2.3.1 化学反应速率 教学案

1、第 1 课时 化学反应速率学习目标：1.了解化学反应速率的概念。2.掌握化学反应速率的定量表示方法。(重点)3.能用化学反应速率的有关知识比较反应的快慢。(难点)自 主 预 习探 新 知1化学反应的历程(1)基元反应：能够一步完成的反应叫基元反应。大多数化学反应都是由几个基元反应组成的。(2)反应历程含义：基元反应构成的反应序列。特点。a反应不同，反应历程不同。b同一反应在不同条件下的反应历程也可能不同。决定因素：反应历程由反应物的结构和反应条件决定。作用：反应历程的差别造成了化学反应速率的不同。微点拨：对于由多个基元反应组成的化学反应，其反应的快慢由最慢的一步基元反应决定。2化学反应速率(1

2、)表示方法对于反应体系体积不变的化学反应，通常用单位时间内反应物浓度的减少或者生成物浓度的增加来表示。(2)数学表达式及单位v ，单位为 molL1 s1 或 molL1 min1 。 c t(3)特点同一反应选用不同物质的浓度改变量表示速率，数值可能不同，但表示的意义相同。各物质表示的反应速率之比等于其化学方程式中相应物质的系数之比。微点拨：(1)不用固体或纯液体表示反应速率。(2)反应速率表示一段时间内反应的平均速率，不是瞬时速率。基础自测1判断对错(对的在括号内打“”，错的在括号内打“”。)(1)化学反应速率适用于可逆反应，不适用于非可逆反应。( )(2)在可逆反应中，正反应的化学反应速

3、率是正值，逆反应的化学反应速率是负值。( )(3)在同一化学反应中，化学反应速率可以用反应物浓度的改变来表示，也可以用生成物浓度的改变来表示，其数值可能相同，也可能不相同。( )(4)化学反应速率的单位可以是 g(Ls)1 ，也可以是 kg (Ls)1 ，甚至可以是t(Ls)1 等。( )(5)合成氨反应中，5 s 末 v(N2)0.5 molL1 s1 时， v(NH3)1 molL1 s1 。( )提示 (1) 化学反应速率适用于可逆反应和非可逆反应。(2) 化学反应速率均为正值。(3)(4) 化学反应速率的单位为 molL1 s1 或 molL1 min1 。(5) 化学反应速率表示平均

4、速率，不表示瞬时速率。2在密闭容器中，A 与 B 反应生成 C，其反应速率分别用 v(A)、 v(B)、 v(C)表示，已知 3v(B)2 v(A)、2 v(C)3 v(B)，则此反应可表示为( )A2A3B= =2C BA3B= =2CC3A2B= =3C DAB= =CC 由反应中物质的系数之比反应速率之比可得： v(A) v(B) v(C)323。3在铝与稀硫酸的反应中，已知 10 s 内硫酸的浓度减少了 0.6 molL1 ，若不考虑反应过程中溶液体积的变化，则 10 s 内生成硫酸铝的平均反应速率是( )A0.02 molL 1 s1B1.8 molL 1 s1C1.2 molL 1

5、 s1D0.18 molL 1 s1A 由 v 可知， v(H2SO4) 0.06 molL 1 s1 ；由反应 c t 0.6 molL 110 s2Al3H 2SO4=Al2(SO4)33H 2可知， v(H2SO4) vAl2(SO4)331，则 vAl2(SO4)30.02 molL 1 s1 。0.06 molL 1s 13合 作 探 究攻 重 难化学反应速率的计算已知某条件下，合成氨反应中不同时刻各物质的浓度如下：N 2(g)3H 2(g) 2NH3(g)起始浓度/(molL 1 ) 1.0 3.0 0.22 s 末浓度/(molL 1 ) 0.6 1.8 1.04 s 末浓度/(

6、molL 1 ) 0.4 1.2 1.4思考交流1前 2 s 内 v(N2)、 v(H2)、 v(NH3)各是多少？提示 v(N2) 0.2 molL 1 s1 1.0 0.6 molL 12 sv(H2) 0.6 molL 1 s1 3.0 1.8 molL 12 sv(NH3) 0.4 molL 1 s1 1.0 0.2 molL 12 s224 s 内 v(N2)、 v(H2)、 v(NH3)各是多少？提示 v(N2) 0.1 molL 1 s1 0.6 0.4 molL 12 sv(H2) 0.3 molL 1 s1 1.8 1.2 molL 12 sv(NH3) 0.2 molL 1

7、 s1 1.4 1.0 molL 12 s3同一段时间内， v(N2) v(H2) v(NH3)的值是多少？提示 132。4前 2 s 和 24 s 内，哪段时间内的反应速率快？提示 前 2 s。对点训练题组 1 化学反应速率的计算1一定温度下，向一个容积为 2 L 的装有催化剂的真空密闭容器中通入 1 mol N2和 3 mol H2,3 min 末测得容器内压强是起始压强的 ，则 0 3 min 内，用 H2的浓度变化来表910示该反应的平均反应速率 v(H2)是( )A0.2 molL 1 min1B0.6 molL 1 min1C0.1 molL 1 min1D0.3 molL 1 m

8、in1C 设 03 min 内，转化的 N2的物质的量为 x mol，用三段式法分析如下：N 2(g)3H 2(g) 2NH3(g)初始/mol 1 3 0转化/mol x 3x 2x平衡/mol 1 x 33 x 2x由 可得， x0.2，则 v(H2) 0.1 1 x 3 3x 2x1 3 910 30.2 mol2 L3 minmolL1 min1 ，故选 C 项。2化合物 Bilirubin 在一定波长的光照射下发生分解反应，反应物浓度随反应时间变化如图所示，计算反应 48 min 间的平均反应速率和推测反应 16 min 时反应物的浓度，结果应是( )A2.5 molL 1 min1

9、 和 2.0 molL 1B2.5 molL 1 min1 和 2.5 molL 1C3.0 molL 1 min1 和 3.0 molL 1D5.0 molL 1 min1 和 3.0 molL 1B 48 min 时，反应物浓度由 20 molL 1 变为 10 molL 1 ，故其平均反应速率为 2.5 molL 1 min1 。由图中曲线可以看出，20 molL 1 10 molL 14 min每隔 4 min 反应物的浓度在原来的基础上减半，故 16 min 时反应物浓度应为 2.5 molL 1 。题组 2 化学反应速率的应用3已知可逆反应 mA nB xC(A、B、C 均为气体)

10、在 t s 内的平均反应速率为 v(A) a molL1 s1 ， v(B) b molL1 s1 ， v(C) c molL1 s1 。则 x 为( ) A bc/n B c/bC cm/a D ac/mC 由 m n x a b c，得 x 或 。cma cnb4某温度下，浓度均为 2 molL1 的两种气体 X2和 Y2在恒容密闭容器中发生反应生成气体 Z，经过 t min 后，测得各物质的浓度分别为 c(X2)0.8 molL1 ， c(Y2)1.6 molL1 ， c(Z)0.8 molL 1 ，则该反应的化学方程式可表示为( ) A3X 2Y 2=2X3YB2X 2Y 2=2X2Y

11、CX 24Y 2=2XY4D2X 23Y 2=2X2Y3A 由题意可知， c(X2)1.2 molL1 ， c(Y2)0.4 molL1 ， c(Z)0.8 molL1 ，则 c(X2) c(Y2) c(Z)312，故该反应的化学方程式为3X2Y 2=2Z，根据质量守恒定律可知 Z 为 X3Y，A 项正确。化学反应速率的计算方法(1)利用化学方程式计算写出有关反应的化学方程式。找出各物质的初始量、转化量、某时刻量。根据已知条件列方程式计算。如反应： mA(g) nB(g) pC(g)起始浓度/molL 1 a b c转化浓度/molL 1 x nxm pxm某时刻浓度/molL 1 a x b

12、 cnxm pxm根据公式 v(A) 进行计算。 c A t(2)根据化学反应速率之比等于系数之比计算如对于反应： mA(g) nB(g) pC(g)，有关系 v(A) v(B) v(C) m n p，或 v(A)1m v(B) v(C)。1n 1p化学反应速率的快慢比较已知反应 A(g)3B(g) 2C(g)，用下列数据表示不同条件下的反应速率。() v(A)0.01 molL 1 s1() v(B)0.02 molL 1 s1() v(B)0.60 molL 1 min1思考交流1反应速率()()吗？提示 否。 v(B)3 v(A)30.01 molL1 s1 0.03 molL1 s1

13、0.02 molL1 s1 ，故反应速率()()。2反应速率()()吗？提示 否。 v(B) 0.01 molL1 s1 ()。3你认为比较用不同物质的浓度变化来表示化学反应速率大小时，应注意什么？提示 比较用不同物质的浓度变化来表示化学反应速率的大小时，不能仅凭表面数据，必须结合化学方程式中物质的系数对数据进行换算，同时应注意单位统一。对点训练1. 对于反应 A2(g)3B 2(g)=2C(g)来说，下列化学反应速率表示反应进行最快的是( )A v(B2)0.8 molL 1 s1B v(A2)0.4 molL 1 s1C v(C)0.6 molL 1 s1D v(B2)0.42 molL

14、1 s1B 若以物质 A2为标准，将其他物质表示的反应速率换算为用物质 A2表示的反应速率，则有：A 项， v(A2) 0.267 molL 1 s1 ；C 项， v(A2)v B23 0.8 molL 1s 13 0.3 molL1 s1 ；D 项， v(A2) v C2 0.6 molL 1s 12 v B230.14 molL 1 s1 。综上所述，B 项表示反应进行最快。0.42 molL 1s 132将氮气、氢气的混合气体分别充入甲、乙、丙三个容器中进行合成氨反应，经过一段时间后，反应速率为：甲： v(H2)3 molL 1 min1 ；乙： v(N2)2 molL 1 min1 ；

15、丙： v(NH3)1 molL 1 min1 ，则这段时间内三个容器中合成氨的反应速率大小是( ) A甲乙丙 B甲乙丙C乙甲丙 D甲丙乙C 由合成氨反应的方程式为：N 2(g)3H 2(g) 2NH3(g)可得：甲中 v(H2)高 温 、 高 压 催 化 剂3 molL1 min1 ；乙中 v(N2)2 molL1 min1 ，则 v(H2)3 v(H2)32 minL1 min1 6 molL1 min1 ；丙中 v(NH3)1 molL1 min1 ，则 v(H2) v(NH3) 1 molL1 min1 1.5 molL1 min1 。则三个容器中的化学反应速32 32率大小关系为乙甲丙

16、。教师备选反应 A(g)3B(g)= =2C(g)2D(g)在四种不同情况下的反应速率分别为 v(A)0.15 molL1 s1 ； v(B)0.6 molL1 s1 ； v(C)0.4 molL1 s1 ； v(D)0.45 molL 1 s1 。该反应进行的快慢顺序为_。解析 v(A) v(B) 0.6 molL1 s1 0.2 molL1 s1 ； v(A)13 13 v(C) 0.4 molL1 s1 0.2 molL1 s1 ； v(A) v(D) 0.45 12 12 12 12molL1 s1 0.225 molL 1 s1 。答案 比较化学反应速率大小常用的方法(1)统一标准法

17、当比较同一反应的化学反应速率的相对大小时，按相应的化学方程式中物质的系数之比换算成同一物质表示的化学反应速率，单位统一，再比较数值大小。(2)比值比较法比较化学反应速率与其相应化学方程式中物质的系数的比值大小，在单位相同时，数值大者反应速率大，如对于反应 mA(g) nB(g)=p(g)，有 v(A)、 v(B)、 v(C)三者中，1m 1n 1p单位相同时数值大者表示的反应速率大。当 堂 达 标固 双 基1在 2 L 密闭容器内，某气体反应物在 2 s 内由 8 mol 变为 7.2 mol，则用该气体表示该反应的平均反应速率为( ) A0.4 molL 1 s1 B0.3 molL 1 s

18、1C0.2 molL 1 s1 D0.1 molL 1 s1C v 0.2 molL 1 s1 。 c t nV t 8 7.2 mol2 L2 s2把 0.6 mol X(g)和 0.6 mol Y(g)混合于 2 L 的密闭容器中，发生反应：3X(g)Y(g)= =nI(g)2W(g)，5 min 末生成 0.2 mol W(g)，用 I(g)表示的平均反应速率为0.01 molL1 min1 ，则化学反应方程式中的 n 为( ) A4 B3C2 D1D v(I)0.01 molL1 min1 ，则 n(I)0.01 molL1 min1 2 L5 min0.1 mol，而 n(W)0.2

19、 mol，又 n(I) n(W) n2，得 n1。3对于可逆反应 A(g)3B(s) 2C(g)2D(g)，在不同条件下的化学反应速率如下，其中表示的反应速率最快的是 ( )A v(A)0.5 molL 1 min1B v(B)1.2 molL 1 s1C v(D)0.4 molL 1 min1D v(C)0.1 molL 1 s1D 采用归一法进行求解，即通过方程式中的化学计量数将不同物质的反应速率折算成同一物质的反应速率进行比较，B 项中的 B 物质是固体，不能表示反应速率；C 项中对应的 v(A)0.2 molL 1 min1 ；D 项中对应的 v(A)3 molL 1 min1 。4根

20、据下图填空：(1)反应物是_；生成物是_。(2)在 2 min 内用 A、B、C 表示的化学反应速率分别为_、_、_。(3)该反应的化学方程式是_。解析 已知在反应过程中反应物的浓度减小，生成物的浓度增大，故 A、B 为反应物，C 为生成物，由速率计算公式得：v(A) molL1 min1 3 molL 1 min1 ，8 22v(B) molL1 min1 2 molL 1 min1 ，8 42v(C) molL1 min1 3 molL 1 min1 ，62则三种物质的系数之比为 323，又因最终各物质浓度不变且均不为零，故为可逆反应，其方程式为 3A2B 3C。答案 (1)A、B C(2)3 molL1 min1 2 molL 1 min13 molL1 min1(3)3A2B 3C