2.1.1 化学反应速率的表示方法学案 高二上学期化学苏教版（2019）选择性必修一

新苏教版高中化学选择性必修1《化学反应原理》PAGEPAGE1专题2化学反应速率与化学平衡第一单元化学反应速率第1课时化学反应速率的表示方法【目标导航】1.了解化学反应速率的概念，会定量表示化学反应速率。2．掌握化学反应速率的简单计算，提高速率概念的理解能力。3．学会化学反应速率的测定方法，会比较化学反应速率的快慢。知识点1化学反应速率【知识梳理】1．化学反应速率的表示方法化学反应速率是衡量化学反应快慢的物理量，可以用单位时间内或来表示化学反应速率。数学表达式：v＝。Δc表示，常用单位。Δt表示，常用单位。常用单位：或。用浓度变化表示化学反应速率只适用于气体和溶液中的溶质，不适用于和。2．平均速率与瞬时速率根据eq\f(Δc,Δt)求得的反应速率是在内化学反应的的平均速率。若Δt非常小，则平均速率某一时刻的瞬时速率，瞬时速率也可以在曲线上通过数学方法求得。3．化学反应速率与化学计量数的关系对于化学反应：aA(g)+bB(g)===cC(g)+dD(g)v(A)=，v(B)=，v(C)=，v(D)=在同一化学反应中，选用不同物质表示化学反应速率，其可能相同也可能不相同，但表示的相同。同一化学反应中，用不同反应物表示化学反应速率时，化学反应速率（v）之比=物质的量浓度变化（Δc）之比＝物质的量变化（Δn）之比＝化学计量数之比，即：v(A)：v(B)：v(C)：v(D)=Δc(A)：Δc(B)：Δc(C)：Δc(D)=Δn(A)：Δn(B)：Δn(C)：Δn(D)=a：b：c：d。【核心突破】化学反应速率的理解(1)无论是用某一反应物表示还是用某一生成物表示，由于Δc是取浓度变化的绝对值，因此，化学反应速率都取正值。(2)化学反应速率可用单位时间内反应体系中反应物或生成物浓度的变化来表示，一般是以最容易测定的一种物质表示，书写时应标明是什么物质的反应速率。(3)在一定温度下，固体和纯液体物质，其单位体积里的物质的量保持不变，即物质的量浓度为常数，因此它们的化学反应速率也被视为常数。由此可知，现在采用的表示化学反应速率的方法还有一定的局限性。(4)在同一反应中，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，但这些数值所表达的意义是相同的即都是表示同一反应的速率。各物质表示的反应速率的数值有相互关系，彼此可以根据化学方程式中的各化学计量数进行换算。(5)一般来说在反应过程中都不是等速进行的，因此某一时间内的反应速率实际上是这一段时间内的平均速率。【即学即练1】下列关于化学反应速率的说法中，正确的是()A．化学反应速率是指某一时刻，某种反应物的瞬时反应速率B．化学反应速率为0.8mol·L－1·s－1是指反应1s时某物质的浓度为0.8mol·L－1C．根据化学反应速率的大小可以知道化学反应进行的快慢D．化学反应速率可用反应体系中任何一种物质浓度的变化来表示知识点2化学反应速率计算和比较【知识梳理】1．计算反应速率的方法(1)利用反应速率的定义式v＝eq\f(Δc,Δt)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。2．化学反应速率的计算模式——三段式(1)计算步骤①写出正确的化学方程式②标出各物质的起始量、转化量、某时刻量③按要求分别计算(2)应用举例mA(g)+nB(g)===pC(g)起始浓度（mol/L）abc转化浓度（mol/L）mxnxpx某时刻浓度（mol/L）a-mxb-nxc+px3．化学反应速率大小的比较方法(1)定性比较通过明显的实验现象(如反应的剧烈程度、产生气泡或沉淀的快慢等)来定性判断化学反应的快慢。(2)定量比较对同一化学反应，用不同物质表示化学反应速率时，数值可能不同。比较时应统一单位。①归一法根据化学反应速率之比等于化学计量数之比，将用不同物质表示的化学反应速率换算为用同一种物质表示的化学反应速率，最后依据数值大小进行比较。②比值法比较化学反应速率与化学计量数的比值。如反应aA+bB=cC，要比较v(A)与v(B)的相对大小，即比较eq\f(v(A),a)与eq\f(v(B),b)的大小，若eq\f(v(A),a)>eq\f(v(B),b)，则A表示的反应速率比B大。【即学即练2】反应4A(s)＋3B(g)=2C(g)＋D(g)，经2min，B的浓度减少0.6mol·L－1。对此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－1·min－1B．分别用B、C、D表示反应的速率，其比值是3∶2∶1C．在2min末的反应速率，用B表示是0.3mol·L－1·min－1D．在2min内，B和C两物质浓度都是逐渐减小的【即学即练3】在不同条件下，分别测得反应2SO2＋O22SO3的化学反应速率，其中表示该反应进行得最快的是()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－1知识点3化学反应速率的测定【知识梳理】1．测定原理要测定不同反应物或生成物的浓度，可观察、测量体系中某一物质的，再进行适当的转换和计算。2．常用方法（1）测量在下释放出来的体积的气体。（2）用比色的方法测量溶液颜色的深浅，再根据溶液颜色的深浅与的正比关系，确定反应物或生成物在不同时刻的浓度。3．实验探究——化学反应速率的测定（1）实验步骤：①安装仪器，检查气密性，在锥形瓶中加入5g大理石，加入20mL1mol·L－1的盐酸。每隔10s观测玻璃注射器中气体的体积，记录数据。②以mL·s-1为单位，计算每10s时间间隔内的反应速率。时间/s102030405060气体体积/mL41425384755反应速率/(mL·s-1)③在坐标中画出CO2体积[V(CO2)]-反应时间（t）曲线图。（2）不同组实验结果产生差异的原因①大理石的大小不同；②注射器内外针筒间的摩擦力不同；③计时器不同可能产生误差。【核心突破】测定反应速率的方法(1)对于有气体生成的反应，可测定相同时间内收集气体的多少或测定收集等量气体所耗时间的多少。(2)对于有固体参加的反应，可测定相同时间内消耗固体质量的多少。(3)对于有酸或碱参加的反应，可测定溶液中c(H＋)或c(OH－)的变化。(4)溶液中当反应物或产物本身有较明显的颜色时，可利用比色的方法测定溶液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。【即学即练4】通过实验测定反应速率的方法有多种：(1)比较锌粒与不同浓度硫酸反应的反应速率，可通过测定收集等体积H2需要的__________来实现。(2)已知酸性条件下，KMnO4溶液与H2C2O4溶液发生的反应为2MnOeq\o\al(\s\up1(－),\s\do1(4))＋5H2C2O4＋6H＋=2Mn2＋＋10CO2↑＋8H2O。可通过__________________来测定该反应的速率。(3)已知Na2S2O3溶液和H2SO4溶液的反应方程式为Na2S2O3＋H2SO4=Na2SO4＋S↓＋SO2↑＋H2O，该反应的速率可通过______________来测定。【题型特训】题型一化学反应速率概念和表示方法1．下列说法正确的是()A．化学反应速率通常用单位时间内反应物或生成物的质量变化来表示B．用不同物质的浓度变化表示同一时间内同一反应的速率时，其数值之比等于反应方程式中对应物质的化学计量数之比C．化学反应速率的单位由时间单位和浓度单位决定D．在反应过程中，反应物的浓度逐渐变小，所以用反应物表示的化学反应速率为负值2．对于反应：CaCO3＋2HCl=CaCl2＋H2O＋CO2↑，下列说法正确的是()A．用HCl和CaCl2的单位时间内浓度变化表示的反应速率数据不同，但所表示的意义相同B．不能用CaCO3的浓度变化来表示反应速率，但可用水来表示C．用H2O和CO2表示的化学反应速率相同D．用CaCl2浓度的减少表示其反应速率题型二化学反应速率的测定3．某温度下按如图安装好实验装置，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－1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)。回答下列问题：(1)10s内该反应消耗的锌粒为_________g。(2)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____________。(3)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____________。题型三化学反应速率的计算4．某学生在一次探究“制取氢气最适宜的金属”的实验时测铝与稀硫酸反应，10s末硫酸的浓度减少了0.6mol·L－1，若不考虑反应过程中溶液体积的变化，则10s内生成硫酸铝的平均反应速率是()A．0.04mol·L－1·s－1 B．3.6mol·L－1·min－1C．1.2mol·L－1·min－1 D．0.02mol·L－1·min－15．某温度时，在VL密闭容器中，A、B、C三种物质的物质的量随时间变化的曲线如图所示，由图中数据分析：(1)反应的化学方程式为_________________________________。(2)从开始到t1min末，用物质C表示的反应速率为______________。题型四化学反应速率的比较6．在2A(g)＋B(g)3C(g)＋4D(g)反应中，表示该反应速率最快的是()A．v(A)＝0.5mol·L－1·s－1 B．v(B)＝0.3mol·L－1·s－1C．v(C)＝0.8mol·L－1·s－1 D．v(D)＝1mol·L－1·s－1

参考答案知识点1【知识梳理】1．反应物浓度的减少生成物浓度的增加eq\f(Δc,Δt)反应物或生成物物质的量浓度的变化(取绝对值)mol·L－1一定的时间间隔s、min或hmol·L-1·min-1mol·L-1·s-1固体纯液体2．时间间隔Δt接近物质的浓度随时间的变化3．eq\f(Δc(A),Δt)eq\f(Δc(B),Δt)eq\f(Δc(C),Δt)eq\f(Δc(D),Δt)数值意义【即学即练1】【答案】C【解析】化学反应速率是指平均速率，A、B错误；不能用固体或纯液体的浓度变化来表示化学反应速率，D错误。知识点2【即学即练2】【答案】B【解析】A为固体，一般不用固体物质表示反应速率，A项错误；同一反应用不同物质表示的化学反应速率，其比值与方程式中各物质的系数成正比，B项正确；v(B)＝0.3mol·L－1·min－1，为2min内的平均反应速率而不是2min末的速率，C项错误；B为反应物，C为生成物，两者不可能同时减小，D项错误。【即学即练3】知识点3【知识梳理】1．相关性质2．（1）一定温度和压强（2）有色物质浓度3．（1）②0.41.01.11.30.90.8【即学即练4】【答案】(1)时间(2)溶液褪色所需的时间(3)溶液出现浑浊的时间(答案合理均可)【题型特训】1．【答案】B【解析】化学反应速率通常用单位时间内反应物或生成物的物质的量浓度变化来表示，A项错误；用不同物质的浓度变化表示同一时间内同一反应的速率时，其数值之比等于反应方程式中对应物质的化学计量数之比，B项正确；化学反应速率的单位由时间单位和物质的量浓度单位决定，C项错误；化学反应速率均为正值，D项错误。2．【答案】A【解析】同一反应中用不同物质浓度变化来表示反应速率时，其数值不一定相同，故应标明是用哪种物质表示的反应速率，但这些数值表示的意义是相同的，均表示该化学反应的快慢，故A正确。因为CaCO3是固体，H2O为纯液体，不能用来表示反应速率，故B、C错误。反应速率是指单位时间内反应物浓度的减少或生成物浓度的增加，故D错误。3．【答案】(1)0.130(2)0.01mol·L－1·s－1(3)0.005mol·L－1·s－1【解析】(1)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－1＝0.130g。(2)v(H＋)＝eq\f(\f(0.004mol,0.04L),10s)＝0.01mol·L－1·s－1。(3)v(Zn2＋)＝eq\f(\f(0.002mol,0.04L),10s)