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第六章 化学反应与能量第二节化学反应的速率与限度第1课时化学反应的速率1、如何定量去描述化学反应进行的快慢?2、化学反应速率的含义及表示方法是什么?3、如何比较化学反应速率大小?【个人预学】1、了解化学反应速率的概念和表示方法,并能进行简单计算。2、学会利用反应速率表达式进行简单的计算,并能比较反应速率的大小。3、能够利用图像分析,计算速率大小,写出反应方程式。4、学会利用三段式计算反应物的转化率。【学习目标】爆炸溶洞形成很快很慢钢铁生锈较慢牛奶变质较快瞬间完成只需数天一段时间千年万年在化学实验和日常生活中,我们经常观察到这样的现象:有的反应进行的快,有的进行的慢。【情境导入】课本P42不同的化学反应进行的快慢千差万别,快和慢是相对而言的,我们以上的判断方法都是定性地描述反应的快慢。而在科学研究和实际应用中,往往需要定量地描述一个反应的快慢。(1)光的传播速度是很快的;就是定量描述就是定性描述(2)光在空气中的传播速度是3×108m/s【思考】如何定量地描述一个化学反应的速率呢?用速度来描述:单位时间内物体移动位移的大小v=△s△t【教师导学】1.意义:衡量化学反应进行快慢的物理量。2.表示方法: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.表达式:4.单位:mol·L-1·min-1或mol·L-1·s-1mol/(L·min)或mol/(L·s)单位换算:1mol/(L·s)=____mol/(L·min)60【教师导学】一、化学反应速率某反应物A在5min内,浓度由6mol·L-1变为2mol·L-1,在这5 min内A的化学反应速率是( )A.0.4 mol·L-1·min-1B.0.3mol·L-1·min-1C.0.8 mol·L-1·min-1D.0.3 mol·L-1C【训练验学】【点拨】速率计算的核心是抓住变化量反应:N2+ 3H22NH3在密闭的容器中进行,各物质浓度随时间变化如下:完成表格并求在2 s内的这个反应的平均速率。高温、高压催化剂时间N2H2NH3t=0 s4mol/L12 mol/L0 mol/Lt=2 s4mol/LV2mol/L6mol/L1mol/(L·s)3mol/(L·s)2mol/(L·s)【思考】化学反应速率之比与化学方程式中的计量数有什么关系?【同伴助学】V(N2) :V(H2) :V(NH3) =1:3:2各物质的反应速率之比=化学计量数之比(4)化学反应速率是一段时间内的平均速率,而不是一时的瞬时速率(2)对同一化学反应而言,用不同的物质表示的反应速率可能不同,但意义相同,故描述反应速率时必须指明具体的物质v(A)【教师导学】二、对化学反应速率的理解(3)纯液体或固体物质的浓度一般视为常数,故一般不用固体或纯液体表示化学反应速率,△C=0(1)用不同物质表示的化学反应速率之比=化学计量数之比反应:mA +nB =pC +qDv(A):v(B):v(C):v(D)=m:n:p:qD【训练验学】A【训练验学】【教师导学】三、化学反应快慢的比较方法 比值法:比较化学反应速率与相应化学计量数的比值。例如aA+bB=cC+dD,要比较v(A)与v(B),即比较的相对大小,若,则v(A)表示的反应速率比用v(B)表示的反应速率大。例题-----反应:3A(g)+B(g)===2C(g)+2D(g),在不同条件下,用不同物质表示其反应速率,分别为:①v(A)=0.6 mol·L-1·min-1②v(B)=0.1 mol·L-1·min-1③v(C)=0.2 mol·L-1·min-1④v(D)=0.45 mol·L-1·min-1则此反应在不同条件下进行最快的是( )A.① B.② C.③ D.④DA【训练验学】注意单位的同一!=0.0075 mol·L-1·S-1【教师导学】四、速率图像问题根据右图填空:v(B)=2mol/(L·min)v(A)=3mol/(L·min)v(C)=3mol/(L·min)(3)该反应的化学方程式是。3A+2B 3C(2)2min内A、B、C三者的反应速率是多少?(1)反应物:生成物:。A、BC在某一容积为4L的密闭容器中,A、B、C、D四种物质的物质的量随时间的变化曲线如图所示,完成下列问题:(1)反应物是_______,生成物是_____。反应的方程式为__________________0.125mol/(L min)(2)前2min用A的浓度变化表示的化学反应速率为____________________。用B表示的反应速率为________________0.25mol/(L min)2A + B 2C【训练验学】A、BC【教师导学】五、“三段式”计算反应速率与转化率在2L密闭容器中,发生反应N2+3H22NH3,先加入1molN2和3molH2,反应2min后,n(NH3)=0.6mol。求各物质的化学反应速率是多少?N2的转化率是多少?N2+ 3H2 2NH3起始n(mol) n(mol)0.7mol1mol3mol0最终n(mol)0.9mol0.3mol0.6mol2.1mol0.6mol①写出有关反应的化学方程式;②标出各物质的起始量、变化量、最终量③根据已知条件列方程式计算。v(N2)=0.3mol2L 2minv(H2)=0.225mol/(L min)= 0.075mol/(L min) n(N2)V体积 t= C t=v(NH3)=0.15mol/(L min)α(N2)=100%=30%转化率α(A)×100%高温、高压催化剂运用“三段式”法解题时的注意事项:1.起始量、变化量、一段时间后的量,三者物理量及单位要统一,可以是物质的量或物质的量浓度。2.起始量、变化量、一段时间后的量中,只有各物质的变化量之比等于对应物质的化学计量数之比,不同物质的起始量或一段时间后的量之间没有必然的关系,不能列比例式计算。【训练验学】例2:在某一容积为5 L的密闭容器内,加入0.2mol CO和0.2mol H2O(g),在催化剂存在的条件下高温加热,发生如下反应:CO(g)+H2O(g) CO2(g)+H2(g),反应放出热量。反应中CO2的浓度随时间变化的情况如图所示:根据图中数据,从反应开始至到10min时,H2O的化学反应速率为____;10min末c(H2)= ___,10min内CO的转化率为__________。CO(g) + H2O(g) CO2(g)+H2(g)n始(mol)△n(mol)n末(mol)0.003 mol/(L·min)0.03 mol/L75%0.2mol0.2mol000.15mol0.15mol0.15mol0.15mol0.05mol0.05mol0.15mol0.15mol【课堂小结】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.化学反应速率的大小主要取决于反应物的性质C.化学反应速率可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mol·L-1·s-1和mol·L-1·min-1C【训练验学】【训练验学】2、已知4A(g)+5B(g)=4C(g)+6D(g),则下列关系式正确的是( )4v(A)=5v(B)4v(A)=5v(D)C.5v(B)=6v(D)D.4v(B)=5v(C)D3、对于反应A(g)+2B(g)=3C(s)+2D(g)来说,下列反应速率最快的是( )A.v(A)=0.32 mol·L-1·min-1B.v(B)=0.55 mol·L-1·min-1C.v(C)=0.02 mol·L-1·s-1D.v(D)=0.01 mol·L-1·s-1A【训练验学】4、某温度时在2L容器中X、Y、Z三种物质的物质的量随时间的变化曲线如图。由图中数据分析:(1)反应开始2min内的X、Y、Z的化学反应速率(2)该反应的化学方程式为:___________。【训练验学】v(Y)=0.075 mol/(L·min)v(x)=0.025mol/(L·min)v(Z)=0.05mol/(L·min)X+3Y 2Z5.在一个容积3L的密闭容器里进行如下反应N2(g) +3H2(g) 2NH3(g),反应开始时n(N2)=1.5mol,n(H2)=4.4mol,2min末n(H2)=0.8mol。(1)前2min内用NH3表示的该反应的反应速率__________;(2)2min末N2的浓度___________;(3)2min末N2的转化率___________;0.4mol/(L·min)0.1mol/L80%【训练验学】高温、高压催化剂练习册大本P67-68小练·素养达成小本P187 A组·基础达标【作业】