高中化学化学反应速率教师版.docx
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高中化学化学反应速率教师版
教师
日期
学生
课程编号
05
课型
新课
课题
化学反应速率
教学目标
1.掌握化学反应速率的定义、表达方式、及化学反应速率的影响因素;
2.掌握化学反应速率的计算;
3.通过对化学反应速率的学习掌握正确的化学分析思想;
4.学习从具体的事实中归纳出规律的科学方法。
教学重点
1.掌握化学反应速率的定义及化学反应速率的影响因素;
2.掌握化学反应速率的计算。
教学安排
版块
时长
1
知识温习
10mins
2
每识每课
5mins
3
新知精讲
35mins
4
课堂小憩
5mins
5
典例解析
25mins
6
师生总结
10mins
7
课后作业
30mins
化学反应速率
知识温习
1.已知:
3Cl2+2
1.已知:
3Cl2+2NH3→N2+6HCl,常温常压下,在一密闭容器中将15mlCl2和40mlNH3充分反应后,剩余气体的体积为___________mL。
【答案】5ml
2.将1.92g铜粉与一定量浓硝酸反应,当铜粉完全作用时收集到气体1.12L(标准状况)。
则所消耗硝酸的物质的量是()
A.0.12molB.0.11molC.0.09molD.0.08mol
【答案】B
3.50mL2mol/L的稀硝酸与1.92g铜作用,充分反应后产生的气体是________,它在标准状况下的体积是___________L,此时溶液中H+的物质的量浓度是___________(体积变化忽略不计),NO
的物质的量浓度是___________。
【答案】NO;0.448;0.4;1.6
每识每课
生活中的化学反应速率
影响化学反应速率的因素有多种,生活中也有许多事例与此有关.
①在室温,空气中水蒸气含量越高,铁越容易生锈,反应物浓度越高,反应速率越快;
②食品放在冰箱里不容易腐烂.温度越低,反应速率越慢;
从反应物的微观粒子相互作用的角度,解释该信息:
反应物的浓度越大,反应物的微粒接触机会就越多,化学反应的速率就越快(或温度越低,反应物的微粒运动的速率就越慢,反应物的微粒接触机会就越少,化学反应的速率就越慢。
)
新知精讲
一、化学反应速率
1.化学反应速率的意义和表示方法:
意义:
表示某一化学反应进行______的一种物理量。
表示方法:
用单位时间内某一反应物浓度的______或某生成物浓度的______来表示。
2.化学反应速率的计量特征:
计算公式为:
单位为______或______。
【练一练】某一个化学反应,反应物A的浓度在10s内从4.0mol/L变成1.0mol/L,在这10s内反应物A的平均化学反应速率为多少?
【练一练】在一定的条件下,由氮气和氢气反应来合成氨,经测定各物质的量浓度如下表。
计算以氮气浓度减小来表示的化学反应速率v(N2),并计算反应进行5min时以氢气浓度减小来表示的化学反应速率v(H2)和以氨浓度增加来表示的化学反应速率v(NH3)。
【单位:
mol/(L•min)】
参加反应的物质
N2
H2
NH3
起始浓度(mol/L)
1.00
1.00
0.00
5min后浓度(mol/L)
0.95
0.85
0.10
列式计算v(N2)、v(H2)和v(NH3)
v(N2)=________
v(H2)=________
v(NH3)=________
【思考】v(N2)、v(H2)、v(NH3)的数值是否相等?
他们的比值等于多少?
和化学式中的各物质前面的化学计量数之比有什么关系?
用不同物质表示的化学反应速率有没有可能相同?
【深度思考】
①化学反应速率无正负之分;
②化学反应速率不是瞬时速率而是________;
③用不同物质来表示某一化学反应速率时,其数值一般不一定相等,所以必须标清物质;
④用不同物质来表达化学反应速率时,其数值不一定相等,但它们的速率比________方程式中的系数比。
如:
化学反应mA(g)+nB(g)→pC(g)+qD(g)中v(A)∶v(B)∶v(C)∶v(D)=m∶n∶p∶q
⑤把化学反应速率的概念和化学方程式的意义联系起来,明确以下相等的比例关系。
即在化学反应方程式中各物质前的化学计量数之比=各物质在反应中变化的物质的量之比=各物质在反应中变化的物质的量浓度之比=用各物质表示的该化学反应在一定时间内的平均反应速率之比。
⑥固体或纯液体的浓度是常数,所以没有反应速率。
【答案】快慢程度;减少;增加;mol/(L·min);mol/(L·s)
【练一练】0.3mol/(L·s);0.01;0.03;0.02;
【思考】不相等;1:
3:
2;速率之比等于各物质化学计量数之比;有可能(方程式中系数相同)
【深度思考】平均速率;等于
二、化学反应速率的影响因素
1.内因:
反应物__________________是决定化学反应速率的主要因素
如:
F2非常活泼,与H2在阴冷的环境下相遇会发生爆炸,而I2与H2在500℃的条件下才能反应,而且是可逆反应)
2.外因:
外界因素(包括______、______、______、______、______等)
(1)固体表面积的大小对化学反应速率的影响
实验:
在盛有块状和粉状的大理石的试管中分别加入相同浓度的稀盐酸
现象:
粉状的大理石比块状的大理石产生的气泡快
规律:
固体颗粒越小,即表面积越大,化学反应速率______;固体颗粒越大,即表面积越小,化学反应速率就______。
(2)浓度对化学反应速率的影响
实验:
配制不同浓度的硫代硫酸钠溶液各20mL。
另取四支试管,分别放入20mL相同浓度的盐酸,分别将盐酸和不同浓度的硫代硫酸钠溶液倒入烧杯,烧杯底部垫有黑字的“X”纸,并开始计时,直到看不见“X”时,停止计时。
反应化学方程式:
Na2S2O3+2HCl→2NaCl+S↓+SO2↑+H2O
现象:
浓度越大的硫代硫酸钠看不到“X”纸的时间越短。
规律:
在其他条件不变的情况下,增大反应物的浓度,可以_____化学反应速率;减小反应物的浓度,可以______化学反应速率。
注意事项:
此规律只适用于_____________可以改变的物质(气体或溶液)所参与的反应,对于___________来说它们的浓度是常数,改变它们的量(质量、物质的量等)均_______影响化学反应速率。
如:
。
若增加焦炭的量,化学反应速率不发生改变。
(3)温度对化学反应速率的影响
实验:
取5mL0.1mol/L硫代硫酸钠溶液。
加入15mL水,将装有20mL硫代硫酸钠溶液的试管和一支装有20mL盐酸的试管放入盛有热水的烧杯中过一段时间再把这两种溶液倒入烧杯进行上述实验。
记录时间。
现象:
温度越高硫代硫酸钠看不到“X”纸的时间越短
规律:
在其他条件一定的情况下,升高温度,可以______化学反应速率;降低温度,可以____化学反应速率。
实验测得,温度每升高10℃,化学反应速率通常增大到原来的2~4倍。
注意事项:
无论该反应是吸热还是放热,只要温度升高,化学反应速率必然______。
(4)催化剂对化学反应速率的影响
实验:
在两支试管中分别加入3mL3%的双氧水(H2O2),再加入3~4滴洗涤剂,其中一支试管中加少量二氧化锰,观察现象
现象:
加有少量二氧化锰的试管,产生气泡快
规律:
使用催化剂,能同等程度地______正、逆反应速率。
注意事项:
催化剂可分为正催化剂和负催化剂(或阻化剂)。
所谓正催化剂是指能加快反应速率的催化剂,负催化剂是指能降低反应速率的催化剂。
由于负催化剂较少,所以一般催化剂都是指正催化剂而言。
(5)压强对化学反应速率的影响
条件:
压强对固体或液体的浓度改变几乎____,所以此规律只适用于有____参与的反应。
规律:
对于有气体参与的化学反应,在其他条件不变的情况下,增大压强,化学反应速率________;减小压强,化学反应速率__________。
注意事项:
①恒容时,若充入与平衡体系无关的气体虽总压增大,但各反应物浓度____,反应速率______。
②恒压时,若充入与平衡体系无关的气体,保持压强不变,则体积增大,各反应物浓度______,反应速率____。
总的来说压强对反应速率影响其实是通过影响物质浓度来实现的,所以在判断压强对反应速率的影响就变成判断各物质浓度的增大或减小,如果物质浓度增大,那么反应速率增大,如果物质浓度减小那么反应速率也相应减小。
【答案】本身的性质;固体表面积、浓度、温度、催化剂、压强;
(1)越快;越慢
(2)加快;减慢;浓度;纯固体或液体;不会
(3)加快;减慢;加快
(4)加快(或减慢)
(5)无影响;气体;加快;减慢;不变;不变;减小;减慢
课堂小憩
青铜艺术雕像为什么“流泪”
曾经有一个电视台跟踪报道,说杭州市区许多青铜艺术雕像“流泪”了,原来雕像上出现绿色的油漆状物质,是被人恶意破坏,还是环境污染?
如何保护这些雕像呢?
其实考虑一下雕像的化学成分是青铜(铜锡合金),问题马上就迎刃而解,绿色的泪只是铜绿而已,化学成分为碱式碳酸铜。
那为什么会生成铜绿,生成铜绿的条件是什么,如何保护这些雕像呢?
我们可以继续思考下去。
一个当然是干燥的环境,还有可以在青铜器的表面覆盖一层防渗的高分子膜,高分子膜使铜与空气中的二氧化碳、水、氧气隔绝当然能达到防锈蚀的目的。
例题解析
知识点1:
化学反应速率概念和简单计算
例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物质的量浓度的减少或任何一种生成物物质的量的增加
B.化学反应速率为0.8mol/(L·s)是指1s时某物质的浓度为0.8mol/L
C.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.决定反应速率的主要因素是反应物的浓度
【难度】★【答案】C
例2:
在2L的密闭容器中,加入1molN2和3molH2,发生反应:
N2+3H2
2NH3
在2s末时,测得容器中含有0.4mol的NH3。
(1)求2s内用这三者分别表示该反应的速率各是多少?
(2)三者速率之比是多少?
【难度】★★
【解析】
(1)N2+3H2
2NH3
起始量(mol):
130
变化量(mol):
0.20.60.4
2s末量(mol):
1-0.23-0.60.4
则v(N2)=
=0.05mol/(L·s);v(H2)=
=0.15mol/(L·s);v(NH3)=
=0.1mo/(L·s)
(2)v(N2):
v(H2):
v(NH3)=1:
3:
2
【答案】
(1)v(N2)=0.05mol/(L·s);v(H2)=0.15mol/(L·s);v(NH3)=0.1mol/(L·s)
(2)v(N2):
v(H2):
v(NH3)=1:
3:
2
变式1:
反应4NH3(g)+5O2(g)⇌4NO(g)+6H2O(g)在10L密闭容器中进行,半分钟后,水蒸气的物质的量增加了0.45mol,则此反应的平均速率v(X)(反应物的消耗速率或产物的生成速率)可表示为()
A.v(NH3)=0.010mol·L-1·s-1B.v(O2)=0.0010mol·L-1·s-1
C.v(NO)=0.0010mol·L-1·s-1D.v(H2O)=0.045mol·L-1·s-1
【难度】★【答案】C
变式2:
(双选)反应4NH3+5O2⇌4NO+6H2O在5L的密闭容器中进行,半分钟后,NO的物质的量增加了0.3mol。
在此时间内用NH3表示的化学反应速率为()
A.0.01mol/(L·min)B.0.6mol/(L·s)
C.0.002mol/(L·s)D.0.12mol/(L·min)
【难度】★
【答案】CD
变式3:
把0.6molX气体和0.4molY气体混合于2L容器中,发生反应:
3X(g)+Y(g)⇌nZ(g)+2W(g)
5min末时生成0.2molW,若测知以Z浓度变化表示的平均反应速率为0.01mol/(L·min),则反应中系数n的值是()
A.1B.2C.3D.4
【难度】★★【答案】A
例3:
合成氨反应:
3H2+N2
2NH3其反应速率可以分别用v(H2)、v(N2)、v(NH3)(单位为mol/(L·s))表示,则正确的关系是()
A.v(H2)=v(N2)=v(NH3)B.v(N2)=2v(NH3)
C.v(H2)=3/2·v(NH3)D.v(N2)=3v(H2)
【难度】★【答案】C
变式1:
反应A(g)+3B(g)⇌2C(g)+2D(g),在四种不同情况下用不同物质表示的反应速率分别如下,其中反应速率最大的是()
A.v(A)=0.15mol/(L·min)B.v(B)=0.6mol/(L·min)
C.v(C)=0.04mol/(L·s)D.v(D)=0.01mol/(L·s)
【难度】★【答案】C
例4:
在某温度时2L容器中,X、Y、Z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:
该反应的化学方程式为______________________________。
反应开始至2min,用Z表示的平均反应速率为___________。
【难度】★★★
【答案】3X+Y⇌2Z;0.05mol/(L·min)
变式1:
一定温度下,在2L的密闭容器中,X、Y、Z三种气体的物质的量随时间变化的曲线如下图所示:
下列描述正确的是()
A.反应开始到10s,用Z表示的反应速率为0.158mol/(L·s)
B.反应开始到10s,X的物质的量浓度减少0.79mol/L
C.反应开始到10s,Y的转化率为79.0%
D.反应的化学方程式为X(g)+Y(g)⇌Z(g)
【难度】★★【答案】C
例5:
将等物质的量的A和B,混合于2L的密闭容器中,发生如下反应:
3A(g)+B(g)⇌xC(g)+2D(g)
5min后测得c(D)=0.5mol/L,c(A):
c(B)=3:
5,C的反应速率是0.1mol/(L·min)。
(1)A在5min末的浓度是_______________;
(2)v(B)=_______________;
(3)x=________________。
【难度】★★★
【答案】
(1)0.75mol/L;
(2)0.05mol/(L·min);(3)2
考点2:
化学反应速率的影响因素
例1:
下列为影响化学反应速率的因素:
①光照②反应物颗粒大小③溶剂④催化剂
⑤金属的活泼性⑥盐酸的浓度⑦温度
在下列事实中,分别是什么因素影响了化学反应速率?
(1)集气瓶中,H2和Cl2的混合气体在瓶外点燃镁条时发生爆炸_________;
(2)黄铁矿煅烧时要粉碎成细小的矿粒_________;
(3)KI晶体和HgCl2晶体混合后无明显现象,若一起投入水中,很快生成红色HgI2________;
(4)熔化的KClO3放出气泡很慢,撒入少量MnO2,产生气体很快__________;
(5)同浓度同体积的盐酸中放入同样大小的锌条和镁条,产生气体有快有慢__________;
(6)同样大小的石灰石分别放人0.1mol/L和1mol/L的盐酸中,反应速率不同_________;
(7)夏天的食品易霉变,冬天就不易发生该现象______。
【答案】①②③④⑤⑥⑦
例2:
下列各组溶液同时开始混合,哪组最先出现浑浊()
A.10℃,5mL0.1mol/LNa2S2O3(aq)+5mL0.1mol/LH2SO4(aq)
B.10℃,10mL0.05mol/LNa2S2O3(aq)+10mL0.1mol/LH2SO4(aq)
C.20℃,5mL0.1mol/LNa2S2O3(aq)+5mL0.1mol/LH2SO4(aq)
D.10℃,5mL0.05mol/LNa2S2O3(aq)+5mL0.05mol/LH2SO4(aq)
【难度】★★【答案】C
例3:
(双选)下列关于催化剂的说法,正确的是()
A.催化剂能使不反应的物质发生反应
B.催化剂在化学反应前后,化学性质和质量都不变
C.催化剂能改变化学反应速率
D.任何化学反应都需要催化剂
【难度】★★【答案】BC
例4:
将Ag块状碳酸钙跟足量盐酸反应,反应物损失的质量随时间的变化曲线如下图的实线所示,在相同的条件下,将Bg(A>B)粉末状碳酸钙与同浓度盐酸反应,则相应的曲线(图中虚线所示)正确的是()
【难度】★【答案】C
变式1:
常温下分别将四块形状相同,质量均为4g的铁块同时投入下列四种溶液中,铁块首先溶解()
A.150mL2mol/L盐酸B.500mL2mol/L硫酸
C.50mL3mol/L盐酸D.20ml0.4mol/L硫酸
【难度】★★【答案】B
变式2:
(双选)等质量的铁与过量的盐酸在不同的实验条件下进行反应,测定在不同时间t产生氢气体积V的数据,根据数据绘制得到右图,则曲线a、b、c、d所对应的实验组别可能是()
A.4—3—2—1B.1—2—3—4C.3—4—2—1D.1—2—4—3
【难度】★★
【解析】从表中铁的形状、盐酸的浓度、反应的温度分析可得出:
1组最慢,其次慢的是2组;由于3组温度最高,4组用的是铁粉,二者速率大小不好确定,故反应速率是1<2<3<4或1<2<4<3。
【答案】AC
例5:
反应C(s)+H2O(g)→CO(g)+H2(g)在一可变容积的密闭容器中进行,下列条件的改变对其反应速率几乎无影响的是()
A.增加C的用量B.增大反应体系的压强使体积改变
C.升高体系的反应温度D.将容器的体积缩小一半
【难度】★★【答案】A
变式1:
在C(s)+CO2(g)⇌2CO(g)反应中可使反应速率增大的措施是()
①增大压强②增加碳的量③恒容充入CO2④恒压充入N2⑤恒容充入N2
A.①⑤B.②④C.①③D.③⑤
【难度】★★★【答案】C
【解析】本题考查的是条件改变对化学反应速率的影响:
①增大压强,化学反应速率加快;②增加固体反应物的量,反应物的浓度没有变化,反应速率不改变;③恒容通入CO2相当于增大反应物浓度,反应速率加快;④恒压充入N2,容器的体积扩大,气体物质的浓度减小,反应速率减小;⑤恒容充入N2,参加反应的各物质的浓度没变,故反应速率不变。
【点拨】解此类题时,一定要注意题中的隐含信息和各影响因素对反应影响的前提条件。
如给出浓度、压强条件需注意反应物的状恋,向体系中充入与反应无关的气体需分析反应时的限定条件等。
【理解压强对化学反应速率的影响】
改变压强,对化学反应速率的影响的根本原因是引起浓度改变。
所以在讨论压强对反应速率的影响时,应区分引起压强改变的原因。
1.对于没有气体参与的化学反应,由于改变压强时,反应物浓度变化很小,可忽略不计,因此对化学反应速率无影响。
2.对于有气体参与的化学反应,有以下几种情况:
(1)恒温时:
增大压强
体积缩小
气体反应物浓度增大
反应速率加快。
(2)恒容时:
①充入气体反应物
气体反应物浓度增大(压强也增大)
反应速率加快。
②充入“惰性”气体
总压强增大
反应物浓度的改变
反应速率不变。
(3)恒压时:
充入“惰性”气体
体积增大
气体反应物浓度减小
反应速率减小。
例6:
(双选)对于密闭容器中进行的反应:
N2+O2→2NO,下列条件中哪些不能加快该反应速率
()
A.缩小体积使压力增大B.体积不变充入N2使压强增大
C.体积不变充入He气使压强增大D.减小压强使体积增大
【难度】★★【答案】CD
例7:
对于反应:
N2+3H2
2NH3,当其他条件不变时,只改变一个反应条件,
将生成NH3的反应速率的变化填入下表空格里(填“增大”“减小”或“不变”)。
编号
改变的条件
生成NH3的速率
①
升高温度
②
降低温度
③
增大H2的浓度
④
使用活性更强的催化剂
⑤
压缩体积
⑥
恒容下充入Ne
【答案】①增大②减小③增大④增大⑤增大⑥不变
【分析】压缩体积时反应物浓度均增大,反应速率加快;恒容下充入Ne,反应物浓度不变,反应速率不变。
课后作业
1.化学反应速率一般指()
A.在化学反应中,反应物浓度的减小
B.化学反应进行的程度
C.在单位时间里,反应物浓度的减小或生成物浓度的增大
D.在单位时间里,反应物物质的量减小或生成物物质的量增大
【难度】★【答案】C
2.在N2+3H2⇌2NH3反应中,从反应开始至2s末,氨的浓度由0变为0.4mol/L,以氢气的浓度变化表示该反应在2s内的平均反应速率是()
A.0.3mol/(L·s)B.0.4mol/(L·s)C.0.6mol/(L·s)D.0.8mol/(L·s)
【难度】★【答案】A
3.可逆反应2A(g)+3B(g)⇌2C(g)+D在四种不同条件下的反应速率分别为:
①v(A)=0.5mol/(L·min);②v(B)=0.6mol/(L·min);
③v(C)=0.35mol/(L·min);④v(D)=0.4mol/(L·min)。
则该反应在不同条件下反应速率最大的是()
A.①B.②C.③D.④
【难度】★【答案】D
4.已知反应A+3B⇌2C+D在某段时间内以A的浓度变化表示的化学反应速率为1mol·L-1·min-1,则此段时间内以C的浓度变化表示的化学反应速率为()
A.0.5mol·L-1·min-1B.1mol·L-1·min-1C.2mol·L-1·min-1D.3mol·L-1·min-1
【难度】★【答案】C
5.在2SO2(g)+O2(g)⇌2SO3(g)反应中,下列反应物的消耗速率和生成物的生成速率之间的关系中,不正确的是()
A.v(SO2)=v(O2)=v(SO3)B.v(O2)=1/2v(SO2)
C.v(SO2)=v(SO3)D.v(SO3)=2v(O2)
【难度】★★【答案】A
6.(双选)可逆反应mA+nB⇌xC(A、B、C均为气体),已知v(A)=amol·L-1·s-1,v(B)=bmol·L-1·s-1,v(C)=cmol·L-1·s-1,则x的值为()
A.
B.
C.
D.
【难度】★★【答案】CD
7.在恒温、恒容的容器中进行反应A(g)⇌B(g)+C(g),若反应物浓
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