新授课
第二章 化学反应速率与化学平衡
第1课时 化学反应速率
【学习目标】
1.理解化学反应速率的概念及表示方法。 2.掌握化学反应速率的简单计算。
【学习活动】
学习任务
目标一：理解化学反应速率的概念及表示方法。 任务：阅读教材p22-p23内容，完成下列问题。 1.化学反应速率的含义是什么？如何表示化学反应速率？ 参考答案：化学反应速率是定量描述化学反应进行快慢的物理量。通常用单位时间内反应物浓度的减小或生成物浓度的增加来表示。 数学表达式为v＝或v＝。 单位常用mol·L－1·s－1或mol·L－1·min－1表示。 2.已知反应：4A(s)＋3B(g)=2C(g)＋D(g)，根据下表数据，并计算该反应的化学反应速率。 4A(s)＋3B(g)=2C(g)＋D(g)BCD起始浓度1 mol·L－100浓度变化量(Δc)－0.6 mol·L－10.4 mol·L－10.2 mol·L－12 min末浓度0.4 mol·L－10.4 mol·L－10.2 mol·L－1
v(B)＝ 0.3 mol·L－1·min－1 ； v(C)＝ 0.2 mol·L－1·min－1 ； v(D)＝ 0.1 mol·L－1·min－1 。 （1）根据以上数据，思考对于同一反应，用不同物质表示的反应速率的数值相同吗？与化学计量数之间有什么关系？同一化学反应，用不同物质表示的反应速率，是否数值越大，反应速率越快？ 参考答案：用不同物质表示的反应速率的数值可能不同。反应速率的数值之比等于化学计量数之比。即在反应aA(g)+bB(g)=cC(g)+dD(g)中,v(A)∶v(B)∶v(C)∶v(D)=a∶b∶c∶d。 否。用不同物质表示的反应速率，数值不一定相同，但表达的意义相同，若化学方程式中的化学计量数相同，其数值相同，且化学计量数越大，数值越大。 (2)有同学根据(1)中结论求出了A表示的反应速率是0.4 mol·L－1·min－1，你认为是否正确，原因是什么？ 参考答案：不正确，固体或纯液体在反应中认为浓度不变，所以不能用固体、纯液体的浓度变化来表示化学反应速率。 (3)以上所求的反应速率是2 min末时的瞬时速率吗？ 参考答案：不是，是2 min内的平均速率。
目标二：掌握化学反应速率的简单计算。 任务1：Ⅰ.计算化学反应速率时，我们应该知道哪些物理量？ 参考答案：浓度变化=终态浓度-起始浓度、浓度变化时间（反应时间）。 Ⅱ.对于比较复杂的化学反应速率计算，常采用“三段式法”进行计算，如下例所示： 2A(g) ＋ B(g)2C(g) 起始浓度/(mol·L－1) 2 1 0 转化浓度/(mol·L－1) 2x x 2x t s后浓度/(mol·L－1) 2－2x 1－x 2x 有v(A)＝ mol·L－1·s－1，v(B)＝ mol·L－1·s－1，v(C)＝ mol·L－1·s－1，A的转化率为×100%、B的转化率为×100%。 根据上面具体实例，总结“三段式法”的操作步骤。 参考答案：(1)写出化学反应方程式并配平。 (2)根据题意，依次列出各反应物和生成物的起始浓度(或物质的量)、浓度(或物质的量)的变化量及一段时间后的浓度(或物质的量)，未知量可以设未知数表示。 (3)根据起始浓度(或物质的量)与一段时间后的浓度(或物质的量)的差等于浓度(或物质的量)的变化量，变化量之比等于对应物质的化学计量数之比，列出关系式计算。 【针对训练】已知NH3和纯净的O2在一定条件下发生反应：4NH3(g)＋3O2(g)=2N2(g)＋6H2O(g)，现向一容积不变的2 L 密闭容器中充入4 mol NH3和3 mol O2，4 min后，测得生成的H2O(g)占混合气体体积的40%，请列式计算此段时间内该反应的反应速率。 参考答案：设4 min后NH3转化的物质的量为x mol，列三段式为 由题意知 ×100%＝40%（相同状况下，气体的体积与物质的量成正比）。 解得x＝2，则：v(NH3)＝=0.25 mol·L－1·min－1。 任务2：对于反应：4NH3(g)＋5O2(g)4NO(g)＋6H2O(g)，下列为四种不同情况下测得的反应速率，其中表明该反应进行最快的是( ) A．v(NH3)＝0.2 mol·L－1·s－1 B．v(O2)＝0.24 mol·L－1·s－1 C．v(H2O)＝15 mol·L－1·min－1 D．v(NO)＝9 mol·L－1·min－1 答案：A 解析：首先将四个答案的单位变为相同单位，A为0.2×60 mol·L－1·min－1＝12 mol·L－1·min－1，B为0.24×60 mol·L－1·min－1＝14.4 mol·L－1·min－1。再将四个速率都除以各自的化学计量数，比较大小。 【方法小结】 化学反应速率的比较方法 (1)定性比较 通过明显的实验现象，如反应的剧烈程度、产生气泡或沉淀的快慢、固体消失或气体充满所需时间的长短等来定性判断化学反应的快慢。如K与水反应比Na与水反应剧烈，则与水的反应速率：K＞Na。 (2)定量比较 ①“一看”：看化学反应速率的单位是否一致，若不一致，需转化为同一单位。 ②“二化”：将不同物质的化学反应速率转化成同一物质的化学反应速率，或分别除以相应物质的化学计量数，所得数值大的速率大。 ③“三比较”：标准统一后比较数值大小，数值越大，反应速率越大。 【针对训练】反应A(g)＋3B(g)=2C(g)＋2D(g)在四种不同情况下的反应速率分别为 ①v(A)＝0.15 mol·L－1·min－1 ②v(B)＝0.01 mol·L－1·s－1 ③v(C)＝0.40 mol·L－1·min－1 ④v(D)＝0.45 mol·L－1·min－1 则该反应在不同情况下进行的快慢顺序为 。 答案：④>③＝②>① 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同一单位表示的速率，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②③④的反应速率换算为用物质A表示的反应速率，则有： ②v(A)＝v(B)＝×0.01 mol·L－1·s－1×60 s·min－1＝0.20 mol·L－1·min－1 ③v(A)＝v(C)＝×0.40 mol·L－1·min－1＝0.20 mol·L－1·min－1 ④v(A)＝v(D)＝×0.45 mol·L－1·min－1＝0.225 mol·L－1·min－1 故反应在不同情况下进行的快慢顺序为④>③＝②>①。 方法二：首先将反应速率单位统一为mol·L－1·min－1，则②v(B)＝0.60 mol·L－1·min－1，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A(g)＋3B(g)??2C(g)＋2D(g)得出： ①＝0.15 mol·L－1·min－1 ②＝0.20 mol·L－1·min－1 ③＝0.20 mol·L－1·min－1 ④＝0.225 mol·L－1·min－1 故反应在不同情况下进行的快慢顺序为④>③＝②>①。
【学习总结】
回顾本课所学，画出思维导图
2新授课
第二章 化学反应速率与化学平衡
第1课时 化学反应速率
【学习目标】
1.理解化学反应速率的概念及表示方法。 2.掌握化学反应速率的简单计算。
【学习活动】
学习任务
目标一：理解化学反应速率的概念及表示方法。 任务：阅读教材p22-p23内容，完成下列问题。 1.化学反应速率的含义是什么？如何表示化学反应速率？ 2.已知反应：4A(s)＋3B(g)=2C(g)＋D(g)，根据下表数据，并计算该反应的化学反应速率。 4A(s)＋3B(g)=2C(g)＋D(g)BCD起始浓度1 mol·L－100浓度变化量(Δc)－0.6 mol·L－10.4 mol·L－10.2 mol·L－12 min末浓度0.4 mol·L－10.4 mol·L－10.2 mol·L－1
v(B)＝ ； v(C)＝ ； v(D)＝ 。 （1）根据以上数据，思考对于同一反应，用不同物质表示的反应速率的数值相同吗？与化学计量数之间有什么关系？同一化学反应，用不同物质表示的反应速率，是否数值越大，反应速率越快？ (2)有同学根据(1)中结论求出了A表示的反应速率是0.4 mol·L－1·min－1，你认为是否正确，原因是什么？ (3)以上所求的反应速率是2 min末时的瞬时速率吗？
目标二：掌握化学反应速率的简单计算。 任务1：Ⅰ.计算化学反应速率时，我们应该知道哪些物理量？ Ⅱ.对于比较复杂的化学反应速率计算，常采用“三段式法”进行计算，如下例所示： 2A(g) ＋ B(g)2C(g) 起始浓度/(mol·L－1) 2 1 0 转化浓度/(mol·L－1) 2x x 2x t s后浓度/(mol·L－1) 2－2x 1－x 2x 有v(A)＝ mol·L－1·s－1，v(B)＝ mol·L－1·s－1，v(C)＝ mol·L－1·s－1，A的转化率为×100%、B的转化率为×100%。 根据上面具体实例，总结“三段式法”的操作步骤。 【针对训练】已知NH3和纯净的O2在一定条件下发生反应：4NH3(g)＋3O2(g)=2N2(g)＋6H2O(g)，现向一容积不变的2 L 密闭容器中充入4 mol NH3和3 mol O2，4 min后，测得生成的H2O(g)占混合气体体积的40%，请列式计算此段时间内该反应的反应速率。 任务2：对于反应：4NH3(g)＋5O2(g)4NO(g)＋6H2O(g)，下列为四种不同情况下测得的反应速率，其中表明该反应进行最快的是( ) A．v(NH3)＝0.2 mol·L－1·s－1 B．v(O2)＝0.24 mol·L－1·s－1 C．v(H2O)＝15 mol·L－1·min－1 D．v(NO)＝9 mol·L－1·min－1 【针对训练】反应A(g)＋3B(g)=2C(g)＋2D(g)在四种不同情况下的反应速率分别为 ①v(A)＝0.15 mol·L－1·min－1 ②v(B)＝0.01 mol·L－1·s－1 ③v(C)＝0.40 mol·L－1·min－1 ④v(D)＝0.45 mol·L－1·min－1 则该反应在不同情况下进行的快慢顺序为 。
【学习总结】
2
