第二章第一节化学反应速率

第一节化学反应速率[学习目标]1．了解化学反应速率。2.了解化学反应速率的定量表示方法。3.掌握化学反应速率的简单计算。4.了解化学反应速率的测量方法。知识点一化学反应速率概念与测定[学生用书P21]►自主探究自主学习探究归纳阅读教材P17－P18，思考并填空1．化学反应速率2．化学反应速率的测定(1)测定原理利用化学反应中与某一种化学物质的浓度(或质量)相关的性质进行测定。(2)测定方法①利用能够直接观察的性质如通过测定释放出一定体积气体的时间，或测定一定时间内体系压强的变化来测定反应速率。②利用科学仪器测量的性质溶液中当反应物或产物本身有较明显的颜色时，可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)测量锌与稀硫酸反应速率的实验设计确定变量…稀硫酸的浓度不同|找易测物理量…测量相同时间放出H2的体积或产生相同体积H2所用的时间|控制不变量…①锌粒颗粒即表面积大小；②温度；③时间或H2的体积|注意问题…溶液加入迅速，计时迅速准确，装置气密性好自我测评►———————————————————(做一做)1．判断正误(1)对于反应H2＋Cl2===2HCl，化学反应速率可表示为v＝amol/(L·s)。(×)(2)化学反应速率为一段时间内的平均速率。(√)(3)化学反应速率可以为负值，如逆反应速率。(×)(4)同一化学反应中不同物质的速率之比等于对应的浓度变化之比，还等于对应物质的物质的量变化之比。(√)(5)用锌制取H2反应中，不能用Zn粒的变化表示反应的快慢。(×)2．已知2g锌粒(假设颗粒大小基本相同)分别与40mL1mol/L和40mL4mol/LH2SO4溶液反应，请问你有几种方法分别测定它们反应速率的大小？提示：(1)测定收集一定体积的H2时所用的时间。(2)测定一段时间内溶液中H＋浓度的变化。(3)测定一段时间内Zn粒质量的变化。认知总结(1)对化学反应速率表达式的理解(2)化学反应速率是量度化学反应快慢的物理量，化学反应快慢也可从其他角度或现象描述和说明。(3)不论反应物还是生成物，其化学反应速率均取正值。(4)在描述或计算某物质表示的化学反应速率大小时，必须注明其单位，否则无意义。►讲练互动典例剖析题组训练[典例剖析]下面有关化学反应速率的说法中正确的是()A．对任何化学反应来说，反应速率越大，反应现象就越明显B．化学反应速率通常用单位时间内任何一种反应物浓度的减少或任何一种生成物浓度的增加来表示C．若某化学反应的反应速率为0.5mol·(L·s)－1就是指在该时间内反应物和生成物的浓度变化都为0.5mol·L－1D．化学反应速率是用来衡量化学反应进行快慢的尺度[解析]不是所有化学反应都有明显的现象，A错误；不是所有的物质都可以用来表示反应速率，固体和纯液体一般不用来表示反应速率，因为固体和纯液体的浓度不发生变化，视为常数，B错误；反应速率应该指单位时间内反应物或生成物的浓度变化，C错误。[答案]D[规律方法](1)由公式v＝ΔcΔt计算得到的化学反应速率为平均速率。(2)化学反应速率的大小与反应现象没有必然联系。[题组训练]题组一化学反应速率的概念1．对于化学反应3W(g)＋2X(g)===4Y(g)＋3Z(g)，下列反应速率关系中，正确的是()A．v(W)＝3v(Z)B．2v(X)＝3v(Z)C．2v(X)＝v(Y)D．3v(W)＝2v(X)解析：选C。对于任一化学反应，用不同的物质表示该反应的速率，其数值之比等于其化学计量数之比，v(W)∶v(X)∶v(Y)∶v(Z)＝3∶2∶4∶3。v(W)＝v(Z)，A错误；3v(X)＝2v(Z)，B错误；2v(X)＝v(Y)，C正确；2v(W)＝3v(X)，D错误。2．反应4A(s)＋3B(g)===2C(g)＋D(g)，经2min，B的浓度减少了0.6mol/L。对此反应速率的正确表示是()A．用A表示的反应速率是0.4mol/(L·min)B．用B表示的反应速率是0.3mol/(L·min)C．2min末时的反应速率用B表示是0.3mol/(L·min)D．在这2min内用B表示的反应速率的值是减小的，用C表示的反应速率的值逐渐增大解析：选B。A是固体，不能用A的浓度变化表示反应速率，故A不正确；在这2min内用B表示的平均速率是0.3mol/(L·min)，但2min末的反应速率小于0.3mol/(L·min)，故B正确，C不正确；D项因v(B)∶v(C)＝3∶2，随反应的进行，B的浓度减小，反应速率逐渐减小，单位时间内生成的C也逐渐减少，故D不正确。题组二化学反应速率的测定3．某温度下，在锥形瓶内盛6.5g锌粒(颗粒大小基本相同)，通过分液漏斗加入40mL2.5mol/L的硫酸溶液，将产生的H2收集在一个注射器中，用时10s时恰好收集到气体的体积为50mL(若折合成0℃、101kPa条件下的H2体积为44.8mL)，在该温度下，下列说法不正确的是()A．用锌粒来表示10s内该反应的速率为0.013g/sB．忽略锥形瓶内溶液体积的变化，用H＋来表示10s内该反应的速率为0.01mol/(L·s)C．忽略锥形瓶内溶液体积的变化，用Zn2＋来表示10s内该反应的速率为0.01mol/(L·s)D．用H2来表示10s内该反应的速率为0.0002mol/s解析：选C。10s时产生的H2为0.002mol。Zn＋H2SO4===ZnSO4＋H2↑11110.002mol0.002mol0.002mol0.002mol反应掉的m(Zn)＝0.002mol×65g/mol＝0.130gv(Zn)＝0.13g10s＝0.013g/s，v(H＋)＝0.004mol0.04L10s＝0.01mol/(L·s)，v(Zn2＋)＝0.002mol0.04L10s＝0.005mol/(L·s)，v(H2)＝0.002mol10s＝0.0002mol/s。4．某化学兴趣小组设计实验探究反应速率的测定和比较。[实验目的]测定锌和稀硫酸反应的速率。[实验用品]锥形瓶、双孔塞、分液漏斗、直角导管、50mL注射器、铁架台、秒表、锌粒、1mol·L－1稀硫酸、4mol·L－1稀硫酸。[实验步骤](1)取一套装置(如图所示)，加入40mL1mol·L－1稀硫酸，测量收集10mLH2所需的时间。(2)取另一套装置，加入40mL4mol·L－1稀硫酸，测量收集10mLH2所需的时间。[实验现象]锌跟硫酸反应________，收集10mL气体，(2)所用时间比(1)所用时间________。[实验结果]加入试剂反应时间(填“长”或“短”)反应速率(填“大”或“小”)40mL1mol·L－1稀硫酸40mL4mol·L－1稀硫酸[实验结论]4mol·L－1稀硫酸与锌反应比1mol·L－1稀硫酸与锌反应速率________(填“大”或“小”)。[注意事项](1)锌粒的颗粒(即表面积)大小________；(2)40mL稀硫酸要迅速加入；(3)装置________，且计时要迅速准确；(4)气体收集可以用排水量气装置(如图)代替。[实验讨论]除本实验测定反应速率的方法外，可行的方案还有(至少填两条)：①________________________________________________________________________；②________________________________________________________________________；③________________________________________________________________________。解析：Zn与稀H2SO4发生反应生成H2，故看到有气泡产生，因反应物浓度越大，反应越快，故实验(2)比(1)所用时间少，此时要保证锌粒的表面积相同，同时该实验装置气密性要良好。测定该实验的反应速率还可采用的方法：①测定单位时间内产生H2的体积；②测定一段时间内H＋的浓度变化；③测定一段时间内锌粒的质量变化。答案：[实验现象]产生气泡短[实验结果]长小短大[实验结论]大[注意事项](1)基本相同(3)气密性良好[实验讨论]①测定单位时间内产生H2的体积②测定一段时间内H＋的浓度变化③测定一段时间内锌粒的质量变化(答两条合理即可)扫一扫进入91导学网()化学反应速率知识点二化学反应速率计算[学生用书P23]►自主探究自主学习探究归纳阅读教材P17，思考并填空化学反应速率的计算方法(1)利用反应速率的定义式v＝ΔcΔt＝ΔnVΔt。(2)用不同的物质表示同一时间内的反应速率时，其数值可能不同，但表达的意义相同，各物质的反应速率之比等于化学计量数之比。对于反应mA(g)＋nB(g)===pC(g)＋qD(g)来说，vAm＝vBn＝vCp＝vDq。(3)利用“三段式”计算格式进行计算：例如：反应mA＋nBpC起始浓度(mol/L)abc转化浓度(mol/L)xnxmpxmt时刻浓度(mol/L)a－xb－nxmc＋pxm计算中注意以下量的关系：①对反应物：c(起始)－c(转化)＝c(某时刻)；②对生成物：c(起始)＋c(转化)＝c(某时刻)。自我测评►———————————————————(做一做)在N2＋3H2催化剂高温、高压2NH3的反应中，在5s内N2的浓度由6mol/L减至2mol/L。则NH3的化学反应速率是()A．2.4mol/(L·s)B．1.6mol/(L·s)C．0.8mol/(L·s)D．0.08mol/(L·s)解析：选B。v(N2)＝6mol/L－2mol/L5s＝0.8mol/(L·s)，由物质的反应速率之比等于化学计量数之比，知v(NH3)＝2v(N2)＝1.6mol/(L·s)认知总结化学反应速率的计算方法(1)利用反应速率的定义式v＝ΔcΔt求算；(2)利用化学反应中各物质的速率之比等于化学计量数之比的规律求算；(3)利用“三段式”进行计算：即用“起始量、变化量、某时刻量”的模式来分析、解决问题。►讲练互动典例剖析题组训练[典例剖析]将等物质的量的A、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5min后，测得D的浓度为0.5mol/L，c(A)∶c(B)＝3∶5，C的平均反应速率是0.1mol/(L·min)，求：(1)此时A的浓度及反应开始前放入容器中的A、B的物质的量；(2)B的平均反应速率；(3)x的值是多少？[解析]设A、B起始时的物质的量均为amol，则：3A(g)＋B(g)xC(g)＋2D(g)起始/molaa005min末/mola－1.5a－0.50.1×5×20.5×2由于(amol－1.5mol)∶(amol－0.5mol)＝3∶5，解得a＝3，5min末，c(A)＝3mol－1.5mol2L＝0.75mol/L，v(B)＝3mol－3mol－0.5mol2L×5min＝0.05mol/(L·min)，x∶1＝v(C)∶v(B)＝0.1mol/(L·min)∶0.05mol/(L·min)，解得x＝2。[答案](1)0.75mol/L；均为3mol(2)0.05mol/(L·min)(3)2[规律方法]利用定义求解化学反应速率，必须牢牢抓住“物质的量浓度变化量”，而不是“物质的量的变化量”这一关键问题。本题计算结果说明，不同物质表示的化学反应速率的数值之比等于它们在化学方程式中的化学计量数之比，此外还要注意单位的一致。[题组训练]题组一化学反应速率的计算1．在一个密闭容器中，盛有N2和H2，它们的起始浓度分别是1.8mol·L－1和5.4mol·L－1，在一定条件下它们反应生成NH3,10min后测得N2的浓度是0.8mol·L－1，则在这10min内NH3的平均反应速率是()A．0.1mol·L－1·min－1B．0.2mol·L－1·min－1C．0.3mol·L－1·min－1D．0.6m