第1課時化學反應速率第2章

第3節學習目標定位1.了解化學反應速率的概念，會定量表示化學反應速率。2.掌握化學反應速率的簡單計算，會比較化學反應速率的

快慢。一化學反應速率的表示方法達標檢測提升技能二化學反應速率的計算及應用內容索引一化學反應速率的表示方法新知導學1.按下列要求完成實驗，觀察反應現象，比較反應速率的大小。①將0.3g鎂粉加入50mL2mol·L－1鹽酸中②將0.3g鎂粉加入50mL1mol·L－1鹽酸中(1)兩實驗產生氣泡較快的是①，鎂粉完全溶解所需時間的大小關系是______，反應速率的大小關系是______。(2)下列方法中能夠表示上述實驗化學反應速率的是____。A.單位時間內鹽酸溶液的物質的量濃度變化B.單位時間內氯化鎂溶液的物質的量濃度變化C.單位時間內鎂的質量變化D.單位時間內鎂的物質的量變化①<②①>②AB(3)若用單位時間內鹽酸濃度的減小(或氯化鎂溶液濃度的增大)來表示上述反應的速率，需要___________________，并利用關系式計算出_____

______________________________________。反應準確量取鹽酸的體積中消耗的鹽酸或生成的氯化鎂的物質的量有關反應物質SO2O2SO3物質的量變化/mol0.80.40.8物質的量濃度變化/mol·L－1__________化學反應速率/mol·L－1·s－1____________速率之比v(SO2)∶v(O2)∶v(SO3)＝_________2.在一個體積為2L的密閉容器中發生反應：2SO2＋O2

2SO3，經5s后，測得SO3的物質的量為0.8mol，填寫下表：0.080.40.20.040.082∶1∶20.41.化學反應速率表示方法通常用單位時間內反應物濃度的減少或生成物濃度的增加來表示。其數學表達式為Δc表示某物質濃度的變化，常用單位mol·L－1；Δt表示時間變化，常用單位s、min或h。2.注意問題(1)一般來說，隨著反應的逐漸進行，反應物濃度會逐漸減小，化學反應速率也會逐漸減慢。因此，化學反應速率通常是指某一段時間內的平均反應速率，而不是瞬時反應速率。歸納總結(2)在同一化學反應中，選用不同物質表示化學反應速率，其數值可能相同也可能不相同，但表示的意義相同。因此，表示化學反應速率時，必須指明用哪種物質作為標準，在v的后面將該物質的化學式用括號括起來。(3)用不同反應物表示化學反應速率時，化學反應速率之比＝物質的量濃度變化之比＝物質的量變化之比＝化學計量數之比。(4)用濃度變化表示化學反應速率只適用于氣體和溶液中的溶質，不適用于固體和純液體1.根據反應4FeS2＋11O2===2Fe2O3＋8SO2，試回答下列問題。(1)常選用哪些物質來表示該反應的化學反應速率________。活學活用答案解析一般不用固體和純液體來表示反應速率，所以可用O2和SO2來表示該反應的反應速率。SO2或O2

(2)當生成SO2的速率為0.64mol·L－1·s－1時，則氧氣減少的速率_______________。不同物質表示的反應速率和方程式中對應化學計量數成正比，所以氧氣減少的速率為0.64mol·L－1·s－1×＝0.88mol·L－1·s－1。答案解析0.88mol·L－1·s－1(3)如測得4s后O2的濃度為2.8mol·L－1，此時間內SO2的反應速率為0.4mol·L－1·s－1，則開始時氧氣的濃度為__________。答案解析此時間內SO2的速率為0.4mol·L－1·s－1，則氧氣表示的速率為0.4mol·L－1·s－1×

＝0.55mol·L－1·s－1，所以氧氣的變化濃度為0.55mol·L－1·s－1×4s＝2.2mol·L－1，則開始時氧氣的濃度為2.8mol·L－1＋2.2mol·L－1＝5.0mol·L－1。5.0mol·L－1

2.已知4NH3＋5O2===4NO＋6H2O，若反應速率分別用v(NH3)、v(O2)、v(NO)、v(H2O)(mol·L－1·min－1)來表示，下列關系正確的題是

A.v(NH3)＝v(O2) B.v(O2)＝v(H2O)C.v(NH3)＝v(H2O) D.v(O2)＝v(NO)答案二化學反應速率的計算及應用

1.反應4NH3(g)＋5O2(g)

4NO(g)＋6H2O(g)在10L密閉容器中進行，半分鐘后，水蒸氣的物質的量增加了0.45mol，則此反應的平均速率v(X)(反應物的消耗速率或產物的生成速率)可表示為A.v(NH3)＝0.010mol·L－1·s－1B.v(O2)＝0.0010mol·L－1·s－1C.v(NO)＝0.0010mol·L－1·s－1D.v(H2O)＝0.045mol·L－1·s－1新知導學答案解析2.反應A＋3B

2C＋2D在四種不同情況下的反應速率分別為①v(A)＝0.15mol·L－1·min－1②v(B)＝0.01mol·L－1·s－1③v(C)＝0.40mol·L－1·min－1④v(D)＝0.45mol·L－1·min－1則該反應在不同情況下進行的快慢順序為_____________。答案解析④>③＝②>①方法一：將以不同物質表示的反應速率換算為用同一物質表示的速率，再比較速率數值的大小。若以物質A為標準，根據用不同物質表示同一反應的速率時，速率之比等于各物質的化學計量數之比，將②、③、④的反應速率換算為用物質A表示的反應速率，則有：②v(A)＝

v(B)＝

×0.01mol·L－1·s－1×60s·min－1＝0.20mol·L－1·min－1③v(A)＝

v(C)＝

×0.40mol·L－1·min－1＝0.20mol·L－1·min－1④v(A)＝

v(D)＝

×0.45mol·L－1·min－1＝0.225mol·L－1·min－1故反應在不同情況下進行的快慢順序為④>③＝②>①。方法二：首先將反應速率單位統一為mol·L－1·min－1，則②v(B)＝0.60mol·L－1·min－1，然后根據反應速率與對應物質化學計量數之比的大小進行判斷。由化學方程式A＋3B

2C＋2D得出：故反應在不同情況下進行的快慢順序為④>③＝②>①。

3.可逆反應N2＋3H2

2NH3的正、逆反應速率可用單位時間內各反應物或生成物濃度的變化來表示。下列各關系中能說明反應已達到平衡狀態的是A.3v正(N2)＝v正(H2) B.v正(N2)＝v逆(NH3)C.2v正(H2)＝3v逆(NH3) D.v正(N2)＝3v逆(H2)答案解析對于同一物質而言，v正＝v逆時，該反應達到化學平衡狀態。兩種物質表示的v正∶v逆＝化學方程式中對應物質的化學計量數之比，則任一物質的生成、消耗速率相等。由此可知本題應選C項。1.化學反應速率的計算方法(1)利用反應速率的定義式v＝

求算。(2)利用化學反應中各物質的速率之比等于化學計量數之比的規律求算。(3)利用三段式進行計算①求解化學反應速率計算題的一般步驟：a.寫出有關反應的化學方程式；b.找出各物質的起始量、轉化量、某時刻量；c.根據已知條件列方程計算。歸納總結例如，對于反應：mA＋nB===pC＋qD。t0時，A的濃度為amol·L－1，B的濃度為bmol·L－1。反應進行至t1s時，A消耗了xmol·L－1，則反應速率可計算如下：

mA＋nB==pC＋qD起始濃度(mol·L－1)

a

b

00②計算時注意以下量的關系：a.對反應物：c起始－c轉化＝c某時刻，b.對生成物：c起始＋c轉化＝c某時刻，c.轉化率：

×100%。2.化學速率比較方法(1)歸一法：依據化學反應速率之比等于化學計量數之比，將同一反應中的用不同物質表示的反應速率，轉化成用同一種物質表示的反應速率，然后直接依據數值進行比較。例如：對于反應2SO2＋O2

2SO3，如果a.v(SO2)＝2mol·L－1·min－1，b.v(O2)＝3mol·L－1·min－1，c.v(SO3)＝4mol·L－1·min－1，比較反應速率的大小，可以將三者表示的反應速率都轉化為O2表示的反應速率再作比較。換算得出：a.v(O2)＝1mol·L－1·min－1，c.v(O2)＝2mol·L－1·min－1，則反應速率的大小關系為b＞c＞a。(2)比值法：用各物質的量表示的反應速率除以對應各物質的化學計量數，然后再對求出的數值進行大小排序，數值大的反應速率快。例如：對于反應mA＋nB

pC＋qD，若v(A)/m＞v(B)/n，則反應速率A＞B。

3.在N2＋3H2

2NH3的反應中，經過一段時間后，NH3的濃度增加了0.6mol·L－1，在此段時間內用H2表示的平均反應速率為0.45mol·L－1·s－1，則此段時間是A.1s B.2sC.44s D.1.33s活學活用答案

解析本題考查化學反應速率的有關計算。已知用H2表示的平均反應速率為0.45mol·L－1·s－1，則用NH3表示的平均反應速率為v(NH3)＝

v(H2)＝

×0.45mol·L－1·s－1＝0.3mol·L－1·s－1，

4.對于反應A(g)＋3B(g)===2C(g)，下列各數據表示不同條件下的反應速率，其中反應進行得最快的是A.v(A)＝0.01mol·L－1·s－1B.v(B)＝0.02mol·L－1·s－1C.v(B)＝0.60mol·L－1·min－1D.v(C)＝1.0mol·L－1·min－1答案

解析對于同一反應在不同條件下的反應速率進行比較時，必須選定同一種速率單位和同一種物質，這樣比較才有意義。如選擇B物質和單位mol·L－1·min－1，并依據“各物質的速率之比等于化學方程式中計量數之比”進行相應的換算，然后進行對比。A項，v(B)＝3v(A)＝3×60s·min－1×0.01mol·L－1·s－1＝1.8mol·L－1·min－1；B項，v(B)＝60s·min－1×0.02mol·L－1·s－1＝1.2mol·L－1·min－1；D項，v(B)＝

v(C)＝1.5mol·L－1·min－1，經過比較可知A項反應進行的最快。達標檢測提升技能1.在2L密閉容器內，某氣體反應物在2s內由8mol變為7.2mol，則用該氣體表示該反應的平均反應速率為

A.0.4mol·L－1·s－1

B.0.3mol·L－1·s－1C.0.2mol·L－1·s－1

D.0.1mol·L－1·s－1答案解析√1234A.該反應的化學方程式為3B＋4D

6A＋2CB.反應進行到1s時，v(A)＝v(D)C.反應進行到6s時，B的平均反應速

率為0.05mol·L－1·s－1D.反應進行到6s時，各物質的反應

速率相等答案解析√12342.一定溫度下，向容積為2L的密閉容器中通入兩種氣體發生化學反應，反應中各物質的物質的量變化如下圖所示，對該反應的推斷合理的是A中各物質的物質的量變化之比等于化學方程式中計量數之比，Δn(A)∶Δn(B)∶Δn(C)∶Δn(D)＝(1.2－0)mol∶(1.0－0.4)mol∶(1.0－0.2)mol∶(0.4－0)mol＝6∶3∶4∶2，所以化學方程式為3B＋4C

6A＋2D，錯誤；不論在什么時刻，用各物質表示的速率之比等于計量數之比，B、D錯誤。12343.將化合物A的蒸氣1mol充入0.5L容器中加熱分解：2A(g)

B(g)＋nC(g)。反應到3min時，容器內A的濃度為0.8mol·L－1，測得這段時間內，平均速率v(C)＝0.6mol·L－1·min－1，則化學反應方程式中n值為___，v(B)＝_________________。

答案解析123430.2mol·L－1·min－1因為化學反應方程式中各物質的化學計量數之比等于相應物質的反應速率之比，所以欲求n值，可先求v(A)的值。Δc(A)＝2mol·L－1－0.8mol·L－1＝1.2mol·L－1，A的化學反應速率：·min－1，則v(A)∶v(C)＝2∶n＝0.4mol·L－1·min－1∶0.6mol·L－1·min－1＝2∶3，故n＝3。v(B)＝

v(A)＝

×0.4mol·L－1·min－1＝0.2mol·L－1·min－1。1234＝0.4mol·L－14.為了提高煤的利用率，人們先把煤轉化為CO和H2，再將它們轉化為甲醇，某實驗人員在一定溫度下的密閉容器中，充入一定