高二化学教案化学新人教选修4第二章第三节化学反应速率 最新.docx
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高二化学教案化学新人教选修4第二章第三节化学反应速率最新
第3节化学反应速率
学习目标
1.了解化学反应分为简单反应和复杂反应。
2.了解反应速率的概念。
掌握化学反应速率的表示方法。
能用反应速率表达式进行简单的计算;理解同一化学反应速率用不同物质表示时数值不一定相同,但表示的意义相同。
3.理解浓度、压强、温度和催化剂对反应速率的影响,能利用上述结论分析具体的化学反应。
4.理解化学平衡与反应速率之间的联系。
知识梳理
1.___________________称为基元反应;___________________称为反应历程,也称为________;
___________________________称为总反应;____________________称为复杂反应。
__________和__________决定一个反应的反应历程,而反应历程的差别又造成了反应速率的不同。
2.化学反应速率:
计算公式_______________
同一反应,用不同物质表示化学反应速率时,数值_________,但意义_____,故在应用时应指明______。
用不同物质表示同一化学反应的速率,其速率之比等于__________________________。
对于反应aA+bBcC+dD,也可表示为V=______________________________。
3.外界条件对化学反应速率的影响
(1)内因:
参加反应的物质的_______是决定化学反应速率的主要因素。
(2)外因:
浓度:
增大反应物的浓度,反应速率_________。
固体或纯液体量的改变_______(会,不会)引起浓度的变化,_______(会,不会)引起化学反应速率的改变。
对于反应:
H2O2+2HI H2O+I2,在HI浓度一定时,H2O2浓度每增加一倍,反应速率就增加一倍;在H2O2浓度一定时,HI浓度每增加一倍,反应速率也增加一倍。
则该反应的速率方程为:
V=k______________。
k称为__________,表示____________________。
k越大,反应进行得______,k与浓度________(有关,无关),但受________________________等因素的影响。
温度:
温度是通过影响____________,而影响反应速率的。
升高温度,反应速率________。
对于某一可逆反应,升高温度,正反应速率_______,逆反应速率________,改变的倍数_________(相同,不同)。
升温时,平衡向_______(吸热,放热)方向移动,即吸热反应速率增大的倍数______(等于,大于,小于)放热反应速率增大的倍数。
催化剂:
是_____________________________________,是通过________________________而提高化学反应速率的。
催化剂使正反应速率和逆反应速率改变的程度_______(相同,不同)。
它______(能,不能)改变化学反应的平衡常数,______(能,不能)改变平衡转化率。
催化剂具有选择性。
4.影响化学平衡的因素aA(g)+bB(g)cC(g)+dD(g)
改变条件
V正变化
V逆变化
说明
V正、V逆关系
平衡移动情况
温度
升温
ΔH>0
ΔH<0
降温
ΔH>0
ΔH<0
浓度
增大反应物浓度
减小生成物浓度
增大生成物浓度
减小反应物浓度
压强
增大压强
a+b>c+d
a+b<c+d
减小压强
a+b>c+d
a+b<c+d
催化剂
学习导航
1.方法导引
(1)有关化学反应速率的计算和外界条件对可逆反应速率的影响规律是本节的重点。
(2)化学反应速率是用来表示化学反应进行的快慢程度的,同一反应用不同的物质所表示的化学反应速率可能不同。
同一反应中各物质的反应速率之比等于其化学方程式中各物质的计量数比。
运用此规律,可由一种物质的反应速率求其它物质的反应速率,也可根据速率之比确定方程式中各物质的计量数。
(3)浓度对可逆反应速率的影响:
可逆反应同时包含两个反应,因而必须分清某物质是哪一反应的反应
物,如2SO2+O22SO3,SO2是正反应的反应物,增大SO2的浓度的瞬间V正增大,V逆不变;而增大SO3浓度的瞬间V正不变,V逆增大。
溶液和气体可改变浓度;纯液体和固体的浓度为常数;固体反应物的表面积越大,反应速率越大;反应速率与产物的浓度无直接关系。
(4)无特别指明时,增大压强均指压缩体积;压强对反应速率的影响,实际上是浓度对反应速率的影响,因此反应物是固体或液体时,改变压强对反应速率无影响;用其它方式(压缩体积或扩大体积之外)改变压强,需具体分析反应物浓度是否改变。
(5)反应速率与化学平衡移动的关系
应用上述分析问题时应注意
不要把V正增大与平衡向正反应方向移动等同起来,只有V正>V逆时,才使平衡向正反应方向
不要把平衡向正反应方向移动与原料转化率的提高等同起来,只有当反应物总量不变时,平衡向正反应方向移动,反应物的转化率提高;当增大一种反应物浓度,使平衡向正反应方向移动时,会使另一种反应物的转化率提高。
2.例题解析
例1.反应A+3B=2C+2D在四种不同情况下的反应速率分别为:
①v(A)=0.15mol/(L·S)②v(B)=0.6mol/(L·S)③v(C)=0.4mol/(L·S)④v(D)=0.45mol/(L·S)。
其中,反应进行得最快的是()
A①B②C③D④
解析:
本反应在四种不同情况下的反应速率分别用四种物质表示,由于该反应的计量系数之比不等于1,因此不能根据题干中的数据进行相对大小的比较,必须将其折算成同一物质表示的反应速率,才能比较其相对大小。
若以物质A为标准,将其他物质表示的反应速率换算为用A物质表示的速率,则有:
v(A):
v(B)=1:
3,则②表示的v(A)=0.2mol/(L·S)
v(A):
v(C)=1:
2,则③表示的v(A)=0.2mol/(L·S)
v(A):
v(D)=1:
2,则④表示的v(A)=0.225mol/(L·S)
答案:
D
例2.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的量B将容器的体积缩小一半
C.保持体积不变,充入N2使体系压强增大D保持压强不变,充入N2使体系体积增大
解析:
C为固体反应物,增加其用量对反应速率几乎无影响;容器的体积缩小一半相当于压强增大一倍,浓度增大,正、逆反应速率均增大;体积不变,充入N2使体系压强增大,但反应混合物浓度未改变,反应速率基本不变;充入N2使容器容积增大,总压强不变,但反应混合物浓度同等程度减小,正、逆反应速率均变慢。
答案:
A、C
例3.反应2X(g)+Y(g)2Z(g)在不同温度下(T1和T2)产物Z的物质的量n(Z)与反应时间t的关系如右图。
下列判断正确的是
A.T1 B.T1>T2,正反应为吸热反应 C.T1>T2,逆反应为吸热反应 D.T1 解析: 对化学平衡的函数图象分析一般要抓住以下几个方面: (1)看图象: 一看面(即纵坐标与横坐标的意义),二看线(即线的走向和变化趋势),三看点(即起点、折点、交点、终点),四看辅助线(如等温线、等压线、平衡线等),五看量的变化(如浓度变化、温度变化等)。 (2)在化学平衡图象中,先出现拐点的反应则先达到平衡,可表示温度高(如上图)或压强大。 由图可知,T1时先达到平衡,而无论正反应是放热还是吸热,升高温度都会增大反应速率,因此T1>T2,产物Z的物质的量在高温T1时比低温T2时小,说明降低温度平衡向正反应方向移动,即正反应为放热反应。 答案: C 例4.某化学反应2AB+D在四种不同条件下进行,B、D起始浓度为0,反应物A的浓度(mol/L)随反应时间(min)的变化情况如下表: 根据上述数据,完成下列填空: (1)在实验1,反应在10至20分钟时间内平均速率为______________mol/(L·min)。 (2)在实验2,A的初始浓度C2=________mol/L,反应经20分钟就达到平衡,可推测实验2中还隐含的条件是 。 (3)实验3的反应速率为V3,实验1的反应速率为V1,则V3 V1,且C3 1.0mol/L(填>、=、<)。 (4)比较实验4和实验1,可推测该反应是_____反应(选填吸热、放热)。 理由是___________________。 解析: 本题应从化学反应速率、化学平衡、化学平衡移动原理等方面考虑。 (1)根据化学反应速率的概念可求实验1反应在10~20min时间内的反应速率。 (2)分析实验1和实验2可知,两实验达平衡后,A的平衡浓度相同,则A的起始浓度必然相等。 从题干可以看出,实验1和实验2达到平衡的时间不同,说明实验2中隐含条件,既能加快反应速率,又不影响化学平衡。 (3)由实验1数据分析: 2AB+D 起始浓度(mol·L-1)1.000 转化浓度(mol·L-1)0.50.250.25 平衡浓度(mol·L-1)0.50.250.25 K= = =0.25 由实验3数据: 2AB+D 起始浓度(mol·L-1)C300 转化浓度(mol·L-1)C3—0.6 平衡浓度(mol·L-1)0.6 温度不变,平衡常数也不变: K= =[ × ]/0.62=0.25C3=1.2mol/L (4)比较实验1和4,起始浓度相同,温度不同,实验4中的A的平衡浓度小于实验1,说明温度升高,平衡正向移动。 答案: (1)0.013 (2)1.0催化剂(3)>,>(4)吸热;温度升高时,平衡向右移动 基础训练 1.在相同条件下,等质量(金属颗粒大小相等)的下列金属与足量1mol·L-1盐酸反应时,速率最快的是() A.镁B.铝C.钠D.铁 2.反应4NH3+5O24NO+6H2O,在5L密闭容器中进行,半分钟后,NO的物质的量增加了0.3mol,则此反应的平均速率为() A.V(O2)=0.01mol·(L·S)-1B.V(NO)=0.008mol·(L·S)-1 C.V(H2O)=0.003mol·(L·S)-1D.V(NH3)=0.004mol·(L·S)-1 3.在密闭容器中A与B反应生成C,其反应速率分别用V(A)、V(B)、V(C)表示,已知V(A)、V(B)、V(C)之间有以下关系2V(B)=3V(A),3V(C)=2V(B)。 则此反应可表示为() A.2A+3B=2CB.A+3B=2CC.3A+B=2CD.A+B=C 4.在四个不同的容器中,在不同的条件下进行合成氨的反应。 根据下列在相同时间内测定的结果判断生成氨的速率最大的是() A.ν(H2)=0.1mol/(L·min)B.ν(N2)=0.1mol/(L·min) C.ν(N2)=0.2mol/(L·min)D.ν(NH3)=0.3mol/(L·min) 5.下列措施肯定能使化学反应速率增大的是() A.增大反应物的量B.增加压强C.升高温度D.使用催化剂 6.将盐酸滴到碳酸钠粉末上,能使反应的最初速率加快的是() A.盐酸浓度不变,使用量增大一倍B.盐酸浓度增加一倍,用量减少1/2 C.增大碳酸钠粉末的量D.使反应在较高温度下进行 7.把下列四种X溶液分别加入到四个盛有10ml2mol/L盐酸的烧杯中,均加水稀释到50ml,此时X和盐酸反应的速率最大的是() A.20ml3mol/L的X溶液B.20ml2mol/L的X溶液 C.10ml4mol/L的X溶液D.10ml2mol/L的X溶液 8.在恒温恒容条件下,能使A(g)+B(g) C(g)+D(g)正反应速率增大的措施是() A.减小C或D的浓度 B.增大D的浓度 C.减小B的浓度 D.增大A或B的浓度 9.对某一可逆反应来说,使用催化剂的作用是() A.提高反应物的转化率B.同等程度改变正逆反应的速率 C.增大正反应速率,减少逆反应速率D.改变平衡混合物的组成 10.反应2A(g)2B(g)+E(g);△H>0达到平衡时,要使正反应速率降低,A的浓度增大,应采取的措施是() A.加压B.减压C.减少E的浓度D.降温 11.在已经处于化学平衡状态的体系中,如果下列量发生变化,其中一定能表明平衡发生移动的是()A.反应混合物中各物质的浓度B.反应混合物的压强 C.反应物的转化率D.正逆反应速率 12.反应: A(g)+3B(g)2C(g);△H<0达平衡后,将气体混和物的温度降低,下列叙述中正确的是() A. 正反应速率加大,逆反应速率变小,平衡向正反应方向移动 B. 正反应速率变小,逆反应速率加大,平衡向逆反应方向移动 C. 正反应速率和逆反应速率变小,平衡向正反应方向移动 D. 正反应速率和逆反应速率变小,平衡向逆反应方向移动 13.冰箱致冷剂氟氯甲烷在高空中受紫外线辐射产生Cl原子,并进行下列反应: Cl+O3→ClO+O2,ClO+O→Cl+O2下列说法不正确的是() A. 反应后将O3转变为O2 B.Cl原子是总反应的催化剂 C.氟氯甲烷是总反应的催化剂 D.Cl原子反复起分解O3的作用 14.下图表示可逆反应mA(g)+nB(g)pC(g)在不同温度(T)、压强(p)下,生成物C的物质的量分数x(C)的变化情况.下列关于该正反应热效应及方程式中A、B、C的化学计量数的判断中,正确的是() A.吸热反应,m+n<p B.吸热反应,m+n>p C.放热反应,m+n<p D.放热反应,m+n>p 15.对于热化学方程式: SO3(g)SO2(g)+ O2(g);△H=+98.3kJ/mol的描述有如下四个图象(y表示SO2的质量分数),其中正确的是() 16.在容积固定的密闭容器中存在如下反应: A(g)+3B(g)2C(g); △H<0某研究小组研究了其他条件不变时,改变某一条件对上述反应的影响,并根据实验数据作出下列关系图: 下列判断一定错误的是() A.图I研究的是不同催化剂对反应的影响,且乙使用的催化剂效率较高 B.图Ⅱ研究的是压强对反应的影响,且甲的压强较高 C.图Ⅱ研究的是温度对反应的影响,且甲的温度较高 D.图Ⅲ研究的是不同催化剂对反应的影响,且甲使用的催化剂效率较高 17.将气体A、B置于容积为2L的密闭容器中,发生如下反应: 4A(g)+B(g)=2C(g),反应进行到4s末,测得A为0.5mol,B为0.4mol,C为0.2mol。 则: 用生成物C浓度的增加来表示该反应的速率为______, 用反应物B浓度的减少来表示该反应的速率为______,用反应物A浓度的减少来表示该反应的速率为______。 18.在一密闭容器中充入1molI2和1molH2,压强为p(Pa),并在一定温度下使其发生反应: H2(g)+I2(g)=2HI(g);△H<0。 (1)保持容器容积不变,向其中加入1molH2,反应速率加快吗? 理由是____________________; (2)保持容器容积不变,向其中加入1molN2(N2不参加反应),反应速率也加快吗? 理由是___________; (3)保持容器内气体压强不变,向其中加入1molN2(N2不参加反应),反应速率________,理由是____________________。 (4)保持容器内气体压强不变,向其中加入1molH2和1molI2,反应速率________,理由是____________。 (5)提高起始的反应温度,反应速率________,理由是________________________。 19.有两只密闭容器A和B,A容器有一个可移动的活塞能使容器内保持恒压,B容器保持恒容,起始时向这两只容器中分别充入等量的SO2与O2的混合气体,并使初始容积相等,在催化剂存在并保持4500C 时使之发生如下反应: 2SO2(g)+O2(g)2SO3(g) (1)两容器中的反应速率大小关系,反应开始时: ;建立平衡过程中: _________。 (2)两容器中反应达到平衡后SO2的转化率大小关系: 。 (3)达到平衡后,向两容器中通入少量且等量的氩气,A容器化学平衡移动,B容器化学平衡移动(填向右、向左或不)。 (4)达到平衡后,若向两容器中通入等量的原反应气体,达到新平衡时A容器的SO3体积分数,B容器中的SO3体积分数(填增大、减小或不变)。 20.高炉炼铁中发生的基本反应之一如下: FeO(s)+CO(g)Fe(s)+CO2(g);△H>0,其平衡常数可表达为K=__________,已知1100℃时,K=0.263。 (1)温度升高,化学平衡移动后达到新的平衡,高炉内CO2和CO的体积比值________,平衡常数K值 。 (本小题空格均备选: 增大、减小或不变) (2)1100℃时测得高炉中C(CO2)=0.025mol/L C(CO)=0.1mol/L,在这种情况下,该反应是否处于化学平衡状态 (选填是或否),此时,化学反应速度是V正 V逆(选填大于、小于或等于),其原因是 。 拓展提高 1.丙酮和碘在酸性溶液中发生以下反应: CH3COCH3+I2CH3COCH2I+H++I—。 25℃时,该反应速率由下列经验式决定V=k[CH3COCH3][H+],式中,k=2.73×10—5mol/(L.s)。 25℃时,已知反应开始时C(I2)=0.01mol/L,C(CH3COCH3)=0.1mol/L,C(H+)=0.02mol/L。 求: (1)反应开始时的速率_____________。 (2)当溶液中的I2反应掉一半时,反应速率比开始时慢还是快? 为什么? 2.Fe3+和I-在水溶液中的反应如下: 2I-+2Fe3+2Fe2++I2(水溶液) (1)该反应的平衡常数K的表达式为: K=____________。 当上述反应达到平衡后,加入CCl4萃取I2,且温度不变,上述平衡 移动(向右、向左、不)。 (2)上述反应的正向反应速率和I-、Fe3+的浓度关系为: V=k[I—]m[Fe3+]n [I—](mol/L) [Fe3+](mol/L) V(mol/L·s) 1 0.20 0.80 0.032κ 2 0.60 0.40 0.144κ 3 0.80 0.20 0.128κ 通过所给的数据计算: 在V=k[I—]m[Fe3+]n中,m、n的值为 A.m=1,n=1B.m=1,n=2C.m=2,n=1D.m=2,n=2 I-浓度对反应速度的影响 Fe3+浓度对反应速度的影响。 (选填: 小于、大于、等于) 3. 在一定条件下,二氧化硫和氧气发生如下反应: 2SO2(g)+O2(g)2SO3(g);△H<0 (1)写出该反应的化学平衡常数表达式K=_______________ (2)降低温度,该反应K值________,二氧化碳转化率________,化学反应速度_________(以上均填增大、减小或不变) (3)600℃时,在一密闭容器中,将二氧化碳和氧气混合,反应过程中SO2、O2、SO3物质的量变化如图,反应处于平衡状态的时间是_____________。 (4)据图判断,反应进行至20min时,曲线发生变化的原因是______________________(用文字表达); 10min到15min的曲线变化的原因可能是__________(填写编号)。 A 加了催化剂 B缩小容器体积 C 降低温度 D 增加SO3的物质的量 第3节化学反应速率 基础训练 1.C2.C3.A4.C5.CD6.BD7.A8.D9.B10.D11.C 12.C13.C14.D15.D16.AB 17.0.025mol·(L·S)-1;0.0125mol·(L·S)-1;0.05mol·(L·S)-1 18. (1)加快,因为反应物H2的浓度增大了。 (2)不变,因为反应物浓度未变。 (3)减小,因为容器体积增大,反应物浓度减小(4)不变,因为反应物浓度未变。 (5)增大,升温不管正反应吸热放热速率都增大。 19. (1)VA=VB;VA>VB (2)A>B(3)向右;不移动(4)不变;增大。 20. (1)增大,增大 (2)否;大于;因为此时QC<KC,反应正在正向进行。 拓展提高 1.5.46×10—8mol/(L.s),快2. (1)向右 (2)C;大于 3. (1) (2)增大;增大;减小(3)15~20min和25~30min(4)增加了O2的量;AB
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