《化学反应速率》学案11(人教版选修4).docx

第二章化学反响速率和化学平衡第一节 化学反响速率重难点一 理解化学反响速率要注意以下几个问题1无论是用某一反响物表示还是用某一生成物表示，由于c是取浓度变化的绝对值，因此，其化学反响速率都取正值，且是某一段时间内的平均速率。2化学反响速率可用反响体系中一种反响物或生成物浓度的变化来表示，一般是以最容易测定的一种物质表示，书写时应标明是什么物质的反响速率。3在一定温度下，固体和纯液体物质，其单位体积里的物质的量保持不变，即物质的量浓度为常数，因此它们的化学反响速率也被视为常数。由此可知，现在采用的表示化学反响速率的方法还有一定的局限性。4在同一反响中，用不同的物质表示同一时间的反响速率时，其数值可能不同，但这些数值所表达的意义是相同的即都是表示同一反响的速率。各物质表示的反响速率的数值有相互关系，彼此可以根据化学方程式中的各化学计量数进行换算。5一般来说在反响过程中都不是等速进行的，因此某一时间内的反响速率实际上是这一段时间内的平均速率。重难点二 化学反响速率的计算1化学反响速率的计算求解化学反响速率的计算题一般按以下步骤：(1)写出有关反响的化学方程式。(2)找出各物质的起始量、转化量、某时刻量。(3)根据条件列方程计算。例如：反响mAnBpC起始浓度abcmol|/L转化浓度 xmol|/L某时刻浓度axbcmol|/L计算中注意以下量关系：对反响物：c(起始)c(转化)c(某时刻)对生成物：c(起始)c(转化)c(某时刻)转化率×100%2比较反响的快慢同一化学反响速率用不同物质表示时数值可能不同，比较化学反响速率的快慢不能只看数值大小，还要进行一定的转化：(1)换算成同一物质、同一单位表示，再比较数值大小。(2)比较化学反响速率与化学计量数的比值。如反响aAbBcC，要比较v(A)与v(B)的相对大小，即比较与的相对大小，假设>，那么A的反响速率比B大。例1在2 L的密闭容器中，参加1mol和3mol的H2和N2，发生反响N23H22NH3，在2s末时，测得容器中含有0.4mol的NH3，求该反响的化学反响速率。答案N23H22NH3起始量(mol)：130变化量(mol)：0.20.60.42s末量(mol)：10.230.60.4那么v(N2)0.05mol/(L·s)v(H2)0.15 mol/(L·s)v(NH3)0.1mol/(L·s)解析利用定义求解化学反响的速率，必须牢牢抓住“物质的物质的量浓度变化量这一关键，而不是“物质的量的变化量这一问题。例2可逆反响：2A(g)3B(g)2C(g)D(g)在四种不同条件下的反响速率分别为：v(A)0.5mol/(L·min)v(B)0.6mol/(L·min)v(C)0.35mol/(L·min)v(D)0.4mol/(L·min)那么该反响在不同条件下反响速率最快的是()ABCD答案D1同一化学反响速率用参与反响的不同物质的浓度变化来表示时，其数值之比等于化学方程式中的化学计量数之比。例如反响aAbBcCdD，2同一化学反响速率用不同物质表示时数值可能不同，比较化学反响速率的快慢不能只看数值大小。(1)换算成同一物质表示，再比较数值大小。(2)比较化学反响速率与化学计量数的比值。即比较与，假设>，那么A的反响速率比B大。3比较化学反响速率时要注意：仅限于同一化学反响的各种速率(不同条件或不同时间段)之间进行比较；比较时要注意反响速率的单位要统一。例3以下列图表示800时A、B、C三种气体物质的浓度随时间变化的情况，t是到达平衡状态的时间。试答复：(1)该反响的反响物是。(2)该反响的化学反响方程式为_。(3)假设到达平衡状态的时间是2 min，A物质的平均反响速率为。答案(1)A(2)3AB+3C(3)0.6 mol/(L·min)解析对于图象题，首先要弄清图象横纵坐标所代表的意义，计算时，把握化学反响各物质的变化量与其前面的系数成正比，另外还要注意单位的统一。无论反响是否可逆，反响的实质都是旧物质的消耗新物质的生成。表现于量上，即旧物质量的减少，即反响物；新物质量的增加，即生成物。从图象来看消耗了A的物质的量，故A为反响物。化学反响中各物质的变化量与其前面的系数成正比，由于变化是同时发生同时停止的，所以有(2.4-1.2)(0.4-0)(1.2-0)=313，即各物质的化学计量数比，故此可逆反响的方程式为：3AB+3C。VA=CAMnO2t=2.4mol/L-1.2mol/LMnO22min =0.6mol/L· min1在上述反响中，用H2的浓度变化表示化学反响速率。点拨v(H2)1.2mol/(L·min)。2对同一反响，用不同物质的浓度变化所表示的反响速率的数值可能不同。请思考，为什么不同它们之间有什么关系点拨在同一个化学反响中，反响物浓度的减少和生成物浓度的增加都是按照化学方程式中各物质的计量数关系成比例变化的。当计量数不同时，在相同的时间内浓度变化量是按照其计量数关系增大或减少的，反响速率值自然不同。所以，在同一个化学反响中以不同物质为标准时，化学反响速率值可能不同，反响速率之比等于其计量数之比。例如：反响COH2OCO2H2在一定条件下发生，分别以四种物质表示的反响速率值之比为1111，而对反响2SO2O22SO3，在一定条件下发生时分别以SO2、O2、SO3表示的反响速率值之比为212。你还能根据反响速率相关量的哪些变化来测定该反响的反响速率点拨对于锌粒和硫酸的反响，测定反响速率的方法不止一种，如测量溶液中H浓度的变化，测量锌粒质量的变化，甚至使用一些物理仪器测量溶液的电导变化、反响的热量变化等，都可以比较出二者的反响速率的不同。1单位时间内反响物或生成物的物质的量浓度的变化2化学方程式中化学计量数点拨用不同物质表示的化学反响速率之比等于方程式中化学计量数的比3(1)A点拨v(C)0.025mol/(L·s)(2)C点拨，v(A)0.05mol/(L·s)(3)B点拨，v(B)0.0125mol/(L·s)4D点拨，v(O2)v(NO)5A点拨2v(B)3v(A),3v(C)2v(B)，v(A)v(B)，v(C)v(B)，v(A)v(B)v(C)v(B)v(B)v(B)1232，即2A3B=2C1以下关于化学反响速率的说法中，正确的选项是()A化学反响速率是指一定时间内任何一种反响物物质的量的减少或任何一种生成物物质的量的增加B化学反响速率为0.8mol/(L·s)是指1秒钟时某物质的浓度为0.8mol/LC根据化学反响速率的大小可以知道化学反响进行的快慢D对于任何化学反响来说，反响速率越快，反响现象就越明显答案C解析反响速率不能用纯液体或纯固体的物质的量变化来表示，故A错误；反响速率是平均反响速率而不是瞬时速率，故B不正确；有些反响，反响速率越快，反响现象不一定越明显，如酸碱的中和反响等，故D不正确。2甲、乙两个容器内都进行AB的反响，甲容器内每分钟减少4molA，乙容器内每分钟减少2molA，那么甲容器内的反响速率比乙容器内的反响速率()A快B慢C相等D无法判断答案D解析由化学反响速率的表达式：v(A)，由于甲、乙两容器的体积大小未知，仅知道A物质的量的变化值，故不能比较反响速率的大小。3把0.6molX气体和0.4molY气体混合于2 L容器中，发生反响3X(g)Y(g)nZ(g)2W(g),5min末生成0.2molW，假设测知以Z的浓度变化来表示平均速率为0.01mol/(L·min)，那么上述反响中Z气体的计量系数n的值是()A1B2 C3D4答案A4反响A(g)3B(g)2C(g)2D(g)，在不同情况下测得反响速率，其中反响速率最快的是()Av(D)0.4mol/(L·s)Bv(C)0.5mol/(L·s)Cv(B)0.6mol/(L·s)Dv(A)0.15mol/(L·s)答案B解析将B、C、D三项反响速率都用v(D)表示，其数值分别为：0.5、0.4、0.3，因此B项反响速率最快。5将10molA和5molB放入10 L真空容器内，某温度下发生反响：3A(g)B(g)2C(g)，在最初的0.2s内，消耗A的平均速率为0.06mol/(L·s)，那么在0.2s时，容器中C的物质的量是()A0.12molB0.08molC0.04molD0.8mol答案B解析同一反响中不同物质表示的反响速率之比等于方程式中各物质的计量数之比，即v(C)v(A)×0.06mol/(L·s)0.04mol/(L·s)在2s时，容器内C的物质的量为：0.04mol/(L·s)×10 L×0.2s0.08mol6.将等物质的量的A、B混合于2L的密闭容器中，发生如下反响：3A(g)B(g)xC(g)2D(g)，经5min后，测得D的浓度为0.5mol/L，c(A)c(B)35，C的平均反响速率是0.1mol/(L·min)，求：(1)此时A的浓度及反响开始前放入容器中的A、B的物质的量；(2)B的平均反响速率；(3)x值是多少答案(1)0.75mol/L，均为3mol(2)0.05mol/(L·min)(3)x2解析设A、B起始时的物质的量均为a，那么：3A(g)B(g)xC(g)2D(g)起始aa005min末a1.5a0.50.1×5×20.5×2由于(a1.5)(a0.5)35得a35 min末，c(A)0.75 mol/Lv(B) 0.05 mol/(L·min)x1v(C)v(B)0.1mol/(L·min)0.05mol/(L·min)得x21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反响：2A(g)B(g)2C(g)，假设经2s(秒)后测得C的浓度为0.6mol/L，现有以下几种说法：用物质A表示反响的平均速率为0.3mol/(L·s)用物质B表示反响的平均速率为0.6mol/(L·s)2s时物质A的转化率为70%2s时物质B的浓度为0.7mol/L其中正确的选项是()ABCD答案B解析此题是考查物质浓度表示法，用不同反响物或产物表示反响的平均速率的方法和反响中转化率的计算等知识点，所以考查内容的知识量较大。v(C)0.3mol/(L·s)v(A)v(C)0.3mol/(L·s)v(B)v(C)0.3mol/(L·s)×0.15mol/(L·s)参加反响的A的物质的量为：03 mol/(L·s)×2s×2L1.2 molA的转化率为：×100%30%2s时B的浓度为：1 mol/L0.15 mol/(L·s)×2s0.7 mol/L2反响A(g)3B(g)=2C(g)2D(g)在四种不同情况下的反响速率分别为：v(A)0.15mol/(L·s)v(B)0.6mol/(L·s)v(C)0.4mol/(L·s)v(D)0.45mol/(L·s)该反响进行的快慢顺序为_(填序号)。答案>>解析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。假设以物质A为标准，将其他物质表示的反响速率换算为用A物质表示的速率，那么有：v(A)v(B)13，那么表示的v(A)0.2mol/(L·s)v(A)v(C)12，那么表示的v(A)0.2mol/(L·s)v(A)v(D)12，那么表示的v(A)0.225mol/(L·s)故反响进行的快慢顺序为>>。3用纯洁的CaCO3与稀HCl反响制取CO2，实验过程记录如下列图。根据分析、判断，正确的选项是()AOE段表示反响速率最快BEF段表示反响速率最快，单位时间内收集的CO2最多CFG段表示收集的CO2最多DOG段表示随着时间的推移，反响速率逐渐增快答案B解析应从曲线变化的斜率进行分析：OE、EF、FG三段中EF的斜率最大，那么单位时间内，生成的CO2多且速率最快。1在比较化学反响速率时，不可以利用的相关性质为()A气体的体积和体系的压强B颜色的深浅C固体物质量的多少D反响的剧烈程度答案C2反响4A(s)3B(g)=2C(g)D(g)，经2min，B的浓度减少0.6mol/L。对此反响速率的表示正确的选项是()A用A表示的反响速率是0.4mol/(L·min)B分别用B、C、D表示反响速率，其比值是321C在2min末的反响速率，用B表示是0.3mol/(L·min)D在2min内的反响速率，用C表示是0.3mol/(L·min)答案B解析反响速率不能用纯固体或纯液体的物质的量变化来表示，故A不正确；化学反响速率是平均速率而不是瞬时速率，C错误；同一反响用不同的物质表示反响速率，速率之比等于化学计量数之比，B正确；利用v计算可知D错误。3反响2SO2(g)O2(g)催化剂2SO3(g)经一段时间后，SO3的浓度增加了0.4mol/L，在这段时间内用O2表示的反响速率为0.04mol/(L·s)，那么这段时间为()A0.1sB2.5sC10sD5s答案D解析根据题意，SO3的浓度增加了0.4mol/L，那么O2的浓度减少了0.2mol/L，v(O2)t5s4某条件下，合成氨反响的数据如下：N2(g)3H2(g)高压、高压催化剂2NH3(g)起始浓度/(mol/L)1.03.00.22s末浓度/(mol/L)0.61.81.04s末浓度/(mol/L)0.41.21.4当用氨气浓度的增加来表示该反响的速率时，以下说法中错误的选项是()A2s末氨气的反响速率为0.4mol/(L·s)B前2s时间内氨气的平均反响速率为0.4mol/(L·s)C前4s时间内氨气的平均反响速率为0.3mol/(L·s)D24s时间内氨气的平均反响速率为0.2mol/(L·s)答案A解析根据合成氨的数据可知。前2sNH3的速率为：v(NH3)0.4mol/(L·s)前4sNH3的速率为：v(NH3)0.3mol/(L·s)24s内NH3的速率为v(NH3)0.2mol/(L·s)故A项不正确，化学反响速率表示某一时间段的平均速率而不是瞬时速率。5在不同条件下分别测得反响2SO2(g)O2(g)催化剂2SO3(g)的化学反响速g率，其中表示该反响进行的最快的是()Av(SO2)4mol/(L·min)Bv(O2)3 mol/(L·min)Cv(SO2)0.1mol/(L·s)Dv(O2)0.1 mol/(L·s)答案D解析按比例关系转化后要注意单位的统一。6一定温度下，向一个容积为2 L的真空密闭容器中(事先装入催化剂)通入1molN2和3molH2，发生以下反响：N23H2高温、高压催化剂2NH3,3min后测得密闭容器内的压强是起始时的0.9倍，在此时间内v(H2)是()A0.2mol/(L·min)B0.6mol/(L·min)C0.1mol/(L·min)D0.3mol/(L·min)答案C解析反响3min后压强是起始的0.9倍，那么物质的量为原来的0.9倍，即3.6mol，减少了0.4mol，那么生成NH30.4mol，从而计算出v(NH3)，v(H2)v(NH3)0.1mol/(L·min)72molA与2molB混合于2 L的密闭容器中，发生如下反响：2A(g)3B(g)2C(g)zD(g)假设2s后，A的转化率为50%，测得v(D)0.25mol/(L·s)，以下推断正确的选项是()Av(C)v(D)0.25mol/(L·s)Bz3CB的转化率为25%DC的体积分数为28.6%答案AD解析由A的转化率可知，2s后反响掉A的物质的量为1mol，v(A)0.25mol/(L·s)，由于v(A)v(D)0.25mol/(L·s)0.25mol/(L·s)2z，那么z2，B不正确，A正确；此时消耗的B为1.5mol，生成的C为1mol，那么B的转化率×100%75%，C的体积分数×100%28.6%。8.某温度时在2 L容器中X、Y、Z三种物质的变化曲线如下列图：由图中数据分析该反响的化学方程式_。反响开始至2 min末Z的平均反响速率_。答案X+3Y2Z0.05 mol/(L·min)解析反响开始，X、Y的物质的量均为1.0mol，Z为0，反响进行至2min时X为0.9mol、Y为0.7mol、Z为0.2mol，且各物质的物质的量不再改变。相同时间内X、Y、Z物质的量的变化比为132，故化学方程式为X3Y2Z。Z的平均反响速率为(Z)0.05mol/(L·min)。9下表数据是高温下金属镁和镍分别与氧气进行氧化反响时，在金属外表生成氧化膜的实验记录：反响时间t/h1491625MgO层厚y/nm0.05a0.2a0.45a0.80a1.25aNiO层厚y/nmb2b3b4b5ba、b均为与温度无关的常数。请答复：(1)金属高温氧化腐蚀速率可用金属氧化膜的生长速率来表示，其理由是_。(2)金属氧化膜的膜厚y与时间t所呈现的关系是(填“直线“抛物线“对数或“双曲线等类型)：MgO氧化膜的膜厚y属于_型；NiO氧化膜的膜厚y属于_型。(3)Mg和Ni比较，哪一种金属具有更好的耐腐蚀性答：_，其理由是_。答案(1)化学反响速率可用反响物的消耗速率，也可用产物的生成速率表示(2)直线抛物线(3)Ni它的腐蚀速率随时间的增长比镁慢解析(1)金属因高温氧化反响，遭到破坏是常见的一种腐蚀现象。然而，不同的金属因其形成的氧化膜致密程度不同，它们的耐腐蚀性也不同。化学反响快慢既可由反响物的消耗速率表示，也可由生成物的生成速率表示。显然金属的腐蚀速率可用其氧化膜的生长速率表示。(2)根据题给数据不难导出以下数学关系：MgO膜厚y与时间t的关系为y0.05at；NiO膜厚y与时间t的关系为ybt。由函数的表达式知：前者为直线型，后者为抛物线型。(3)据此可知Y随时间增长要比Y随时间增大的慢，故镍的耐高温氧化腐蚀性要比镁的好。10丙酮(CH3COCH3)和碘在酸性溶液中发生以下反响：CH3COCH3I2CH3COCH2IHI25时，如果该反响的速率由以下经验式决定：v2.73×105c(CH3COCH3)·c(H)25时，如果c(I2)、c(CH3COCH3)、c(H)的起始浓度依次是0.01mol/L、0.1mol/L、0.01mol/L，求：(1)反响开始时的速率。(2)当溶液中的I2消耗一半时，反响速率比开始时慢还是快(通过计算答复)答案(1)2.73×108mol/(L·s)(2)比原来反响快解析(1)由给定的信息可知：v2.73×105c(CH3COCH3)·c(H)mol/(L·s)2.73×105×0.1×0.01mol/(L·s)2.73×108mol/(L·s)(2)当I2消耗一半时，由方程式可知，此时：c(CH3COCH3)0.095mol/Lc(H)0.015mol/L此时：v2.73×105×0.095×0.015mol/(L·s)3.89×108mol/(L·s)比照两速率知，比原来反响快。