专题2第一单元第1课时.docx

1、第一单元化学反应速率第1课时化学反应速率的表示方法学习目标定位知识内容必考要求加试要求1.化学反应速率及其简单计算。2.影响化学反应速率的因素、控制反应条件在生产和科学研究中的作用。3.实验数据的记录与处理。a ab b c注：1、2是必修2中的要求课时要求1.了解化学反应速率的概念，会定量表示化学反应速率。2.学会化学反应速率的简单计算和测定方法，会比较化学反应速率的快慢。一化学反应速率的应用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。c表示某物质浓度的变化，常用单位molL1；t表示时间变化，常用单

2、位s、min或h。化学反应速率v的单位：molL1s1或molL1min1。2.在一个容积为2 L的密闭容器中发生反应：2SO2O22SO3，经5 s后，测得SO3的物质的量为0.8 mol，填写下表：有关反应物质SO2O2SO3物质的量变化(mol)0.80.40.8物质的量浓度变化(molL1)0.40.20.4化学反应速率(molL1s1)0.080.040.08速率之比v(SO2)v(O2)v(SO3)2123.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

3、)在同一化学反应中，选用不同物质表示化学反应速率时，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。化学反应速率的计算(1)公式法：利用v(A)计算注意：c(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、一段时间后量的关系计算例如：反应mAnBpC起始浓度(molL1) ab c转化浓度(molL1) x 某时

4、刻浓度(molL1) axb cv(B)。计算中注意以下量的关系：对反应物：c(起始)c(转化)c(某时刻)对生成物：c(起始)c(转化)c(某时刻)1.反应4A(g)5B(g)=4C(g)6D(g)在5 L的密闭容器中进行，半分钟后，C的物质的量增加了0.3 mol下列论述正确的是()A.A的平均反应速率是0.010 molL1s1B.容器中含D的物质的量至少为0.45 molC.容器中A、B、C、D的物质的量比一定是4546D.容器中A的物质的量一定增加了0.3 mol答案B解析依据化学平衡的三段式列式，半分钟后，C的物质的量增加了0.3 mol； 4A(g)5B(g)=4C(g)6D(g

5、)起始量(mol)xy0 0变化量(mol)0.3 0.375 0.3 0.45平衡量(mol)x0.3 y0.375 0.3 0.45A的平均反应速率0.3 mol(5 L30 s)0.002 0 molL1s1；A项错误；起始量不定，容器中含D物质的量至少为0.45 mol，B项正确；起始量不知，容器中A、B、C、D的物质的量的比不一定是4546，C项错误；容器中A的物质的量一定减少了0.30 mol，D项错误；答案选B。2.反应A3B2C2D在四种不同情况下的反应速率分别为v(A)0.15 molL1min1v(B)0.01 molL1s1v(C)0.40 molL1min1v(D)0.

6、45 molL1min1则该反应在不同情况下进行的快慢顺序为_。答案解析方法一：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、的反应速率换算为用物质A表示的反应速率，则有：v(A)v(B)0.01 molL1s160 smin10.20 molL1min1v(A)v(C)0.40 molL1min10.20 molL1min1v(A)v(D)0.45 molL1min10.225 molL1min1故反应在不同情况下进行的快慢顺序为。方法二：首先将反应速率单位统一为mol

7、L1min1，则v(B)0.60 molL1min1，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A3B2C2D得出：0.15 molL1min10.20 molL1min10.20 molL1min10.225 molL1min1故反应在不同情况下进行的快慢顺序为。规律总结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；“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。之后的数值，数值越大，反应速率越大。如反应aA

8、(g)bB(g)=cC(g)，比较与，若，则v(A)表示的反应速率v(B)表示的反应速率。二化学反应速率的测定1.已知CaCO32HCl=CaCl2H2OCO2，你有几种方法测得该反应的反应速率？试判断实验的可行性设计。答案(1)测量收集一定体积的CO2所用的时间或测量一段时间内收集到CO2的体积。(2)测量一段时间内溶液中H浓度的变化。(3)测量一段时间内碳酸钙质量的变化。2.设计实验测定盐酸与碳酸钙的反应速率，按下列实验步骤完成实验：按下图装置安装仪器，并检查装置气密性，加入5 g碳酸钙然后快速加入20 mL 1 molL1的盐酸，测量收集10 mL CO2所用的时间。用相同的装置换用20

9、 mL 4 molL1的盐酸，测量收集10 mL CO2所用的时间。回答下列问题：(1)实验中所用仪器有哪些？答案锥形瓶、单孔塞、直角导气管、50 mL注射器、铁架台、秒表。(2)观察到的现象是什么？答案碳酸钙与盐酸反应产生气泡；收集10 mL CO2实验所用时间比实验所用时间短。(3)某学生的实验记录如下，计算填写下表：反应时间(s)CO2生成速率(mLs1)1 molL1盐酸200.54 molL1盐酸81.25(4)你能得出的实验结论是什么？答案4 molL1的盐酸与碳酸钙反应比1 molL1的盐酸与碳酸钙反应速率快。(5)该实验中的注意事项有哪些？答案碳酸钙颗粒(即表面积)大小基本相同

10、。20 mL 的盐酸溶液要迅速加入。装置气密性要好，且计时要迅速、准确。 化学反应速率的测定化学反应速率是通过实验测定的。因为化学反应中发生变化的是体系内的化学物质(包括反应物和生成物)，所以与其中任何一种化学物质的浓度(或质量)相关的性质在测量反应速率时都可以加以利用。如：(1)利用能够直接观察的某些性质测定，如通过测量释放出一定体积的气体的时间来测定反应速率，或测定一定时间内气体压强的变化来测定反应速率。(2)利用依靠科学仪器才能测量的性质进行测定，如颜色的深浅、光的吸收、光的发射、导电能力等。(3)在溶液中，当反应物或生成物本身有比较明显的颜色时，常常利用比色的方法测定溶液颜色深浅和溶液

11、颜色与反应物浓度(或生成物浓度)的正比关系来跟踪反应的过程和测量反应速率。3.用纯净的CaCO3与100 mL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段表示的平均速率最快B.EF段，用盐酸表示该反应的平均反应速率为0.04 molL1min1C.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267D.G点表示收集的CO2的量最多答案D解析斜率表示反应速率，斜率越大反应速率越大，EF段反应速率最大，A项错误；EF段生成的V(CO2)672 mL224 mL448 mL，n(CO2)0.02 mol，根据Ca

12、CO32HCl=CaCl2CO2H2O，可知参加反应的氯化氢为0.04 mol，盐酸的浓度变化量为0.4 molL1，v(HCl)0.4 molL1min1，B项错误；OE、EF、FG三段生成的二氧化碳体积分别为224 mL、448 mL、112 mL，用CO2表示的平均反应速率之比为224 mL448 mL112 mL241，C项错误；G点表示收集的二氧化碳为从开始到G点生成的二氧化碳，共784 mL，D项正确。4.某温度时，在2 L的密闭容器中气态物质X和Y反应生成气态物质Z，它们的物质的量随时间的变化如表所示。(1)根据下表中数据，在下图中画出X、Y、Z的物质的量(n)随时间(t)变化的

13、曲线：t/minX/molY/molZ/mol01.001.000.0010.900.800.2030.750.500.5050.650.300.7090.550.100.90100.550.100.90140.550.100.90(2)体系中发生反应的化学方程式是_。(3)列式计算该反应在03 min时间内产物Z的平均反应速率。答案(1)见下图(2)X2Y2Z(3)v(Z)0.083 molL1min1。解析(1)利用描点法，根据表中数据，逐个在图中找出坐标点，然后用平滑曲线画出。 (2)最后各物质的量不再变化，说明反应为可逆反应，根据题意结合三段式表示如下：aXbYcZ开始时(mol)1.

14、001.000转化(mol)0.450.900.90平衡时(mol)0.550.100.90根据各物质转化的物质的量之比等于化学计量数之比，可知abc0.450.900.90122，即反应方程式为X2Y2Z 。(3)v(Z)0.083 molL1min1。化学反应速率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 molL1s1，就是指在该时间内反应物和生成物的浓度变化都为0.5 molL1D.化学反应速率是用来衡量化学反

15、应进行快慢的尺度答案D解析A项，中和反应速率很快，但有的没有明显现象，A错；B项，在化学反应中，由于固体和纯液体的浓度视为常数，其浓度变化值为零，故不能用它们表示反应速率，B错；C项，由于化学计量数不一定相同，在该时间内反应物和生成物的浓度变化不一定都为0.5 molL1。2.反应4A(g)3B(g) 2C(g)D(g)，经2 min，B的浓度减少0.6 molL1。对此反应速率的表示，正确的是()用A表示的反应速率是0.4 molL1min1分别用B、C、D表示的反应速率其比值为321在2 min末的反应速率，用B表示是0.3 molL1min1在这2 min内用B表示的反应速率的值是逐渐减

16、小的，用C表示的反应速率的值是逐渐增大的A. B.C. D.答案A解析aAbB=cCdD可以直接用单位时间内物质的量浓度变化来计算，如v(A)；也可由v(A)v(B)v(C) v(D)abcd规律换算。v(B)0.3 molL1min1，v(A)v(B)43，v(A)0.4 molL1min1，正确。B、C、D的化学计量数之比为321，其反应速率之比为321，正确。中是2 min内的平均反应速率，而不是2 min末的瞬时速率，错误。用B表示的反应速率逐渐减小，用C表示的反应速率也是逐渐减小，错误。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

17、(W)3v(Z) B.2v(X)3v(Z)C.2v(X)v(Y) D.3v(W)2v(X)答案C解析对于任一化学反应，用不同的物质表示该反应的速率，其数值之比等于其化学计量数之比，v(W)v(X)v(Y)v(Z)3243，C正确。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) B(g)nC(g)。反应到3 min时，容器内A的浓度为0.8 molL1，测得这段时间内，平均速率v(C)0.6 molL1min1，则化学反应方程式中n值为_，v(B)_。答案30.2 molL1min1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

18、先求v(A)的值。c(A)2 molL10.8 molL11.2 molL1，A的化学反应速率：v(A)0.4 molL1min1，则v(A)v(C)2n0.4 molL1min10.6 molL1min123，故n3。v(B)v(A)0.4 molL1min10.2 molL1min1。5.如图表示的是在800 时，含有A、B、C三种气体的体系中各物质浓度随时间变化的情况，请回答下列问题：(1)该反应的反应物是_。(2)该反应的化学方程式是_。(3)2 min内，A物质的平均反应速率为_。答案(1)A(2)2AB3C(3)0.4 molL1min1解析在反应过程中，A的浓度减小，B、C的浓度

19、增大，则A是反应物，B、C是生成物。2 min时A、B、C的浓度不再变化，说明此反应是可逆反应，反应达到了平衡状态。设化学方程式中A、B、C的化学计量数分别为a、b、c，由图可知，abc0.80.41.2213，所以此反应的化学方程式为2AB3C；2 min内v(A)0.4 molL1min1。40分钟课时作业基础过关题组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“molL1s1”和

20、“molL1min1”答案C解析化学反应速率是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的，即用单位时间内浓度的改变量来表示。2.对于反应：CaCO32HCl=CaCl2H2OCO2，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

21、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。3.2 mol A与2 mol B混合于2 L的密闭容器中，发生如下反应：2A(g)3B(g) 2C(g)zD(g)若2 s后，A的转化率为50%，测得v(D)0.25 molL1s1，下列推断正确的是()A.v(C)v(D)0.25 molL1s1B.z3C.B的转化率为25%D.C的体积分数为20%答案A解析aAbB=cCdD可以用单位时间内各物质的物质的量浓度变化来表示，如v(A)；不同物质表示的速率间有v(A)v(B) v(C) v(D)abcd规律。反应中A转化

22、2 mol50%1 mol，B转化1 mol1.5 mol，v(C)v(A)0.25molL1s1，A项正确；v(C)v(D)0.25 molL1s10.25 molL1s111，z2，B项错误；B的转化率为100%75%，C项错误；反应中A转化物质的量为2 mol50%1 mol，生成1 mol C，总物质的量减少0.5 mol，C的体积分数也就是物质的量分数，为100%28.6%，D项错误。题组2化学反应速率的计算及应用4.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

23、平均反应速率为0.1 molL1min1，则经过时间为()A.2 min B.3 min C.4 min D.5 min答案B解析N23H22NH3起始(mol) 1 3 0转化(mol) x 3x 2x剩余(mol) 1x 33x 2x由题意得：0.9x0.2 molv(H2)0.1 molL1min1t3 min。5.(2019萧山中学模拟)把4 mol X气体和6 mol Y气体混合于2 L密闭容器中，使它们发生如下反应：X(g)2Y(g)=3Z(g)nW(g)，5 min末已生成3 mol Z，若测知以W的浓度变化来表示的反应速率为0.2 molL1min1，下列选项正确的是()A.前

24、5 min内用X的浓度变化表示的平均反应速率为0.5 molL1min1B.5 min末时Y的浓度为2 molL1C.化学方程式中n3D.5 min末时W的物质的量为1 mol答案B解析aA bB=cC dD可以用单位时间内各物质的物质的量浓度变化来表示，如v(A)；不同物质表示的速率间有v(A)v(B) v(C) v(D)abcd规律。5 min末生成3 mol Z，消耗X为3 mol1 mol，则前5 min内v(X)0.1 molL1min1，A项错误；5 min末生成3 mol Z，消耗的Y为3 mol2 mol，则5 min末Y的浓度为c(Y)2 molL1，B项正确；v(X)v(W

25、)0.1 molL1min10.2 molL1min11n，解得n2, C项错误；5 min末时，n(W)vtV0.2 molL1min15 min2 L2 mol, D项错误。6.已知某条件下，合成氨反应的数据如下：N2(g)3H2(g) 2NH3(g)N2H2NH3起始浓度(molL1)1.03.00.22 s末浓度(molL1)0.61.81.04 s末浓度(molL1)0.41.21.4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.24 s内的平均反应速率为0.2 molL1s1B.前4 s内的平均反应速率为0.3 molL1s1C.前2 s内的平均反应速率为

26、0.4 molL1s1D.2 s末的反应速率为0.4 molL1s1答案D解析化学反应速率是表示一段时间内的平均反应速率而不是某一时刻的瞬时速率。7.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，起始浓度A为5 molL1，B为3 molL1,2 min末C的平均反应速率为0.5 molL1min1，此时测得D的浓度为0.5 molL1，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53B.x1C.2 min末时B的浓度为1.5 molL1D.2 min末时A消耗的浓度为0.5 molL1答案C解析依题意2 min末c(C)

27、0.5 molL1min12 min1 molL1，而c(D)0.5 molL1，所以x2。 2A(g)3B(g) 2C(g)D(g)c(起始)(molL1)5 3 00c(变化)(molL1) 1 1.5 1 0.5c(2 min末)(molL1) 4 1.5 1 0.5可知C正确。8.一定温度下，10 mL 0.40 molL1 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/min0246810V(O2)/mL0.09.917.222.426.529.9下列叙述不正确的是(溶液体积变化忽略不计)()A.06 min的平均反应速率：v(H2O2)3.31

28、02 molL1min1B.610 min的平均反应速率：v(H2O2)3.3102 molL1min1C.反应至6 min时，c(H2O2)0.30 molL1D.反应至6 min时，H2O2分解了50%答案C解析H2O2分解到6 min时的分解量：222.4103 L22.4 Lmol10.002 0 mol。06 min：v(H2O2)0.002 0 mol0.01 L6 min3.3102 molL1min1，A正确；其他条件相同，反应物的浓度减小，化学反应速率减小。610 min比06 min c(H2O2)小，则610 min v(H2O2)”“(2)0.05 molL1min1(

29、3)2AB解析(1)由图可以看出，在4 min末n(A)n(B)0.4 mol，又因体积相等，所以c(A)c(B)，从0到4 min内c(A)0.2 molL1，c(B)0.1 molL1。(2)v(A)0.05 molL1min1。(3)参加反应的各物质的物质的量之比为n(A)n(B)0.4 mol0.2 mol21,4 min后的一段时间以后A、B的物质的量不再改变，证明该反应达到化学平衡，此反应为可逆反应。10.(2019金华一中月考)在容积为2 L的密闭容器中进行如下反应：A(g)2B(g) 3C(g)nD(g)，开始时A为4 mol，B为6 mol；5 min末时测得C的物质的量为3

30、 mol，用D表示的化学反应速率v(D)为0.2 molL1min1。计算：(1)5 min末A的物质的量浓度为_。(2)前5 min内用B表示的化学反应速率v(B)为_。(3)化学方程式中n值为_。(4)此反应在四种不同情况下的反应速率分别为v(A)5 molL1min1v(B)6 molL1min1v(C)4.5 molL1min1v(D)8 molL1min1其中反应速率最快的是_(填编号)。答案(1)1.5 molL1(2)0.2 molL1min1(3)2 (4)解析aAbB=cCdD可以直接用单位时间内物质的量浓度变化来计算，如v(A)；也可由v(A)v(B) v(C) v(D)a

31、bcd规律换算。由v(D)，n(D)0.2 molL1min12 L5 min2 mol。三段式表示为 A(g)2B(g) 3C(g)nD(g)n(初)/mol 4600n/mol1 2 3 2n(末)/mol 3 4 3 2(1)5 min末c(A)1.5 molL1。(2)v(B)0.2 molL1min1。(3)，即n2。(4)只要比较、的相对大小，值越大反应越快。代入数据计算，中表示的反应速率最快。11.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

32、部分实验数据如下：t/s05001 000c(H2)/molL15.003.522.48c(CO)/molL12.50(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_。答案(1)2.96103 molL1s1(2)1.26103 molL1s150.4%(3)0.74 molL1解析(1)在500 s内，v(H2)2.96103 molL1s1。(2)在1 000 s内反应了的H2的浓度是c(H2)5.00 molL12.48 molL12.52 molL1，则反应

33、了的CO的浓度是c(CO)c(H2)1.26 molL1，用CO表示此段时间的平均速率为v(CO)1.26103 molL1s1，CO的转化率为100%50.4%。(3)在500 s内反应了的H2的浓度为c(H2)1.48 molL1，则生成的CH3OH的浓度为c(CH3OH)c(H2)0.74 molL1。12. 根据反应4FeS2(s)11O2(g)=2Fe2O3(s)8SO2(g)，试回答下列问题：(1)常选用哪些物质来表示该反应的化学反应速率_。(2)当生成SO2的速率为0.64 molL1s1时，则氧气减少的速率为_。(3)如测得4 s后O2的浓度为2.8 molL1，此时间内SO2

34、的速率为0.4 molL1s1，则开始时氧气的浓度为_。答案(1)SO2或O2(2)0.88 molL1s1(3)5.0 molL1解析(1)一般不用固体和纯液体来表示化学反应速率，所以可用O2和SO2来表示该反应的反应速率。(2)反应aAbB=cCdD，v(A)v(B) v(C) v(D)abcd。v(O2)v(SO2)118，氧气减少的速率为0.64 molL1s10.88 molL1s1。(3)此时间内v(SO2)0.4 molL1s1，则v(O2)0.4 molL1s10.55 molL1s1，n(O2)0.55 molL1s14 s2.2 molL1，则开始时氧气的浓度为2.8 mo

35、lL12.2 molL15.0 molL1。13.将等物质的量的A和B混合于2 L密闭容器中，发生如下反应：3A(g)B(g) xC(g)2D(g)。4 min时，测得D的浓度为0.4 molL1，c(A)c(B)35，C的反应速率是0.1 molL1min1。根据以上数据求：(1)A在4 min末的浓度是多少？(2)B在这4 min内的平均反应速率是多少？(3)x的值。答案(1)0.6 molL1(2)0.05 molL1min1(3)x2解析(1)D的浓度为0.4 molL1，所以消耗A的浓度是0.4 molL1230.6 molL1，消耗B的浓度则为0.2 molL1，设A、B的初始浓度均是y，则(y0.6)(y0.2)35，解得y1.2 molL1，所以A在4 min末的浓度是1.20.60.6 molL1。(2)B在4 min内浓度减少0.2 molL1，所以B的平均反应速率是0.2 molL1/4 min0.05 molL1min1。(3)C的反应速率是0.1 molL1min1，则C的浓度是0.4 molL1，D的浓度也为0.4 molL1，所以4 min内C、D的浓度变化比是11，则x2。