人教版高二化学选修四 2.1 化学反应速率（导学案）
文档属性
| 名称 | 人教版高二化学选修四 2.1 化学反应速率（导学案） |  | |
| 格式 | zip | ||
| 文件大小 | 59.0KB | ||
| 资源类型 | 教案 | ||
| 版本资源 | 人教版（新课程标准） | ||
| 科目 | 化学 | ||
| 更新时间 | 2016-08-22 21:03:37 | ||
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文档简介
高二化学导学案：
编号：
使用时间：2014.02.13
班级：
小组：
姓名：
组内评价：
教师评价：
第四章第1节
化学反应速率（第一课时）
编制人：赵昆元
审核人：
备课组
领导签字：
【学习目标】 1.了解化学反应速率的概念。2.了解化学反应速率的定量表示方法。3.掌握化学反应速率的简单计算。4.了解化学反应速率的测定方法。
【教学重点】.掌握化学反应速率的简单计算。
【教学难点】.掌握化学反应速率的简单计算。
自
主
学
习
1．化学反应速率：衡量化学反应进行快慢的物理量。
2．表示方法：在容积不变的反应器中，通常是用单位时间内反应物浓度(常用物质的量浓度)的减少或者生成物浓度的增加来表示。
数学表达式：V(A)＝ΔcAΔt
其中Δc表示反应过程中反应物或生成物物质的量浓度的变化(取其绝对值)，Δt表示时间变化。其单位主要有：mol L－1 s－1或mol L－1 min－1或mol L－1 h－1。
范例1：在密闭容器中合成氨气,反应开始时N2的浓度为8mol/L,H2的浓度为20mol/L,反应5分钟后N2的浓度为6mol/L,试用N2、H2、NH3表示该反应的反应速率
N2
+
3H2
2NH3
起始浓度（mol/L）
8
20
0
变化浓度（mol/L）
2
6
4
5分钟后（mol/L）
6
体会：①化学反应速率是表示某一时间段内的平均速率而不是瞬时速率。由于Δc是浓度变化的绝对值，故化学反应速率都取正值，
②根据某一物质起始浓度(c0)和一段时间后浓度(ct)的关系计算：
Δc(反应物)＝c0－ct，Δc(生成物)＝ct－c0；
③根据反应物的转化率(α)计算：Δc(反应物)＝c0α；
④根据化学方程式的化学计量数进行换算
二、化学反应速率的测定及计算
化学反应速率测定的基本思路及方法
化学反应速率是通过实验测定的。要测定不同反应时刻反应物或生成物的浓度，可通过观察和测量体系中的某一物质(反应物或生成物)的相关性质，再进行适当的转换和计算。例如，过氧化氢的分解反应中有气体生成，可以测量在一定温度和压强下释放出来的气体的体积；有些反应物(或生成物)有颜色，随着反应的进行，溶液的颜色不断变化，可以用比色的方法测定溶液颜色的深浅，再根据溶液颜色与反应物浓度(或生成物浓度)的关系，换算成反应物(或生成物)在不同反应时刻的浓度。
合
作
探
究
范例1分析：（1）、V（N2）、
V（H2
）与
V（NH3）的数值是否相同？（2）
是否表示此反应的同一种速率？数值上有何规律（3）由上述计算题的结果，你会得出什么结论？结论：结论：对于在一个容器中的一般反应
对于反应aA
+
bB
=
cC
+
dD来说
V(A
)：V(B)
：V(C)
：V(D)
填（>，<，=）
△C(A)
：△C(B)
：△C(C
)：C(D
)
△n(A)
：△n(B)
：△n(C)
：△n(D)
a
：b
：c
：d
对于同一个反应来说，用不同的物质来表示该反应的速率时，其数值不同，但每种物质都可以用来表示同一条件下该反应的快慢。因此，表示化学反应速率时，必须指明是用反应体系中的哪种物质做标准。结论：在同一个反应中，各物质的反应速率之比等于方程式中的计量数之比。
阅读教材P18【实验2-1】
定性判断：根据实验现象判断反应的快慢①观察产生气泡的快、慢；②观察试管中剩余锌粒的质量的多、少；③用手触摸试管，感受试管外壁温度的高、低
定量分析：阅读实验后，你觉得图中还缺什么才能完成实验2-1
你还可以根据反应速率相关量的那些变化，来测定该反应的反应速率
从1．下列关于化学反应速率的说法正确的是
A．化学反应速率是指在一段时间内任何一种反应物物质的量的减少或任何一种生成物物质的量的增加
B．化学反应速率为0.8
mol L－1 s－1，是指在1s时某物质的浓度是0.8
mol L－1
C．化学反应速率可以衡量化学反应进行的快慢
D．对于任何化学反应来说，反应速率越快，反应现象越明显
2．已知某条件下，合成氨反应的数据如下：
N2(g)＋
3H2(g)
2NH3(g)
起始浓度/ mol L－1
1.0
3.0 0.2
2
s末浓度/ mol L－1
0.6
1.8 1.0
4
s末浓度/ mol L－1
0.4
1.2 1.4
当用氨气浓度的增加来表示该反应的速率时，下列说法中错误的是
A．2
s末氨气的反应速率为0.4
mol L－1 s－1
B．前2
s时间内氨气的平均反应速率为0.4
mol L－1 s－1
C．前4
s时间内氨气的平均反应速率为0.3
mol L－1 s－1
D．2～4
s时间内氨气的平均反应速率为0.2
mol L－1 s－1
3．在四个不同的容器中，在不同的条件下进行合成氨反应，根据下列在相同时间内测得的结果判断，生成氨的反应速率最快的是
A．V
(NH3)＝0.1
mol L－1 min－1
B．V
(N2)＝0.1
mol L－1 min－1
C．V
(N2)＝0.2
mol L－1 min－1
D．V
(H2)＝0.3
mol L－1 min－1
提高训练：1．在不同条件下分别测得反应2SO2(g)＋O2(g)
2SO3(g)的化学反应速率，其中表示该反应进行的最快的是
A．v(SO2)＝4
mol L－1 min－1
B．v(O2)＝3
mol L－1 min－1
C．v(SO2)＝0.1
mol L－1 s－1
D．v(O2)＝0.1
mol L－1 s－1
2．反应4A(s)＋3B(g)===2C(g)＋D(g)，经2
min，B的浓度减少0.6
mol L－1。
对此反应速率的表示正确的是
A．用A表示的反应速率是0.4
mol L－1 min－1
B．分别用B、C、D表示的反应速率之比是3∶2∶1
C．在2
min末的反应速率，用B表示是0.3
mol L－1 min－1
D．在2
min内的反应速率，用C表示是0.3
mol L－1 min－1
3．反应：2SO2(g)＋O2(g)=
2SO3(g)经一段时间后，SO3的浓度增加了0.4
mol L－1，在这段时间内用O2表示的反应速率为0.04
mol L－1 s－1，则这段时间为
A．0.1
s
B．2.5
s
C．10
s
D．5
s
4．2
mol
A与2
mol
B混合于2
L的密闭容器中，发生如下反应：
2A(g)＋3B(g)
2C(g)＋zD(g)
若2
s后，A的转化率为50%，测得v(D)＝0.25
mol L－1 s－1，
下列推断正确的是
A．v(C)＝v(D)＝0.2
mol L－1 s－1
B．z＝3
C．B的转化率为75%
D．反应前与2
s后容器的压强比为4∶3
5.根据下图回答：
（1）反应物是
（2）2min内A的平均速率是
（3）写出化学方程式
（1）A、B
（2）2.5mol/(L·s)
（3）5A
+
4B
4C
6．请你协助化学兴趣小组的同学完成如下实验，并回答相关问题。
实验目的：比较等体积0.5
mol L－1硫酸、1
mol L－1盐酸、1
mol L－1醋酸，分别与金属反应生成氢气的速率和体积。实验原理：(用离子方程式表示)_____________
__
__
__
_______
_________。
实验用品：仪器(略)、药品(除给定的三种酸溶液外，在Na、Mg、Fe三种金属中选择最合适的一种，并说明理由)。选择的金属是________，不选其他两种金属的理由是
________________________________________________________________________。
实验步骤：
(1)你会怎样设计的实验装置：
(2)小组展示互评优点和不足_________________________________________________
________________________________________________________________________。
(3)全班进后的装置进行实验，观察现象并得出相关结论。
实验现象及结论：________________________________________________________。
(4)实验开始时的速率：V
(H2SO4)______
V
(HCl)______
V
(CH3COOH)(用“＝”、“<”或“>”填空，下同)。
（5）画图：（画出V
(H2SO4)，
V
(HCl)，V
(CH3COOH)三条曲线
(6)最终得到的氢气体积：V(H2/H2SO4)______V(H2/HCl)______V(H2/CH3COOH)。
问题讨论：
(7)量筒的规格由__________________决定。
8.甲酸甲酯水解反应方程式为：
某小组通过实验研究该反应（反应过程中体积变化忽略不计）。反应体系中各组分的起始量如下表：
组分
HCOOCH3
H2O
HCOOH
CH3OH
物质的量（mol）
1.00
1.99
0.01
0.52
甲酸甲酯转化率在温度T1下随反应时间（t）的变化如下图：
（1）根据上述条件，计算不同时间范围内甲酸甲酯的平均反应速率，结果见下表：
反应时间范围（min）
0-5
10-15
20-25
30-35
40-45
50-55
75-80
平均反应速率（10-3mol.min-1）
1.9
7.4
7.8
4.4
1.6
0.8
0.0
请计算15~20min范围内甲酸甲酯的减少量为
mol，甲酸甲酯的平均反应速率为
mol·min-1(不要求写出计算过程)。
6.答案 2H＋＋Mg===H2↑＋Mg2＋，2CH3COOH＋Mg===H2↑＋Mg2＋＋2CH3COO－
Mg ，Na太活泼，而且能和水反应产生氢气，影响实验结论；Fe与酸反应的速率较慢，实验时间较长
(2)同时用分液漏斗分别向烧瓶中加入酸液
(3)实验现象：反应开始时醋酸的反应速率小于盐酸和硫酸的反应速率。当反应进行到一定程度后，醋酸的反应速率大于盐酸和硫酸。
结论：最终得到的氢气体积相等
(4)＝ > <
(6)＝ ＝
(7)酸液的体积
编号：
使用时间：2014.02.13
班级：
小组：
姓名：
组内评价：
教师评价：
第四章第1节
化学反应速率（第一课时）
编制人：赵昆元
审核人：
备课组
领导签字：
【学习目标】 1.了解化学反应速率的概念。2.了解化学反应速率的定量表示方法。3.掌握化学反应速率的简单计算。4.了解化学反应速率的测定方法。
【教学重点】.掌握化学反应速率的简单计算。
【教学难点】.掌握化学反应速率的简单计算。
自
主
学
习
1．化学反应速率：衡量化学反应进行快慢的物理量。
2．表示方法：在容积不变的反应器中，通常是用单位时间内反应物浓度(常用物质的量浓度)的减少或者生成物浓度的增加来表示。
数学表达式：V(A)＝ΔcAΔt
其中Δc表示反应过程中反应物或生成物物质的量浓度的变化(取其绝对值)，Δt表示时间变化。其单位主要有：mol L－1 s－1或mol L－1 min－1或mol L－1 h－1。
范例1：在密闭容器中合成氨气,反应开始时N2的浓度为8mol/L,H2的浓度为20mol/L,反应5分钟后N2的浓度为6mol/L,试用N2、H2、NH3表示该反应的反应速率
N2
+
3H2
2NH3
起始浓度（mol/L）
8
20
0
变化浓度（mol/L）
2
6
4
5分钟后（mol/L）
6
体会：①化学反应速率是表示某一时间段内的平均速率而不是瞬时速率。由于Δc是浓度变化的绝对值，故化学反应速率都取正值，
②根据某一物质起始浓度(c0)和一段时间后浓度(ct)的关系计算：
Δc(反应物)＝c0－ct，Δc(生成物)＝ct－c0；
③根据反应物的转化率(α)计算：Δc(反应物)＝c0α；
④根据化学方程式的化学计量数进行换算
二、化学反应速率的测定及计算
化学反应速率测定的基本思路及方法
化学反应速率是通过实验测定的。要测定不同反应时刻反应物或生成物的浓度，可通过观察和测量体系中的某一物质(反应物或生成物)的相关性质，再进行适当的转换和计算。例如，过氧化氢的分解反应中有气体生成，可以测量在一定温度和压强下释放出来的气体的体积；有些反应物(或生成物)有颜色，随着反应的进行，溶液的颜色不断变化，可以用比色的方法测定溶液颜色的深浅，再根据溶液颜色与反应物浓度(或生成物浓度)的关系，换算成反应物(或生成物)在不同反应时刻的浓度。
合
作
探
究
范例1分析：（1）、V（N2）、
V（H2
）与
V（NH3）的数值是否相同？（2）
是否表示此反应的同一种速率？数值上有何规律（3）由上述计算题的结果，你会得出什么结论？结论：结论：对于在一个容器中的一般反应
对于反应aA
+
bB
=
cC
+
dD来说
V(A
)：V(B)
：V(C)
：V(D)
填（>，<，=）
△C(A)
：△C(B)
：△C(C
)：C(D
)
△n(A)
：△n(B)
：△n(C)
：△n(D)
a
：b
：c
：d
对于同一个反应来说，用不同的物质来表示该反应的速率时，其数值不同，但每种物质都可以用来表示同一条件下该反应的快慢。因此，表示化学反应速率时，必须指明是用反应体系中的哪种物质做标准。结论：在同一个反应中，各物质的反应速率之比等于方程式中的计量数之比。
阅读教材P18【实验2-1】
定性判断：根据实验现象判断反应的快慢①观察产生气泡的快、慢；②观察试管中剩余锌粒的质量的多、少；③用手触摸试管，感受试管外壁温度的高、低
定量分析：阅读实验后，你觉得图中还缺什么才能完成实验2-1
你还可以根据反应速率相关量的那些变化，来测定该反应的反应速率
从1．下列关于化学反应速率的说法正确的是
A．化学反应速率是指在一段时间内任何一种反应物物质的量的减少或任何一种生成物物质的量的增加
B．化学反应速率为0.8
mol L－1 s－1，是指在1s时某物质的浓度是0.8
mol L－1
C．化学反应速率可以衡量化学反应进行的快慢
D．对于任何化学反应来说，反应速率越快，反应现象越明显
2．已知某条件下，合成氨反应的数据如下：
N2(g)＋
3H2(g)
2NH3(g)
起始浓度/ mol L－1
1.0
3.0 0.2
2
s末浓度/ mol L－1
0.6
1.8 1.0
4
s末浓度/ mol L－1
0.4
1.2 1.4
当用氨气浓度的增加来表示该反应的速率时，下列说法中错误的是
A．2
s末氨气的反应速率为0.4
mol L－1 s－1
B．前2
s时间内氨气的平均反应速率为0.4
mol L－1 s－1
C．前4
s时间内氨气的平均反应速率为0.3
mol L－1 s－1
D．2～4
s时间内氨气的平均反应速率为0.2
mol L－1 s－1
3．在四个不同的容器中，在不同的条件下进行合成氨反应，根据下列在相同时间内测得的结果判断，生成氨的反应速率最快的是
A．V
(NH3)＝0.1
mol L－1 min－1
B．V
(N2)＝0.1
mol L－1 min－1
C．V
(N2)＝0.2
mol L－1 min－1
D．V
(H2)＝0.3
mol L－1 min－1
提高训练：1．在不同条件下分别测得反应2SO2(g)＋O2(g)
2SO3(g)的化学反应速率，其中表示该反应进行的最快的是
A．v(SO2)＝4
mol L－1 min－1
B．v(O2)＝3
mol L－1 min－1
C．v(SO2)＝0.1
mol L－1 s－1
D．v(O2)＝0.1
mol L－1 s－1
2．反应4A(s)＋3B(g)===2C(g)＋D(g)，经2
min，B的浓度减少0.6
mol L－1。
对此反应速率的表示正确的是
A．用A表示的反应速率是0.4
mol L－1 min－1
B．分别用B、C、D表示的反应速率之比是3∶2∶1
C．在2
min末的反应速率，用B表示是0.3
mol L－1 min－1
D．在2
min内的反应速率，用C表示是0.3
mol L－1 min－1
3．反应：2SO2(g)＋O2(g)=
2SO3(g)经一段时间后，SO3的浓度增加了0.4
mol L－1，在这段时间内用O2表示的反应速率为0.04
mol L－1 s－1，则这段时间为
A．0.1
s
B．2.5
s
C．10
s
D．5
s
4．2
mol
A与2
mol
B混合于2
L的密闭容器中，发生如下反应：
2A(g)＋3B(g)
2C(g)＋zD(g)
若2
s后，A的转化率为50%，测得v(D)＝0.25
mol L－1 s－1，
下列推断正确的是
A．v(C)＝v(D)＝0.2
mol L－1 s－1
B．z＝3
C．B的转化率为75%
D．反应前与2
s后容器的压强比为4∶3
5.根据下图回答：
（1）反应物是
（2）2min内A的平均速率是
（3）写出化学方程式
（1）A、B
（2）2.5mol/(L·s)
（3）5A
+
4B
4C
6．请你协助化学兴趣小组的同学完成如下实验，并回答相关问题。
实验目的：比较等体积0.5
mol L－1硫酸、1
mol L－1盐酸、1
mol L－1醋酸，分别与金属反应生成氢气的速率和体积。实验原理：(用离子方程式表示)_____________
__
__
__
_______
_________。
实验用品：仪器(略)、药品(除给定的三种酸溶液外，在Na、Mg、Fe三种金属中选择最合适的一种，并说明理由)。选择的金属是________，不选其他两种金属的理由是
________________________________________________________________________。
实验步骤：
(1)你会怎样设计的实验装置：
(2)小组展示互评优点和不足_________________________________________________
________________________________________________________________________。
(3)全班进后的装置进行实验，观察现象并得出相关结论。
实验现象及结论：________________________________________________________。
(4)实验开始时的速率：V
(H2SO4)______
V
(HCl)______
V
(CH3COOH)(用“＝”、“<”或“>”填空，下同)。
（5）画图：（画出V
(H2SO4)，
V
(HCl)，V
(CH3COOH)三条曲线
(6)最终得到的氢气体积：V(H2/H2SO4)______V(H2/HCl)______V(H2/CH3COOH)。
问题讨论：
(7)量筒的规格由__________________决定。
8.甲酸甲酯水解反应方程式为：
某小组通过实验研究该反应（反应过程中体积变化忽略不计）。反应体系中各组分的起始量如下表：
组分
HCOOCH3
H2O
HCOOH
CH3OH
物质的量（mol）
1.00
1.99
0.01
0.52
甲酸甲酯转化率在温度T1下随反应时间（t）的变化如下图：
（1）根据上述条件，计算不同时间范围内甲酸甲酯的平均反应速率，结果见下表：
反应时间范围（min）
0-5
10-15
20-25
30-35
40-45
50-55
75-80
平均反应速率（10-3mol.min-1）
1.9
7.4
7.8
4.4
1.6
0.8
0.0
请计算15~20min范围内甲酸甲酯的减少量为
mol，甲酸甲酯的平均反应速率为
mol·min-1(不要求写出计算过程)。
6.答案 2H＋＋Mg===H2↑＋Mg2＋，2CH3COOH＋Mg===H2↑＋Mg2＋＋2CH3COO－
Mg ，Na太活泼，而且能和水反应产生氢气，影响实验结论；Fe与酸反应的速率较慢，实验时间较长
(2)同时用分液漏斗分别向烧瓶中加入酸液
(3)实验现象：反应开始时醋酸的反应速率小于盐酸和硫酸的反应速率。当反应进行到一定程度后，醋酸的反应速率大于盐酸和硫酸。
结论：最终得到的氢气体积相等
(4)＝ > <
(6)＝ ＝
(7)酸液的体积