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2019-2020年高中化學 2.1《化學反應速率》學案 舊人教版必修2 ◆考綱要求 1．了解化學反應速率的概念及表示方法 2．理解外界條件(溫度、濃度、壓強和催化劑等)對化學反應速率的影響 ◆教材導讀 一．化學反應速率的概念及表示方法. 1．概念:化學反應速率是用來 . 2．表示方法:化學反應速率通常用 來表示,數(shù)學表達式為 ,式中的表示 的變化,表示 ,則化學反應速率的常用單位為 . 3．有關濃度變化的計算 對于某一反應終了時,反應物濃度= ,生成物濃度= ,而各物質變化量之等于 . 4．注意:(1)表達式中的分子上是“物質的量濃度”的變化量，而不是“物質的量”的變化量. (2)化學反應速率表示反應進行的快慢程度,它實際指的是一段時間內的 ,而不是瞬時速率,且均取正值. (3)固體或液體(不是溶液﹗)的濃度可視為不變的常數(shù),因此,一般不用固體或液體表示化學反應速率. (4)用不同物質表示的速率的數(shù)值不一定相等,但意義相同.因此表示化學反應速率時,必須注明是用那種物質作標準的.不同物質的化學反應速率之比等于 . 二．影響化學反應速率的因素 1．內因：　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　是反應速率的主要決定因素． 2．外因：外界條件在一定范圍內影響反應速率．如濃度、溫度、壓強、催化劑及其它因素,如光、超聲波、激光、放射線、電磁波、反應物顆粒大小、形成原電池等。 （1）溫度：（其它條件不變） 升高溫度不論對放熱反應還是吸熱反應，反應速率 ．一般每升高10℃,反應速率增大到原來的2－4倍． 注意：溫度對反應速率的影響實際上是比較復雜的，有的反應隨溫度的升高，反應速率不一定加快。例如用酶催化的反應，酶只有在適宜的溫度下活性最大，反應速率才達到最大。故在許多工業(yè)生產(chǎn)中溫度的選擇還許考慮催化劑的活性溫度范圍。 （2）濃度：（其它條件不變） 增大反應物的濃度，單位體積內的　　　　　　　分子數(shù)增加，　　　　　　　　機會增多，故反應速率　　　　?。粗?，反應速率　　　　?。? （3）壓強：（有氣體物質參與，其它條件不變．） 增大壓強，氣體的體積 ，濃度 ，分子間的有效碰撞機會　　　，反應速率 ．反之 ． （4）．催化劑可以改變正、逆反應速率。使用正催化劑，反應速率 ，使用負催化劑，反應速率 。 ◆要點解讀 　一．濃度對反應速率的影響 ①固體或純液體濃度視為常數(shù)，它們物質的量的變化不會引起反應速率的變化，故不能用它表示反應速率．但固體顆粒的大小導致接觸面的大小，故影響反應速率． ②濃度對化學反應速率的影響，并非所有的反應都一樣，若隨著濃度的改變，反應的本質發(fā)生了變化，那么反應速率的含義也不同了．如：采取“把稀硫酸改成濃硫酸來增大用鋅制取氫氣的速率”，是錯誤的，因為改用濃硫酸后，反應不再生成氫氣了。 二．壓強對反應速率的影響 ① 恒容條件，增加與反應無關的氣體，容器總壓增加，但與反應有關的氣體物質各自的分壓不變，各自濃度不變，故反應速率不變． ② 恒壓條件，增加與反應無關的氣體，容器體積增加，對于反應有關的氣體物質相當于減壓，故反應速率減小． 總之，有氣體參加的反應，壓強的影響，實質上是指容器容積的改變，導致各氣體的濃度同等程度的改變，從而影響反應速率． 三．催化劑對反應速率的影響 對于某些化學反應，使用催化劑可以加快化學反應速率。催化劑雖然在反應前后的質量和化學性質沒有發(fā)生變化，但它卻參與了化學變化過程，改變了原來的反應歷程。 需要注意的是： (1)對于可逆反應，催化劑能同等程度地改變正、逆反應速率。在一定條件下，正反應的優(yōu)良催化劑必定是逆反應的優(yōu)良催化劑。 (2)使用催化劑只能改變反應途徑，不能改變反應的始態(tài)和終態(tài)，故催化劑只能加快反應達到平衡時的時間，而不能改變平衡狀態(tài)，反應的熱效應也和催化劑的存在與否無關。 (3)催化劑只能加速熱力學上認為可以實現(xiàn)的反應，對于熱力學計算不能發(fā)生的反應，任何催化劑都不能改變反應發(fā)生的方向。 (4)催化劑可以加快化學反應速率，也可以減慢化學反應速率，前者稱之為正催化劑，后者稱之為負催化劑。通常情況下，正催化劑用得較多，因此，若無特殊說明，都是指正催化劑而言。 四．外界條件改變對化學反應速率的影響［］ 條件的改變 化學反應速率的變化 理論解釋 增加Ａ的濃度 恒容時增加Ａ 恒容時加入與反應無關的氦氣，使壓強增大 恒壓時加入與反應無關的氦氣，使壓強不變 升高溫度 使用適當?shù)拇呋瘎? 使Ｂ粉碎成粉末 定容時隨反應時間的延長 　　　　　　　　　　　　　 ◆名題導思 [例1]已知反應 在某段時間內以A的濃度變化表示的化學反應速率為 ，則此段時間內以C的濃度變化表示的化學反應速率為（ ） 　　A． B． C． D． [例2] 某反應X+3Y 2E+2F，在甲、乙、丙、丁四種不同條件下，分別測得反應速率甲：v(X)=0.3mol/(Lmin)，乙：v(Y)=1.2mol/(Lmin)，丙：v(E)=0.8mol/(Lmin)，?。簐(F) =0.9mol/(Lmin)，則反應最快的是( ) A．甲　　　　　 B．乙 C．丙　　　　 D．丁 [例3]某溫度時，在2L容器中X、Y、Z三種物 質的物質的量隨時間的變化，曲線如右圖 所示，由圖中數(shù)據(jù)分析，該可逆反應的化 學方程式為_________________________； 該反應開始至2min，Z的平均反應速率為 ___________________________________ [例4]將4 mol A氣體和2 mol B氣體在2 L的容器中混合并在一定條件下發(fā)生如下反應：2A（g）+B（g）2C（g）若經(jīng)2s（秒）后測得C的濃度為0.6 molL－1，現(xiàn)有下列幾種說法：①用物質A表示的反應的平均速率為0.3 molL－1s－1②用物質B表示的反應的平均速率為0.6 molL－1s－1③2s時物質A的轉化率為70%④2s時物質B的濃度為0.7 molL－1其中正確的是 A．①③　　 B．①④　 C．②③ D．③④ [例5]與發(fā)生氧化還原反應生成和的速率如圖所示，已知這個反應速率隨著溶液中的增大而加快。 （1）反應開始時，反應速率加快的原因是 。 （2）反應后期時，反應速率下降的原因是 。 [例6]某化學反應2A B+D在四種不同條件下進行，B、D起始濃度為0，反應物A的濃度(molL-1)隨反應時間(min)的變化情況如下表： 根據(jù)上述數(shù)據(jù)，完成下列填空： ⑴在實驗1，反應在10至20min時間內平均速率為 mol（Lmin）-1。 ⑵在實驗2,A的初始濃度c2= molL-1,反應經(jīng)20min就達到平衡,可推測實驗2中還隱含的條件是 。 ⑶設實驗3的反應速率為υ3，實驗1的反應速率為υ1,則υ3 υ1(填“>”“=”“<”),且c3 1.0molL-1(填“>”“=”“<”)。 ⑷比較實驗4和實驗1,可推測該反應是 反應(選填“吸熱”“放熱”)。理由是 。 [解析]（1）VA=0.8molL-1-0.67molL-1/10min =0.013 mol（Lmin）-1。 （2）對比實驗1與實驗2可知，從10min到20min，實驗1的A的濃度相同，說明是同一平衡狀態(tài)，即c2= 1.0 molL-1，又因實際反應的速率快，達到平衡所需時間短，說明反應中使用了催化劑。 （3）對比實驗3與實驗1可知，從10min到20min，實驗1的A的濃度變化值為0.13 molL-1,而實驗3的A濃度變化值為0.17 molL-1，這就說明了υ3>υ1。又知從0min到10minA的濃度變化值應大于0.17 molL-1，即c3>（0.92+0.17）molL-1 =1.09 molL-1。 （4）對比實驗4與實驗1可知，兩實驗的起始濃度相同，反應溫度不同，達平衡時實驗4的A的濃度小，說明了實驗4A進行的程度大，即溫度越高，A的轉化率越大，說明正反應為吸熱反應。 [答案] （1）0.013（2）1.0；催化劑（3）＞；＞（4）吸熱；溫度升高時，平衡向右移動 ◆隨堂演練 1．下列說法不正確的是（ ） A．參加反應的物質的性質是決定化學反應的重要因素 B．反應物分子（或離子）間的每次碰撞是反應的先決條件 C．反應物的分子的每次碰撞都能發(fā)生化學反應 D．活化分子具有比普通分子更高的能量 2．已知4A+5B=2C+2D，則關于反應速率，正確的關系是（ ） A．4V(A)= 5V(B) B．5V(B)=6VD C．2V(A)=3VD D．4V(B)=5VC 3．反應A+5B=2C+2D，在四種不同的情況下的平均反應速率[mol/Ls]分別為：①V(A)=0.15；②V(B)=0.6；③V(C)=0.4；④V(D)=0.45。則反應進行速率最快的（ ） A．①④ B．②和③ C．④ D．①和④ 4． 由下列四種X的溶液，分別加入四個盛有10mL、2molL-1鹽酸的燒杯中，并加水稀釋至50 mL，此時X與鹽酸緩慢地進行反應，其中反應速率最大的是（ ） A．20mL, 3molL-1 B．20mL,2molL-1 C． 10mL, 4molL-1 D．10mL, 2molL-1 5． 在密閉容器中,進行可逆反應,A與B反應生成C，且反應速率分別用υA、υB、υC[單位為mol/(Ls)]表示，且υA、υB、υC之間有以下關系: υB=3υA， 3υC=2υB，υC=2υA。則此反應可表示為( )。 A．A+BC B．2A+2B3C C．3A+BC D．A＋3B2C 6．設C+CO22CO（正反應吸熱），反應速率為V1；N2+3H22NH3（正反應放熱），反應速率為V2，對于上述反應，當溫度升高時，V1和V2的變化情況為( ) A．同時增大 B．同時減少 C．V1增大，V2減小 D．V1減小，V2增大 7．下列措施肯定能使化學反應速率增大的是（ ） A．增大反應物的用量 B．增加壓強 C．升高溫度 D．使用催化劑 8． 用鹽酸與鋅反應制取氫氣，下列方法能增大反應速率的是（ ） A．增加鹽酸的用量 B．用同濃度的醋酸代替鹽酸 C．用鋅粉代替鋅粒 D．增大壓強 9． 氨氣氧化反應：4NH3+5O2=4NO+6H2O改變下列條件使反應速率加大，其中是由于增大了“活化分子”的百分數(shù)的是（ ） A．用鉑作催化劑 B．升高溫度 C．縮小體積增大壓強 D．用氧氣代替空氣 10．反應N2+O2=2NO在密閉容器中進行，下列能加快反應速率的條件是（ ） A．縮小體積增大壓強 B．體積不變，充入N2使壓強增大 C．體積不變充入氦氣使壓強增大 D．體積增大到原來的2倍 11．在10℃時某化學反應速率為0.1molL－1S－1，若溫度升高10℃反應速率增加到原來的2倍。其它條件不變，溫度升高到50℃時，該反應的速率為（ ） A．0.4molL－1S－1 B．1.6molL－1S－1 C．0.8molL－1S－1 D．2.5molL－1S－1 12．NO和CO都是汽車尾氣里的有害物質，它們能緩慢地起反應生成氮氣和二氧化碳氣體，2NO+2CO=N2+2CO2，對此反應，下列敘述正確的是（ ） A．使用催化劑一定能加快反應速率 B．改變壓強對反應速率沒有影響 C．冬天氣溫低，反應速率降低，對人危害更大 D．外界任何條件怎樣改變，均對此化學反應速率無影響 13．加入0.1molMnO2粉末于50mL的H2O2中（密度）在標準狀況下放出的氣體體積與時間的關系如圖所示： （1）實驗時放出的氣體總體積是 。 （2）反應放出—半氣體所需時間是 。 （3）反應放出氣體所需的時間約為 。 （4）A、B、C、D各點批反應速率快慢的順序是 。 （5）解釋上述A、B、C、D快慢的原因是 。 14．在鋅與鹽酸反應的實驗中，一個學生得到的結果如下表所示： 鋅的質量/g 鋅的形狀 溫度/℃ 溶解于酸所花的時間/S A 2 薄片 5 400 B 2 薄片 15 200 C 2 薄片 25 100 D 2 薄片 35 50 E 2 薄片 45 25 F 2 粉末 15 5 試求：（1）畫一幅以時間對溫度的曲線圖（縱軸表示時間，橫軸表示溫度）。 （2）利用所畫的曲線圖，關于溫度影響反應速率你能得出什么結論？ （3）20℃時，2g鋅箔溶解于酸中需花多少時間？ （4）對比結果B與F，解釋F為什么那么快？ 15．有一化學反應aA+bB=C；根據(jù)影響化學速率的因素可得V0=k[A]a[B]b，其中[A]、[B]分別表示A、B的濃度，k是與溫度有關的常數(shù)。為測定k、a、b的值，在198K時，將A、B溶液按不同濃度混合，得到下列實驗數(shù)據(jù)： 編號 A的初始濃度 （molL－1） B的初始濃度 （molL－1） 生成C的初始反應速率 （molL－1S－1） 1 1.0 1.0 0.012 2 2.0 1.0 0.024 3 4.0 1.0 0.049 4 1.0 2.0 0.048 5 1.0 4.0 0.19 （1）根據(jù)上表可求得：a=_______，b=_______，k=_______，k的單位是__________。 （2）在該溫度下，容積為1L的容器中加入A、B各2mol，求以B表示的初始反應速率。 （3）如果把上述容器的體積減小為原來的一半時初始反應速率為原來的多少倍。