第一单元 化学反应速率优质课教学设计

第一节

化学反应速率

[学习目标定位]

1.了解化学反应速率的概念，会定量表示化学反应速率。2.掌握化学反应速率的简单计算，学会化学反应速率的测定方法，会比较化学反应速率的快慢。

一

化学反应速率表示方法与计算

1.化学反应速率是定量描述化学反应进行快慢程度的物理量。通常用单位时间内反应物浓度ΔcΔn的减少或生成物浓度的增加来表示。其数学表达式为v＝或v＝。

ΔtV·Δt－Δc表示某物质浓度的变化，常用单位mol·L1；

Δt表示时间变化，常用单位s、min或h。

2.在一个容积为2 L的密闭容器中发生反应：2SO2＋O23，经5 s后，测得SO3的物质的量为0.8 mol，填写下表：

SO2

O2

SO3

有关反应物质

0.8 0.4 0.8 物质的量变化(mol) －10.4 0.2 0.4 物质的量浓度变化(mol·L) －－0.08 0.04 0.08

化学反应速率(mol·L1·s1) 速率之比

v(SO2)∶v(O2)∶v(SO3)＝2∶1∶2 3.分析上表可知：

(1)一般来说，随着反应的逐渐进行，反应物浓度会逐渐减小，化学反应速率也会逐渐减慢。因此，化学反应速率通常是指某一段时间内的平均反应速率，而不是瞬时反应速率。

(2)在同一化学反应中，选用不同物质表示化学反应速率，其数值可能相同也可能不相同，但表示的意义相同。因此，表示化学反应速率时，必须指明用哪种物质作标准，在速率v的后面将该物质的化学式用括号括起来。

(3)用不同反应物表示化学反应速率时，化学反应速率之比＝物质的量浓度变化之比＝物质的量变化之比＝化学计量数之比。

(4)在一定温度下，固态、液态物质的浓度视为一个常数，故上述表示化学反应速率的方法不适用于固态物质或纯液态物质。

归纳总结

1.化学反应速率的计算

ΔcA(1)公式法：利用v(A)＝计算

Δt注意：Δc(A)指物质A浓度的变化，而不是物质的量的变化。

(2)化学计量数法：利用化学反应速率之比＝化学计量数之比

(3)三段式法：利用起始量、变化量、一段时间后的量的关系计算

例如：反应

mA

＋

nB

pC －1起始浓度(mol·L)

a

b

c

nxpx－转化浓度(mol·L1)

x

mmnxpx－某时刻浓度(mol·L1)

a－x

b－

c＋

mmnxv(B)＝。

mΔt计算中注意以下量的关系：

①对反应物：c(起始)－c(转化)＝c(某时刻) ②对生成物：c(起始)＋c(转化)＝c(某时刻) 2.比较同一化学反应不同条件下反应速率快慢的方法

“一看”：看化学反应速率的单位是否统一；

1

“二化”：将不同的化学反应速率转化为同一种物质的化学反应速率或分别除以相应物质的化学计量数；

“三比较”：比较同一种物质的化学反应速率的数值或分别除以相应物质的化学计量数。之vAvB后的数值，数值越大，反应速率越大。如反应aA(g)＋bB(g)===cC(g)，比较与，若abvAvB>，则v(A)表示的反应速率大于v(B)表示的反应速率。

ab

1.反应4NH3(g)＋5O2(g)(g)＋6H2O(g)在10 L密闭容器中进行，半分钟后，水蒸气的物质的量增加了0.45 mol，则此反应的平均速率v(X)(反应物的消耗速率或产物的生成速率)可表示为(

) －－－－A.v(NH3)＝0.010 mol·L1·s1

B.v(O2)＝0.001 0 mol·L1·s1

－－－－C.v(NO)＝0.001 0 mol·L1·s1

D.v(H2O)＝0.045 mol·L1·s1

2.反应A＋＋2D在四种不同情况下的反应速率分别为

－1－－－①v(A)＝0.15 mol·L·min1

②v(B)＝0.01 mol·L1·s1

－－－－③v(C)＝0.40 mol·L1·min1

④v(D)＝0.45 mol·L1·min1

则该反应在不同情况下进行的快慢顺序为________。

二

化学反应速率的测定

1.已知反应Zn＋H2SO4===ZnSO4＋H2↑，你有几种方法测定该反应的反应速率？试判断所设计实验的可行性。

答案

(1)测量收集一定体积的H2时所用的时间或测量一段时间内收集到H2的体积。

＋(2)测量一段时间内溶液中H浓度的变化。

(3)测量一段时间内锌粒质量的变化。

以上三种方法中第(1)种方法最容易操作。

2.设计实验测定锌与硫酸反应的速率，按下列实验步骤完成实验：

－①按下图所示安装装置，加入锌粒，然后快速加入40 mL 1 mol·L1的硫酸，测量收集10 mL H2所用的时间。

②按图示再安装一套装置，加入与前一套装置相同的锌粒，然后再快速加入40 mL 4 mol·L－1的硫酸，测量收集10 mL H2所用的时间。

回答下列问题：

(1)实验所用仪器有：锥形瓶、双孔塞、分液漏斗、直角导气管、50 mL注射器、铁架台、秒表。

(2)观察到的现象是：锌跟硫酸反应产生气泡；收集10 mL气体②所用时间比①所用时间短。

－1－1(3)所能得出的实验结论是：4_mol·L的硫酸与锌反应比1_mol·L的硫酸与锌反应快。

归纳总结

本实验测量锌和稀硫酸反应速率的注意事项

①锌粒的颗粒(即表面积)大小基本相同；

②40 mL的硫酸溶液要迅速加入；

③装置气密性要好，且计时要迅速、准确。

3.“碘钟”实验中，3I

－－－－2－＋S2O28===I3＋2SO4的反应速率可以用I3遇加入的淀粉溶液显蓝色

2

的时间t来度量，t越小，反应速率越大。某探究性学习小组在20 ℃进行实验，得到的数据如下表：

实验编号

①

②

③

④

⑤

－－10.040 0.080 0.080 0.160 0.120 c(I)/mol·L

－－0.040 0.040 0.080 0.020 0.040 c(S2O2L1

8)/mol·t/s 88.0 44.0 22.0 44.0 t1

回答下列问题：

(1)该实验的目的是________________________________________________________。

(2)显色时间t1为________。

(3)通过分析比较上述数据，得到的结论是____________________________________ ________________________________________________________________________。

1.下列有关化学反应速率的说法中正确的是(

) A.对任何化学反应来说，反应速率越大，反应现象就越明显

B.化学反应速率通常用单位时间内任何一种反应物浓度的减少或任何一种生成物浓度的增加来表示

－－C.若某化学反应的反应速率为

0.5 mol·L1·s1，就是指在该时间内反应物和生成物的浓度变－1－1化都为0.5 mol·L·s

D.化学反应速率是用来衡量化学反应进行快慢的尺度

－2.在N2＋3H2L1，在此3的反应中，经过一段时间后，NH3的浓度增加了0.6 mol·－－段时间内用H2表示的平均反应速率为0.45 mol·L1·s1，则此段时间是(

) A.1 s

B.2 s

C.44 s

D.1.33 s 3.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(

) A.v(W)＝3v(Z)

B.2v(X)＝3v(Z) C.2v(X)＝v(Y)

D.3v(W)＝2v(X) 4.将化合物A的蒸气1 mol充入0.5 L容器中加热分解：2A(g)(g)＋nC(g)。反应到3 min－1－－时，容器内A的浓度为0.8 mol·L，测得这段时间内，平均速率v(C)＝0.6 mol·L1·min1，则化学反应方程式中n值为________，v(B)＝______________________________。

5.某温度时，在2 L容器中X、Y、Z三种物质的物质的量随时间的变化关系曲线如图所示。

(1)由图中的数据分析，该反应的化学方程式为__________________________________。

(2)反应开始至2 min、5 min时Z的平均反应速率为_____________、______________。

(3)5 min后Z的生成速率比5 min末Z的生成速率_____(填“大”、“小”或“相等”)。

3

40分钟课时作业

[经典基础题]

题组1

化学反应速率的概念

1.下列关于化学反应速率的说法，不正确的是(

) A.化学反应速率是衡量化学反应进行快慢程度的物理量

B.单位时间内某物质的浓度变化越大，则该物质反应就越快

C.化学反应速率可以用单位时间内生成某物质的质量的多少来表示

－－－－D.化学反应速率常用单位有“mol·L1·s1”和“mol·L1·min1”

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浓度的减小表示其反应速率

题组2

化学反应速率的计算及应用

3.氨分解反应在容积为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末为2.4 mol，则用氨气表示该反应的速率为(

) －－－－A.0.32 mol·L1·s1

B.0.16 mol·L1·s1

－－－－C.1.6 mol·L1·s1

D.0.8 mol·L1·s1

答案

B 4－2.4mol－－解析

v(NH3)＝＝0.16 mol·L1·s1，B正确。

2 L×5 s4.在一定温度下，向一个2 L的真空密闭容器中(预先装入催化剂)通入1 mol N2和3 mol H2，经过一段时间后，测得容器内压强是起始时的0.9倍。在此时间段内H2的平均反应速率为－－0.1 mol·L1·min1，则经过时间为(

) A.2 min

B.3 min

C.4 min

D.5 min 5.在2 L的密闭容器中，发生反应3A(g)＋B(g)(g)，若最初加入的A和B都是4 mol，－1－1测得10 s内A的平均速率v(A)＝0.12 mol·L·s，则反应进行到10 s时容器中B的物质的量是(

) A.1.6 mol

B.2.8 mol

C.3.2 mol

D.3.6 mol 6.甲、乙两个容器内都进行A―→B的反应，甲容器内每分钟减少4 mol A，乙容器内每分钟减少2 mol A，则甲容器内的反应速率比乙容器内的反应速率(

) A.快

B.慢

C.相等

D.无法判断

7.已知某条件下，合成氨反应的数据如下：

N2(g)＋3H2(g)3(g)

N2

H2

NH3

－11.0 3.0 0.2 起始浓度(mol·L) －10.6 1.8 1.0 2 s末浓度(mol·L) －0.4 1.2 1.4 4 s末浓度(mol·L1) 当用氨气浓度的增加来表示该反应的化学反应速率时，下列说法错误的是(

) －－－－A.2～4 s内的平均反应速率为0.2 mol·L1·s1

B.前4 s内的平均反应速率为0.3 mol·L1·s1

－－－－C.前2 s内的平均反应速率为0.4 mol·L1·s1

D.2 s末的反应速率为0.4 mol·L1·s1

9.在可逆反应2A(g)＋3B(g)xC(g)＋D(g)中，已知：反应开始加入的物质只有A、B，起－1－－－始浓度A为5 mol·L，B为3 mol·L1，前2 min C的平均反应速率为0.5 mol·L1·min1,2 min－后，测得D的浓度为0.5 mol·L1，则关于此反应的下列说法中正确的是(

) A.2 min末时A和B的浓度之比为5∶3

B.x＝1 －－C.2 min末时B的浓度为1.5 mol·L1

D.2 min末时A消耗的浓度为0.5 mol·L1

－10.一定温度下，10 mL 0.40 mol·L1 H2O2溶液发生催化分解。不同时刻测得生成O2的体积(已

4

折算为标准状况)如下表：

t/min 0 2 4 6 8 10 V(O2)/mL 0.0 9.9 17.2 22.4 26.5 29.9 下列叙述不正确的是(溶液体积变化忽略不计)(

) －－－A.0～6 min的平均反应速率：v(H2O2)≈3.3×102 mol·L1·min1

－－－B.6～10 min的平均反应速率：v(H2O2)<3.3×102 mol·L1·min1

－C.反应至6 min时，c(H2O2)＝0.30 mol·L1

D.反应至6 min时，H2O2分解了50%

[能力提升题]

11.某温度时，在2 L容器中，某一反应中A、B的物质的量随时间变化的曲线如图所示，由图中数据分析得：

(1)在4 min末时，A、B的物质的量浓度c(A)________c(B)，从0～4 min内A、B的物质的量浓度变化量Δc(A)________Δc(B)(以上填“>”、“<”或“＝”)。

(2)从反应开始至4 min时，A的平均反应速率为_______________________________。

(3)该反应的化学方程式为__________________________________________________。

12.为了提高煤的利用率，人们先把煤转化为CO和H2，再将它们转化为甲醇。某实验人员在一定温度下的密闭容器中，充入一定量的H2和CO，发生反应：

2H2(g)＋CO(g)CH3OH(g)，测定的部分实验数据如下：

t/s 0 500 1 000 －15.00 3.52 2.48 c(H2)/mol·L

－2.50

c(CO)/mol·L1

(1)在500 s内用H2表示的化学反应速率是__________________________________。

(2)在1 000 s内用CO表示的化学反应速率是____________，1 000 s时CO的转化率是______________________________________________________________________。

(3)在500 s时生成的甲醇的浓度是________。

催化剂

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