2019-2020学年高中化学 专题2 化学反应与能量转化 第一单元 化学反应速率与反应限度 第1课

1EvaluationWarning:ThedocumentwascreatedwithSpire.Docfor.NET.第1课时化学反应速率1.通过实验认识化学反应速率及其影响因素。2．能进行化学反应速率的计算、转化与比较，学会控制化学反应速率的常用方法。化学反应速率[学生用书P24]1．表示方法：单位时间内反应物浓度的减少或生成物浓度的增加。2．意义：表示化学反应进行的快慢。3．计算公式：v＝ΔcΔt＝ΔnV×Δt。4．单位：mol·(L·s)－1或mol·(L·min)－1。1．判断正误(1)化学反应越快现象越明显。()(2)v(A)＝0.1mol·L－1·s－1指1s时c(A)＝0.1mol·L－1。()(3)A(s)＋B(g)===C(g)中，v(A)∶v(B)∶v(C)＝1∶1∶1。()(4)根据化学反应速率的大小可以知道化学反应的快慢。()(5)对于反应H2＋Cl2===2HCl，化学反应速率可表示为v＝amol·L－1·s－1。()答案：(1)×(2)×(3)×(4)√(5)×2.在N2＋3H2高温、高压催化剂2NH3的反应中，经过一段时间后，NH3的浓度增加了0.6mol·L－1。在此时间内用H2表示的平均反应速率为0.45mol·L－1·s－1，所经过的时间是()A．0.44sB．1sC．1.33sD．2s解析：选D。由化学反应速率之比等于化学计量数之比知，v(NH3)＝0.45mol·L－1·s－1×23＝0.3mol·L－1·s－1，NH3的浓度增加了0.6mol·L－1，则所用的时间为0.6mol·L－1÷0.3mol·L－1·s－1＝2s。3．某一反应物的浓度是2.0mol·L－1，经过4min后，它的浓度变为1.68mol·L－1，则在这4min内它的平均反应速率为()A．0.2mol·L－1·min－1B．0.1mol·L－1·min－12C．0.04mol·L－1·min－1D．0.08mol·L－1·min－1解析：选D。v＝ΔcΔt＝（2.0－1.68）mol·L－14min＝0.08mol·L－1·min－1。1．表示化学反应速率的注意事项(1)对化学反应速率表达式的理解(2)不论反应物还是生成物，其化学反应速率均取正值。(3)在描述或计算某物质表示的化学反应速率大小时，必须注明其单位，否则无意义。(1)化学反应速率是指平均反应速率，而不是瞬时反应速率。(2)虽然可以用单位时间内反应物浓度的减少来表示反应速率，但化学反应速率均用正值表示。(3)不同的化学反应具有不同的反应速率，其数值无可比性。(4)对于同一化学反应，选用不同的物质作为计算标准，一般具有不同的速率，但都表示同一反应的反应速率，其数值也不具有可比性，要想使其具有可比性，应该将用不同的物质表示的反应速率的数值换算成同种物质的反应速率，然后再比较。因此，在表示反应速率时必须指明以哪种物质为标准，否则这个速率的数值没有确定的含义。2．化学反应速率的计算(1)定义式法：v(A)＝Δc（A）Δt＝ΔnV×Δt。注意：当已知A的物质的量的变化量和溶液或气体体积时，要先求出A的物质的量浓度变化值。(2)关系式法对于反应：aA(g)＋bB(g)===cC(g)＋dD(g)，满足如下关系：v(A)∶v(B)∶v(C)∶v(D)＝a∶b∶c∶d＝Δc(A)∶Δc(B)∶Δc(C)∶Δc(D)＝Δn(A)∶Δn(B)∶Δn(C)∶Δn(D)。即化学反应速率之比＝化学计量数之比＝物质的量浓度变化之比＝物质的量变化之比。3(3)三段式法①计算模式设amol/L、bmol/L分别为A、B两物质的起始浓度，mxmol/L为反应物A的转化浓度，则：mA(g)＋nB(g)===pC(g)＋qD(g)起始浓度mol/Lab00转化浓度mol/Lmxnxpxqx某时刻浓度mol/La－mxb－nxpxqx②计算步骤写出正确的化学反应方程式―→列“三段式”即标出各物质的起始量、转化量、某时刻量―→代入表达式计算将等物质的量的A、B混合于2L的密闭容器中，发生如下反应：3A(g)＋B(g)xC(g)＋2D(g)，经5min时，测得D的浓度为0.5mol/L，c(A)∶c(B)＝3∶5，C的平均反应速率是0.1mol/(L·min)。下列说法中不正确的是()A．此时B的浓度为1.25mol/LB．反应开始前放入容器中A、B的物质的量各2molC．5min内A的平均反应速率为0.15mol/(L·min)D．x的值是2[思路点拨]解答本题要明确以下两点：(1)根据计算公式：v＝ΔcΔt，依据给出条件，正确求出B的浓度；(2)利用反应速率之比等于化学计量数之比，确定A、B在5min时的浓度。[解析]5min时D的浓度为0.5mol/L，则D的平均反应速率v(D)＝0.5mol/L5min＝0.1mol/(L·min)，即v(C)＝v(D)，由反应速率之比等于化学计量数之比可知x＝2。同理可知v(A)＝0.15mol/(L·min)，v(B)＝0.05mol/(L·min)。由此可知在5min内A的浓度减少量为0.75mol/L，B的浓度减少量为0.25mol/L；假设A、B的起始浓度为y，可得y－0.75mol/Ly－0.25mol/L＝35，解得y＝1.5mol/L，故5min后B的浓度为1.5mol/L－0.25mol/L＝1.25mol/L，A、B的起始物质的量为1.5mol/L×2L＝3mol。4[答案]B化学反应速率的主要计算类型(1)计算用某物质的浓度变化表示的化学反应速率。(2)同一化学反应中，用不同物质表示的化学反应速率间的相互转换。(3)根据反应速率，计算反应进行的时间或确定某物质的变化量。(4)根据不同物质的反应速率关系确定反应的化学方程式。(5)比较同一个化学反应在不同条件下化学反应速率的相对大小。化学反应速率的理解1．下列说法不正确的是()A．化学反应速率通常用单位时间内反应物浓度或生成物浓度的变化量来表示B．用不同物质表示同一反应的平均速率时，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．化学反应速率的单位由时间单位和浓度单位决定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解析：选D。化学反应速率用单位时间内反应物浓度的减少或生成物浓度的增加来表示，都是正值，故D错。2．对于反应：CaCO3＋2HCl===CaCl2＋H2O＋CO2↑，下列说法正确的是()A．用HCl和CaCl2表示的反应速率数值不同，但所表示的意义相同B．不能用CaCO3的浓度变化来表示反应速率，但可用水来表示C．用H2O和CO2表示的化学反应速率相同D．用CaCl2浓度的减少表示其反应速率解析：选A。因为CaCO3是固体，H2O为纯液体，不能用其浓度的变化来表示化学反应速率；D中CaCl2为生成物，故应用其浓度的增加表示反应速率，故B、C、D项错误。在同一反应中，选用不同的物质表示反应速率，反应速率数值之比等于化学方程式中化学计量数之比，数值可能相同，也可能不同，但意义相同，故A项正确。3．已知某条件下，合成氨反应的数据如下：N2＋3H2高温、高压催化剂2NH3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()5A．2s末氨气的反应速率为0.4mol·(L·s)－1B．前2s内氨气的平均反应速率为0.4mol·(L·s)－1C．前4s内氨气的平均反应速率为0.3mol·(L·s)－1D．2～4s内氨气的平均反应速率为0.2mol·(L·s)－1解析：选A。化学反应速率指的是一段时间内的平均速率，而不是瞬时速率，A项错误。化学反应速率的计算和大小比较4．已知反应：A＋3B===2C＋D，在某一段时间内以A的浓度变化表示的化学反应速率为1mol/(L·min)，则此段时间内以C的浓度变化表示的化学反应速率为()A．0.5mol/(L·min)B．1mol/(L·min)C．2mol/(L·min)D．3mol/(L·min)解析：选C。根据反应中化学反应速率之比等于各物质的化学计量数之比，即v(A)∶v(C)＝1∶2，而v(A)＝1mol/(L·min)，则v(C)＝2mol/(L·min)。5．已知某反应中各物质的浓度变化如下：aA(g)＋bB(g)cC(g)起始浓度/mol·L－13.01.002s末浓度/mol·L－11.80.60.8据此可推算出上述方程式为()A．3A(g)＋B(g)2C(g)B．A(g)＋2B(g)2C(g)C．A(g)＋3B(g)2C(g)D．2A(g)＋B(g)3C(g)解析：选A。由题意可知Δc(A)＝3.0mol·L－1－1.8mol·L－1＝1.2mol·L－1，Δc(B)＝1.0mol·L－1－0.6mol·L－1＝0.4mol·L－1，Δc(C)＝0.8mol·L－1，a∶b∶c＝Δc（A）Δt∶Δc（B）Δt∶Δc（C）Δt＝1.2mol·L－12s∶0.4mol·L－12s∶0.8mol·L－12s＝3∶1∶2。6．反应A(g)＋3B(g)===2C(g)＋2D(g)在四种不同情况下的反应速率分别为①v(A)＝0.15mol·L－1·s－1②v(B)＝0.6mol·L－1·s－1③v(C)＝0.4mol·L－1·s－1④v(D)＝0.45mol·L－1·s－1该反应进行的快慢顺序为()A．④②＝③①B．④②③①C．①②＝③④D．①②③④解析：选A。将各项换算成用A表示的反应速率分别为①0.15mol·L－1·s－1、②0.2mol·L6－1·s－1、③0.2mol·L－1·s－1、④0.225mol·L－1·s－1，故④②＝③①。比较化学反应速率的三步骤(1)变换单位——将各反应速率的单位统一。(2)转换物质——将各反应速率转换成用同一物质表示的反应速率(一般转换成化学计量数最小的物质)。(3)比较大小——比较各反应速率的数值大小。影响化学反应速率的因素1．内因(主要原因)：反应物的性质。2．外因(在其他条件相同时)1．判断正误(1)增加反应物的量，一定能增大反应速率。()(2)增大反应体系的压强，一定能加快反应速率。()(3)升高反应体系的温度，一定能加快反应速率。()(4)使用催化剂一般能加快反应速率。()(5)一个化学反应的快慢主要取决于反应温度。()答案：(1)×(2)×(3)√(4)√(5)×2．实验室用锌与稀硫酸反应制取H2，欲使产生H2的速率加快，下列措施可行的是()A．加水稀释B．加少量NaOH溶液C．降低温度D．锌片改为锌粒解析：选D。A.加水稀释，溶液中c(H＋)减小，所以产生H2的速率减慢，错误；B.加少量NaOH溶液，会发生酸碱中和反应，使溶液中c(H＋)减小，所以产生H2的速率减慢，错误；C.降低温度，反应速率减慢，错误；D.锌片改为锌粒，固体与液体接触面积增大，反应速率加快，正确。3．(2016·高考北京卷)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7C．着色剂D．增稠剂解析：选A。给食品添加抗氧化剂，目的是通过抗氧化剂与O2发生氧化还原反应，降低食品表面O2的浓度，降低食品与O2发生氧化还原反应的速率。给食品添加调味剂、着色剂和增稠剂，所发生的物质变化都是物理变化，与反应速率无关。1．内因反应物自身的性质。例如：燃烧、爆炸、中和等反应都是很快就能完成，而金属的锈蚀、溶洞的形成、煤和石油的形成等都是比较缓慢的，这些都是由反应物自身的性质决定的。2．外因(1)温度：温度越高，化学反应速率越大；温度越低，化学反应速率越小。因此，通常我们可以采用调控温度的办法来控制化学反应速率。例如：人们用电冰箱储存食物，原因就是温度越低，食物变质腐烂的速率越慢。(2)浓度：一般来说，其他条件不变时，增大反应物的浓度，可以增大化学反应速率；减小反应物的浓度，可以减小化学反应速率。