高一化学鲁科版学案：例题与探究第二章第节化学反应的快慢和限度

学必求其心得，业必贵于专精学必求其心得，业必贵于专精学必求其心得，业必贵于专精典题精讲例1反应4NH3(g)+5O2（g)4NO（g）+6H2O（g）在2L的密闭容器中进行，1min后，NH3减少了0.12mol。求:(1)1min内，以NH3表示的化学反应速率____________。（2)以O2表示的化学反应速率____________。（3)以NO表示的化学反应速率____________。（4)以H2O表示的化学反应速率____________。（5）分别用NH3、O2、NO、H2O表示的化学反应速率之比为____________.思路解析：本题考查的知识点是化学反应速率的定义和速率之间的关系。化学反应速率指的是单位时间里反应物物质的量浓度的减小或生成物物质的量浓度的增加。对于一个具体的化学反应,反应物和生成物的物质的量的变化是按化学方程式中的化学计量数之比进行的,所以反应中各物质的速率之比等于化学方程式中的化学计量数之比。(1）NH3的化学反应速率为0。12mol/2L·1min=0.06mol·L-1·min—1，在反应中各物质的速率之比等于化学方程式中的化学计量数之比。(2)O2的化学反应速率=0。06mol·L—1·min-1×5/4=0。075mol·L—1·min-1.(3)NO表示的化学反应速率=0。06mol·L-1·min-1。(4)H2O表示的化学反应速率=0。06mol·L—1·min-1×6/4=0。09mol·L—1·min—1.(5）NH3、O2、NO、H2O表示的化学反应速率之比为4∶5∶4∶6.答案:（1）0。06mol·L-1·min—1(2)0.075mol·L—1·min—1(3)0。06mol·L-1·min-1(4）0。09mol·L—1·min-1（5）4∶5∶4∶6绿色通道：计算化学反应速率的关键在于：依据给出条件正确求出各物质转化浓度，用转化浓度除以反应时间,就可以得到反应速率.变式训练已知4NH3(g)+5O2（g）4NO(g)+6H2O(g),若反应速率分别用v（NH3)、v(O2）、v（NO)、v（H2O）表示，则正确的关系是(）A.4/5v(NH3）=v(O2)B。5/6v（O2）=v(H2O）C.2/3v（NH3)=v(H2O)D。4/5v（O2）=v(NO)思路解析：根据用不同物质表示的反应速率之比等于化学计量数之比进行计算可得正确答案为D.答案:D例2将10molA和5molB放入容积为10L的密闭容器中，某温度下发生反应为3A（g）+B（g）2C(g),在最初0。2s内,消耗A的平均速率为0。06mol·L—1·s—1,则在0.2s时，容器中有molA。思路解析：考查起始量、转化量、某时刻量的关系。已知反应物起始的物质的量，反应时间内消耗的物质的量由反应时间与消耗该反应物的平均速率求出；两者的差，即为剩余该反应物的物质的量.3A(g）+B(g)2C(g)初始量/mol1050转化量/mol0。120.080.2s时/mol9.88答案:9.88绿色通道：求算反应速率方法一般有（1）根据公式计算；(2）根据化学反应方程式中用各物质表示的同一时间内的速率之比等于其计量数之比求算。变式训练1反应2SO2+O22SO3经一段时间后，SO3的浓度增加了0.4mol·L—1,在这段时间内用O2表示的反应速率为0。04mol·L-1·s-1,则这段时间为(）A.0。1sB。2.5sC。5sD。10s思路解析：该时间内SO3的浓度增加了0。4mol·L-1，根据方程式,相同时间内O2的浓度减小了0.2mol·L-1.所以Δt=Δc/v=5s，答案选C。答案：C变式训练2某温度下，浓度都为1mol·L-1的两种气体X2和Y2,在密闭容器中反应生成气体Z，4s后X2、Y2、Z的浓度分别是0.4mol·L—1，0.8mol·L—1，0。4mol·L—1，如果Z用X、Y表示，则该反应的化学方程式为（）A.X2+2Y22XY2B。2X2+Y22X2YC。3X2+Y22X3YD。X2+3Y22XY3思路解析：根据浓度的变化之比等于化学计量数之比可判断出各化学计量数之比，然后根据原子个数守恒判断出Z的化学式。答案：C例3把在空气中久置的铝片5。0g投入盛有500mL0。5mol·L-1硫酸溶液的烧杯中,该铝片与硫酸反应产生氢气的速率与反应时间的关系可用如图2-3所示的坐标曲线来表示,完成下列问题:图2—3（1）曲线由0→a段不产生氢气的原因是____________________________________________,有关的化学方程式为___________________________________________________________.（2）曲线由a→c段，产生氢气的速率增加较快的主要原因是___________________________.(3）曲线在c点以后，产生氢气的速率逐渐下降的主要原因是___________________________。思路解析:(1)在空气中久置的铝片表面有氧化铝薄膜，因此，硫酸首先和氧化铝反应，不产生氢气；(2)a→c段，虽然硫酸的浓度渐小，但是该反应是放热反应，使温度升高，化学反应速率加快；（3)曲线在c点以后，硫酸的浓度渐小,成为影响化学反应速率的主要因素，因此，化学反应速率逐渐下降.答案：(1）在空气中久置的铝片表面有氧化铝薄膜，因此，硫酸首先和氧化铝反应，不产生氢气Al2O3+3H2SO4====Al2（SO4）3+3H2O（2)该反应是放热反应，使温度升高,化学反应速率加快(3）硫酸的浓度渐小，化学反应速率逐渐下降绿色通道：此题需从影响化学反应速率的因素入手分析。当两因素作用相反时抓住主要因素。变式训练1下列四种X溶液,分别放入盛有10mL2mol·L-1HCl的烧杯中,加水稀释至50mL，X和HCl进行反应，其中反应速率最大的是（）A。20mL3mol·L—1X的溶液B。20mL2mol·L—1X的溶液C。10mL4mol·L—1X的溶液D.10mL2mol·L—1X的溶液思路解析：反应速率的大小与X的浓度大小有关,稀释后A对应的X的浓度最大，所以答案选A.答案：A变式训练2（经典回放)100mL6mol·L—1H2SO4与过量锌粉反应,一定温度下，为了减缓反应进行的速率，但又不影响生成氢气的总量，可向反应物中加入适量的（）A.Na2CO3（s）B。H2OC。锌粉D。CH3COONa思路解析：这道题的解题关键是要抓住“减缓反应进行的速率”和“不影响生成氢气的总量”,这两个条件缺一不可。A项中，与H2SO4溶液中的H+反应，消耗了H+，减少了氢气的总量,所以A错误；C项中，加入锌粉对反应无影响，因为Zn过量,且Zn的量对反应速率无影响；B项中,减小了硫酸的浓度，但H+的物质的量不变,所以B项正确；而D项中生成弱电解质醋酸,减少了H+的浓度，但随着反应的进行，H+又不断释放出来,生成氢气的量不变。答案：BD例4（经典回放）可逆反应N2+3H22NH3的正、逆反应速率可用各反应物或生成物浓度的变化来表示。下列各关系中能说明反应已达到平衡状态的是()A.3v正(N2）=v正(H2)B.v正（H2)=v逆(NH3)C。2v正(H2)=3v逆(NH3）D。v正（N2）=3v逆(H2)思路解析：本题考查的知识点是达到化学平衡状态的判断方法和同一反应不同物质表示的速率关系。（1)先用不同物质分别表示出正逆反应的速率。（2）根据不同物质的化学反应速率之比等于方程式化学计量数之比，转化为同一物质表示的正逆反应速率来比较.（3）当同一物质的正逆反应速率相等时,即达到平衡状态。可判断2v正（H2)=3v正(NH3），代入C项，3v正(NH3）=3v逆（NH3)，所以C项正确。答案：C绿色通道：考查达到平衡状态的标志，可转化为同一物质表示的正逆反应速率来判断.化学平衡标志的本质是v（正）=v（逆），其外部特点是①各物质的物质的量不变；②各物质的浓度不变；③各物质的百分含量不变；④气体的总物质的量不变；⑤混合气体的平均相对分子质量不变；⑥定温、定容时反应容器内总压不变；⑦混合气密度不变.变式训练对可逆反应4NH3（g）+5O2(g）4NO（g）+6H2O（g），下列叙述正确的是（）A.达到化学平衡时，4v正（O2）=5v逆（NO）B。若单位时间内生成xmolNO的同时,消耗xmolNH3,则反应达到平衡状态C.达到化学平衡时,若增加容器体积,则正反应速率减小，逆反应速率增大D。化学反应速率关系是2v正（NH3)=3v正（H2O)思路解析：本题综合考查化学平衡的建立及外界条件对反应速率的影响。根据不同物质表示同一反应时的速率关系,可知4/5v逆（O2）=v逆(NO），代入A中表达式知v正（O2）=v逆（O2)，A正确；NO的生成与NH3的消耗同时表示正反应在任意时刻都成比例,故B不正确;达到平衡时,增加容器体积,反应物、生成物浓度同时减小，正逆反应速率同时减小,C不正确；在反应的任意状态总有v正（NH3)∶v正(H2O）=4∶6，即3v正（NH3）=2v正（H2O)，D不正确。答案：A问题探究问题1请你设计实验探究:化学反应速率与哪些因素有关？这些因素对化学反应速率会产生怎样的影响？导思：比较外界条件对速率的影响，要从影响速率的因素进行设计。首先是内因，即反应物本身的性质,要清楚反应物的活泼性与反应速率的关系，设计时使用活动性不同的金属与同浓度的酸反应。其次是外界条件,即浓度、温度、固体的接触面积等。在设计实验时要注意其他条件相同,而改变其中一个条件进行实验.这样得出的结论才能说明问题。注意设计实验时,现象要明显,操作要简单。探究：实验步骤一:取三支试管,分别加入表面积大致相同的铜片、镁条和铁片，从0.5mol·L-1盐酸的试剂瓶中各取适量，加入三支试管中，观察到铜片上无气体产生,而镁条上产生气泡的速率比铁片上剧烈。实验步骤二：取两支试管,分别加入表面积大致相同的两块镁条，然后，分别取0.5mol·L—1盐酸和3mol·L—1盐酸适量,加入上述两支试管中，观察到3mol·L-1盐酸和镁反应，镁条上产生气泡剧烈.实验步骤三:取两支试管，分别加入表面积大致相同的两块镁条，然后，分别取0。5mol·L-1盐酸适量，加入上述两支试管中，对一支试管加热，观察到加热的试管中镁条上产生气泡剧烈.实验步骤四：取两支试管，分别加入块状碳酸钙和碳酸钙粉末，然后，分别取0。5mol·L-1盐酸适量，加入上述两支试管中，观察到粉末产生气泡剧烈。问题2请探究温度如何影响二氧化氮和四氧化二氮的化学平衡?导思:本题实质上是考查温度对化学平衡的影响，并将反应的特点和平衡的移动联系起来。因此在考虑问题时要找出它们的联系。条件改变→平衡移动→移动结果→移动方向→条件与反