苏教版高中化学选修四《化学反应原理》《化学反应速率》第一课时学案-新版

第一单元 化学反应速率 第1课时

问题导入

在日常生活中，我们常见一些化学反应，如煤气的燃烧、食物的腐败、钢铁的生锈等，这些反应有快有慢，用什么来表示这些反应的快慢呢？能定量地来比较吗？

答案：化学反应速率；

可以定量比较，用v=tc表示化学反应速率的快慢。

基础知识

1.化学反应速率通常用_________或者_________来表示。对于化学反应：aA+bB

cC+dD,

若以v表示化学反应速率，Δc表示反应物或生成物浓度的变化（取绝对值），Δt表示一定的时间间隔。

则v(A)=____________,v(B)= _____________。v(c)=_____________,v(d)=_____________。

反应物（或生成物）的浓度可以用____________表示，反应时间可以用____________等表示，由此得出反应速率的单位为____________、____________或____________。

对某一具体化学反应来说，在用______________表示化学反应速率时所得_________往往不相同。因此，为了避免混乱，需要寻找一种新的方法来表示化学反应速率。

2.交流与探讨（见教材P33交流与讨论）

数据处理如下表所示：

Δt t2-t1 t3-t2 t4-t3 t5-t4

v(N2O5)/mol·（L·min）

v(O2)/mol·（L·min）

v(NO2)/mol·（L·min）

通过分析上述数据发现，以浓度（或物质的量）随时间的变化来表示反应速率时,v（反应物）及v（生成物）的__________________不同，_________也不相等，但是，用各物质表示的__________________之比等于化学方程式中各自的______________之比，即2N2O5====4NO2+O2

12)()(252OvONv式中，因为规定反应速率为_____________，所以反应物的化学计量数乘以负号。由此，对任一化学反应：aA+bB

dD+eE,其化学反应速率定义为：

v=_________·tAc)(=_________·tBc)(=_________·tDc)(=_________·tEc)(

这样，不论用哪一种物质表示，化学反应速率的数值都是相同的。

课堂互动

三点剖析

重点1 化学反应速率及其表示方法

化学反应速率是研究化学反应在单位时间内反应物或生成物浓度的变化量，即反应进行的快慢。通常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；单位是mol·（L·s）-1或mol·（L·min）-1或mol·（L·h）-1

对于反应N2+3H2

2NH3，分别以三种物质来表示：

v(N2)=tNcNc)()(22末始

v(H2)=tHcHc)()(22末始

v(NH3)=tNHcNHc)()(33始末

【例1】 下列说法正确的是（ ）

A.化学反应速率是对可逆反应而言的，非可逆反应不谈化学反应速率

B.在可逆反应里，正反应的化学反应速率是正值，逆反应的化学反应速率是负值

C.在同一化学反应里，其化学反应速率可以用反应物浓度的改变来表示，也可以用生成物浓度的改变来表示，其数值可能相同，也可能不相同

D.化学反应速率的单位可以是g·（L·s）-1，也可以是kg·(L·s)-1，甚至可以用t·（L·s）-1等来表示

解析：本题考查对化学反应速率概念的认识。由其概念：“单位时间内反应物浓度的减小或生成物浓度的增加”可以看出：它适合所有的反应，并非专指可逆反应，所以选项A不正确；单位时间（Δt）是正值，反应物浓度的减小或生成物浓度的增大（ΔcB）也是正值，那么其比tcB即vB也必为正值，所以选项B不正确。由化学反应速率的概念及反应速率与计量数的关系可知选项C正确。由化学反应速率的概念公式vB=tcB，可以看出vB的单位中不会出现“kg”“g”“t”等质量单位，选项D不正确。这里所说的“反应物浓度的减小或生成物浓度的增大”中的浓度是指物质的量浓度，并非其他浓度。

答案：C

重点2 可逆反应中化学反应速率

在可逆反应中，同时进行着两个反应，一个是正反应，一个是逆反应，两个方向的反应均有一个反应速率的问题。为了更清楚地分析正、逆反应速率，一般规定一个化学反应的速率用反应物的减少或生成物的增加来表示。例如：可逆反应：aA+bB

cC+dD,其正反应速率v(正)，用n(A)〔c(A)〕和n(B)〔c(B)〕的减少，或者用n(C)〔c(C)〕和n(D)〔c(D)〕的增加来表示。

而逆反应速率v(逆)，用n(C)〔c(C)〕和n(D)〔c(D)〕的减少，或者用n(A)〔c(A)〕和n(B)〔c(B)〕的增加来表示。因为对逆反应来说，C、D为反应物，A、B为生成物，并且正、逆反应速率均遵循“速率之比等于化学计量数之比”这一规律，即v(正)不一定等于v(逆)，但都具有v(A)∶v(B)∶v(C)∶v(D)=a∶b∶c∶d。

【例2】 反应A（g）+3B(g)

2C(g)+2D(g),在不同情况下测得反应速率如下，其中反应速率最快的是（ ）

A.v(D)=0.4 mol·(L·s)-1 B.v(C)=0.5 mol·(L·s)-1

C.v(B)=0.6 mol·(L·s)-1 D.v(A)=0.15 mol·(L·s)-1

解析：比较同一化学反应在不同情况下反应速率的快慢，应选用同种物质作标准。然后利用化学反应速率比等于化学方程式中各物质的化学计量数比，求出不同情况下，用同一种物质表示的化学反应速率，再进行比较。

若选用v(A)作比较标准，则： va（A）=21vA(D)=0.2 mol·（L·s）-1;

vb(A)= 21vB(C)=0.25 mol·（L·s）-1;

vc(A)=31vC(B)=0.2 mol·（L·s）-1;

vD(A)=0.15 mol·（L·s）-1;

可见：v（B）＞v（A）=v（C）＞v（D）。

答案：B

各个击破

类题演练1

在2 L的密闭容器中，保持恒温恒压，加热KClO3和MnO2的固体混合物制取氧气，5 min后生成氧气32 g，则此反应的平均速率可表示为（ ）

A.v(O2)=3.2 g·L-1·min-1 B.v(O2)=0.1 mol·L-1·min-1

C.v(KCl)=0.1 mol·L-1·min-1 D.v(KClO3)=32.0mol·L-1·min-1

变式训练1

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曲线如下图所示。

由图中数据分析，该反应的化学方程式为______________；反应开始至2分钟，Z的平均反应速率为______________。

类题演练2

已知4NH3+5O2====4NO+6H2O。若反应速率分别用v(NH3)、v(O2)、v(H2O)、v(NO)(mol·L-1·min-1)来表示，则正确的关系是（ ）

A.54v(NH3)=v(O2) B.65v(O2)=v(H2O)

C.32v(NH3)=v(H2O) D.54v(O2)=v(NO)

变式训练2 反应A+3B====2C+2D在四种不同情况下反应的速率分别为：

①v(A)=0.15 mol·L-1·min-1,

②v(B)=0.01 mol·L-1·s-1,

③v(C)=0.40 mol·L-1·min-1,

④v(D)=0.45 mol·L-1·min-1。该反应进行的快慢顺序为______________。（填序号）

变式训练3

在2A+B

3C+4D中,表示该反应速率最快的是（ ）

A.v(A)=0.5 mol·(L·s)-1 B.v(B)=0.3 mol·(L·s)-1

C.v(C)=0.8 mol·(L·s)-1 D.v(D)=1 mol·(L·s)-1

课后集训

基础达标

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)-1是指1 s时某物质的浓度为0.8 mol·L-1

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，反应速率越大，反应现象就越明显

2.合成氨反应为3H2+N2

2NH3，其反应速率可以分别为v(H2)、v(N2)、v(NH3)［mol·(L·s)-1］表示，则正确的关系式为（ ）

A.v(H2)=v(N2)=v(NH3) B.3v(H2)=v(N2)

C.v(NH3)=23v(H2) D.v(H2)=3v(N2)

3.反应4NH3+5O2

4NO+6H2O在5 L的密闭容器中进行，半分钟后，NO的物质的量增加了0.3 mol，则此反应的平均速率表达正确的是（ ）

A.v(O2)=0.01 mol·(L·s)-1 B.v(NO)=0.008 mol·(L·s)-1

C.v(H2O)=0.003 mol·(L·s)-1 D.v(NH3)=0.003 mol·(L·s)-1

4.将氯酸钾加热分解，在0.5 min内放出5 mL氧气，加入二氧化锰后，在同样温度下，0.2 min内放出50 mL氧气。则加入二氧化锰后的反应速率是未加二氧化锰时反应速率的（ ） A.10倍 B.25倍 C.50倍 D.250倍

5.把0.6 mol X气体和0.4 mol Y气体混合于容积为2 L的容器中，使其发生如下反应：3X（g）+Y（g）

nZ(g)+2W（g）。5 min末生成0.2 mol W，若测知以Z浓度变化表示的平均反应速率为0.01 mol·(L·min)-1,则n的值为（ ）

A.4 B.3 C.2 D.1

综合运用

6.某温度时，浓度都为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，4 s后X2、Y2、Z的浓度分别是0.4 mol·L-1,0.8 mol·L-1,0.4 mol·L-1,如Z用X、Y表示，则该反应式是（ ）

A.X2+2Y2

2XY2 B.2X2+Y2

2X2Y