版化学同步新导学案课件 讲义 精练 34.docx
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版化学同步新导学案课件讲义精练34
第3节 化学反应的速率
第1课时 化学反应速率
[核心素养发展目标] 1.变化观念：
了解化学反应速率的概念及其定量表示方法，形成不同的反应可用不同的方法来表示化学反应速率的变化观念。
2.模型认知：
构建化学反应速率相关计算及化学反应速率大小比较的思维模型，熟练掌握其计算方法。
一、化学反应速率及其表示方法
1．化学反应速率的概念及其数学表达式
（1）概念：
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的减少或生成物浓度的增加来表示。
（2）数学表达式为：
v＝或v＝。
（3）常用单位为mol·L－1·min－1、mol·L－1·h－1、mol·L－1·s－1。
2．化学反应速率与化学计量数之间的关系
在一个容积为2L的密闭容器中充入一定物质的量的SO2和O2，发生反应：
2SO2＋O22SO3，经5s后，测得SO3的物质的量为0.8mol，填写下表：
有关反应物质
SO2
O2
SO3
物质的量变化/mol
0.8
0.4
0.8
物质的量浓度变化/mol·L－1
0.4
0.2
0.4
化学反应速率/mol·L－1·s－1
0.08
0.04
0.08
速率之比
v（SO2）∶v（O2）∶v（SO3）＝2∶1∶2
分析上表可知
（1）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。
（2）用不同反应物表示化学反应速率时，化学反应速率之比＝物质的量浓度变化量之比＝物质的量变化量之比＝化学计量数之比。
1固体或纯液体的浓度记为常数，Δc＝0，因此不用固体或纯液体表示化学反应速率。
2化学反应速率是一段时间Δt内的平均反应速率，而不是瞬时反应速率。
3无论是反应物还是生成物，其化学反应速率均取正值。
4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。
例1 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
答案 A
解析 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。
考点 化学反应速率及其表达式的应用
题点 化学反应速率的概念
思维启迪
对于反应CaCO3＋2HCl===CaCl2＋CO2↑＋H2O，可以用下列方法来测定反应速率：
（1）测定收集一定体积的CO2时所用的时间。
（2）测定一段时间内溶液中c（H＋）的变化。
（3）测定一定质量的CaCO3完全溶解所需时间。
（4）测定一定时间内产生CO2气体的体积。
例2 （2018·重庆八中月考）用纯净的CaCO3与100mL稀盐酸反应制取CO2，实验过程记录如图所示（CO2的体积已折算为标准状况下的体积），下列分析正确的是（ ）
A．OE段表示的平均反应速率最快
B．EF段，用盐酸表示该反应的平均反应速率为0.4mol·L－1·min－1
C．OE、EF、FG三段中，该反应用二氧化碳表示的平均反应速率之比为2∶6∶7
D．F点收集到的CO2最多
答案 B
解析 相同时间内，生成的CO2越多，反应速率越快，由图可知，相同时间内，EF段生成的CO2最多，所以EF段反应速率最快，A项错误；由图可知EF段生成的CO2的体积为
672mL－224mL＝448mL，即0.02mol，根据CaCO3＋2HCl===CaCl2＋CO2↑＋H2O，可知参加反应的HCl的物质的量为0.04mol，则盐酸的浓度变化量为＝0.4mol·L－1，则EF段，用盐酸表示该反应的平均反应速率为＝0.4mol·L－1·min－1，B项正确；OE、EF、FG三段生成的CO2的体积分别为224mL、448mL、112mL，所以OE、EF、FG三段中，该反应用CO2表示的平均反应速率之比为224mL∶448mL∶112mL＝2∶4∶1，C项错误；由图可知，G点收集到784mL气体，反应结束，则G点收集到的CO2最多，D项错误。
考点 化学反应速率及其表达式的应用
题点 化学反应速率的概念
思维启迪
物质的量（气体体积或物质的量浓度、反应物转化率及物质的百分含量）—时间曲线中，斜率大小可以表示反应速率的大小。
二、化学反应速率的计算与比较
1．利用反应速率的定义式v＝求算。
2．利用化学反应中各物质的速率之比等于化学计量数之比的规律求算。
3．利用三段式进行计算
对于反应：
mA（g）＋nB（g）===pC（g）＋qD（g）。
t0s时，A的浓度为amol·L－1，B的浓度为bmol·L－1。
反应进行至t1s时，A消耗了xmol·L－1，则反应速率可计算如下：
mA＋nB===pC＋qD
起始浓度（mol·L－1）ab00
转化浓度（mol·L－1）x
最终浓度（mol·L－1）a－xb－
则v（A）＝mol·L－1·s－1，
v（B）＝mol·L－1·s－1。
例3 反应4NH3（g）＋5O2（g）4NO（g）＋6H2O（g）在10L密闭容器中进行，半分钟后，水蒸气的物质的量增加了0.45mol。
（1）某同学计算此反应的平均速率v（H2O）＝mol·L－1·s－1＝0.015mol·L－1·s－1，判断该同学的计算结果是否正确？
________，若不正确请改正：
__________________________________。
（2）计算用NH3表示的反应速率v（NH3）＝______________。
答案
（1）不正确
v（H2O）＝＝0.0015mol·L－1·s－1
（2）0.001mol·L－1·s－1
解析
（1）Δc（H2O）＝＝0.045mol·L－1，
v（H2O）＝＝0.0015mol·L－1·s－1。
（2）v（NH3）＝v（H2O）＝×0.0015mol·L－1·s－1＝0.001mol·L－1·s－1。
考点 化学反应速率与化学计量数关系的应用
题点 计算化学反应速率
（1）计算化学反应速率时，容易忽视体积，而用物质的量变化除以时间。
（2）利用反应速率之比等于化学计量数之比计算反应速率时，容易忽略化学计量间的比值。
例4 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·min－1
②v（B）＝0.01mol·L－1·s－1
③v（C）＝0.40mol·L－1·min－1
④v（D）＝0.45mol·L－1·min－1
则该反应在不同情况下进行的快慢顺序为________________________________________。
答案 ④>③＝②>①
解析 方法一：
将以不同物质表示的反应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，根据用不同物质表示同一反应的速率时，速率之比等于各物质的化学计量数之比，将②、③、④的反应速率换算为用物质A表示的反应速率，则有：
②v（A）＝v（B）＝×0.01mol·L－1·s－1×60s·min－1＝0.20mol·L－1·min－1
③v（A）＝v（C）＝×0.40mol·L－1·min－1＝0.20mol·L－1·min－1
④v（A）＝v（D）＝×0.45mol·L－1·min－1＝0.225mol·L－1·min－1
故反应在不同情况下进行的快慢顺序为④>③＝②>①。
方法二：
首先将反应速率单位统一为mol·L－1·min－1，则②v（B）＝0.60mol·L－1·min－1，然后根据反应速率与对应物质化学计量数之比的大小进行判断。
由化学方程式A（g）＋3B（g）2C（g）＋2D（g）得出：
①＝0.15mol·L－1·min－1
②＝0.20mol·L－1·min－1
③＝0.20mol·L－1·min－1
④＝0.225mol·L－1·min－1
故反应在不同情况下进行的快慢顺序为④>③＝②>①。
方法点拨——化学反应速率的大小比较方法
归一法：
首先统一单位，然后转化为同一物质的反应速率，再比较大小。
比值法：
首先统一单位，然后同除以对应物质的化学计量数，再比较大小。
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化学反应速率大小的比较方法
（1）定性比较
通过明显的实验现象（如反应的剧烈程度、产生气泡或沉淀的快慢等）来定性判断化学反应的快慢。
（2）定量比较
对同一化学反应，用不同物质表示化学反应速率时，数值可能不同。
比较时应统一单位。
①归一法
根据化学反应速率之比等于化学计量数之比，将用不同物质表示的化学反应速率换算为用同一种物质表示的化学反应速率，最后依据数值大小进行比较。
②比值法
可通过化学反应速率与其对应的化学计量数的比值进行比较，比值大的化学反应速率大。
（3）常见误区
误区一 只看数值
同一化学反应，用不同的物质表示时其化学反应速率不一定相同；用同一物质的化学反应速率比较反应的快慢时，必须要保证在速率单位统一的前提下再比较数值的大小；注意物质不能是固体或纯液体。
误区二 思维混乱
对理论知识掌握得不够扎实，解题时慌乱不堪，思维混乱，把同一化学反应中不同物质的反应速率之比等于化学计量数之比的结论误认为将不同物质的反应速率乘以其化学计量数，然后进行比较，从而导致出错。
例5 将化合物A的蒸气1mol充入0.5L容器中加热分解：
2A（g）B（g）＋nC（g）。
反应到3min时，容器内A的浓度为0.8mol·L－1，测得这段时间内，平均反应速率v（C）＝
0.6mol·L－1·min－1，则化学反应方程式中n值为________，v（B）＝________。
答案 3 0.2mol·L－1·min－1
解析 因为化学反应方程式中各物质的化学计量数之比等于相应物质的反应速率之比，所以欲求n值，可先求v（A）的值。
Δc（A）＝2mol·L－1－0.8mol·L－1＝1.2mol·L－1，A的化学反应速率：
v（A）＝＝＝0.4mol·L－1·min－1，则v（A）∶v（C）＝2∶n＝0.4mol·L－1·min－1∶
0.6mol·L－1·min－1＝2∶3，故n＝3。
v（B）＝v（A）＝×0.4mol·L－1·min－1＝0.2mol·L－1·min－1。
考点 化学反应速率与化学计量数关系的应用
题点 计算化学反应速率
例6 一定温度下，某2L的密闭容器中，X、Y、Z三种气体的物质的量随时间变化的曲线如图所示，请回答下列问题：
（1）该反应的反应物是____________。
（2）0～10s时，平均反应速率v（Z）＝____________。
（3）0～10s时，平均反应速率v（X）____________（填“>”“<”或“＝”）v（Y）。
（4）该反应的化学方程式为_____________________________________________。
答案
（1）X、Y
（2）0.079mol·L－1·s
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