2018版高中化学第2章化学键化学反应与能量第2节化学反应的快慢和限度第1课时化学反应的快慢学案鲁科.wps

第 2 2 节 化学反应的快慢和限度 第 1 1 课时 化学反应的快慢 1了解化学反应速率的概念和表示方法。 2掌握化学反应速率的计算。(重点) 3知道浓度、温度、催化剂等条件对化学反应速率的影响。(重难点) 化 学 反 应 速 率 及 其 表 示 方 法 基础·初探 1化学反应速率 (1)概念：化学反应速率是用来描述化学反应的快慢的物理量。 (2)表示方法：通常用单位时间里反应物浓度或生成物浓度的变化量来表示。 c n (3)表达式：v 或 v 。 t V·t 式中：c 为浓度的变化量，一般以 mol·L1为单位；t 为时间，单位常用 s 或 min 表 示。 (4)常用单位：mol·L1·s1或 mol·L1·min1。 2化学反应速率的计算 在一个体积为 2 L 的密闭容器中发生反应 2SO2O2 2SO3，经过 5 s 后，测得 SO3的物 质的量为 0.8 mol。填写下表： 有关反应 物质 SO2 O2 SO3 物质的量 0.4_mol·L1 0.2_mol·L1 0.4_mol·L1 浓度变化 化学反应 0.08_mol·L 0.04_mol·L 0.08_mol·L 速率 1·s1 1·s1 1·s1 化学反应 212 速率之比 探究·升华 思考探究 1 1单位时间内，反应物消耗的物质的量越多，是不是反应速率越大？ c n 【提示】 不一定。由 v 知由于 V 未知，无法判定 v 的大小。 t V·t 2某一化学反应速率在第 10 s 时，反应速率为 0.2 mol·L1·s1，这种说法正确吗？为 什么？ 【提示】 不正确。化学反应速率为平均速率，不是瞬时速率。 认知升华 1t 表示某一时间段，故化学反应速率是平均速率，而非瞬时速率。 2表示化学反应速率时，必须指明具体的物质，因为同一化学反应用不同的物质表示反 应速率，其数值可能不同。例如，化学反应 N23H2 2NH3，用 H2表示该反应的反应速率时 写成 v(H2)。 3对于有固体或纯液体参加的反应，由于固体或纯液体的浓度为一常数，即 c0(无意 义)，所以不用固体或纯液体表示反应速率。 4对于一个具体的化学反应，反应物和生成物的物质的量的变化是按化学方程式中物质 系数之比进行的，所以化学反应中各物质的反应速率之比等于化学方程式中各物质的系数之比。 对于反应 aAbB=cCdD(A、B、C、D 均不是固体或纯液体)，v(A)v(B)v(C)v(D) n(A)n(B)n(C)n(D)c(A)c(B)c(C)c(D)abcd。 5在同一时间内的同一个化学反应里，虽然用不同物质表示的化学反应速率不一定相同， 但它们表示的意义相同，即一种物质的化学反应速率就代表了整个化学反应的反应速率。 题组·冲关 题组 1 正确理解化学反应速率 1下列关于化学反应速率的说法正确的是 ( ) A化学反应速率是指单位时间内任何一种反应物物质的量浓度的减少量或任何一种生成 物物质的量浓度的增加量 B化学反应速率为 0.1 mol·L1·s1是指 1 秒钟时某物质的浓度为 0.1 mol·L1 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对于任何化学反应来说，反应速率越快，反应现象就越明显 【解析】 A 项，反应速率不能用纯液体或纯固体的物质的量变化来表示，故 A 项不正确；B 项，化学反应速率是平均反应速率而不是瞬时速率，故 B 项不正确；C 项，化学反应速率是用 来表示化学反应进行快慢的物理量，故 C 项正确；有些反应，反应速率很快，但反应现象不明 显，如酸碱中和反应等，故 D 项不正确。 【答案】 C 2下列对化学反应速率的理解正确的是( ) A化学反应速率表示的是化学反应进行的程度 B化学反应速率可以用单位时间内反应物浓度的变化来表示 2 C化学反应速率可以用任何一种反应物或生成物来表示 D化学反应速率可以是正值，也可以是负值 【解析】 A 项，化学反应速率表示化学反应进行的快慢，不表示反应进行的程度，A 项 错误；B 项，化学反应速率可以用单位时间内反应物浓度的减少量来表示，也可以用单位时间 内生成物浓度的增加量来表示，B 项正确；C 项，反应速率不能用纯液体或纯固体的物质的量 变化来表示，C 项错误；D 项，化学反应速率都是正值，无负值，D 项错误。 【答案】 B c n 题组 2 v 的应用 t V·t 3已知合成氨反应的浓度数据如下： N23H2 2NH3 起始浓度/mol·L1 1.0 3.0 0 2 s 末浓度/mol·L1 0.6 1.8 0.8 当用氨气浓度的增加来表示该化学反应的速率时，其速率为( ) 【导学号：55102078】 A0.2 mol·L1·s1 B0.4 mol·L1·s1 C0.6 mol·L1·s1 D0.8 mol·L1·s1 0.8 mol·L1 【解析】 v(NH3) 0.4 mol·L1·s1，B 项正确。 2 s 【答案】 B 4氨的分解反应 2NH3 N23H2在容积为 2 L 的密闭容器内进行。已知起始时氨气的物 质的量为 4 mol,5 s 时为 2.4 mol，则此段时间内用氨气的浓度变化表示该反应的平均速率为 ( ) 【导学号：55102079】 A0.32 mol/(L·s) B.0.16 mol/(L·s) C1.6 mol/(L·s) D0.8 mol/(L·s) 4 mol2.4 mol 【解析】 由题目提供的信息可知 c(NH3) 0.8 mol/L，故此段时 2 L cNH3 0.8 mol/L 间内氨气的平均速率为 v(NH3) 0.16 mol/(L·s)。 t 5 s 【答案】 B 3 催化剂 5反应 2SO2O22SO3经过一段时间后，SO3的浓度增加了 0.4 mol·L1，在这段 时间内用 O2表示的反应速率为 0.04 mol·L1·s1，则这段时间为( ) A0.1 s B.2.5 s C5 s D10 s 【解析】 SO3的浓度增加了 0.4 mol·L1，则 O2的浓度减小了 0.2 mol·L1，v(O2) c(O2)/t，tc(O2)/v(O2)0.2 mol·L1/0.04 mol·(L·s)15 s。 【答案】 C 题组 3 化学反应中反应速率与物质系数的关系 6反应 mAnB pC 中，m、n、p 为各物质的系数。现测得 C 每分钟增加 a mol/L，B 每分钟减少 1.5a mol/L，A 每分钟减少 0.5a mol/L，则 mnp 为( ) A231 B132 C233 D321 【解析】 根据题目可知，A、B、C 的反应速率之比为 0.51.51132，又化学反 应速率之比等于化学方程式中系数之比，所以 mnp 为 132。 【答案】 B 7已知某反应的各物质浓度数据如下： aA(g)bB(g) 2C(g) 起始浓度(mol·L1) 3.0 1.0 0 2 s 末浓度(mol·L1) 1.8 0.6 0.8 据此可推算出上述方程式中各物质的系数之比是( ) A934 B.312 C213 D321 3.01.8 1.00.6 0.8 【解析】 v(A)v(B)v(C) 312，即物质系数之比 2 2 2 312。 【答案】 B 8对于化学反应 3W(g)2X(g)=4Y(g)3Z(g)，下列反应速率关系中，正确的是( ) 【导学号：55102080】 Av(W)3v(Z) B2v(X)3v(Z) C2v(X)v(Y) D3v(W)2v(X) 【解析】 对于同一化学反应用不同物质表示的化学反应速率，反应速率之比等于方程式 中相应物质的系数之比。A 项，v(W)v(Z)3311，所以 v(W)v(Z)，A 项错误；B 项， v(X)v(Z)23，所以 3v(X)2v(Z)，B 项错误；C 项，v(X)v(Y)2412，所以 2v(X) v(Y)，C 项正确；D 项，v(W)v(X)32，所以 2v(W)3v(X)，D 项错误。 4 【答案】 C 【规律总结】 1利用 aAbB cCdD 的 v(A)v(B)v(C)v(D)abcd，可快速求出反应 速率；也可根据反应中各物质表示的反应速率，求出各物质的系数。 2同条件下同一化学反应中，各物质系数之比各物质的速率之比各物质浓度变化量 之比。 题组 4 化学反应速率快慢的比较 9四位同学同时进行反应：A3B 2C2D 的速率测定实验，分别测得反应速率如下： v(A)0.15 mol/(L·s)； v(B)0.6 mol/(L·s)； v(C)0.5 mol/(L·s)； v(D)1.2 mol/(L·min)。 其中反应最快的是( ) A B. C D 【解析】 比较同一反应中不同物质表示的反应速率时，要通过系数转化为同一物质的反 应速率，且单位要一致。中 v(A)0.2 mol/(L·s)， 中 v(A)0.25 mol/(L·s)，中 v(D) 0.02 mol/(L·s)，则 v(A)0.01 mol/(L·s)，故反应速率。 【答案】 C 10在a、b、c、d 四个不同的容器中，在不同条件下进行反应2A(g)B(g)=3C(g)4D(g)。 在 0t 时间内测得：a 容器中 v(A)1 mol·L1·s1，b 容器中 v(B)0.6 mol·L1·s1， c 容器中 v(C)1.5 mol·L1·s1，d 容器中 v(D)12 mol·L1·min1。则在 0t 时间 内，反应速率最大的是( ) Aa 容器中 Bb 容器中 Cc 容器中 Dd 容器中 【解析】 若统一用 v(B)表示 ，则 有：a 容器中 v(B)0.5 mol·L1·s1，b 容器中 v(B) 0.6 mol·L1·s1，c 容器中 v(B)0.5 mol·L1·s1，d 容器中 v(B)3 mol·L1·min1 0.05 mol·L1·s1，由此可知 b 容器中反应速率最大。 【答案】 B 【误区警示】 1比较化学反应速率快慢时，须转化成用同一物质表示化学反应速率，再比较速率数值 的大小。 2比较化学反应速率快慢时，注意速率单位的换算。 5 影 响 化 学 反 应 速 率 的 因 素 基础·初探 影响化学反应速率 规律 的因素 反应物 在其他条件相同时，反应物的化学性质越活泼，化学反应速率 内因 的性质 越快；反应物的化学性质越不活泼，化学反应速率越慢 催化剂 在其他条件相同时，多数情况下，使用催化剂，化学反应速率 加快 温度 在其他条件相同时，升高温度，化学反应速率加快；降低温度， 化学反应速率减慢 反应物 在其他条件相同时，增大反应物的浓度，化学反应速率加快； 的浓度 减小反应物的浓度，化学反应速率减慢 外因 气态反 应物的 压强 在其他条件相同时，增大气态反应物的压强，化学反应速率加 快；减小气态反应物的压强，化学反应速率减慢 固体反 应物的 表面积 在其他条件相同时，增大固体反应物的表面积，化学反应速率 加快；减小固体反应物的表面积，化学反应速率减慢 其他 光波、电磁波、超声波、溶剂等也能影响化学反应速率 探究·升华 思考探究 1请从化学反应快慢的角度解释人们为什么使用电冰箱保存食物？ 【提示】 温度越低，化学反应速率越慢，用冰箱把食物在低温下保存，可以减缓食物变 质。 2铁粉与一定浓度的稀盐酸反应时，增加铁粉用量能否加快化学反应速率？ 【提示】 不能。对于固体或纯液态物质，浓度可视为常数，改变其用量，浓度不发生改 变，不影响化学反应速率。 3压强对化学反应速率的影响是否适用于所有反应？ 【提示】 否。由于固体和液体的浓度随压强的改变而变化不大，所以压强对固体和液体 间进行的反应影响很小。 认知升华 1影响化学反应速率的决定性因素是反应物本身的性质。 2催化剂具有选择性，即不同的化学反应一般需要不同的催化剂；催化剂分正催化剂(加 快反应速率)和负催化剂(减慢反应速率)，通常催化剂指正催化剂；催化剂参与化学反应，但 其化学性质和质量在反应前后不变。 3温度、合适催化剂对化学反应速率影响较大，一般温度每升高 10 ，其化学反应速率 6 将增大 24 倍，使用合适催化剂将反应速率可提高十几倍甚至几十倍。 4升高温度，不管是对于释放能量的反应还是吸收能量的反应，反应速率都增大；降低 温度，反应速率都减小。 5有气体参加的反应，改变压强对反应速率的影响实质是改变体积，使反应物的浓度改 变而引起的。如压缩体积或充入反应物，使压强增大，都能加快化学反应速率；若体积不变， 充入不参与反应的气体，虽然总的压强增大了，但反应物浓度没有发生变化，故化学反应速率 不变。 题组·冲关 题组 1 外界条件对化学反应速率的影响 1下列食品添加剂中，其使用目的与反应速率有关的是( ) A抗氧化剂 B.调味剂 C着色剂 D增稠剂 【解析】 食品中添加抗氧化剂，目的是减慢食品的变质速率，与反应速率有关，A 选项 正确；调味剂的主要作用是补充、增强或增加食品的味道，与反应速率无关，B 选项不正确； 着色剂又称食品色素，是以食品着色为主要目的，丰富和改善食品色泽的物质，与反应速率无 关，C 选项不正确；增稠剂在食品中主要是赋予食品所要求的流变特性，改变食品的质构和外 观，将液体、浆状食品形成特定形态，并使其稳定、均匀，提高食品质量，以使食品具有黏滑 适口的感觉，与反应速率无关，D 选项不正确。 【答案】 A 2用铁片与稀硫酸反应制取氢气时，下列措施不能使氢气生成速率加大的是( ) 【导学号：55102081】 加热 不用稀硫酸，改用 98%的浓硫酸 增大稀硫酸的用量 不用铁片，改用铁 粉 A B. C D 【解析】 用 98%的浓硫酸代替稀硫酸，不能增大 FeH2SO4=FeSO4H2的反应速率， 其原因是 Fe在浓硫酸中钝化，导致 Fe 与浓硫酸反应不生成 H2等。 【答案】 C 3下列关于影响化学反应速率的条件的说法正确的是( ) A增大压强一定能加快化学反应速率 B使用催化剂，使反应的活化能降低，反应速率加快，但不改变反应的历程 C反应物浓度是决定化学反应速率的主要因素 D升高温度，一定能加快化学反应速率 【解析】 A 项，压强对反应速率的影响只适用于有气体参与的反应，即改变压强，反应 7 速率不一定改变，A 项不正确。B 项，催化剂参与反应，所以能改变反应的历程，B 项不正确。C 项，参加反应的物质的性质是决定化学反应速率的主要因素，C 项不正确。D 项，升高温度，一 定能加快化学反应速率，D 项正确。 【答案】 D 4一定温度下，对于反应 N2O2 2NO 在密闭容器中进行，下列措施能增大反应速率 的是( ) 缩小体积使压强增大 恒容，充入 N2 恒容充入氦气 恒压充入氦气 A B C D 【解析】 、都能增大物质的浓度，所以能使反应速率增大，无影响，使容器体 积增大，反应物浓度减小，反应速率减小。 【答案】 A 【误区警示】 充入非反应气体对化学反应速率的影响 1恒容时：充入非反应气体压强增大，但各物质浓度不变反应速率不变。 2恒压时：充入非反应气体压强不变体积增大各物质浓度减小反应速率减慢。 题组 2 影响反应速率因素的实验探究及数据分析 5把镁条投入到盛有盐酸的敞口容器里，产生 H2的速率随时间的变化如右图所示。影响 反应速率的因素是( ) 盐酸的浓度 镁条的表面积 溶液的温度 Cl的浓度 A B C D 【解析】 图中生成氢气的速率先增大后减小，发生的反应为 Mg2H=Mg2H2。开 始反应时反应物浓度最大，随着反应的进行，反应物浓度逐渐减小，如果不考虑其他因素的影 响，反应速率应逐渐减小，但开始阶段反应速率逐渐增大，说明温度对反应速率有影响，因该 反应为放热反应，放热使温度升高，则反应速率加快，故正确；随着反应的进行，t min后 反应速率开始降低，这是由于反应后期溶液中氢离子的浓度降低，从而导致反应速率降低，即 氢离子的浓度对反应速率有影响，故正确；由反应可知 Mg 参加反应，开始接触面积大，反 应速率快，但随着反应的进行，接触面积减小，则反应速率减小，故正确；因 Cl不参加反 8 应，Cl的浓度增大或减小都不影响化学反应速率，且该反应中 Cl的浓度不变，故错误。 即影响反应速率的因素为，答案选 C。 【答案】 C 6硫代硫酸钠溶液与稀硫酸反应的化学方程式为：Na2S2O3H2SO4=Na2SO4SO2S H2O，下列各组实验中最先出现浑浊的是( ) 【解析】 影响化学反应速率的因素众多，本题从浓度和温度两个因素考查，只要抓住浓 度越大，温度越高，反应速率越大，便可以选出正确答案 D。 【答案】 D 7已知 FeCl3和 MnO2都可作 H2O2分解制 O2的催化剂，为了探究温度对化学反应速率的影 响，下列实验方案可行的是( ) 【解析】 当探究温度对化学反应速率的影响时，必须保证其他条件相同的情况下，再改 变温度观察反应速率的变化。 【答案】 D HCl 8某探究小组利用丙酮的溴代反应(CH3COCH3Br2 CH3COCH2BrHBr)来研究反应 物浓度与反应速率的关系。反应速率 v(Br2)通过测定溴的颜色消失所需的时间来确定，在一定 温度下，获得如下实验数据： 9 分析实验数据所得出的结论不正确的是( ) 【导学号：55102082】 A增大 c(CH3COCH3)，v(Br2)增大 B实验和的 v(Br2)相等 C增大 c(HCl)，v(Br2)增大 D增大 c(Br2)，v(Br2)增大 【解析】 比较实验和，A 项正确；比较实验和的溴的颜色消失的时间，B 项正 确；比较实验和数据，C 项正确；比较实验和，D 项错误。 【答案】 D 10