專題六

化學反應與能量變化第一單元

化學反應速率反應限度6.1.1化學反應速率

核心素養目標證據推理與模型認知：通過實驗現象和數據計算，建立化學反應速率的定量表示方法。科學探究與創新意識鼓勵學生在實驗中嘗試創新，如改進實驗裝置、采用新的實驗方法或探索新的影響因素等，培養創新意識和實踐能力。科學態度與社會責任在實驗探究中培養嚴謹認真、實事求是的科學態度；認識到化學反應速率的控制在工業生產、環境保護等方面的重要意義，如提高化工生產效率、減少污染物排放等，增強社會責任感和環保意識。教學重難點重點化學反應速率的概念及計算方法。化學反應速率與化學計量系數成正比難點理解化學反應速率的概念，特別是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反應速率。理解化學反應速率與化學計量數之間的關系課前導入在化學實驗和日常生活中,我們經常觀察到這樣的現象:有的反應進行得快,有的進行得慢。你了解下圖涉及的化學反應的快慢嗎?反應的快慢程度與我們有什么關系?爆炸瞬間完成鐵銹緩慢形成溶洞極為緩慢變質較快完成不同的化學反應的快慢千差萬別,快和慢是相對而言的,這些判斷方法都是定性地描述反應的快慢。而在科學研究和實際應用中,往往需要定量地描述一個反應的快慢。那么化學上又是如何定量地判斷一個化學反應的快慢的呢?怎樣比較一個化學反應反應速率的快慢呢?什么是定性？什么是定量？回憶我們之前所學過的物理知識不難發現，定性和定量早早埋下了伏筆。（1）光的速度是很快的。（2）光的速度是3x108m/s這是定性描述這是定量定性描述類比來看，化學中的定性描述：爆炸反應幾乎能在瞬間完成，說明其化學反應速率極快，在極短的時間內反應物就完全轉化為生成物。金屬與酸的反應，如鎂與鹽酸的反應比較快。可以觀察到反應過程中迅速產生大量氣泡，在較短時間內就能看到明顯的反應現象。食物腐敗和鋼鐵生銹較為緩慢，一般需要數日或數月。這些反應在日常生活中需要較長時間才能觀察到明顯的變化，說明化學反應速率較慢。如何定量描述化學反應的快慢————化學反應速率化學反應速率PART01探究化學反應的快慢組別操作現象離子方程式1取一支試管,加入5mL0.5mol·L-1鹽酸,再剪取一定大小的鎂條,用砂紙打磨后,放入試管中

2取一支試管,加入5mL0.5mol·L-1鹽酸,再剪取與實驗1鎂條相同大小的鐵片,用砂紙打磨后,放入試管中

鎂條與鹽酸劇烈反應,表面有大量氣泡產生,試管發燙

鐵片與鹽酸緩慢反應,表面有氣泡產生,試管微熱

探究化學反應的快慢化學反應速率

典例解析某容器中發生鋁與2L稀硫酸的反應,已知5s末消耗了0.6mol硫酸,若不考慮反應過程中溶液體積的變化,則5s內生成硫酸鋁的平均反應速率是()。A.0.06mol·L-1·s-1 B.0.04mol·L-1·s-1C.0.02mol·L-1·min-1 D.1.2mol·L-1·min-1D

歸納總結化學反應速率的表示方法1.表示化學反應速率時,必須指明具體的物質,因為同一化學反應,用不同的物質表示的反應速率,其數值可能不同。2.固體或純液體的濃度視為常數,Δc=0,因此通常不用固體或純液體表示化學反應速率。3.化學反應速率是一段時間內的平均反應速率,而不是某一時刻的瞬時速率。對化學反應速率的理解(1)無論是用反應物濃度的減少還是用生成物濃度的增加來表示化學反應速率，都取正值。(2)化學反應速率指的是某一段時間內的平均反應速率，不是指某一時刻的瞬時速率。(3)由于化學反應涉及的反應物、生成物有多種，所以表示一個反應的化學反應速率時，必須指明具體的物質。(4)一定溫度下，由于固體和純液體單位體積的物質的量不會改變(可視為常數)，即它們的物質的量濃度為常數，因此一般不用固體和純液體來表示化學反應速率。實驗探究在體積為100mL的溶液中，發生下列反應：16H++2MnO4-+10Br-=2Mn2++5Br2+8H2O已知，反應開始時，Br-的物質的量為0.01mol；經過10s后，Br-的物質的量變為0.002mol。假設反應過程中溶液的體積保持不變，則在這10s內，Br-消耗的平均速率是多少？反應過程中，Br2增加的平均速率是多少？反應物/生成物反應前反應中反應后反應時間Br-0.01mol0.008mol0.002mol10sBr200.004mol0.004mol

通過上述計算，我們不難發現，用

不同的物質表示一段時間內同一狀態下同一個化學反應的速率是不同的，也就是說我們在表示化學反應速率時，我們需要表明是哪種物質的反應速率

。且在數值上，化學反應速率之比恰好等于化學計量系數之比典例解析反應3A(g)+B(g)=2C(g)+2D(g)在不同條件下,反應速率分別為①v(A)=0.6mol·L-1·min-1;

②v(B)=0.45mol·L-1·min-1;③v(C)=0.015mol·L-1·s-1;

④v(D)=0.45mol·L-1·min-1。則此反應在不同條件下進行的快慢順序為(填序號)。

②=③>④>①歸納總結

典例解析(1)在反應A＋3B=2C(A、B、C均為氣體)中，以物質A表示該反應的化學反應速率為0.2mol·L－1·min－1，則以物質B表示此反應的化學反應速率為

mol·L－1·min－1。0.6

(2)在2L密閉容器中，充入2molN2和3molH2，在一定條件下發生反應N2＋3H2?2NH3。3s后測得N2為1.9mol，則以H2的濃度變化表示的反應速率為

mol·L－1·s－1。0.05

(3)將10molA和5molB放入容積為10L的密閉容器中，某溫度下發生反應：3A＋B=2C(A、B、C均為氣體)。在最初2s內，A的平均反應速率為0.06mol·L－1·s－1，則在2s末時，容器中有

molA，此時C的物質的量濃度為

mol·L－1。8.80.08

3A

＋

B

=

2C起始濃度/(mol·L－1) 1.0

0.5

0轉化濃度/(mol·L－1) 0.06×2＝0.12

0.04

0.082s時濃度/(mol·L－1) 1.0－0.12＝0.88

0.5－0.04＝0.460.08則2s時，n(A)＝0.88mol·L－1×10L＝8.8mol,c(C)＝0.08mol·L－1。課堂小結PART02計算比較概念和表示方法231化學反應速率2.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。1.概念:表示化學反應的快慢的物理量。定義式法三段式法關系式法歸一法比值法課堂練習PART031.對于反應:CaCO3+2HCl=CaCl2+H2O+CO2↑,下列說法正確的是()。A.用HCl和CaCl2表示的反應速率數值不同,但所表示的意義相同B.不能用CaCO3的濃度變化來表示反應速率,但可用H2O來表示C.用H2O和CO2表示的化學反應速率相同D.用CaCl2濃度的減小量表示其反應速率A2.反應A(g)+3B(g)=2C(g)+2D(g)在四種不同情況下的反應速率分別為①v(A)=0.45mol·L-1·min-1②v(B)=0.6mol·L-1·s-1③v(C)=0.4mol·L-1·s-1④v(D)=0.45mol·L-1·s-1該反應進行的快慢順序為()。A.④<③=②<① B.④>③=②>①C.①>②>③>④

D.④>③>②>①B3.在一定溫度下,將2molCO2(g)和6molH2(g)置于容積為2L的恒容密閉容器中,發生反應:CO2(g)+3H2(g)=CH3OH(g)+H2O(g)。反應進行到5s時,測得CO2的物質的量為1.4mol,則:(1)5s時,生成物CH3OH的濃度為

。(2)0~5s內,用反應物H