2025版高中化學第2章化學反應速率和化學平衡第1節(jié)化學反應速率導學案新人教版選修4

PAGEPAGE1第一節(jié)化學反應速率目標與素養(yǎng)：1.了解化學反應速率及表示方法，駕馭反應速率的有關計算。(宏觀辨識與模型認知)2.了解化學反應速率的測定方法。(科學探究與創(chuàng)新意識)一、化學反應速率1．含義：定量描述化學反應快慢程度的物理量。2．表示方法：用單位時間內反應物濃度的削減或生成物濃度的增加來表示。3．表達式：v(A)＝eq\f(Δc,Δt)。4．單位：常用mol·L－1·min－1或mol·L－1·s－1等。5．對隨意一個反應，用符號來代替詳細的化學物質，反應方程式表示為mA＋nB=pY＋qZ(1)用不同物質表示的反應速率分別為v(A)＝eq\f(ΔcA,Δt)，v(B)＝eq\f(ΔcB,Δt)，v(Y)＝eq\f(ΔcY,Δt)，v(Z)＝eq\f(ΔcZ,Δt)。(2)化學反應中各物質的化學反應速率之比等于化學計量數之比。即v(A)∶v(B)∶v(Y)∶v(Z)＝m∶n∶p∶q或eq\f(1,m)v(A)＝eq\f(1,n)v(B)＝eq\f(1,p)v(Y)＝eq\f(1,q)v(Z)。微點撥：①計算出的反應速率為平均速率。②固體或純液體的濃度為常數，不能用固體或純液體表示反應速率。二、化學反應速率的測定1．測定方法：測量反應速率時，任何一種與化學物質的濃度或質量相關的性質均可利用，如氣體體積、體系壓強、顏色深淺、光的汲取、光的放射、導電實力等。在溶液中，當反應物或生成物本身有較明顯的顏色時，人們常利用顏色深淺和顯色物質濃度間的正比關系來跟蹤反應的過程和測量反應速率。2．依據釋放出氣體的體積安裝如圖所示的兩套裝置A、B(鋅粒大小相同)，通過分液漏斗分別加入40mL1mol·L－1和40mL4mol·L－1的硫酸后都馬上產生氣泡，我們可以依據①產生10mL的氫氣所須要的時間，②1分鐘收集H2的體積來推斷A、B兩套裝置的反應速率大小。1．推斷正誤(正確的打“√”，錯誤的打“×”)(1)化學反應速率既有正值，又有負值。()(2)測定某化學反應從起先到2秒末的反應速率，指的是2秒末的瞬時速率。()(3)對于同一化學反應，選用不同的物質表示化學反應速率時，其數值肯定不同。()(4)對C(s)＋H2O(g)=CO(g)＋H2(g)反應，可以用C或H2O(g)濃度改變表示反應速率。()[答案](1)×(2)×(3)×(4)×2．在2L密閉容器內，某氣體反應物在2s內由8mol變?yōu)?.2mol，則用該氣體表示該反應的平均反應速率為()A．0.4mol·L－1·s－1 B．0.3mol·L－1·s－1C．0.2mol·L－1·s－1 D．0.1mol·L－1·s－1C[v＝eq\f(8－7.2mol,2L×2s)＝0.2mol·L－1·s－1。]3．設計試驗測定鋅與硫酸反應的速率，按下列試驗步驟完成試驗：①按圖示安裝裝置，加入鋅粒，然后快速加入40mL1mol/L的硫酸溶液，測量收集10mLH2所用的時間。②按圖示再安裝一套裝置，加入與前一套裝置相同的鋅粒，然后再快速加入40mL4mol/L的硫酸溶液，測量收集10mLH2所用的時間?；卮鹣铝袉栴}：(1)試驗所用儀器有：錐形瓶、雙孔塞、分液漏斗、直角導氣管、50mL注射器、鐵架臺、________。(2)視察到的現象是：____________________________________；收集10mL氣體②所用時間比①所用時間________。(3)所能得出的試驗結論是：___________________________________________________________________________________。[答案](1)秒表(2)鋅與硫酸反應有氣泡產生短(3)4mol/L硫酸與鋅反應比1mol/L的硫酸與鋅反應快化學反應速率的有關計算與推斷1．化學反應速率的基本計算(1)利用基本公式：v＝eq\f(Δc,Δt)＝eq\f(Δn,V·Δt)。(2)利用速率之比＝化學計量數之比＝各物質濃度的改變量(Δc)之比＝各物質物質的量的改變量(Δn)之比。2．化學反應速率的理解應留意的問題(1)誤認為對于在不同條件下進行的同一反應，同一反應物或生成物的物質的量的改變量大，反應速率就肯定快?；瘜W反應速率是用單位時間內濃度的改變量來表示的，物質的量的改變量大，單位時間內濃度的改變量不肯定大。(2)誤認為用不同的物質表示化學反應速率意義不同。在同一個化學反應里，雖然用不同物質表示的化學反應速率數值不肯定相同，但是它們的實際意義完全相同，即一種物質的化學反應速率也就代表了整個化學反應的化學反應速率。(3)固體或純液體的濃度記為常數，Δc＝0，因此不用固體或純液體表示化學反應速率。(4)化學反應速率是一段時間內的平均反應速率，而不是瞬時反應速率。模型認知：“三段式”法計算模板例如：反應mA＋nBpC起始濃度/(mol/L)abc轉化濃度/(mol/L)xeq\f(nx,m)eq\f(px,m)t時刻濃度/(mol/L)a－xb－eq\f(nx,m)c＋eq\f(px,m))①v(A)＝eq\f(x,Δt)mol/L，v(C)＝eq\f(px,mΔt)mol/L。②α(A)＝eq\f(x,a)×100%?！镜淅吭?L密閉容器中充入6molA氣體和5molB氣體，在肯定條件下發(fā)生反應：3A(g)＋B(g)2C(g)＋xD(g)，5s達到平衡。達到平衡時，生成了2molC，經測定D的濃度為0.5mol/L，下列推斷正確的是()A．x＝1B．B的轉化率為20%C．平衡時A的濃度為1.50mol/LD．B的平均反應速率為0.2mol/(L·s)B[平衡時，n(D)＝0.5mol/L×4L＝2mol。在相同時間內生成C和D的物質的量相等，因此x＝2，A錯誤；3A(g)＋B(g)2C(g)＋2D(g)起先/mol:6500轉化/mol:3122平衡/mol:3422α(B)＝eq\f(1,5)×100%＝20%，B正確；平衡時，c(A)＝eq\f(3mol,4L)＝0.75mol/L，C錯誤；v(B)＝eq\f(ΔcB,Δt)＝eq\f(\f(1mol,4L),5s)＝0.05mol/(L·s)，D錯誤。](1)A的轉化率為________，v(C)＝________。(2)D的產率為________。[答案](1)50%0.1mol/(L·s)(2)50%1．A與B反應生成C，假定反應由A、B起先，它們的起始濃度均為1mol·L－1。反應進行2min后A的濃度為0.8mol·L－1，B的濃度為0.6mol·L－1，C的濃度為0.6mol·L－1。(1)2min內反應的平均速率為v(A)＝________，v(B)＝________，v(C)＝________。(2)三者數值之間的關系是：v(A)＝________v(B)＝________v(C)。(3)該反應的化學方程式為：__________________________________________________________________________________。[解析]Δc(A)＝(1－0.8)mol·L－1＝0.2mol·L－1，Δc(B)＝(1－0.6)mol·L－1＝0.4mol·L－1，Δc(C)＝0.6mol·L－1。故：v(A)＝0.1mol·L－1·min－1，v(B)＝0.2mol·L－1·min－1，v(C)＝0.3mol·L－1·min－1，由以上分析可知v(A)＝eq\f(1,2)v(B)＝eq\f(1,3)v(C)，化學方程式為：A＋2B=3C。[答案](1)0.1mol·L－1·min－10.2mol·L－1·min－10.3mol·L－1·min－1(2)eq\f(1,2)eq\f(1,3)(3)A＋2B=3C2．反應2SO2＋O22SO3經一段時間后，SO3的濃度增加了0.4mol·L－1，在這段時間內用O2表示的反應速率為0.04mol·L－1·s－1，則這段時間為()A．0.1s B．2.5sC．5s D．10sC[因為SO3的濃度增加了0.4mol·L－1，所以O2的濃度必定削減了0.2mol·L－1，Δt＝eq\f(Δc,v)＝eq\f(0.2mol·L－1,0.04mol·L－1·s－1)＝5s。]化學反應快慢的比較對于同一化學反應速率用不同物質表示的數值可能不同，但比較反應速率的大小不能只看數值的大小，而要進行肯定的轉化，詳細比較方法如下：(1)歸一法：將不同物質的化學反應速率轉化成同一物質的化學反應速率。(2)比值法：比較同一物質化學反應速率的數值或分別除以相應物質的化學計量數之后的數值。數值越大，反應進行得越快。如反應：aA＋bB=cC，比較eq\f(vA,a)與eq\f(vB,b)，若eq\f(vA,a)＞eq\f(vB,b)，則A的反應速率比B大。留意：看化學反應速率的單位是否統(tǒng)一，不要只比較數值大小。3．在肯定條件下，對于A2(g)＋3B2(g)2AB3(g)反應來說，以下化學反應速率的表示中，化學反應速率最快的是()A．v(A2)＝0.8mol·L－1·s－1B．v(A2)＝30mol·L－1·min－1C．v(AB3)＝1.0mol·L－1·s－1D．v(B2)＝1.2mol·L－1·s－1A[A項，v(A2)＝0.8mol·L－1·s－1；B項，v(A2)＝0.5mol·L－1·s－1；C項，v(A2)＝eq\f(1,2)v(AB3)＝0.5mol·L－1·s－1；D項，v(A2)＝eq\f(1,3)v(B2)＝0.4mol·L－1·s－1，數值大的反應速率快。]1．下列說法正確的是()A．化學反應速率通常用單位時間內反應物或生成物的質量改變來表示B．用不同物質的濃度改變表示同一時間內同一反應的速率時，其數值之比等于反應方程式中對應物質的化學計量數之比C．化學反應速率表示化學反應在某時刻的瞬時速率D．在反應過程中，反應物的濃度漸漸變小，所以用反應物表示的化學反應速率為負值B[反應速率通常用單位時間內反應物或生成物濃度的改變量來表示，A錯；化學反應速率為平均速率，C錯；化學反應速率均為正值，不出現負值，因為Δc(改變量)不能為負，D錯。]2．肯定條件下，向2L密閉容器中加入2molN2和10molH2，發(fā)生反應：N2＋3H22NH3,2min時測得剩余N21mol，下列化學反應速率不正確的是()A．v(N2)＝0.25mol·L－1·min－1B．v(H2)＝0.75mol·L－1·min－1C．v(NH3)＝1mol·L－1·min－1D．v(NH3)＝0.5mol·L－1·min－1C[v(N2)＝eq\f(2－1mol,2L×2min)＝0.25mol·L－1·min－1。因為v(N2)∶v(H2)∶v(NH3)＝1∶3∶2，故v(H2)＝0.75mol·L－1·min－1，v(NH3)＝0.5mol·L－1·min－1。]3．用純凈的CaCO3與100mL1mol·L－1稀鹽酸反應制取CO2。關于此反應，下列說法不正確的是()A．可以用單位時間內CaCO3質量的削減表示該反應的反應速率B．可以用單位時間內生成H2O的量表示該反應的反應速率C．可以用單位時間內溶液中Ca2＋濃度的增加表示該反應的反應速率D．可以用單位時間內CaCO3濃度的改變表示該反應的反應速率D[CaCO3為固體，濃度不改變。]4．在不同條件下，分別測得反應2SO2＋O22SO3的化學反應速率，其中表示該反應進行得最快的是()A．v(SO2)＝4mol·L－1·min－1B．v(O2)＝3mol·L－1·min－1C．v(SO2)＝0.1mol·L－1·s－1D．v(O2)＝0.1mol·L－1·s－1D[統(tǒng)一單位，C項，v(SO2)＝0.1×60mol·L－1·min－1＝6mol·L－1·min－1，D項，v(O2)＝0.1×60mol·L－1·min－1＝6mol·L－1·min－1。利用比值法：A項，eq\f(vSO2,2)＝2mol·L－1·min－1；B項，eq\f(vO2,1)＝3mol·L－1·min－1；C項，eq\f(vSO2,2)＝3mol·L－1·min－1；D項，eq\f(vO2,1)＝6mol·L－1·min－1。]5．某溫度時，在容積為3L的密閉容器中，X、Y、