2019-2020学年高中化学 专题2 化学反应与能量转化 第1单元 化学反应速率与反应限度 第1课

第一单元化学反应速率与反应限度第1课时化学反应速率[目标导学]1．初步认识化学反应速率的概念，并能进行简单计算。2．掌握影响化学反应速率的因素。3．初步学会用化学视角去观察生活、生产和社会中有关化学反应速率的问题。[背诵经典导学]1．化学反应速率的表示方法：用单位时间内反应物浓度的减少或生成物浓度的增加来表示。2．计算公式：v＝ΔcΔt。3．化学反应速率之比＝物质的量浓度变化量之比＝物质的量变化量之比＝化学计量数之比。4．加快化学反应速率的“五个因素”：(1)增大反应物的浓度；(2)升高温度；(3)缩小体积增大压强(对于气体参加的反应)；(4)加入催化剂；(5)增大固体物质表面积。扬帆起航温习双基课前学习空间1．化学反应速率是用来衡量化学反应进行的快慢的物理量，通常用____________________________________________或____________________________来表示，即v＝ΔcΔt，其常用单位是______________或______________。mol·L－1·min－1mol·L－1·s－1单位时间内反应物浓度的减小生成物浓度的增加2．化学反应速率的大小主要取决于______________。反应物的________，反应的________和______________，加入的______________等都是影响反应速率的外界因素。反应物的性质浓度温度压强催化剂3．其他条件相同时，_________反应物浓度、____________温度、______________反应的压强、使用______________均可以提高化学反应速率。此外，反应物__________________、_______________________等因素也可影响化学反应速率。增大升高增大催化剂接触面积的大小固体反应物的颗粒大小——小试身手考查：11．将N2和H2置于2L密闭容器中反应2min后，生成0.8molNH3。在这段时间内用N2浓度变化表示的反应速率为()A．0.05mol·L－1·min－1B．0.1mol·L－1·min－1C．0.2mol·L－1·min－1D．0.4mol·L－1·min－1解析：v(NH3)＝ΔcNH3Δt＝0.8mol2L×2min＝0.2mol·L－1·min－1，再由v(N2)∶v(NH3)＝1∶2可知，v(N2)＝12v(NH3)＝0.1mol·L－1·min－1。答案：B考查：2,32．实验室中利用Zn和稀H2SO4反应制取H2，下列各项措施能加快化学反应速率的选项后打“√”，否则打“×”。(1)把稀H2SO4换成浓H2SO4。()(2)适当增大H2SO4的浓度。()(3)升高反应体系的温度。()(4)加入MnO2作催化剂。()(5)把Zn片换成Zn粉。()解析：Zn与浓H2SO4反应会生成SO2而不产生H2，改变了化学反应，(1)错误；适当增大H2SO4的浓度，反应速率增大，(2)正确；升高反应体系温度，反应加快，(3)正确；MnO2可作KClO3、H2O2分解的催化剂，但不是该反应的催化剂，(4)错误；增大固体的表面积，反应速率加快，(5)正确。答案：(1)×(2)√(3)√(4)×(5)√核心要点突破定位重点深化理解知识点一对化学反应速率的理解公式：v(A)＝ΔcAΔt。(1)v(A)：指用A物质表示的反应速率，即使用化学反应速率时，必须指明具体的物质。原因：对于同一反应，用不同的物质表示反应速率时，数值可能不同，但其意义相同。(2)Δc(A)：为A浓度的改变量，一般取正值，因此A不能为固体或纯液体。原因：固体或纯液体的物质的量浓度视为常数，Δc＝0。(3)Δt：一段时间，因此化学反应速度为平均值而非瞬时值。知识点二化学反应速率的计算1．定义式：v(A)＝ΔcAΔt。2．推导式：v(A)＝ΔnAV·Δt。3．关系式：化学反应速率之比＝物质的量浓度变化量之比＝物质的量变化量之比＝化学计量数之比。4．化学反应速率快慢的比较同一化学反应的反应速率用不同物质表示时数值可能不同，比较化学反应速率的快慢不能只看数值大小，而要进行一定的转换。(1)换算成用同一物质、同一单位表示，再比较数值大小。(2)比较化学反应速率与化学计量数的比值。如反应mA＋nB===pC＋qD，要比较v(A)和v(B)的相对大小，可以比较vAm与vBn的大小，若vAm＞vBn，则A的反应速率比B大。5．应用“三段式”进行化学反应速率的计算(1)基本步骤。①确定反应物或生成物的起始加入量；②确定反应过程中各物质的变化量；③确定反应进行至某时刻时各物质的量；④依据题干中的条件建立等式关系进行解答；⑤应用化学反应速率之比＝物质的量浓度变化之比＝物质的量变化之比＝化学计量数之比。(2)计算模式：设amol·L－1、bmol·L－1分别为A、B两物质的起始浓度，mxmol·L－1为反应物A的转化浓度，nxmol·L－1为B的转化浓度，则：mA(g)＋nB(g)pC(g)＋qD(g)起始浓度/mol·L－1ab00转化浓度/mol·L－1mxnxpxqx终态浓度/mol·L－1a－mxb－nxpxqx知识点三影响化学反应速率的因素1．内因影响化学反应速率的内因是反应物自身的性质。如燃烧、爆炸、中和等反应都是很快就能完成，而金属的锈蚀、熔岩的形成、煤和石油的形成等都是比较缓慢的，这些都是由反应物自身的性质决定的。2．外因(温度、浓度、压强、催化剂、固体反应物的表面积等影响因素)(1)温度：温度越高，化学反应速率越快；温度越低，反应速率越慢。(2)浓度：一般来说，其他条件不变时，增大反应物的浓度，可以增大化学反应速率；减小反应物浓度，可以减小化学反应速率。注意：增加固体或纯液体的量不能改变化学反应速率。(3)压强：对于有气体参加的反应来说，增大压强，可以使单位体积内气体的物质的量增大，实际上相当于增大了气体反应物的浓度，所以增大压强化学反应速率增大。注意：压强的改变只有引起气体浓度的改变时，才能改变化学反应速率。(4)催化剂：催化剂可以改变化学反应速率，通常催化剂能极大地增大反应速率。(5)增大固体反应物的表面积，增大了反应物的接触面积，能增大化学反应速率。——对点训练考查：知识点一【例1】反应4A(s)＋3B(g)===2C(g)＋D(g)经2min，B的浓度减少0.6mol·L－1。对此反应的化学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)－1B．用B表示的反应速率是0.005mol·(L·s)－1C．在2min末的反应速率，用B表示是0.3mol·(L·min)－1D．在这2min内B和C两物质浓度都逐渐减小【解析】A为固体，固体物质不存在浓度变化，故A错误；用B表示的反应速率是0.62×60mol·(L·s)－1＝0.005mol·(L·s)－1，故B正确；在2min末的反应速率是瞬时速率，在2min内的反应速率是平均速率，由于反应物浓度减小，所以在2min末的反应速率小于在2min内的反应速率0.62mol·(L·min)－1＝0.3mol·(L·min)－1，故C错误；在这2min内B物质浓度逐渐减小，C物质浓度逐渐增大，故D错误。故选B。【答案】B【名师指导】固体物质不存在浓度变化，不用固体物质浓度变化表示反应速率。速率公式求出的是平均速率不是某一时刻瞬时速率。考查：知识点二1，2，3【例2】(多选)在一定条件下，反应N2＋3H22NH3，在2L密闭容器中进行，5min内氨的质量增加了1.7g，则该反应的反应速率为()A．v(H2)＝0.015mol/(L·min)B．v(N2)＝0.02mol/(L·min)C．v(NH3)＝0.17mol/(L·min)D．v(NH3)＝0.01mol/(L·min)【解析】v(NH3)＝1.7g÷17g/mol2L×5min＝0.01mol/(L·min)，根据vN21＝vH23＝vNH32，v(H2)＝0.015mol/(L·min)，v(N2)＝0.005mol/(L·min)，故A、D正确。【答案】AD考查：知识点二4【例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)＝0.5mol·L－1·min－1B．v(B)＝1.2mol·L－1·s－1C．v(C)＝0.1mol·L－1·s－1D．v(D)＝0.4mol·L－1·min－1【解析】A项v(A)＝0.5mol·L－1·min－1；B项B为固体，不能用B表示反应速率；C项v(A)＝12v(C)＝0.05mol·L－1·s－1＝0.05mol·L－1·s－1×60＝3mol·L－1·min－1；D项v(A)＝12v(D)＝0.2mol·L－1·min－1，根据分析可知，反应速率最快的是C，故选C。【答案】C【名师指导】本题考查反应速率的比较，注意根据化学反应速率之比等于化学计量数之比进行计算，换算成比较同一物质的速率。本题的易错点是B，要注意B为固体。考查：知识点二5【例4】在一定条件下，将3molA和1molB两种气体混合于固定容积为2L的密闭容器中，发生如下反应：3A(g)＋B(g)xC(g)＋2D(g)。2min末测得生成0.8molD,0.4molC。下列判断不正确的是()A．x＝1B．2min时，A的浓度为0.9mol·L－1C．2min内A的反应速率为0.3mol·L－1·min－1D．B的转化率为60%【解析】3A(g)＋B(g)xC(g)＋2D(g)起始量：3mol1mol00变化量：1.2mol0.4mol0.4mol0.8mol2min末：1.8mol0.6mol0.4mol0.8mol因为物质的量变化量之比＝化学计量数之比，所以x＝1，A正确；2min时，c(A)＝1.8mol2L＝0.9mol·L－1，B正确；v(A)＝ΔnAV·Δt＝1.2mol2L×2min＝0.3mol·L－1·min－1，C正确；B的转化率＝0.4mol1mol×100%＝40%，所以D不正确，选D。【答案】D考查：知识点三2【例5】在反应：C(s)＋CO2(g)=====高温2CO(g)中，可使化学反应速率增大的措施是()①缩小容器的体积②升高温度③通入CO2④增加碳的量⑤将粉末状碳改为块状碳A．①②③④B．②③④⑤C．①②③D．②③④【解析】增大该化学反应速率可通过增大反应物的浓度，反应物浓度越大，反应速率越快，措施①③均可；或者通过升高反应温度，温度越高，反应速率越快，措施②可行；固体反应物的接触面积越大，反应速率越快，但固体的用量对反应几乎无影响，④⑤不可行，C项正确。【答案】C考查：知识点三2【例6】反应C(s)＋H2O(g)=====高温CO(g)＋H2(g)在一体积可变的密闭容器中进行。改变下列条件能增大化学反应速率的是()①增大C(s)的用量②将容器的体积缩小一半③保持体积不变，充入N2使容器内压强增大④保持压强不变，充入N2使容器体积增大⑤保持体积不变，充入水蒸气⑥升高温度A．②⑤⑥B．①②③⑥C．②③⑤⑥D．①②④⑥【解析】①增大C(s)的用量，反应速率不变；②将容器的体积缩小一半，浓度增大，反应速率增大；③保持体积不变，充入N2使容器内压强增大，浓度不变，反应速率不变；④保持压强不变，充入N2使容器体积增大，浓度减小，反应速率减小；⑤保持体积不变，充入水蒸气，增大反应物浓度，反应速率增大；⑥升高温度，反应速率增大，答案选A。【答案】A随堂基础演练现学现用小试身手1．决定化学反应速率的主要因素是()A．参加反应的物质本身的性质B．催化剂C．温度、压强以及反应物的接触面D．反应物的浓度解析：决定化学反应速率的主要因素是反应物本身的性质，A正确；B、C、D项是影响化学反应速率的外因。答案：A2．在2L容积不变的容器中，发生N2＋3H22NH3的反应。现通入H2和N2发生反应，10s内用