，得v(A)∶v(B)∶v(C)＝v(A)∶3v(A)∶2v(A)＝1∶3∶2，即A、B、C的化学计量数之比为1∶3∶2，则化学方程式为A＋3B===2C。]9．D10．D　[由A的转化率可知，2s后反应掉A的物质的量为1mol，v(A)＝＝0.25mol·L－1·s－1，由于v(A)∶v(D)＝0.25mol·L－1·s－1∶0.25mol·L－1·s－1＝2∶z，则z＝2，A、B不正确；此时消耗的B为1.5mol，生成的C为1mol，则B的转化率×100%＝75%，C的体积分数 ×100%＝28.6%。]11．0.75mol·L－1　0.05mol·L－1·min－1　0.1mol·L－1·min－1　212．(1)0.015mol·L－1·min－1(2)0.045　0.00913．(1)因化学反应的快慢既可以用反应物的消耗速率表示，又可以用生成物的生成速率表示，所以金属的腐蚀速率可以用其氧化物的生成速率来表示(2)直线　抛物线(3)Ni　据(2)可知，y′随时间t增长比y随时间t增长得慢，故Ni的耐氧化腐蚀性比Mg好解析　由表中数据可知MgO膜厚与时间t的关系式为y＝0.05at；NiO膜厚y′与时间t的关系式为y′＝b，即可知MgO膜厚y属直线型，而NiO膜厚y′属抛物线型。此题创新之处在于利用了数学函数知识去分析化学问题，有一定的新颖性。14．(1)16.67%　(2)10