化学选择性必修1化学反应速率第1课时学案

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第1课时 化学反应速率
新知探究(一)——化学反应速率
1.化学反应速率的概念及其表示方法
2.注意事项
(1)化学反应速率通常是指某一段时间内的平均反应速率,而不是瞬时反应速率。
(2)一般不用纯液体或固体来表示化学反应速率。
(3)在同一化学反应中,选用不同物质表示化学反应速率,其数值可能相同也可能不相同,但表示的意义相同。
[题点多维训练]
1.判断正误(正确的打“√”,错误的打“×”)。
(1)对于任何化学反应来说,反应速率越大,反应现象就越明显( )
(2)化学方程式中,任何一种物质均可用v=ΔcΔt求出用该物质表示的化学反应速率( )
(3)化学反应速率指的是某时刻的瞬时速率( )
(4)同一化学反应,相同条件下用不同物质表示的反应速率,其数值可能不同,但表示的意义相同( )
2.下列说法正确的是( )
A.在化学反应中,固体和纯液体的化学反应速率为零
B.在可逆反应里,当反应达到平衡后,其化学反应速率为零
C.在某一化学反应里,其化学反应速率可以用反应物浓度的改变或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.化学反应速率用生成物浓度的改变来表示时可以是负值
3.(2025·南宁阶段检测)反应2SO2(g)+O2(g)⇌2SO3(g)经a min后SO3(g)的浓度变化情况如图所示,在0~a min内用O2表示的平均反应速率为0.04 ml·L-1·min-1,则a等于( )
A.10B.2.5C.0.1D.5
4.反应3X(g)+Y(g)⇌2Z(g)+2W(g)在2 L密闭容器中进行,5 min后Y减少了0.5 ml,则此反应的反应速率为(` )
A.v(X)=0.05 ml·L-1·min-1
B.v(Y)=0.10 ml·L-1·min-1
C.v(Z)=0.10 ml·L-1·min-1
D.v(W)=0.10 ml·L-1·s-1
新知探究(二)——化学反应速率的计算与大小比较
典例导学
[典例] Ⅰ.将等物质的量A、B混合于2 L的密闭容器中,发生反应:3A(g)+B(g)⇌xC(g)+2D(g),经5 min 后测得D的浓度为0.5 ml·L-1,c(A)∶c(B)=3∶5,C的平均反应速率是0.1 ml·L-1·min-1。
(1)经5 min后A的浓度为 。
(2)反应开始前充入容器中B的物质的量为 。
(3)B的平均反应速率为 。
(4)x的值为 。
Ⅱ.对于反应A(g)+3B(g)2C(g)+2D(g),下列分别表示不同条件下的反应速率,则反应速率大小关系是 。
①v(A)=0.01 ml·L-1·s-1
②v(B)=1.20 ml·L-1·min-1
③v(C)=2.40 ml·L-1·min-1
④v(D)=0.02 ml·L-1·s-1
听课记录:
[系统融通知能]
1.化学反应速率的计算方法
(1)利用基本公式:v=ΔcΔt=ΔnV·Δt。
(2)利用比值计算
速率之比=化学计量数之比=各物质的浓度变化量(Δc)之比=各物质的物质的量变化量(Δn)之比。
(3)“三段式”法计算模板
例如:反应 mA + nB⇌ pC
起始浓度/(ml·L-1) a b c
转化浓度/(ml·L-1) x nxm pxm
t时刻浓度/(ml·L-1) a-x b-nxm c+pxm
计算中注意以下量的关系:
①对反应物:c(起始)-c(转化)=c(某时刻);
②对生成物:c(起始)+c(转化)=c(某时刻)。
2.化学反应速率大小的比较
(1)转化法
先换算成统一单位,再将不同物质表示的速率换算为用同一物质表示的速率,再比较速率数值的大小,如以物质A为标准,将用其他物质表示的反应速率换算为用物质A表示的速率,并比较数值的大小,确定化学反应速率的大小。
(2)比值法
对于反应mA(g)+nB(g)pC(g)+qD(g),先换算成统一单位,再分别计算v(A)m、v(B)n、v(C)p、v(D)q的值,数值越大,化学反应速率越大。
[题点多维训练]
题点(一) 化学反应速率的计算
1.储氢合金材料具有优异的吸氢性能,在配合氢能的开发中起到重要作用。温度为T1时,2 g 某合金4 min内吸收氢气240 mL,吸氢速率v= mL·g-1·min-1。
2.某温度下6.5 g锌粒与40 mL 2.5 ml·L-1的硫酸反应,用时10 s时恰好收集H2体积44.8 mL(0 ℃、101 kPa条件下)。
(1)用锌粒表示的10 s内该反应的速率为 g·s-1。
(2)忽略溶液体积的变化,用H+表示的10 s内该反应的速率为 ml·L-1·s-1。
(3)忽略溶液体积的变化,用Zn2+表示的10 s内该反应的速率为 ml·L-1·s-1。
(4)用H2表示的10 s内该反应的速率为ml·s-1。
3.在2 L密闭容器中进行反应:mX(g)+nY(g)⇌pZ(g)+qQ(g),式中m、n、p、q为物质的化学计量数。在0~3 min内,各物质的物质的量变化如下表所示:
已知2 min内v(Q)=0.075 ml·L-1·min-1,v(Z)v(Y)=12。
(1)起始时n(Y)= ,n(Q)= 。
(2)化学方程式中m= ,n= ,p= ,q= 。
(3)用Z表示2 min内的反应速率为 。
(4)2 min末Q的转化率为 。
题点(二) 化学反应速率大小的比较
4.(2025·长沙期中检测)已知反应4X+2Y⇌Z+4W(X、Y、Z、W均为气体)在不同条件下的化学反应速率如下,其中表示反应速率最快的是( )
A.v(X)=0.02 ml·L-1·s-1
B.v(Y)=0.6 ml·L-1·min-1
C.v(Z)=0.4 ml·L-1·min-1
D.v(W)=0.08 ml·L-1·s-1
5.对于可逆反应2M(g)+2N(s)⇌3P(g)+Q(g),在不同条件下测得的化学反应速率如下,下列速率关系正确的是( )
①v(M)=4 ml·L-1·min-1
②v(M)=0.1 ml·L-1·s-1
③v(P)=0.2 ml·L-1·s-1
④v(Q)=3 ml·L-1·min-1
A.①>④>③>②
B.②>③=①>④
C.③>②=④>①
D.④>③>①>②
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第二章 化学反应速率与化学平衡
第一节 化学反应速率
第1课时 化学反应速率
新知探究(一)
1.快慢 减小 增加 浓度 时间
ml·L-1·min-1 ml·L-1·s-1
[题点多维训练]
1.(1)× (2)× (3)× (4)√
2.选C 固体或纯液体的浓度视为常数,不能用固体或纯液体的浓度变化量表示化学反应速率,A错误;可逆反应达到平衡的重要特征是正、逆反应速率相等但不为零,B错误;在同一化学反应中,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,化学计量数相同的物质表示的化学反应速率相同,化学计量数不同的物质表示的化学反应速率不同,C正确;化学反应速率一律用正值表示,D错误。
3.选D 在0~a min内O2表示的平均速率为0.04 ml·L-1·min-1,则v(SO3)=2v(O2)=0.08 ml·L-1·min-1,故反应时间a=0.4 ml·L-10.08 ml·L-1·min-1=5 min,故D正确。
4.选C 依题意,v(Y)=0.5 ml2 L×5 min=0.05 ml·L-1·min-1,用单位时间内不同物质的浓度变化量表示的化学反应速率之间的关系为v(X)∶v(Y)∶v(Z)∶v(W)=3∶1∶2∶2,故v(X)=0.15 ml·L-1·min-1,v(Z)=v(W)=0.10 ml·L-1·min-1。
新知探究(二)
[典例] 解析:Ⅰ.(1)5 min内C的平均反应速率是0.1 ml·L-1·min-1,则生成C的物质的量是1 ml,生成D的物质的量为1 ml,根据物质的量变化量之比等于相应的化学计量数之比可知,x=2。则
3A(g)+B(g)⇌2C(g)+2D(g)
起始/ml n n 0 0
转化/ml 1.5 0.5 1.0 1.0
5 min末/ml n-1.5 n-0.5 1.0 1.0
所以有(n-1.5)∶(n-0.5)=3∶5
解得n=3,所以此时A物质的浓度为0.75 ml·L-1。
(2)由以上分析可得反应开始前充入容器中B的物质的量为3 ml。
(3)化学反应速率之比等于相应的化学计量数之比,C的平均反应速率是0.1 ml·L-1·min-1,所以B的平均反应速率为0.05 ml·L-1·min-1。
Ⅱ.比较不同条件下的反应速率时应转化成同一物质的速率进行比较,根据化学反应速率之比等于化学计量数之比进行转换,以A的速率为标准,①对应的v(A)=0.01 ml·L-1·s-1=0.6 ml·L-1·min-1;②对应的v(A)=v(B)3=1.20 ml·L-1·min-13=0.4 ml·L-1·min-1;③v(A)=v(C)2=2.40 ml·L-1·min-12=1.20 ml·L-1·min-1;④v(A)=v(D)2=0.02 ml·L-1·s-12=0.6 ml·L-1·min-1。可知反应速率的大小关系为③>①=④>②。
答案:Ⅰ.(1)0.75 ml·L-1 (2)3 ml (3)0.05 ml·L-1·min-1
(4)2 Ⅱ.③>①=④>②
[题点多维训练]
1.30
2.解析:0 ℃、101 kPa条件下,H2的体积为44.8 mL,其物质的量为0.002 ml,则根据反应Zn+H2SO4ZnSO4+H2↑可知:Zn~H2SO4~ZnSO4~H2,|Δn(Zn)|=|Δn(H2SO4)|=|Δn(ZnSO4)|=|Δn(H2)|=0.002 ml。|Δm(Zn)|=0.002 ml×65 g·ml-1=0.13 g,v(Zn)=0.13 g10 s=0.013 g·s-1;v(H+)=0.002 ml×20.04 L×10 s=0.01 ml·L-1·s-1;v(Zn2+)=0.002 ml0.04 L×10 s=0.005 ml·L-1·s-1;v(H2)=0.002 ml10 s=0.000 2 ml·s-1。
答案:(1)0.013 (2)0.01 (3)0.005 (4)0.000 2
3.解析:对比X的起始量和2 min 末的量,可知反应逆向进行。
|Δn(Q)|=|v(Q)·V·Δt|=0.075 ml·L-1·min-1×2 L×2 min=0.3 ml,
对反应过程作“三段式”分析如下:
mX(g)+nY(g)⇌pZ(g)+qQ(g)
起始/ml 0.7 n(Y) 1 n(Q)
转化/ml Δn(X) Δn(Y) Δn(Z) Δn(Q)
2 min末/ml 0.8 2.7 0.8 2.7
故Δn(X)=0.8 ml-0.7 ml=0.1 ml
|Δn(Z)|=|0.8 ml-1 ml|=0.2 ml
n(Q)=0.3 ml+2.7 ml=3.0 ml
(1)因v(Z)v(Y)=|Δn(Z)|Δn(Y)=0.2 mlΔn(Y)=12 Δn(Y)=0.4 ml
n(Y)=2.7 ml-0.4 ml=2.3 ml。
(2)m∶n∶p∶q=Δn(X)∶Δn(Y)∶|Δn(Z)|∶|Δn(Q)|=0.1 ml∶0.4 ml∶0.2 ml∶0.3 ml=1∶4∶2∶3。
(3)v(Q)v(Z)=32,v(Q)=0.075 ml·L-1·min-1,故v(Z)=0.05 ml·L-1·min-1。
(4)2 min 末Q的转化率α(Q)=|Δn(Q)|n(Q)×100%=0.3 ml3.0 ml×100%=10%。
答案:(1)2.3 ml 3.0 ml (2)1 4 2 3
(3)0.05 ml·L-1·min-1 (4)10%
4.选D 都换算为Z的反应速率进行比较。
A.v(X)=0.02 ml·L-1·s-1=0.02 ml·L-1160 min=
1.2 ml·L-1·min-1,v(Z)=v(X)4=1.2 ml·L-1·min-14=0.3 ml·L-1·min-1;B.v(Z)=v(Y)2=0.6 ml·L-1·min-12=0.3 ml·L-1·min-1;C.v(Z)=0.4 ml·L-1·min-1;
D.v(W)=0.08 ml·L-1·s-1=0.08 ml·L-1160 min=
4.8 ml·L-1·min-1,v(Z)=v(W)4=4.8 ml·L-1·min-14=1.2 ml·L-1·min-1;则反应速率最快的是D。
5.选C 将①②③④均转化为用物质M表示的速率,换算后①②③④依次为v(M)=4 ml·L-1·min-1、v(M)=6 ml·L-1·min-1、v(M)=8 ml·L-1·min-1、v(M)=6 ml·L-1·min-1,③>②=④>①。
学习目标
重点难点
1.知道化学反应速率的表示方法,了解测定化学反应速率的简单方法。能进行化学反应速率的简单计算。
2.通过实验探究,了解温度、压强和催化剂对化学反应速率的影响。
3.知道化学反应是有历程的,认识基元反应活化能对化学反应速率的影响;知道催化剂可以改变反应历程。
重
点
1.化学反应速率的简单计算。
2.反应条件对化学反应速率的影响。
难
点
用碰撞理论说明反应条件对化学反应速率的影响
物质
X
Y
Z
Q
起始/ml
0.7
1
2 min末/ml
0.8
2.7
0.8
2.7
3 min末/ml
0.8