2019最新苏教版化学选修4《化学反应速率》学案

1、2019 最新苏教版化学选修4化学反应速率学案 第一单元化学反应速率第 1 课时课前预习问题导入在日常生活中 ,我们常见一些化学反应 ,如煤气的燃烧、食物的腐败、钢铁的生锈等 ,这些反应有快有慢 ,用什么来表示这些反应的快慢呢？能定量地来比较吗？答案： 化学反应速率；可以定量比较 ,用 v=c 表示化学反应速率的快慢。t基础知识1. 化 学 反 应 速 率 通 常 用 _ 或 者 _ 来 表 示 。 对 于 化 学 反 应 ：aA+bBcC+dD,若以 v 表示化学反应速率 ,c表示反应物或生成物浓度的变化（取绝对值） ,t表示一定的时间间隔。则 v(A)=_,v(B)= _ 。v(c)=_,

2、v(d)=_ 。反应物（或生成物）的浓度可以用_表示 ,反应时间可以用 _等表示 ,由此得出反应速率的单位为_、 _或 _ 。对某一具体化学反应来说,在用 _ 表示化学反应速率时所得_ 往往不相同。因此 ,为了避免混乱,需要寻找一种新的方法来表示化学反应速率。答案： 单位时间内反应物浓度的减少生成物浓度的增加c( A)c(B)c(C )tttc( D )-1-1 -1-1-1-1 -1不同物质结果tmol L s min h mol Lsmol Lminmol Lh2.交流与探讨（见教材P31 交流与讨论）数据处理如下表所示：tt2-t1t3 -t2t4-t3t5 -t4v(N 2O5)/mo

3、l （Lmin ）v(O 2)/mol （Lmin ）v(NO 2)/mol （Lmin ）,以浓度（或物质的量）随时间的变化来表示反应速率时,v（反应通过分析上述数据发现物）及v（生成物）的_ 不同 ,_也不相等 ,但是 ,用各物质表示的_ 之比等于化学方程式中各自的_之比 ,即2N 2O5=4NO 2+O 2v( N 2O5 )2v(O2 )1式中 ,因为规定反应速率为_, 所以反应物的化学计量数乘以负号。由此,对任一化学反应： aA+bBdD+eE, 其化学反应速率定义为：c( A)c(B)c(D )c( E)v=_ =_ =_ =_ tttt这样 ,不论用哪一种物质表示 ,化学反应速率

4、的数值都是相同的。答案： -0.21-0.15-0.10-0.08 0.10 0.080.05 0.040.42 0.300.20 0.16化学计量数 速率1 / 9化学反应速率化学计量数浓度增大的速率1111abde课堂互动三点剖析重点 1 化学反应速率及其表示方法化学反应速率是研究化学反应在单位时间内反应物或生成物浓度的变化量 ,即反应进行的快 慢 。 通 常 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 ；单 位 是 mol （ Ls） -1 或 mol（ Lmin ） -1 或 mol（ Lh） -1对于反应 N 2+3H 22NH

5、3,分别以三种物质来表示：c始 ( N 2 )c末 (N 2 )v(N 2)=tc始 ( H 2 )c末 (H 2 )v(H 2)=tc末 ( NH 3 ) c始 ( NH 3 )v(NH 3)=t【例 1】 下列说法正确的是（）A. 化学反应速率是对可逆反应而言的,非可逆反应不谈化学反应速率B.在可逆反应里 ,正反应的化学反应速率是正值,逆反应的化学反应速率是负值C.在同一化学反应里 ,其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D.化学反应速率的单位可以是-1-1-1等来表g（ Ls） ,也可以是kg (L s),甚至可以用

6、t （ Ls）示解析： 本题考查对化学反应速率概念的认识。由其概念：“单位时间内反应物浓度的减小或生成物浓度的增加”可以看出：它适合所有的反应,并非专指可逆反应,所以选项 A不正确；单位时间（ t）是正值 ,反应物浓度的减小或生成物浓度的增大（c）也是正值B,那么其比cB 即 vB 也必为正值 ,所以选项 B 不正确。由化学反应速率的概念及反应速率与计量数的t关系可知选项 C 正确。由化学反应速率的概念公式vB=cB,可以看出 vB 的单位中不会出t现“kg”“ g”“等质t量”单位 ,选项 D 不正确。这里所说的 “反应物浓度的减小或生成物浓度的增大”中的浓度是指物质的量浓度 ,并非其他浓度

7、。答案： C重点 2 可逆反应中化学反应速率在可逆反应中,同时进行着两个反应,一个是正反应,一个是逆反应,两个方向的反应均有一个反应速率的问题。为了更清楚地分析正、逆反应速率,一般规定一个化学反应的速率用反应物的减少或生成物的增加来表示。例如：可逆反应：aA+bBcC+dD, 其正反应速率v(正 ), 用 n(A) c(A) 和 n(B) c(B) 的减少 ,或者用 n(C) c(C)和 n(D) c(D) 的增加来表示。而逆反应速率v(逆 ),用 n(C) c(C) 和 n(D) c(D) 的减少 ,或者用n(A) c(A) 和 n(B) c(B) 的增加来表示。因为对逆反应来说 ,C、 D

8、 为反应物 ,A 、 B 为生成物 ,并且正、逆反应速率均遵循 “速率之比等于化学计量数之比 ”这一规律 ,即 v(正 )不一定等于 v(逆), 但都具有v(A) v(B) v(C) v(D)=a b c d。【例 2】 反应 A （g） +3B(g)2C(g)+2D(g), 在不同情况下测得反应速率如下,其中反应2 / 9速率最快的是（）A.v(D)=0.4 mol(Ls)-1B.v(C)=0.5 mol(L s)-1C.v(B)=0.6 mol(Ls)-1D.v(A)=0.15 mol(L s)-1解析： 比较同一化学反应在不同情况下反应速率的快慢,应选用同种物质作标准。然后利用化学反应速

9、率比等于化学方程式中各物质的化学计量数比,求出不同情况下 ,用同一种物质表示的化学反应速率,再进行比较。若选用 v(A) 作比较标准 ,则：va（ A ） = 1vA(D)=0.2 mol（Ls） -1;12vb(A)=vB(C)=0.25 mol（Ls） -1;2vc(A)=1vC(B)=0.2 mol （Ls） -1;3（Ls）-1 ;vD(A)=0.15 mol可见： v（B ） v（ A ） =v （ C） v（D ）。答案： B各个击破类题演练 1在 2 L 的密闭容器中 ,保持恒温恒压 ,加热 KClO 3 和 MnO 2 的固体混合物制取氧气,5 min 后生成氧气32 g,则此

10、反应的平均速率可表示为（）-1-1B.v(O 2 )=0.1 mol-1-1A.v(O 2 )=3.2 g LminL minC.v(KCl)=0.1 mol-1-10.2mol L-1min-1L minD.v(KClO 3)=3解析： 化学反应速率是用单位时间内反应物浓度的减小或生成物浓度的增加来表示化学反应进行的快慢程度。对于固体和纯液体来讲 ,其浓度为一常数 ,不能用其表示化学反应速率 , 也不能用质量的变化表示反应速率的大小。出现上述错误的根本原因在于对化学反应速率这一概念的理解不够。答案： B变式训练1某温度时 ,在 2 L 容器中 X 、 Y 、Z 三种物质的物质的量随时间的变化

11、曲线如下图所示。由图中数据分析,该反应的化学方程式为 _；反应开始至 2 分钟 ,Z 的平均反应速率为 _。解析： 此题是图象型计算题,解题关键是弄清横坐标、纵坐标的含义,再把图象信息转换成数字信息和文字信息进行作答。反应开始,X 、 Y 的物质的量均为1.0mol,Z 为 0,反应进行到 2min 时 X 为 0.9 mol 、 Y 为 0.7 mol、 Z 为 0.2 mol, 且各物质的物质的量不再改变。相同时间内 X 、 Y 、Z 物质的量的变化比为13 2,故化学方程式为X+3Y2Z。 Z 的平均反应速率为 v（Z） =c(Z )0.2mol / 2L =0.05 mol(L min

12、) -1 。t2 min答案： X+3Y2Z 0.05 mol （Lmin) -13 / 9类题演练 2已 知 4NH 3+5O2=4NO+6H 2O 。 若 反 应 速 率 分 别 用v(NH 3) 、 v(O 2) 、 v(H 2O) 、-1-1)来表示 ,则正确的关系是（）v(NO)(mol L min4v(NH 3)=v(O 2)5A.B.v(O 2)=v(H 2O)562v(NH 3)=v(H 2O)D.4C.v(O2)=v(NO)35,速率之比等于方程式的化学计量数之比。A解析： 同一反应用不同物质来表示反应速率时中 4v(NH 3 )=v(O 2), 系数关系不对 ,因此不正确；

13、同理B、 C 均不正确。5答案： D变式训练2反应 A+3B=2C+2D在四种不同情况下反应的速率分别为： v(A)=0.15 mol L-1min -1 ,-1-1v(B)=0.01 mol Ls ,v(C)=0.40 mol L-1min -1 ,v(D)=0.45 mol L-1min -1 。该反应进行的快慢顺序为_ 。（填序号）解析： 在四种不同情况下的反应速率快慢需用同一物质的变化表示。v(A) v(B) v(C) v(D)=1 32 2, 转 化 为 用A 的 浓 度 变 化 表 示 的 反 应 速 率 为v(A)=0.15molL-1min-1, v(B)=0.01mol L-

14、1 -1=0.6mol L-1min-1,则s1-1-1, v(C)=0.40 mol-1-11v(A)= v(B)=0.20molLminLmin,则 v(A)=32-1-v(C)=0.20 molL min1, v(D)=0.45 mol L-1 min -1 ,则 v(A)=1 v(D)=0.225 mol L-1 min -1,故反应进行的快慢顺序为2 =。答案 : =变式训练3在 2A+B3C+4D 中 ,表示该反应速率最快的是（）A.v(A)=0.5 mol(Ls)-1B.v(B)=0.3 mol(L s)-1C.v(C)=0.8 mol-1D.v(D)=1 mol-1(Ls)(L

15、 s)解析： 将其余四种物质的速率转化为同一种物质来表示,B 选项用v（ A ）表示为v（ A ）=0.6 mol L-1s-1 ； C 选项v（ A ） =20.8 mol L-1s-1 =0.53 mol L-1s-1 。 D 选项v （ A ）213-1 -1-1-1,故选 B 。= v(D)=1mol L s=0.5 mol Ls42答案： B课后集训基础达标1.下列关于化学反应速率的说法正确的是（）A. 化学反应速率是指一定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-1是指 1 s 时某物质的浓度为-1B.化学反应速率为 0.8 mol (Ls)0.8 mol LC.根

16、据化学反应速率的大小可以知道化学反应进行的快慢D.对于任何化学反应来说 ,反应速率越大 ,反应现象就越明显解析： A 选项：化学反应速率是指单位时间内浓度的变化,故 A 错； B 选项是指某物质 1 s内变化 0.8 mol L-1； D 选项反应速率越大,反应越快 ,与反应现象无必然联系。4 / 9答案： C2. 合 成 氨 反 应 为 3H 2+N22NH 3, 其 反 应 速 率 可 以 分 别 为 v(H 2) 、 v(N 2) 、 v(NH 3)mol(L s)-1 表示 ,则正确的关系式为（）A.v(H 2 )=v(N 2 )=v(NH 3)B.3v(H 2)=v(N 2)3D.v

17、(H 2)=3v(N 2 )C.v(NH 3)= v(H 2)2解析： 根据化学方程式N 2+3H 22NH 3 知 ,速率之比等于化学计量数之比,故选 D。答案： D3.反应 4NH 3+5O24NO+6H 2O 在 5 L 的密闭容器中进行,半分钟后 ,NO 的物质的量增加了 0.3 mol, 则此反应的平均速率表达正确的是（）A.v(O 2 )=0.01 mol (Ls)-1B.v(NO)=0.008 mol (L s)-1C.v(H 2O)=0.003 mol (Ls)-1D.v(NH 3)=0.003 mol (Ls)-1解析： v(NO)=0.3mol-1-1则-1-15=0.00

18、2 mol Lsv（ NH 3 ） =0.003 molLs ;v(O 2)=0.0035L30 s4mol L-1-1=0.002 5 mol-1 -16sL s； v(H 2O)=4答案： C-1 -1-1 -1。故选 C。0.002 mol Ls=0.003 mol Ls4.将氯酸钾加热分解,在 0.5 min 内放出 5 mL 氧气 ,加入二氧化锰后,在同样温度下 ,0.2 min 内放出 50 mL 氧气。则加入二氧化锰后的反应速率是未加二氧化锰时反应速率的（）A.10 倍B.25 倍C.50 倍D.250 倍解析： 未加 MnO 20.1 min 放 1 mL O 2,加 MnO

19、2 后 0.1 min 放 25 mL O 2,则加入 MnO 2 后的反应速率是未加 MnO 2 时反应速率的25 倍。答案： B5.把 0.6 mol X气体和 0.4 molY 气体混合于容积为2 L 的容器中 ,使其发生如下反应：3X（g） +Y （ g）nZ(g)+2W （g）。 5 min 末生成 0.2 mol W,若测知以 Z 浓度变化表示的平均反应速率为0.01 mol (L min) -1,则 n 的值为（）A.4B.3C.2D.10.2moL-1-1解析： v（ W ）=0.02 mol Lmin ,2L5 minv(Z) v(W)=0.01 mol-1-1-1-1=n

20、2,则 n=1,故选 D 。Lmin0.02 mol Lmin答案： D综合运用6.某温度时 ,浓度都为 1 mol L-1的两种气体X 2 和 Y2 ,在密闭容器中反应生成气体Z,4s 后X 2、 Y2 、 Z 的浓度分别是0.4 molL -1,0.8 mol L-1,0.4 mol L-1,如 Z 用 X 、 Y 表示 ,则该反应式是（）A.X 2 +2Y 22XY 2B.2X 2+Y 22X 2YC.3X 2+Y 22X 3YD.X 2+3Y 22XY 3解析： X 、 Y 是反应物 ,Z 是生成物 ,X 、 Y 、 Z 的变化量分别是 0.6 molL -1,0.2 mol L-1和

21、 0.4mol L-1,则 X Y Z=3 12,按质量守恒知Z 的分子式是 X 3Y 。故选 C。答案： C7.将 4mol A 气体和 2 mol B 气体在 2 L 的容器中混合并在一定条件下发生如下反应：2A5 / 9（g） +B(g)2C(g), 若经2 s 后测得 C 的浓度为0.6 mol L-1 ,现有下列几种说法正确的是（）A. 用物质 A 表示的反应速率为0.3 mol/(Ls) B.用物质 B 表示的反应速率为0.6 mol/(Ls) C.2 s 时物质 A 的转化率为 70%-1D.2 s 时物质 B 的浓度为 0.7 mol L0.6molL 1-1-1-1-1解析：

22、 v（ C） =2s=0.3 molLs ,则 v（ A） =0.3 mol Ls14molv(B)=-1-1;2 s 时 c(A)=-1-1v(C)=0.15 molL s-0.6 mol L=1.4 molL22Cc(B)=2mol-1=0.7 mol L-1,A的转化率是0.6molL 1100%=30%, 则选项2L-0.3 mol L (A)=2molL 1A 、 D 正确。答案： AD8.2mol A与 2molB混 合 于 2L的 密 闭 容器 中 ,发 生 如 下 反 应 ： 2A （ g ） +3B(g)2C(g)+zD(g), 若2s 后 ,A 的转化率为 50%,测得 v

23、(D)=0.25 mol-1 -1L s ,下列推断正确的是（）-1-1A.v(C)=v(D)=0.25 molLB.z=3sC.B 的转化率为 25%D.C 的体积分数为 28.6%解析： c(A)=2mol =1mol L-1,c(B)=2mol =1 mol L-1,c(D)=0.25mol L-1s-12 s=0.5mol L-1。2L2L2A （ g） +3B(g)2C(g)+zD(g)始态 :1100变化 : 0.5 0.750.50.5末态： 0.50.250.50.5v(C)=0.5molL 1=0.25-1-1正确。 由c(C )=2得2smol Ls,Ac( D )zz=c

24、( D )20.5molL 1=2,选项B错。B的 转化率：c(C)0.5molL 10.75m olL 1,C 的体积分数可用浓度表示。 (B)=L1100%=75%, 选项 C 错。在同一容器中1mol答案： AD9.将物质的量相等的H2 和 I2 气充入密闭容器 ,进行反应 H2（ g） +I 2(g)2HI(g), 测得 2min 时 v(HI) 为 0.1 mol(Lmin)-1,I 2(g)的浓度为 0.4 mol-1L,试确定：（1）H 2和I2的反应速率为_ 。（2）H 2和I2的起始浓度为_ 。（3）2min末HI的浓度为_ 。6 / 9解析： 2 min v(HI)=0.1

25、 molL-1 min -1 ,则 v(H 2)=v(I 2)=1v(HI)=10.1 mol L-1min-1 =0.0522mol L-1min -1 ,变化的 c(HI) 为 0.2mol L-1,则起始时 c(H 2)=c(I 2)=0.4mol L-1 +0.1 mol L-1 =0.5mol L-1。（Lmin) -1答案： （ 1） v(H 2)=v(I 2 )=0.05 mol-1(2)c(H 2)=c(I 2)=0.5 mol L -1（3） 0.2 mol L10.根据下图填空。（ 1）反应物是 _,生成物是 _ 。（2）在 2 min 内 A 、 B、 C 三者的反应速率

26、值各是_ 。（ 3）该反应的化学方程式是 _ 。解析： （ 1）从图知： A 、 B 物质的量减少 ,故为反应物 ,C 量增加故为生成物8molL 12molL 1-1-1v(A)=2 min=3 mol L min8molL 14molL 1-1min-1v(B)=2 min=2 mol L6molL 10=3 mol-1min-1;则 v(A) v(B) v(C)=3 2 3。v(C)=L2min反应方程式是 3A+2B3C 。答案： (1)A 、 B C(2)3 mol （Lmin ） -12 mol（Lmin ）-13 mol （Lmin） -1(3)3A+2B3C11.在 25 时

27、,向 100mL 含氯化氢14.6 g 的盐酸溶液里放入5.6 g 纯铁粉（不考虑反应前后溶液体积的变化）,反应开始至 2 min末收集到氢气1.12 L （已换算为标准状况）,在此之后 ,又经过 4 min, 铁粉完全溶解。求：（ 1）在前 2 min 内用 FeCl2 表示的平均反应速率；（ 2）在后 4 min 内用 HCl 表示的平均反应速率；（ 3）前 2 min 与后 4 min 相比 ,反应速率哪个较快？解析： 生成 H2 为 1.12 L, 则生成 FeCl2 为1. 12L22.4Lmol 1 =0.05 mol0.05mol-1则 v(FeCl 2)=0.25 mol L,0.1L 2 min（2）反应的铁为5.6g56 gmol则反应的盐酸为0.2 mol, 前 2 min 消耗的盐酸是0.1 mol,7 / 90.1mol故 v(HCl)=4min0.1L-1-1=0.25 mol Lmin 。-1-1答案： (1)v(FeCl 2)=0.25 mol L min(2)v(HCl)=0.25 molL -1min -1(3) 前 2 分钟内反应速率快。因为刚开始时盐酸浓度大12.在一定温度和压强下,有 1 mol 某气体 A, 发生如下反应2A （ g）xB(g)+C(g), 当达到平衡时 ,A 在