人教版必修2 第2章第3節(jié) 化學反應的速率和限度——化學反應的速率 學案.doc

第3節(jié) 化學反應的速率和限度化學反應的速率【學習目標】1、了解化學反應速率的概念和表示方法；2、掌握化學反應速率的影響因素；3、了解改變化學反應速率的意義；4、學會化學反應速率的計算方法?！疽c梳理】要點一、化學反應速率1、定義化學反應速率通常用單位時間內(nèi)反應物濃度的減少量或生成物濃度的增加量(均取正值)來表示。化學反應正方向(從左向右)進行的反應速率稱為正反應速率；化學反應逆方向(從右向左)進行的反應速率稱為逆反應速率。 2、表示方法若濃度用物質(zhì)的量濃度(c)來表示，單位為mol/l；時間用t來表示，單位為秒(s)或分(min)或小時(h)，則化學反應速率的數(shù)學表達式為：v = c/ t 單位：mol/(ls) 或 mol/(lmin) 或 mol/(lh)要點詮釋：(1)化學反應速率是指某時間段內(nèi)的平均反應速率，而不是某時刻的瞬時速率。(2)化學反應速率可用來衡量化學反應進行的快慢，均為正值。(3)因為純固體、純液體的濃度視為定值，所以該表達式只適用于有氣態(tài)物質(zhì)參加或溶液中的反應。(4)同一反應選用不同物質(zhì)濃度的改變量表示速率，數(shù)值可能不同，但表示的意義相同。因此，表示化學反應的速率時，必須說明是用反應物或生成物中的哪種物質(zhì)做標準。(5)對于同一反應，各物質(zhì)化學反應速率之比=化學計量數(shù)之比=各物質(zhì)轉(zhuǎn)化濃度之比。 如：化學反應ma(g)+nb(g)pc(g)+qd(g)，v(a)v(b)v(c)v(d)=mnpq。要點二、影響化學反應速率的因素1、內(nèi)因(主要因素)化學反應的速率是由反應物的性質(zhì)決定的，即由反應物的分子結(jié)構(gòu)或原子結(jié)構(gòu)決定的。2、外因(次要因素)(1)濃度：其他條件不變時，增大反應物濃度，可以增大化學反應速率；減小反應物濃度，可以減小化學反應速率。要點詮釋：此規(guī)律只適用于氣體反應或溶液中的反應，對于固體或純液體反應物，一般情況下其濃度是常數(shù)，因此改變它們的量不會改變化學反應速率。(2)壓強：對于有氣體參加的化學反應，若其他條件不變，增大壓強，反應速率加快；減小壓強，反應速率減慢。若參加反應的物質(zhì)為固體或液體(溶液)，由于壓強的變化對它們的濃度幾乎無影響，可以認為反應速率不變。對于有氣體參加的可逆反應，增大壓強，正反應速率、逆反應速率都增大；減小壓強，正反應速率、逆反應速率都減小。要點詮釋：對于氣體反應體系，有以下幾種情況： 恒溫時：增加壓強體積減小濃度增大反應速率加快恒容時：充入氣體反應物總壓增大濃度增大反應速率加快 充入稀有氣體總壓增大，但各分壓不變，即各物質(zhì)的濃度不變，反應速率不變恒壓時：充入稀有氣體體積增大各反應物濃度減小反應速率減慢總之，壓強改變，若引起濃度改變，則速率改變。(3)溫度：其他條件不變時，升高溫度，可以增大反應速率，降低溫度可以減慢反應速率。實驗測得，溫度每升高10，化學反應速率通常增大到原來的24倍。溫度對吸熱反應、放熱反應都適用。(4)催化劑：催化劑能改變化學反應速率，但不能使本不發(fā)生的反應成為可能?？梢蕴岣叻磻俾实拇呋瘎┓Q為正催化劑，可以減緩反應速率的催化劑稱為負催化劑。大多數(shù)的化工生產(chǎn)中，都有使用催化劑，而催化劑具有高度的選擇性(專一性)。要點詮釋：沒有特別說明，催化劑均指正催化劑。注意催化劑中毒的問題。催化劑要參與反應，但在整個反應結(jié)束后化學性質(zhì)和質(zhì)量沒有發(fā)生變化。(5)其他因素：光、超聲波、反應物顆粒、擴散速度、溶劑等?！镜湫屠}】類型一：化學反應速率例1、反應4a(s)+3b(g)=2c(g)+d(s)，經(jīng)2min，b的濃度減少0.6mol/l。對此化學反應速率的正確表示是()a用a表示的反應速率是0.4mol/(lmin)b分別用b、c表示反應的速率，其比值是3:2c在2min末的反應速率，用b表示是0.3mol/(lmin)d在這2min內(nèi)b和c兩物質(zhì)濃度都逐漸減小【答案】b【解析】a為固體，一般不用固體表示反應速率，因為固體的濃度一般視為常數(shù)，所以a項錯誤；同一反應用不同物質(zhì)表示的化學反應速率，其比值與化學方程式中化學計量數(shù)成正比，故b正確；v(b)=0.3mol/(lmin)為平均值，并非2min末的反應速率，所以c項錯誤；b為反應物，c為生成物，兩者不可能同時減小，故d項錯誤?！究偨Y(jié)升華】用不同物質(zhì)表示同一時間段內(nèi)的同一化學反應的速率時，其速率之比等于化學方程式中化學計量數(shù)之比。舉一反三：【變式1】下面有關化學反應速率的說法中正確的是()a對任何化學反應來說，反應速率越大，反應現(xiàn)象就越明顯b化學反應速率通常用單位時間內(nèi)任何一種反應物濃度的減少或任何一種生成物濃度的增加來表示c若某化學反應的反應速率為0.5mol/(ls)就是指在該時間內(nèi)反應物和生成物的濃度變化都為0.5mol/(ls)d化學反應速率是用來衡量化學反應進行快慢的尺度【答案】bd【解析】對于無明顯現(xiàn)象的化學反應來說，無法通過現(xiàn)象體現(xiàn)反應速率的大小，則a選項錯誤；同一反應選用不同物質(zhì)濃度的改變量表示速率，數(shù)值可能不同，表示化學反應的速率時，必須說明是用反應物或生成物中的哪種物質(zhì)做標準，則c選項也不正確。類型二：化學反應速率的計算例2、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：3a(g)b(g)=xc(g)2d(g)，經(jīng)5min后，測得d的濃度為0.5mol/l，c(a)c(b)35，c的平均反應速率為0.1mol/(lmin)。求：(1)此時a的濃度及反應開始前投入容器中a，b的物質(zhì)的量。(2)b的平均反應速率。(3)x的值是多少？【答案】(1)此時a的濃度為0.75mol/l，反應開始前投入容器中a，b的物質(zhì)的量為3mol。(2)b的平均反應速率為0.05mol/(lmin)。(3)x的值是2。【解析】設a、b起始物質(zhì)的量為amol。n(c)0.1mol/(lmin)2l5min1mol 3a(g)b(g)=xc(g)2d(g)起始量(mol)aa00變化量(mol)1.50.5 10.525min后的量a1.5a0.5 11又因c，d變化的物質(zhì)的量相等，故x2，【總結(jié)升華】在計算化學反應速率時要注意，如果知道化學反應方程中一種物質(zhì)的速率，可根據(jù)各物質(zhì)的反應速率之比等于它們在化學反應方程式中的化學計量數(shù)之比，直接算得其他物質(zhì)的反應速率，這樣計算會很方便。舉一反三：【變式1】對于反應 n2 + 3h2 2nh3，下列為四種不同情況下測得的反應速率，其中能表明該反應進行最快的是() av(n2)0.2 mol/(ls) bv(h2)1.4 mol/(lmin) cv(h2)0.45mol/(ls) dv(nh3)9 mol/(lmin)【答案】a【變式2】在2l密閉容器中加入4mola和6molb，發(fā)生下列反應：4a(g)6b(g)4c(g)5d(g)，若經(jīng)過5s后，剩下的a是2.5mol，則b的反應速率是()a0.45mol/(ls) b0.15 mol/(ls)c0.225 mol/(ls) d0.9 mol/(ls) 【答案】c【解析】本題主要考查化學反應速率的概念。化學反應速率是用單位時間內(nèi)物質(zhì)濃度的變化量來表示，本題中所給物質(zhì)的量分別為a：4mol，b：6mol，在計算過程中應注意換算為濃度。又根據(jù)化學反應速率的比等于化學方程式中各物質(zhì)的計量數(shù)(系數(shù))之比：vavb46 【變式3】在一密閉的容器里裝有氮氣和氫氣。反應開始時，氮氣的濃度為2moll1，氫氣的濃度為5moll1，反應開始2min時，測得容器中氮氣的濃度為1.8moll1。這2min內(nèi)氮氣的平均反應速率是多少？氫氣和氨氣的平均反應速率各是多少？【答案】n2的平均反應速率為0.1moll1min1，h2和nh3的平均反應速率分別為0.3moll1min1，0.2moll1min1【解析】n23h2 2nh3起始濃度(moll1) 250兩分鐘后濃度(moll1) 1.84.4 0.4變化濃度(moll1) 0.20.6 0.4用氮氣濃度變化表示的反應速率是：用氫氣和氨氣濃度變化表示的反應速率分別是： 類型三：影響化學反應速率的因素例3、要使在容積恒定的密閉容器中進行的可逆反應2a(g)+b(s)=2c(g)+q（q0）的正反應速率顯著加快，可采用的措施是(不考慮固、氣態(tài)間的接觸面積)()a降溫 b加入b c增大體積使壓強減小 d加入a 【答案】d 【解析】影響速率的因素有：濃度、溫度、壓強、催化劑，降溫會使速率都減慢，加入固體b對反應速率沒有影響，增大體積、減小壓強造成濃度降低，所以本題答案為d?！究偨Y(jié)升華】要理解各因素對速率影響的條件和原因。舉一反三：【變式1】把除去氧化膜的鎂條放入一定濃度的稀鹽酸的試管中，發(fā)現(xiàn)h2的生成速度v隨時間t變化如圖。其中t1t2速度變化的原因是_ ；t2t3速度變化的原因是_?！敬鸢浮縯1t2速度變快的原因是因為鎂條與鹽酸反應放熱，進而加快了化學反應速率；t2t3速度變慢的原因是隨著反應的進行，鹽酸的濃度下降，造成速率變慢?！咀兪?】請?zhí)顚懴铝袃山M實驗的表格，比較反