2020高中化学 第二章 化学反应速率和化学平衡 第一节 化学反应速率课件 新人教版选修4

[明确学习目标]1.了解化学反应速率的概念和定量表示方法。2.了解化学反应速率的测量方法。3.掌握化学反应速率的简单计算。23学生自主学习一、化学反应速率1．化学反应速率是表示的物理量。2．化学反应速率用单位时间内来表示，通常是用内或来表示。3．表达式：v(A)＝ΔcAΔt。4．单位：常用或等。□01化学反应进行快慢□02反应物或生成物的浓度变化□04反应物浓度的减少□03单位时间□06mol/(L·min)□05生成物浓度的增加□07mol/(L·s)5．在密闭容器中，合成氨的反应：N2＋3H22NH3，开始时，N2的浓度为8mol/L，H2的浓度为20mol/L，5min后N2的浓度为6mol/L，在这个反应中N2浓度的变化Δc(N2)＝。v(N2)＝ΔcΔt＝。v(H2)＝。v(NH3)＝。其速率之比v(N2)∶v(H2)∶v(NH3)＝。□082_mol/L□090.4_mol/(L·min)□110.8_mol/(L·min)□121∶3∶2□101.2_mol/(L·min)二、化学反应速率的测定1．根据颜色变化在溶液中，当反应物或生成物本身有较明显的颜色时，人们常利用和间的正比关系来跟踪反应的过程和测量反应速率。□01颜色深浅□02显色物质浓度2．根据释放出气体的体积按如图所示安装两套装置A、B(锌粒大小相同)通过分液漏斗分别加入40mL1mol·L－1和40mL4mol·L－1的硫酸溶液后都立即产生气泡，我们可以根据来判断A、B两套装置的反应速率大小。□03产生相同体积的氢气所需要的时间长短1．化学反应速率数值越大，是否该反应进行得越快？提示：不一定。对同一反应，在相同时间范围内不同物质的浓度变化表示的反应速率数值不一定相同，但表示该反应的快慢是相同的。不同条件下，某一反应用不同物质的浓度变化表示的反应速率数值，只有转化为用同一物质浓度变化表示的反应速率数值，才能真实反映出反应的快慢。因为在化学反应中浓度变化值与化学反应方程式中化学计量数成正比，而化学计量数不同，计算出的反应速率数值也不同。提示2．探讨有哪些方法可以测定锌与稀硫酸的化学反应速率？提示：(1)可以通过测量收集一定体积H2所用时间的长短来测定化学反应的反应速率；(2)可以通过测量相同时间内收集H2的多少来测定化学反应的反应速率；(3)可以通过测量一段时间内溶液pH的变化[即c(H＋)的变化]来测定化学反应的反应速率。提示23课堂互动探究一、化学反应速率1．化学反应速率，是某一时间段的平均速率而不是瞬时速率。2．不论是反应物还是生成物，其化学反应速率值都取正值。3．固体或纯液体(不是溶液)的物质的量浓度可视为一个常数，因此，一般不用固体或纯液体表示化学反应速率。4．对任意一个化学反应，用符号来代替具体的化学物质，反应方程式表示为mA＋nB===pY＋qZ(1)用不同物质表示的反应速率分别为v(A)＝ΔcAΔt，v(B)＝ΔcBΔt，v(Y)＝ΔcYΔt，v(Z)＝ΔcZΔt。(2)化学反应中各物质的化学反应速率之比等于化学计量数之比，即v(A)∶v(B)∶v(Y)∶v(Z)＝m∶n∶p∶q。[即时练]1．下列说法正确的是()A．化学反应速率通常用单位时间内反应物或生成物的质量变化来表示B．用不同物质的浓度变化表示同一时间内同一反应的速率时，其数值之比等于反应方程式中对应物质的化学计量数之比C．化学反应速率表示化学反应在某时刻的瞬时速率D．在反应过程中，反应物的浓度逐渐变小，所以用反应物表示的化学反应速率为负值答案B答案解析反应速率通常用单位时间内反应物或生成物浓度的变化量来表示，A错误；化学反应速率为平均速率，C错误；化学反应速率均为正值，不出现负值，因为Δc(变化量)不能为负，D错误。解析2．反应A(g)＋3B(g)===2C(g)＋2D(g)，在不同情况下测得的反应速率如下，其中反应速率最大的是()A．v(D)＝0.4mol·L－1·s－1B．v(C)＝0.5mol·L－1·s－1C．v(B)＝0.6mol·L－1·s－1D．v(A)＝0.15mol·L－1·s－1答案B答案解析反应速率的单位相同，用各物质表示的反应速率除以对应各物质的化学计量数，数值大的反应速率快：A.12v(D)＝0.2mol·L－1·s－1B.12v(C)＝0.25mol·L－1·s－1C.13v(B)＝0.2mol·L－1·s－1D．v(A)＝0.15mol·L－1·s－1解析规律方法化学反应速率快慢的比较方法——比值法(1)转化为同一单位表示，其转化公式为1mol/(L·s)＝60mol/(L·min)。(2)比较化学反应速率与化学计量数的比值。如反应aA＋bB===cC，要比较v(A)与v(B)的相对大小，即比较vAa与vBb，若vAa＞vBb，则A表示的反应速率比B表示的大。二、化学反应速率的测定1．测量锌与稀硫酸反应速率的实验设计2．化学反应速率的测定方法(1)利用能够直接观察的性质测定如通过测量释放出一定体积气体的时间，或测定一定时间内气体体积的变化来测定反应速率。(2)利用科学仪器测量物质的性质[即时练]3．在四种不同条件下测得反应2SO2＋O2===2SO3的反应速率如下表所示，其中反应速率最快的是()答案D答案解析由反应速率之比等于相应物质的化学计量数之比可得：12v(SO2)＝v(O2)＝12v(SO3)，将所得数据作如下换算：(1)12v(SO2)＝0.2mol/(L·min)；(2)v(O2)＝0.25mol/(L·min)；(3)12v(SO3)＝0.25mol/(L·min)；(4)v(O2)＝0.3mol/(L·min)，单位相同，数值大者反应速率快。解析4．用如图装置来测量锌与2mol·L－1硫酸溶液的反应速率，A为_______，B为____________，在做实验时还需要的测量仪器为___________，需要读取的数据是______________和______________。答案2mol·L－1硫酸溶液Zn粒秒表时间注射器活塞移动的体积刻度差答案解析测量反应速率应通过测定单位时间内(需要秒表)产生氢气的体积(注射器活塞移动的体积刻度差)。解析本课归纳总结化学反应速率概念：描述化学反应进行快慢的物理量表达式：v＝ΔcΔt计算计算大小，比较快慢测定方法气体体积变化，浓度变化，显色时间等23学习效果检测1．下列关于化学反应速率的说法中，正确的是()A．化学反应速率是指某一时刻、某种反应物的瞬时反应速率B．化学反应速率为0.8mol·L－1·s－1是指反应1s时某物质的浓度为0.8mol·L－1C．根据化学反应速率的大小可以推知化学反应的快慢D．对于一个化学反应来说，其反应速率越大，反应现象就越明显答案C答案解析A项中，化学反应速率是指一段时间内某种反应物或生成物的平均反应速率；B项中0.8mol·L－1·s－1不是指反应1s时某物质的浓度为0.8mol·L－1，而是指1s内该物质的浓度变化量为0.8mol·L－1；D项中反应速率与反应现象无必然联系。解析2．反应4CO(g)＋2NO2(g)===N2(g)＋4CO2(g)开始进行时，CO的浓度为4mol/L，N2的浓度为0,2min后测得N2的浓度为0.6mol/L，则此段时间内，下列反应速率表示正确的是()A．v(CO)＝1.2mol/(L·s)B．v(NO2)＝0.3mol/(L·min)C．v(N2)＝0.6mol/(L·min)D．v(CO2)＝1.2mol/(L·min)答案D答案解析由题意知N2的反应速率为0.6mol/L2min＝0.3mol/(L·min)，根据化学反应速率之比等于化学计量数之比，可得D项正确。要注意的是A项中的单位是mol/(L·s)，故不正确。解析3．将4molA气体和2molB气体在2L密闭的容器中混合，并在一定条件下发生反应：2A(g)＋B(g)===xC(g)，若经2s后测得A物质的量为2.8mol，C的浓度为0.6mol·L－1，下列几种说法，正确的是()①2s内用物质A表示的平均反应速率为0.3mol·L－1·s－1②2s内用物质B表示的平均反应速率为0.6mol·L－1·s－1③2s时物质B的转化率为70%④x＝2A．①③B．①④C．②③D．③④答案B答案解析由题干信息计算出v(A)＝4mol－2.8mol2L×2s＝0.3mol·L－1·s－1，则v(B)＝0.15mol·L－1·s－1；2s时A消耗1.2mol，则B消耗0.6mol，所以B的转化率为30%；2s时生成物C的浓度为0.6mol·L－1，所以v(C)＝0.6mol·L－12s＝0.3mol·L－1·s－1，v(A)∶v(C)＝2∶x＝1∶1，得x＝2，故①④正确。解析4．在某恒容密闭容器中投入X、Y、W、Q四种物质，经一段时间后测得各物质的物质的量如下表所示：XYWQ10min1.0mol3.0mol1.0mol2.0mol20min0.5mol1.5mol2.0mol1.0mol上述容器中发生的化学反应方程式可能是()A．X＋2Y===2W＋2QB．3X＋Y＋2W===2QC．X＋3Y＋2Q===2WD．X＋2Y＋3Q===2W答案C答案解析从表格数据可看出X、Y、Q的物质的量减少，而W的物质的量增加，说明X、Y、Q是反应物，W是产物。在同一容器中，相同时间内，各物质的速率之比等于物质的量变化量之比，等于化学计量数之比。n(X)∶n(Y)∶n(Q)∶n(W)＝(1.0mol－0.5mol)∶(3.0mol－1.5mol)∶(2.0mol－1.0mol)∶(2.0mol－1.0mol)＝1∶3∶2∶2，所以X、Y、Q、W的计量数之比为1∶3∶2∶2，选C。解析5．已知某条件下，合成氨反应的数据如下：N2(g)＋3H2(g)===2NH3(g)起始浓度/mol·L－11.03.00.22s末浓度/mol·L－10.61.81.04s末浓度/mol·L－10.41.21.4当用氨气浓度的增加来表示该反应的速率时，下列说法中错误的是()A．2s末氨气的反应速率＝0.4mol·(L·s)－1B．前2s时间内氨气的平均反应速率＝0.4mol·(L·s)－1C．前4s时间内氨气的平均反应速率＝0.3mol·(L·s)－1D．2～4s时间内氨气的平均反应速率＝0.2mol·(L·s)－1答案A答案