第一单元 化学反应速率优秀教案设计

第三讲

化学反应速率

一、复习回顾

复习化学反应速率的概念和计算公式。

二、知识梳理

考点1：化学反应速率的概念、意义

1．化学反应速率的概念：对于反应体系体积不变的化学反应，通常用单位时间内反应物浓度的减少或生成物浓度的增大来表示化学反应速率。

2．化学反应速率的意义：描述化学反应快慢的物理量。

考点2：化学反应速率的计算公式

v(A)c(A)

t单位：mol·L-1·min-1

或

mol·L-1·s-1。

对于同一个化学反应，不同物质所表示的化学反应速率之比等于化学方程式中各物质的化学计量数之比。如：化学反应v(A)∶v(B)∶v(C)∶v(D)=m∶n∶p∶q。

注意：

mA(g)+nB(g)pC(g)+qD(g)，

（1）它是平均速率。

（2）不能用固体或纯液体表示反应速率。

（3）气体的浓度用

气体的物质的量来表示。

容积

（4）无论用任何物质来表示，无论浓度的变化是增加还是减少，都取正值，反应速率

都为正数（没有负数）。

考点3：化学反应速率的比较：

1．将以不同物质表示的速率换算为用同一物质表示的速率，再比较速率数值的大小

2．化学反应速率与化学计量数的关系

对于已知反应mA（g）＋nB（g）＝pC（g）＋qD（g），其化学反应速率可用不同的反应物或生成物来表示，当单位相同时，化学反应速率的数值之比等于化学计量数之比，即v（A）∶v（B）∶v（C）∶v（D）=

m∶n∶p∶q。

考点4：活化能

对基元反应而言，活化分子的平均能量与普通反应物分子的平均能量之差叫该反应的活化能（用Ea表示，其单位为kJ/mol）。活化能越大，反应越难进行。

催化剂能降低化学反应的活化能，增大活化分子的百分数，进而增大化学反应速率。催化剂具有选择性。

考点5：有效碰撞、活化分子

许多实验证明: 当其它条件不变时,增加反应物浓度,可以增大化学反应速率. 这是为什么呢? 化学反应的过程,就是反应物分子中的原子,重新组合成生成物分子的过程.

反应物分子中的原子,要想重新组合成生成物的分子,必须先获得自由. 即:反应物分子中的化学键,必须断裂! 化学键的断裂是通过分子(或离子)间的相互碰撞来实现的. 并非每次碰撞都能是化学键断裂. 即:并非每次碰撞都能发生化学反应.(如投篮.见P33 图2-2) 能够发生化学反应的碰撞是很少的. ∴有效碰撞: 能够发生化学反应的碰撞,叫有效碰撞. 活化分子: 能够发生有效碰撞的分子,叫活化分子. 注意：①活化分子比普通分子具有更高的能量（即活化能）!才有可能撞断化学键,发生化学反应. ②当然,活化分子的碰撞,只是有可能发生化学反应.而并不是一定发生化学反应.还必须有合适的取向. ③在其它条件不变时,对某一反应来说,活化分子在反应物中所占的百分数是一定的。

即:单位体积内活化分子的数目和单位体积内反应物分子的总数成正比。

即:活化分子的数目和反应物的浓度成正比。

因此:增大反应物的浓度,可以增大活化分子的数目,可以增加有效碰撞次数。

则,增大反应物浓度,可以使化学反应的速率增大!

三、例题精析

【例题1】反应2A+B

3C+D在不同情况下的反应速率分别为（

）

A．vA=0.5mol/(L·s)

B．vB=0.3mol/(L·s)

C．vC=0.8mol/(L·s)

D．v(D)=0.1mol(L·s)

其中反应进行最快的是（

）

【答案】B 【解析】本题考点为利用各物质化学反应速率之比=方程式中化学计量数之比这一关系迅速计算反应速率。思路1：A与B比，B快；B与C比，B快；B与D比，B快，所以B最快。思路2：将各物质所表示的化学反应速率换算成同一物质表示的反应速率，再比大小。

【例题2】为探究锌与稀硫酸的反应速率(以v(H2)表示)，向反应混合液中加入某些物质，下列判断正确的是（

）

A．加入NH4HSO4固体，v(H2)不变

B．加入少量水，v(H2)减小

C．加入CH3COONa固体，v(H2)减小

D．滴加少量CuSO4溶液，v(H2)减小

【答案】BC

【解析】本题重点考查影响化学反应速率的外部因素，主要包括：温度、浓度、压强、反应物的状态、组成电池等。

A项：NH4HSO4固体在溶液中电离出H+，溶液中H+浓度增加，v(H2)增大，故A错

误；

B项：加入少量水，H+浓度减小，v(H2)减小，故B正确；

C项：CH3COONa固体在溶液中电离出CH3COO—离子，与H+反应，使H+浓度减小

v(H2)减小，故C正确. 【例题3】检测下列关于化学反应速率的说法正确的是（

）

A．化学反应速率是指一定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

B．化学反应速率为0.8 mol/(L·s)是指1 s时某物质的浓度为0.8 mol/L C．根据化学反应速率的大小可以知道化学反应的快慢

D．对于任何化学反应来说，反应速率越大，反应现象就越明显

【答案】C

【解析】纯液体和固体无浓度可言，故A说法错误。反应速率是指单位时间内浓度的变化量，B错误。化学反应速率是用来衡量反应快慢的物理量，C项正确。并非速率快现象就明显，D说法错

【例题4】某温度下，浓度都是1 mol·L－1的两种气体X2和Y2，在密闭容器中反应生成气体Z，经过t min后，测得物质的浓度分别为c(X2) ＝0.4 mol·L－1，c(Y2)＝0.8 mol·L－1，c( Z2) ＝0.4 mol·L－1。则该反应的反应式可表示为（

）

A．X2＋2Y2C．3X2＋Y22XY2

B．2X2＋Y22X3Y

D．X2＋3Y2X2Y 2XY2

【答案】C 【解析】本题考查了化学反应速率之比等于化学计量数之比。首先求出三种物质的物质的量浓度变化值，分别为0.6 mol·L-1、0.2 mol·L-1、0.4 mol·L-1。根据物质的量浓度变化之比等于反应速率之比等于化学计量数之比，即可得系数之比为3∶1∶2。

四、课堂练习

【基础】

1.下列有关化学反应速率和限度的说法正确的是（

）

A.化学反应速率是用来衡量化学反应进行快慢的尺度

B.对任何化学反应来说，反应速率越大，反应现象就越明显

C.可逆反应达到化学平衡状态时，反应物的浓度与生成物的浓度相等

D.增加反应物的量、增大压强或使用催化剂都能加快反应速率

【答案】A 【解析】A．化学反应速率的含义为：化学反应速率是用来衡量化学反应进行快慢的尺度，故A正确；B．反应速率快，有些无明显现象，如中和反应迅速完成，但无明显现象，故B错误；C．达到平衡状态，体系中各物质的浓度不再改变而不是相等，故C错误；D．增加反应物的浓度可加快反应速率，增加物质的量不一定增大浓度，如铁和盐酸的反应，增大铁的物质的量，速率不变，故D错误；故选A。

2. 反应

A + 3B = 2C + 2D 在四种不同条件下的反应速率为：

（1）v(A)=0.3mol/L·s

（2）v(B)=0.6mol/L·s

（3）v(C)=0.4mol/L·s

（4）v(D)=0.45mol/L·s

则该反应速率的快慢顺序为

。

【答案】

（1）>（4）>（2）=（3）

【解析】比较反应速率大小时，不仅要看反应速率数值本身的大小，还要结合化学方程式中物质的化学计量数的大小来说明。

就本题而言，利用速率比等于系数比，将v(B)、v(C)、v(D)都转化成用v(A)表示，即0.2 mol/L·s 、0.2 mol/L·s 、0.225 mol/L·s。

【巩固】

1. 在铝与稀硫酸的反应中，已知10 s末硫酸的浓度减少了0.6 mol/L，若不考虑反应过程中溶液体积的变化，则10 s内生成硫酸铝的平均反应速率是（

）

A．0.02 mol/(L·min)

C．1.2 mol/(L·min)

【答案】C 0.6 mol/L【解析】

v(H2SO4)＝c(H2SO4)/t＝＝0.06 mol/(L·s)，由反应3H2SO4＋10 s2Al===Al2(SO4)3＋3H2↑中v(H2SO4)∶v[Al2(SO4)3]＝3∶1，故v[Al2(SO4)3]＝0.02 mol/(L·s)＝1.2 mol/(L·min)。

B．1.8 mol/(L·min)

D．0.18 mol/(L·min)

2. 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)

【答案】C 【解析】化学反应速率与化学方程式中物质前系数的关系。根据化学反应速率之比等于化学计量数之比可知：v(W)：v(X)：v(Y)：v(Z)＝3:2：4:3.

【拔高】

3. 在体积为2 L的密闭容器内合成氨，已知在时间t内，氨的物质的量增加了0.6 mol，在此时间内，用氢气表示的平均反应速率是0.45 mol·L－1·s－1，则t是（

）

A．0.44 s

B．1 s

C．1.33 s

D．2 s 【答案】B 2【解析】

v(NH3)＝v(H2)＝0.30 mol·L－1·s－1，氨气浓度的变化为0.6 mol/2L＝0.30 3Δc0.30 mol·L－1mol·L-1，因此反应所需时间为Δt＝＝＝1 s。

v0.30 mol·L－1·s－14. 反应

A + 3B = 2C + 2D在四种不同情况下的反应速率分别为:

v (A)=0．15 mol (L·s) -1

v (B)=0．6 mol (L·s) -1

v (C)=0．4 mol (L·s) -1

v(D)=0．45mol (L·s) -1。该反应进行的快慢顺序为_______________________ 【答案】④>③=②>①

【解析】方法一：由反应速率之比与物质的化学计量数之比，比较后作出判断，由化学方程式A+3B=2C+2D得出：

v (A)：v(B)=1：3，而v(A)：v(B)=0．15：0．6=1：4 故v(B)>v(A)，从而得②>①

v(B)：v(C)=3：2，而v(B)：v(C)=O．6：0．4=3：2故v(B)=v(c)，从而得②=③

v(C)：v(D)=2：2=l：l，而v(C)：v(D)=0．4：0．45故”(D)>v(C)，从而得④>③

故该反应进行的快慢顺序为④>③=②>①。

方法二：将不同物质表示的速率换算为用同一物质表示的速率，再比较速率数值的大小。

若以物质A为标准，将其它物质表示的反应速率换算为用A物质表示的速率，则有：

v(A)：v(B)=I：3，则②表示的v(A)=0．2mol／(L·s)

v(A)：v(C)=1：2，则③表示的v(A)=0．2mol／(L．s)

v(A)：v(D)=1：2，则④表示的v(A)=0．225mol／(L．s)

,故反应进行的快慢顺序为④>③=②>①。

五、课后作业

【基础】

1.反应4NH3(g)＋5O2＋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·L－1·s－1

B.v(O2)＝0.001 0 mol·L－1·s－1

C.v(NO)＝0.001 0 mol·L－1·s－1

D.v(H2O)＝0.045 mol·L－1·s－1

2.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) 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·L－1·s－1

C.1.6 mol·L－1·s－1

【巩固】

1.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·L－1·min－1，则经过时间为（

）

A.2 min

B.3 min

C.4 min

D.5 min 2.在2 L的密闭容器中，发生反应3A(g)＋，若最初加入的A和B都是4 mol，B.0.16 mol·L－1·s－1

D.0.8 mol·L－1·s－1

测得10 s内A的平均速率v(A)＝0.12 mol·L－1·s－1，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 3.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

【提高】

1.已知某条件下，合成氨反应的数据如下：

N2(g)＋3H23(g)

起始浓度(mol·L－1) 2 s末浓度(mol·L－1) 4 s末浓度(mol·L－1) N2

1.0 0.6 0.4 H2

3.0 1.8 1.2 NH3

0.2 1.0 1.4 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·L－1·s－1

B.前4 s内的平均反应速率为0.3 mol·L－1·s－1

C.前2 s内的平均反应速率为0.4 mol·L－1·s－1

D.2 s末的反应速率为0.4 mol·L－1·s－1 2.把0.6 mol X气体和0.4 mol Y气体混合于2 L容器中，发生反应：3X(g)＋nZ(g)＋2W(g)，5 min末生成0.2 mol W，若测知以Z浓度变化来表示的平均速率为0.01 mol·L－1·min－1，上述反应中Z气体的化学计量数n的值是（

）

A.1

B.2

C.3

D.4 3.一定温度下，10 mL 0.40 mol·L－1 H2O2溶液发生催化分解。不同时刻测得生成O2的体积(已折算为标准状况)如下表：

t/min V(O2)/mL 0 0.0 2 9.9 4 17.2 6 22.4 8 26.5 10 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)≈3.3×10－2

mol·L－1·min－1

B.6～10 min的平均反应速率：v(H2O2)<3.3×10－2

mol·L－1·min－1

C.反应至6 min时，c(H2O2)＝0.30 mol·L－1

D.反应至6 min时，H2O2分解了50%

【答案】

【基础】C

C

B 【巩固】B 【提高】D

C

D

A

C