2024-2025學(xué)年高二化學(xué)選擇性必修1（配蘇教版）教學(xué)課件 專題2 第1單元 第1課時(shí) 化學(xué)反應(yīng)速率的表示方法

專題2第一單元第1課時(shí)化學(xué)反應(yīng)速率的表示方法基礎(chǔ)落實(shí)·必備知識全過關(guān)重難探究·能力素養(yǎng)全提升目錄索引

素養(yǎng)目標(biāo)1.知道化學(xué)反應(yīng)速率的表示方法。能進(jìn)行化學(xué)反應(yīng)速率的簡單計(jì)算。2.能用化學(xué)反應(yīng)速率的有關(guān)知識比較反應(yīng)的快慢,促進(jìn)證據(jù)推理與模型認(rèn)知化學(xué)核心素養(yǎng)的發(fā)展。3.了解測定化學(xué)反應(yīng)速率的簡單方法?；A(chǔ)落實(shí)·必備知識全過關(guān)一、化學(xué)反應(yīng)速率1.定義

平均反應(yīng)速率化學(xué)反應(yīng)速率是用來衡量化學(xué)反應(yīng)進(jìn)行的

的物理量。

2.表示方法可以用單位時(shí)間內(nèi)

或者

來表示。

3.表達(dá)式及其單位(1)表達(dá)式:v=。(2)常用單位:

。

物質(zhì)的量濃度變化時(shí)間的變化

快慢

反應(yīng)物濃度(通常使用物質(zhì)的量濃度)的減少生成物濃度的增加mol·L-1·min-1、mol·L-1·s-1教材閱讀想一想閱讀教材圖2-2思考:根據(jù)數(shù)據(jù)作圖,從圖中得到哪些啟示?提示

隨著反應(yīng)的進(jìn)行,相同時(shí)間間隔內(nèi),H2O2的濃度變化量逐漸減小,化學(xué)反應(yīng)速率逐漸減慢。易錯辨析判一判(1)對于任何化學(xué)反應(yīng)來說,反應(yīng)速率越大,反應(yīng)現(xiàn)象越明顯。(

)(2)化學(xué)反應(yīng)速率為0.8

mol·L-1·s-1是指每秒內(nèi)某物質(zhì)的濃度變化均為0.8

mol·L-1。(

)(3)同一化學(xué)反應(yīng),相同條件下用不同物質(zhì)表示的反應(yīng)速率,其數(shù)值可能不同,但表示的意義相同。(

)(4)在化學(xué)反應(yīng)過程中,反應(yīng)物的濃度逐漸變小,所以用反應(yīng)物表示的化學(xué)反應(yīng)速率為負(fù)值。(

)×提示

反應(yīng)速率大小與反應(yīng)現(xiàn)象無必然聯(lián)系。

×提示

化學(xué)反應(yīng)速率為一段時(shí)間內(nèi)的平均反應(yīng)速率。

√×提示

化學(xué)反應(yīng)速率為正值。

二、化學(xué)反應(yīng)速率的測定1.測定原理觀察、測量體系中的某一物質(zhì)的相關(guān)性質(zhì),如

或

等,再進(jìn)行適當(dāng)?shù)霓D(zhuǎn)換和計(jì)算。

濃度質(zhì)量

2.測定方法(1)利用能夠直接觀察的某些性質(zhì)測定,如通過測量釋放出一定體積的氣體的

來測定反應(yīng)速率,或測定一定時(shí)間內(nèi)氣體壓強(qiáng)的變化來測定反應(yīng)速率。

(2)在溶液中,當(dāng)反應(yīng)物或生成物本身有比較明顯的顏色時(shí),可根據(jù)

與

的正比關(guān)系來確定反應(yīng)物或生成物在不同時(shí)刻的濃度。

(3)利用科學(xué)儀器進(jìn)行測定,如光的吸收、光的發(fā)射、導(dǎo)電能力等。時(shí)間溶液顏色的深淺有色物質(zhì)濃度3.實(shí)驗(yàn)測定化學(xué)反應(yīng)速率按如圖裝置組裝儀器,并檢查裝置的氣密性,加入5g碳酸鈣然后快速加入20mL1mol·L-1的鹽酸,測量每隔10s收集CO2的體積。(1)實(shí)驗(yàn)中所用儀器有錐形瓶、雙孔塞、直角導(dǎo)氣管、分液漏斗、50mL注射器、鐵架臺、秒表。(2)該實(shí)驗(yàn)中的注意事項(xiàng)。①碳酸鈣顆粒(表面積)大小基本相同。②20mL的鹽酸要迅速加入。③裝置氣密性要好。教材閱讀想一想閱讀教材“實(shí)驗(yàn)探究·鹽酸與大理石的反應(yīng)”思考:除了測定相同時(shí)間內(nèi)收集CO2的多少表示化學(xué)反應(yīng)速率,還可根據(jù)哪些量的變化測定其反應(yīng)速率?提示

(1)測定收集相同體積CO2的時(shí)間長短。(2)測定一段時(shí)間內(nèi)溶液中c(H+)的變化。(3)測定一段時(shí)間內(nèi)碳酸鈣質(zhì)量的變化。易錯辨析判一判(1)可以用任一反應(yīng)物或生成物表示反應(yīng)速率。(

)(2)可以通過測量相同時(shí)間內(nèi)收集H2的體積來測定化學(xué)反應(yīng)的反應(yīng)速率。(

)(3)碳酸鈣顆粒(即表面積)大小基本相同時(shí),1

L

4

mol·L-1的鹽酸與碳酸鈣反應(yīng)比1

L

1

mol·L-1的鹽酸與碳酸鈣反應(yīng)速率快。(

)×提示

固體或者純液體的濃度為常數(shù),故不能用其表示反應(yīng)速率。

√√重難探究·能力素養(yǎng)全提升探究一化學(xué)反應(yīng)速率的計(jì)算情境探究有的化學(xué)反應(yīng)進(jìn)行得很快,如爆炸瞬間完成;有的化學(xué)反應(yīng)進(jìn)行得很慢,如溶洞的形成,要經(jīng)歷上萬年甚至更長的時(shí)間。那么如何表示化學(xué)反應(yīng)的快慢?(1)人們常說的化學(xué)反應(yīng)速率是平均速率還是瞬時(shí)速率?是正值還是負(fù)值?(2)在C(s)+H2O(g)══CO(g)+H2(g)的反應(yīng)中,可用哪些物質(zhì)表示反應(yīng)速率?在2Na+2H2O══2NaOH+H2↑的反應(yīng)中呢?提示

根據(jù)化學(xué)反應(yīng)速率的定義,該速率應(yīng)是平均反應(yīng)速率,均取正值。

提示

在C(s)+H2O(g)══CO(g)+H2(g)反應(yīng)中,可以用H2O(g)、CO(g)、H2(g)的濃度變化來表示反應(yīng)速率,而在2Na+2H2O══2NaOH+H2↑的反應(yīng)中可用NaOH、H2的濃度變化來表示,即不能用固體或純液體來表示反應(yīng)速率,因?yàn)楣腆w或純液體的濃度為常數(shù)。(3)在合成氨反應(yīng)中,若已知N2的化學(xué)反應(yīng)速率,能否確定相同條件下H2和NH3的化學(xué)反應(yīng)速率?提示

能夠確定。它們之間的關(guān)系為v(NH3)=2v(N2),v(H2)=3v(N2)。

方法突破化學(xué)反應(yīng)速率的計(jì)算方法

(2)“三段式”法:①計(jì)算步驟:寫出化學(xué)方程式,列出各反應(yīng)物和生成物的起始量、轉(zhuǎn)化量、某時(shí)刻量,再根據(jù)變化量之比等于化學(xué)計(jì)量數(shù)之比,列出關(guān)系式計(jì)算。②計(jì)算模式:反應(yīng)

mA

+

nB

══

pC③注意事項(xiàng):a.對反應(yīng)物:c(起始)-c(轉(zhuǎn)化)=c(某時(shí)刻);b.對生成物:c(起始)+c(轉(zhuǎn)化)=c(某時(shí)刻)。應(yīng)用體驗(yàn)視角1反應(yīng)速率的計(jì)算1.一定條件下,向2L密閉容器中加入2molN2和10molH2,發(fā)生反應(yīng)N2+3H22NH3,2min后測得剩余N21mol,下列化學(xué)反應(yīng)速率不正確的是(

)A.v(N2)=0.25mol·L-1·min-1 B.v(H2)=0.75mol·L-1·min-1C.v(NH3)=1mol·L-1·min-1 D.v(NH3)=0.5mol·L-1·min-1C解析

v(N2)==0.25

mol·L-1·min-1。因?yàn)関(N2)∶v(H2)∶v(NH3)=1∶3∶2,故v(H2)=0.75

mol·L-1·min-1,v(NH3)=0.5

mol·L-1·min-1。歸納總結(jié)

視角2反應(yīng)速率的關(guān)系及應(yīng)用2.在一密閉容器中充入一定量的H2和N2,經(jīng)測定反應(yīng)開始后3s內(nèi)v(N2)=0.15mol·L-1·s-1,則3s末NH3的濃度為(

)A.0.4mol·L-1

B.0.6mol·L-1C.0.9mol·L-1

D.1.2mol·L-1C解析

3

s內(nèi)v(N2)=0.15

mol·L-1·s-1,則3

s內(nèi)N2濃度的變化為0.45

mol·L-1,根據(jù)反應(yīng)的化學(xué)方程式N2+3H22NH3可知,3

s末NH3的濃度為0.9

mol·L-1,C項(xiàng)正確。B解析

反應(yīng)速率之比等于相應(yīng)的化學(xué)計(jì)量數(shù)之比。2v(Cl2)=3v(NH3),A項(xiàng)錯誤;v(Cl2)=v(N2),B項(xiàng)正確;2v(Cl2)=v(HCl),C項(xiàng)錯誤;3v(NH3)=v(HCl),D項(xiàng)錯誤。4.反應(yīng)4A(s)+3B(g)2C(g)+D(g),經(jīng)過2minB的濃度減少了0.6mol·L-1。對此反應(yīng)速率的正確表示是(

)A.用A表示的反應(yīng)速率是0.8mol·L-1·s-1B.分別用B、C、D表示反應(yīng)的速率,其比值是3∶2∶1C.在2min末時(shí)的反應(yīng)速率,用反應(yīng)物B來表示是0.3mol·L-1·min-1D.在這2min內(nèi)用B和C表示的反應(yīng)速率的值相同B解析

反應(yīng)物A是固體,濃度為常數(shù),通常不用其表示反應(yīng)速率,A項(xiàng)錯誤;用B表示的反應(yīng)速率v(B)==0.3

mol·L-1·min-1,該速率是2

min內(nèi)的平均反應(yīng)速率,而不是2

min末時(shí)的反應(yīng)速率,C項(xiàng)錯誤;化學(xué)方程式中B和C的化學(xué)計(jì)量數(shù)不相同,用B和C表示的反應(yīng)速率的值不相同,D項(xiàng)錯誤。5.(2024遼寧遼西聯(lián)合校檢測)一定條件下,將4molA(g)和2molB(g)充入2L密閉容器中,發(fā)生如下反應(yīng):2A(g)+B(g)══2C(g)。反應(yīng)2s后,測得C的濃度為0.6mol·L-1,下列說法正確的是(

)①用物質(zhì)A表示的反應(yīng)的平均速率為0.3mol·L-1·s-1②用物質(zhì)B表示的反應(yīng)的平均速率為0.6mol·L-1·s-1③2s時(shí)物質(zhì)A的轉(zhuǎn)化率為70%④2s時(shí)物質(zhì)B的濃度為0.7mol·L-1A.③④

B.①④ C.②③

D.①③B解析

將4

mol

A(g)和2

mol

B(g)充入2

L密閉容器中,開始時(shí)c(A)=2

mol·L-1、c(B)=1

mol·L-1,反應(yīng)2

s后,測得C的濃度為0.6

mol·L-1,列出“三段式”計(jì)算:

2A(g)+B(g)══2C(g)起始濃度/(mol·L-1)

2

1

0轉(zhuǎn)化濃度/(mol·L-1)

0.6

0.3

0.62

s時(shí)濃度/(mol·L-1)

1.4

0.7

0.66.某溫度下,濃度都是1mol·L-1的兩種氣體X2和Y2,在密閉容器中反應(yīng)生成氣體Z,反應(yīng)2min后,測得參加反應(yīng)的X2為0.6mol·L-1,用Y2變化表示的反應(yīng)速率v(Y2)=0.1mol·L-1·min-1,生成的c(Z)=0.4mol·L-1,則該反應(yīng)的化學(xué)方程式為(

)A.3X2+Y2══2X3YB.2X2+Y2══2X2YC.X2+2Y2══2XY2D.X2+3Y2══2XY3A解析

由題意可知,反應(yīng)中消耗X2和Y2的濃度分別為0.6

mol·L-1、0.1

mol·L-1·min-1×2

min=0.2

mol·L-1,生成Z的濃度為0.4

mol·L-1,則反應(yīng)物X2、Y2和生成物Z的濃度變化量之比為0.6

mol·L-1∶0.2

mol·L-1∶0.4

mol·L-1=3∶1∶2,由化學(xué)計(jì)量數(shù)之比等于各物質(zhì)的濃度變化量之比可得反應(yīng)的化學(xué)方程式為3X2+Y2══2Z,由反應(yīng)前后原子守恒可知Z的分子式為X3Y,反應(yīng)的化學(xué)方程式為3X2+Y2══2X3Y。7.某溫度時(shí),在2L容器中,某一反應(yīng)中A、B的物質(zhì)的量隨時(shí)間變化的曲線如圖所示,由圖中數(shù)據(jù)分析得:(1)在4min末時(shí),A、B的物質(zhì)的量濃度c(A)

(填“>”“<”或“=”)c(B)。

(2)從反應(yīng)開始至4min時(shí),A的平均反應(yīng)速率為

。

(3)該反應(yīng)的化學(xué)方程式為

。

=0.05mol·L-1·min-12A══B解析

(1)由題圖可以看出,在4

min末n(A)=n(B)=0.4

mol,又因?yàn)樵谕蝗萜髦?所以c(A)=c(B)。(3)從反應(yīng)開始至4

min時(shí),反應(yīng)物和生成物的變化量之比n(A)∶n(B)=0.4

mol∶0.2

mol=2∶1,化學(xué)計(jì)量數(shù)與各組分物質(zhì)的量的變化量成正比,則該反應(yīng)的化學(xué)方程式為2A══B。探究二化學(xué)反應(yīng)速率的比較情境探究(1)對于反應(yīng)3A(g)+B(g)══2C(g)+2D(g),在不同條件下,用A、B表示的反應(yīng)速率分別為:條件①時(shí)v(A)=0.6mol·L-1·min-1,條件②時(shí)v(B)=0.45mol·L-1·min-1。則該反應(yīng)在哪個(gè)條件下的反應(yīng)速率快?提示

同一個(gè)化學(xué)反應(yīng),用不同物質(zhì)表示其反應(yīng)速率時(shí),數(shù)值可能不同,所以比較同一個(gè)化學(xué)反應(yīng)的反應(yīng)速率的相對大小時(shí),不能直接比較數(shù)值大小,應(yīng)先轉(zhuǎn)化為同一物質(zhì)、同一單位,然后再比較其數(shù)值大小,數(shù)值越大表明反應(yīng)速率越快。將條件①的反應(yīng)速率換算成用B表示的反應(yīng)速率為v(B)=0.2

mol·L-1·min-1,即條件②的反應(yīng)速率比條件①的反應(yīng)速率快。(2)在不同條件下進(jìn)行反應(yīng)mA+nB══pC+qD中,其中一種條件下v(A)=4mol·L-1·min-1,另一種條件下v(B)=1mol·L-1·min-1,其中A表示的反應(yīng)速率比B表示的反應(yīng)速率快,則m、n符合什么關(guān)系?提示

相同條件下用不同物質(zhì)表示的化學(xué)反應(yīng)速率之比=化學(xué)計(jì)量數(shù)之比,即m∶n=v(A)∶v(B),已知v(A)∶v(B)=4∶1,且用A表示的反應(yīng)速率比用B表示的反應(yīng)速率快,則m∶n<4∶1。方法突破化學(xué)反應(yīng)速率大小的比較方法(1)定性比較。通過明顯的實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象(如反應(yīng)的劇烈程度、產(chǎn)生氣泡或沉淀的快慢等)來定性判斷化學(xué)反應(yīng)的快慢。(2)定量比較。對同一化學(xué)反應(yīng),用不同物質(zhì)表示化學(xué)反應(yīng)速率時(shí),數(shù)值可能不同。比較時(shí)應(yīng)統(tǒng)一單位。(3)常見誤區(qū)。

應(yīng)用體驗(yàn)1.(2023河北邢臺高二月考)下列數(shù)據(jù)表示反應(yīng)4A(g)+5B(g)══4C(g)+6D(g)在四種不同條件下的化學(xué)反應(yīng)速率,其中化學(xué)反應(yīng)速率最快的是(

)A.v(A)=0.4mol·L-1·s-1B.v(B)=0.6mol·L-1·s-1C.v(C)=27mol·L-1·min-1D.v(D)=0.75mol·L-1·s-1D解析

該反應(yīng)中,各物質(zhì)表示的反應(yīng)速率之間存在如下關(guān)系:v(A)∶v(B)∶v(C)∶v(D)=4∶5∶4∶6,可按此比例關(guān)系將選項(xiàng)中各物質(zhì)表示的反應(yīng)速率轉(zhuǎn)化為同一物質(zhì)表示的反應(yīng)速率再進(jìn)行比較,比如都轉(zhuǎn)化為A的反應(yīng)速率。A項(xiàng)中,v(A)=0.4

mol·L-1·s-1;B項(xiàng)中,v(A)=v(B)=0.48

mol·L-1·s-1;C項(xiàng)中,v(A)=v(C)=27

mol·L-1·min-1=

mol·L-1·s-1=0.45

mol·L-1·s-1;D項(xiàng)中,v(A)=v(D)=0.5

mol·L-1·s-1。則反應(yīng)速率最快的是D。2.在四個(gè)不同的容器中,在不同條件下利用N2+3H22NH3反應(yīng)來合成氨,根據(jù)下列在相同時(shí)間內(nèi)測定的結(jié)果判斷,生成氨的速率最大的是(

)A.v(H2)=0.1mol·L-1·min-1B.v(N2)=0.01mol·L-1·s-1C.v(N2)=0.2mol·L-1·min-1D.v(NH3)=0.3mol·L-1·min-1B3.(2024浙江溫州模擬)對于可逆反應(yīng)A(g)+3B(s)2C(g)+2D(g),在不同條件下的化學(xué)反應(yīng)速率如下,其中表示的反應(yīng)速率最大的是(

)A.v(A)=0.3mol·L-1·s-1B.v(B)=1.8mol·L-1·s-1C.v(D)=0.5mol·L-1·s-1D.v(C)=1.5mol·L-1·min-1A解析

方法1(歸一法):均轉(zhuǎn)化為用A表示的反應(yīng)速率,單位換算為mol·L-1·s-1。物質(zhì)B是固體,不能用來表示化學(xué)反應(yīng)速率。A項(xiàng)中v(A)=0.3

mol·L-1·s-1,C項(xiàng)中換算成用A物質(zhì)表示的化學(xué)反應(yīng)速率為v(A)=0.25

mol·L-1·s-1,D項(xiàng)中換算成用A物質(zhì)表示的化學(xué)反應(yīng)速率為v(A)=0.012

5

mol·L-1·s-1,故A項(xiàng)表示的反應(yīng)速率最快。4.用純凈的CaCO3與100mL稀鹽酸反應(yīng)制取CO2,實(shí)驗(yàn)過程記錄如圖所示(CO2的體積已折算為標(biāo)準(zhǔn)狀況下的體積,忽略溶液體積的變化)。下列分析正確的是(

)A.EF段,用鹽酸表示該反應(yīng)的平均反應(yīng)速率為0.4mol·L-1·min-1B.OE段表示的平均速率最快C.F點(diǎn)收集到的CO2的量最多D.OE、EF、FG三段中,該反應(yīng)用二氧化碳表示的平均反應(yīng)速率之比為2∶6∶7A解析

EF段產(chǎn)生的CO2為0.02

mol,由于反應(yīng)中n(HCl)∶n(CO2)=2∶1,所以該段消耗n