高一化学人教版必修二教学案第二章 第三节 化学反应的速率和限度含答案.docx

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高一化学人教版必修二教学案第二章第三节化学反应的速率和限度含答案

第1课时　化学反应的速率

1．了解化学反应速率的含义及其表示方法。

2．了解影响化学反应速率的因素，初步了解控制化学反应速率的方法。

1．化学反应速率

（1）概念：

化学反应速率是用来衡量化学反应过程进行快慢程度的物理量。

（2）表示方法：

通常用单位时间内反应物浓度的减少量或生成物浓度的增加量（均取正值）来表示。

（3）计算：

表达式为v＝

或v＝

。

式中：

Δc为浓度的变化量，一般以mol/L为单位；Δt为时间，单位常用s或min表示。

（4）常用单位mol/（L·s）或mol/（L·min）。

2．决定一个化学反应速率快慢的主要因素是反应物本身的性质。

影响化学反应速率的外界条件是温度、催化剂、浓度、固体表面积、压强等。

[新知探究]

1．观察下列图片，说说哪些图片表示的过程中化学反应较快？

哪些表示的化学反应较慢？

提示：

火箭发射、汽油的燃烧过程中化学反应较快；溶洞形成、铁制品生锈过程中化学反应较慢。

2．不同化学反应进行的快慢差别很大，在科学研究中，如何描述一个反应进行的快慢？

提示：

通常用单位时间内反应物浓度的减少量或生成物浓度的增加量（均取正值）来表示。

3．在一个体积为2L的密闭容器中充入2molSO2和1molO2，发生反应2SO2（g）＋O2（g）

2SO3（g）。

5s后，测得SO3的物质的量为0.8mol。

填写下列空白：

　　　　　　　　　　　2SO2（g）＋O2（g）

2SO3（g）

起始浓度（mol/L）10.50

5s内浓度的变化量（mol/L）0.40.20.4

5s后浓度（mol/L）0.60.30.4

（1）分别用SO2、O2和SO3的浓度变化量表示该反应在5s内的反应速率。

提示：

v（SO2）＝0.08mol/（L·s）　v（SO3）＝0.08mol/（L·s）　v（O2）＝0.04mol/（L·s）

（2）以上三者的数值是否相等？

数值大小有何规律？

提示：

不相等，化学反应速率之比等于化学计量数之比。

（3）能否用固体或纯液体的变化来表示化学反应速率？

提示：

不能；原因是纯液体或固体的浓度一般视为常数，单纯改变它们的用量，浓度视为不变。

（4）化学反应速率是指瞬时速率还是平均速率？

提示：

化学反应速率是指某一时间段内的平均反应速率而不是指某一时刻的反应速率。

（5）用反应物和生成物表示的反应速率有无正负？

提示：

没有，化学反应速率都取正值。

[名师点拨]

　对化学反应速率的理解

1．一个确定的化学反应涉及反应物、生成物等多种物质，因而定量表示一个化学反应的反应速率时，必须指明是用哪一种反应物或哪一种生成物来表示。

2．由于一个化学反应里各物质的化学计量数不一定相同，所以用不同的物质表示的化学反应速率不一定相同。

3．同一化学反应，用不同物质的浓度变化表示的化学反应速率之比等于反应方程式中相应的物质的化学计量数之比。

4．无论是用某一反应物表示还是用某一生成物表示，其化学反应速率都取正值，而且是某一段时间内的平均速率。

5．在一定温度下，对于固体和纯液体物质来说，其单位体积里的物质的量不会改变，即它们的物质的量浓度为常数。

6．计算速率时要把物质的量转化为浓度，同时注意时间。

7．在比较速率大小时要转化成同一种物质的速率，同时要注意时间的单位。

[对点演练]

1．反应4NH3（g）＋5O2（g）

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

A．v（O2）＝0.01mol/（L·s）

B．v（NO）＝0.008mol/（L·s）

C．v（H2O）＝0.003mol/（L·s）

D．v（NH3）＝0.004mol/（L·s）

解析：

选C　先根据化学反应速率的定义可得：

v（NO）＝

＝

＝0.002mol/（L·s）。

再运用“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”求出其他物质的反应速率：

v（O2）＝

v（NO）＝

×0.002mol/（L·s）＝0.0025mol/（L·s）；

v（H2O）＝

v（NO）＝

×0.002mol/（L·s）＝0.003mol/（L·s）；v（NH3）＝v（NO）＝0.002mol/（L·s）。

2．反应：

3M（g）＋N（g）===2P（g）＋2Q（g），用不同物质表示其反应速率，此反应在不同条件下进行最快的是（　　）

A．v（M）＝0.6mol/（L·min）

B．v（N）＝0.45mol/（L·min）

C．v（P）＝0.015mol/（L·min）

D．v（Q）＝0.45mol/（L·min）

解析：

选B　化学反应速率之比等于化学反应方程式中的化学计量数之比，即v（M）∶v（N）∶v（P）∶v（Q）＝3∶1∶2∶2，则用A表示的化学反应速率分别为：

A项中v（M）＝0.6mol/（L·min）。

B项中v（M）＝3v（N）＝0.45mol/（L·min）×3＝1.35mol/（L·min）。

C项中v（M）＝

v（P）＝

×0.015mol/（L·min）＝0.0225mol/（L·min）。

D项中v（M）＝

v（Q）＝

×0.45mol/（L·min）＝0.675mol/（L·min），所以在不同条件下，进行最快的是B项。

[新知探究]

1．探究温度对化学反应速率的影响

实验操作

实验现象

溶液中产生气泡速率的相对大小为③>②>①

实验结论

其他条件不变时，温度越高，化学反应速率越快

2.探究催化剂对化学反应速率的影响

实验操作

实验现象

产生气泡速率的相对大小为：

②、③>①

实验结论

FeCl3、MnO2能加快H2O2分解的反应速率

3.其他因素

影响化学反应速率的因素除温度、催化剂外，还有溶液或气体的浓度、反应物的状态、固体的表面积、压强、溶剂、光照等许多因素。

[问题讨论]

（1）同样的食物，为什么冬天保存的时间长而夏天保存的时间短？

提示：

冬天气温低，夏天气温高，温度越高，食物腐败的速率越快，贮存的时间越短。

（2）块状大理石与粉末状大理石分别与同浓度的盐酸反应，哪个产生气泡的速率快？

为什么？

提示：

粉末状大理石与盐酸的反应速率快，因为增大了反应物的接触面积。

（3）同浓度、同体积的盐酸放入同样大小的锌粒和镁条，为什么产生气体有快有慢？

提示：

反应物本身的性质不同。

（4）同样大小的石灰石分别与0.1mol/L盐酸和1mol/L盐酸反应，反应速率为什么不同？

提示：

反应物的浓度不同。

[名师点拨]

1．影响化学反应速率的因素

内因

反应物

的性质

其他条件相同时，反应物的化学性质越活泼，化学反应速率越快，反之，化学反应速率越慢

外因

催化剂

在其他条件相同时，使用催化剂，化学反应速率加快

温度

在其他条件相同时，升高温度，化学反应速率加快，降低温度，化学反应速率减慢

反应物

的浓度

在其他条件相同时，增大反应物的浓度，化学反应速率加快，减小反应物的浓度，化学反应速率减慢

固体反

应物的

表面积

在其他条件相同时，增大固体反应物的表面积，化学反应速率加快，减小固体反应物的表面积，化学反应速率减慢

其他

光波、电磁波、超声波、溶剂等，也能影响化学反应的速率

[对点演练]

3．硫代硫酸钠溶液与稀硫酸反应的化学方程式为Na2S2O3＋H2SO4===Na2SO4＋SO2↑＋S↓＋H2O，下列各组实验中最先出现浑浊的是（　　）

解析：

选D　影响化学反应速率的因素众多，本题从浓度和温度两个因素考查，只要抓住浓度越大，温度越高，反应速率越大，便可以选出正确答案D。

4．把镁条投入盛有盐酸的敞口容器中，产生氢气的速率变化曲线如图所示。

下列因素中，影响该反应速率的是（　　）

①盐酸的浓度　②镁条的表面积　③溶液的温度　④Cl－的浓度

A．①④　　B．③④　　C．①③　　D．②③

解析：

选C　镁与盐酸反应的离子方程式为Mg＋2H＋===Mg2＋＋H2↑，与H＋有关，与Cl－无关。

在镁与盐酸的反应中，刚开始时H＋的浓度最大，反应速率应最大，但由于此反应为放热反应，温度升高，化学反应速率还会增大，随着化学反应的进行，H＋浓度逐渐减小，化学反应速率又逐渐减慢。

1．下列关于化学反应速率说法正确的是（　　）

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小或任何一种生成物浓度的增加

B．化学反应速率0.8mol/（L·s）是指1s时某物质的浓度为0.8mol/L

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

解析：

选C　化学反应速率是指单位时间内反应物或生成物浓度的变化量，故A、B错误；反应速率的意义在于衡量化学反应进行的快慢，故C正确；反应速率大，现象不一定明显，如盐酸和NaOH溶液的反应，故D错误。

2．盐酸倒在碳酸钙粉末上，能使反应的最初速率加快的是（　　）

A．增加碳酸钙的用量

B．盐酸浓度不变，使用量增加一倍

C．盐酸浓度增加一倍，使用量减半

D．盐酸浓度不变，使用量减半

解析：

选C　对于CaCO3＋2HCl===CaCl2＋CO2↑＋H2O来说，可以加快反应速率的方法是增加盐酸的浓度或升高反应温度。

3．（2016·北京西城高一检测）对于反应4NH3＋5O2===4NO＋6H2O，下列为4种不同情况下测得的反应速率，其中能表明该反应进行最快的是（　　）

A．v（NH3）＝0.2mol/（L·s）

B．v（O2）＝14mol/（L·min）

C．v（H2O）＝0.25mol/（L·s）

D．v（NO）＝9mol/（L·min）

解析：

选A　首先，统一单位，A项v（NH3）＝0.2mol/（L·s）＝12mol/（L·min），C项v（H2O）＝0.25mol/（L·s）＝15mol/（L·min）；其次，物质的化学反应速率与其化学计量数之比越大，则该物质表示的化学反应速率就越大，A、B、C、D四个选项中该比值分别是12÷4＝3,14÷5＝2.8，15÷6＝2.5,9÷4＝2.25。

4．（2016·海口高一检测）反应SO2＋O22SO3经一段时间后，SO3的浓度增加了0.4mol/L，在这段时间内用O2表示的反应速率为0.04mol/（L·s），则这段时间为（　　）

A．0.1s　　　B．2.5s　　　C．5s　　　D．10s

解析：

选C　v（O2）＝0.04mol/（L·s），则v（SO3）＝0.08mol/（L·s），由t＝Δc（SO3）/v（SO3）代入数据计算得t＝5s。

5．（2016·广州高一检测）某温度时，在2L容器中X、Y、Z三种物质随时间的变化曲线如图所示，由图中的数据分析。

（1）该反应的化学方程式为_________________。

（2）反应开始至2min时Z的平均反应速率为________。

解析：

（1）由题图可知2min内X、Y分别减少了0.3mol和0.1mol，Z增加了0.2mol，故X、Y为反应物，Z为生成物，X、Y、Z的化学计量数之比为3∶1∶2，该反应的化学方程式为3X＋Y

2Z。

（2）v（Z）＝

＝0.05mol/（L·min）。

答案：

（1）3X＋Y

2Z　

（2）0.05mol/（L·min）

6．将4molA气体和2molB气体在2L的容器中混合，并在一定条件下发生如下反应：

2A（g）＋B（g）2C（g），若经2s后测得C的浓度为0.6