第二章化学反应速率与化学平衡
第一节 化学反应速率
第1课时 化学反应速率
课后篇素养形成
夯实基础轻松达标
1.对于反应CaCO3+2HClCaCl2+H2O+CO2↑,下列说法正确的是( )
A.用HCl和CaCl2表示的反应速率数值不同,但所表示的意义相同
B.不能用CaCO3的浓度变化来表示反应速率,但可用水来表示
C.用H2O和CO2表示的化学反应速率相同
D.用CaCl2浓度的减小表示其反应速率
答案A
2.在2
L密闭容器中加入4
mol
A(g)和6
mol
B(g),发生反应:4A(g)+6B(g)4C(g)+5D(g),若5
s后剩下的A的物质的量是2.5
mol,则用B表示的反应速率是
( )
A.0.45
mol·L-1·s-1
B.0.15
mol·L-1·s-1
C.0.225
mol·L-1·s-1
D.0.9
mol·L-1·s-1
解析5
s内A减少的物质的量为4
mol-2.5
mol=1.5
mol,故A的浓度变化量为=0.75
mol·L-1,所以v(A)==0.15
mol·L-1·s-1;对于同一反应,用不同物质表示的化学反应速率之比等于化学方程式中对应物质的化学计量数之比,所以v(B)=×0.15
mol·L-1·s-1=0.225
mol·L-1·s-1。
答案C
3.对于反应3Cu+8HNO3(稀)3Cu(NO3)2+2NO↑+4H2O,在测量化学反应速率时,以下相关性质不可以利用的是( )
A.气体的体积和体系的压强
B.溶液颜色的深浅
C.固体物质的体积
D.H+浓度的变化
解析与化学反应中任何一种化学物质的浓度相关的性质在测量反应速率时都可以加以利用,包括能够直接观察的某些性质(如释放出气体的体积和体系压强),也包括必须依靠科学仪器才能测量的性质(如颜色的深浅),故A、B、D三项可以利用。
答案C
4.在反应N2+3H22NH3中,经过一段时间后,NH3的浓度增加了0.6
mol·L-1,在此段时间内用H2表示的平均反应速率为0.45
mol·L-1·s-1,则此段时间是
( )
A.1
s
B.2
s
C.44
s
D.1.33
s
解析已知用H2表示的平均反应速率为0.45
mol·L-1·s-1,则用NH3表示的平均反应速率为v(NH3)=v(H2)=×0.45
mol·L-1·s-1=0.3
mol·L-1·s-1,所以Δt==2
s。
答案B
5.在2
L的密闭容器中,发生反应3A(g)+B(g)2C(g),若最初加入的A和B的物质的量都是4
mol,测得10
s内A的平均速率v(A)=0.12
mol·L-1·s-1,则反应进行到10
s时容器中B的物质的量是( )
A.1.6
mol
B.2.8
mol
C.3.2
mol
D.3.6
mol
解析10
s内v(B)=v(A)=0.04
mol·L-1·s-1,故10
s内,B的物质的量减少了10
s×0.04
mol·L-1·s-1×2
L=0.8
mol,因此10
s时,容器内n(B)=4
mol-0.8
mol=3.2
mol。
答案C
6.把0.6
mol
X气体和0.4
mol
Y气体混合于2
L容器中,发生反应:3X(g)+Y(g)nZ(g)+2W(g),5
min末生成0.2
mol
W,若测得以Z浓度变化来表示的平均速率为0.01
mol·L-1·min-1,则上述反应中Z气体的化学计量数n的值是( )
A.1
B.2
C.3
D.4
解析利用条件可求:v(W)==0.02
mol·L-1·min-1,利用反应速率之比等于化学计量数之比的关系可得n=1。
答案A
7.将5.6
g铁粉投入100
mL
2
mol·L-1硫酸溶液中,2
min后铁恰好完全溶解。下列有关该反应速率的表示正确的是(忽略溶液体积的变化)( )
A.用铁表示的反应速率为0.5
mol·L-1·min-1
B.用硫酸表示的反应速率为0.5
mol·L-1·min-1
C.用硫酸亚铁表示的反应速率为0.25
mol·L-1·min-1
D.用氢气表示的反应速率为0.5
mol·L-1·min-1
解析发生的化学反应为Fe+H2SO4FeSO4+H2↑,溶液中浓度发生变化的只有反应物硫酸和生成物硫酸亚铁。5.6
g
Fe的物质的量为0.1
mol,故反应消耗H2SO4的物质的量=生成FeSO4的物质的量=0.1
mol,v(H2SO4)=v(FeSO4)==0.5
mol·L-1·min-1。
答案B
8.在某恒容密闭容器中投入X、Y、W、Q四种物质,经一段时间后测得各物质的物质的量如下表所示:
X
Y
W
Q
10
min
1.0
mol
3.0
mol
1.0
mol
2.0
mol
20
min
0.5
mol
1.5
mol
2.0
mol
1.0
mol
上述容器中发生反应的化学方程式可能是( )
A.X+2Y2W+2Q
B.3X+Y+2W2Q
C.X+3Y+2Q2W
D.X+2Y+3Q2W
解析从表格数据可看出X、Y、Q的物质的量减少,而W的物质的量增加,说明X、Y、Q是反应物,W是产物。在同一容器中,相同时间内,各物质的反应速率之比等于物质的量的变化量之比等于化学计量数之比。v(X)∶v(Y)∶v(Q)∶v(W)=(1.0
mol-0.5
mol)∶(3.0
mol-1.5
mol)∶(2.0
mol-1.0
mol)∶(2.0
mol-1.0
mol)=1∶3∶2∶2,所以X、Y、Q、W的化学计量数之比为1∶3∶2∶2,选C。
答案C
9.根据反应4FeS2+11O22Fe2O3+8SO2,请回答下列问题:
(1)常选用哪些物质表示该反应的反应速率:?
。?
(2)当生成SO2的速率为0.64
mol·L-1·s-1时,则消耗氧气的速率为
。?
(3)开始时加入一定量反应物,若反应4
s后O2的浓度为2.8
mol·L-1,此时间段内SO2的反应速率为0.4
mol·L-1·s-1,则开始时氧气的浓度为 。?
解析(1)一般不用固体和纯液体表示反应速率,所以可用O2、SO2表示该反应的反应速率。
(2)用不同物质表示的反应速率和化学方程式中各物质化学计量数成正比,所以消耗氧气的速率为0.64
mol·L-1·s-1×=0.88
mol·L-1·s-1。
(3)此时间段内SO2的反应速率为0.4
mol·L-1·s-1,则用氧气表示的反应速率为0.4
mol·L-1·s-1×=0.55
mol·L-1·s-1,所以氧气的浓度变化为0.55
mol·L-1·s-1×4
s=2.2
mol·L-1,则反应开始时氧气的浓度为2.8
mol·L-1+2.2
mol·L-1=5.0
mol·L-1。
答案(1)SO2、O2 (2)0.88
mol·L-1·s-1
(3)5.0
mol·L-1
提升能力跨越等级
1.在四种不同条件下测得反应2SO2+O22SO3的反应速率如下表所示:
编号
(1)
(2)
(3)
(4)
v(SO2)
v(O2)
v(SO3)
v(O2)
0.4
0.25
0.5
0.3
其中反应速率最大的是( )
A.(1)
B.(2)
C.(3)
D.(4)
解析由反应速率之比等于相应物质的化学计量数之比可得:v(SO2)=v(O2)=v(SO3),将所得数据作如下换算:(1)v(SO2)=0.2
mol·L-1·min-1;(2)v(O2)=0.25
mol·L-1·min-1;(3)v(SO3)=0.25
mol·L-1·min-1;(4)v(O2)=0.3
mol·L-1·min-1;单位相同,数值大者反应速率大。
答案D
2.(双选)化学反应速率是通过实验测定的,测量下列化学反应的速率时,测量依据不合理的是( )
选项
化学反应
测量依据
(单位时间内)
A
CO(g)+H2O(g)CO2(g)+H2(g)
压强变化
B
Zn+H2SO4ZnSO4+H2↑
H2体积
C
2NO2(g)N2O4(g)
颜色深浅
D
Ca(OH)2+Na2CO3CaCO3↓+2NaOH
CaCO3的浓度变化
解析化学反应速率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。A项,该反应是气体分子数不变(反应前后气体的化学计量数之和相等)的反应,反应前后压强不变,不合理;B项,单位时间内H2体积变化大,则化学反应速率大,合理;C项,2NO2(g)N2O4(g),NO2是红棕色气体,N2O4是无色气体,可以用单位时间内气体颜色的变化来衡量反应的快慢,合理;D项,CaCO3为固体,不能用其浓度变化测定反应速率,不合理。
答案AD
3.将气体A2、B2各1
mol充入1
L的密闭容器中反应,生成气体C,一段时间后,测得c(A2)为0.58
mol·L-1,c(B2)为0.16
mol·L-1,c(C)为0.84
mol·L-1,则C的化学式为( )
A.AB
B.A2B
C.AB2
D.A2B2
解析由题意可得A2、B2、C物质的量浓度的变化值,求出A2、B2、C三种物质的化学计量数比为1∶2∶2,结合质量守恒定律可知,C的化学式为AB2。
答案C
4.甲、乙两个容器内都进行A→B的反应,甲容器内每分钟减少4
mol
A,乙容器内每分钟减少2
mol
A,则甲容器内的反应速率比乙容器内的反应速率( )
A.快
B.慢
C.相等
D.无法判断
解析由化学反应速率的表达式:v(A)=-=-,由于甲、乙两容器的容积大小未知,仅知道单位时间内A的物质的量的变化值,故不能比较两容器内反应速率的大小。
答案D
5.已知某条件下,合成氨反应N2(g)+3H2(g)2NH3(g)的数据如下:
N2
H2
NH3
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化学反应速率时,下列说法错误的是( )
A.2~4
s内的平均反应速率为0.2
mol·L-1·s-1
B.前4
s内的平均反应速率为0.3
mol·L-1·s-1
C.前2
s内的平均反应速率为0.4
mol·L-1·s-1
D.2
s末的反应速率为0.4
mol·L-1·s-1
解析化学反应速率是表示一段时间内的平均反应速率而不是某一时刻的瞬时速率,D项错误。
答案D
6.某温度时,在2
L的容器中X、Y、Z三种物质的物质的量随时间的变化关系曲线如图所示。
(1)由图中的数据分析,容器中发生反应的化学方程式为 。?
(2)反应开始至2
min、5
min时Z的平均反应速率分别为 、 。?
(3)5
min后Z的生成速率与5
min末Z的生成速率相比 (填“增大”“减小”或“不变”)。?
解析(1)根据图示,反应达到平衡时X减少了0.6
mol,Y减少了0.2
mol,Z生成了0.4
mol,故X、Y、Z的物质的量变化之比为3∶1∶2,因5
min后三者共存且物质的量不再变化,故反应的化学方程式为3X+Y2Z。(2)根据图中数据,依据反应速率计算公式可计算出反应速率,需注意Z的初始物质的量是0.1
mol。(3)5
min后Z的物质的量不再变化,与5
min末Z的反应速率相等。
答案(1)3X+Y2Z
(2)0.05
mol·L-1·min-1 0.04
mol·L-1·min-1
(3)不变
7.为了提高煤的利用率,人们先把煤转化为CO和H2,再将它们转化为甲醇。某实验人员在一定温度下的密闭容器中,充入一定量的H2和CO,发生反应:2H2(g)+CO(g)CH3OH(g),测定的部分实验数据如下:
t/s
0
500
1
000
c(H2)/(mol·L-1)
5.00
3.52
2.48
c(CO)/(mol·L-1)
2.50
(1)在500
s内用H2表示的化学反应速率是 。?
(2)在1
000
s内用CO表示的化学反应速率是 ,1
000
s时CO的转化率是 。?
(3)在500
s内增加的甲醇的浓度是 。?
解析(1)在500
s内,v(H2)=
-=2.96×10-3
mol·L-1·s-1。(2)在1
000
s内,Δc(H2)=2.48
mol·L-1-5.00
mol·L-1=-2.52
mol·L-1,则Δc(CO)=Δc(H2)=-1.26
mol·L-1,用CO表示此段时间内的平均速率为v(CO)==1.26×10-3mol·L-1·s-1,CO的转化率为×100%=50.4%。(3)在500
s内,Δc(H2)=-1.48
mol·L-1,则增加的甲醇的浓度为0.74
mol·L-1。
答案(1)2.96×10-3
mol·L-1·s-1
(2)1.26×10-3
mol·L-1·s-1 50.4%
(3)0.74
mol·L-1
贴近生活拓展创新
某化学兴趣小组的甲、乙两位同学对测定化学反应速率非常感兴趣,为此进行了有关的实验探究,实验记录如下:
[实验目的] 测量锌和稀硫酸反应的速率
[实验用品] 锥形瓶、双孔塞、分液漏斗、直角导管、50
mL注射器、铁架台、秒表、锌粒、1
mol·L-1的H2SO4溶液、4
mol·L-1的H2SO4溶液。
[实验步骤]
①甲同学取一套上图装置,加入40
mL
1
mol·L-1的H2SO4溶液,测量收集10
mL
H2所需的时间。
②乙同学取另一套同样的装置,加入40
mL
4
mol·L-1的H2SO4溶液,测量收集10
mL
H2所需的时间。
回答下列问题:
(1)Zn与硫酸反应的离子方程式为 。?
(2)收集10
mL
H2所需时间:甲 (填“大于”“小于”或“等于”,下同)乙,反应速率:甲 乙。?
(3)下列说法正确的是 (填字母)。?
A.本实验中甲、乙两同学所用锌粒的表面积要相同
B.装置气密性要好
C.40
mL的H2SO4溶液要迅速加入
D.气体还可以用排水法收集
E.若用98%的浓硫酸,则反应最快
(4)测量Zn和稀硫酸反应的速率还可用的方法有:
① ;?
② 。?
解析(1)Zn与稀硫酸反应的离子方程式为Zn+2H+Zn2++H2↑。(2)甲同学所用H2SO4溶液的浓度比乙同学所用H2SO4溶液的浓度小,故反应速率小,收集相同体积H2所用时间长。(3)本实验测定浓度对反应速率的影响,故要保证其他因素是相同的,如所用锌粒的表面积相同,A项正确;本实验是根据测定收集10
mL
H2所需的时间长短来判断反应速率的,故装置气密性要好,为减少实验误差,加入H2SO4溶液时要迅速,B、C项正确;氢气不溶于水,还可用排水法收集,D项正确;Zn与98%的浓硫酸反应生成ZnSO4、SO2和H2O,反应的实质改变,E项错误。(4)还可利用等质量的Zn完全溶解所用时间以及单位时间内H2SO4溶液浓度的变化等来测定该反应的反应速率。
答案(1)Zn+2H+Zn2++H2↑ (2)大于 小于 (3)ABCD (4)测定等质量的Zn完全溶解所需要的时间 测定单位时间内H2SO4溶液浓度的变化(共36张PPT)
第2课时 影响化学反应速率的因素 活化能
知识铺垫
必备知识
正误判断
1.影响化学反应速率的外界因素有: 、 、
、 、固体反应物的表面积等。?
2.其他条件相同,煤粉比煤块燃烧时的反应速率 。?
3.HClO经光照时,分解速率会 (填“增大”或“减小”)。?
4.在化学反应中,能改变其他物质的
,而本身的
和 在反应前后都没有变化的物质,叫做催化剂。?
5.向H2O2溶液中加入MnO2,会 (填“增大”或“减小”,下同)H2O2的分解速率;降低温度,会 H2O2的分解速率。?
反应物浓度
温度
气体压强
催化剂
大
增大
化学反应速率
质量
化学性质
增大
减小
知识铺垫
必备知识
正误判断
一、影响化学反应速率的因素
在相同条件下,不同的化学反应会有不同的速率,这表明反应速率首先是由反应物的组成、结构和性质等因素决定的。
1.浓度对反应速率的影响
当其他条件相同时,增大反应物的浓度,化学反应速率增大;降低反应物浓度,化学反应速率减小。
2.温度对反应速率的影响
其他条件相同时,升温反应速率 ,降温反应速率 。据测定,许多反应的温度每升高10
℃,其反应速率增大为原来的 倍,这表明温度对反应速率的影响非常显著。?
增大
减小
2~4
知识铺垫
必备知识
正误判断
3.催化剂对反应速率的影响
使用催化剂可 化学反应速率(一般情况下是指增大反应速率)。?
4.压强对反应速率的影响
对于有气体参加的反应,在相同温度下:
增大压强(减小容器容积),反应速率 ;?
减小压强(增大容器容积),反应速率 。?
5.其他因素对反应速率的影响
如光辐照、放射线辐照、超声波、电弧、强磁场、高速研磨、
反应物间的接触面积等,均是行之有效的改变化学反应速率的方法。?
改变
减小
增大
增大
知识铺垫
必备知识
正误判断
二、活化能
1.有效碰撞:能够发生化学反应的碰撞。
2.活化分子:能够发生有效碰撞的分子。
【微思考1】发生有效碰撞的条件是什么?
提示:活化分子间发生碰撞,且碰撞有合适的取向。
知识铺垫
必备知识
正误判断
3.活化能:活化分子具有的平均能量与反应物分子具有的平均能量之差。
4.指出下图中有关能量E的含义:
E1:反应的 ;?
E2:活化分子变成生成物分子 的能量;?
E1-E2: 。?
活化能
放出
反应热
知识铺垫
必备知识
正误判断
5.外界条件对化学反应速率影响的理论解释:
(1)浓度:其他条件不变时,增加反应物浓度→单位体积内 增多→单位时间内 的次数增加→化学反应速率 。反之,减小反应物浓度,化学反应速率 。?
(2)压强:对于有气体参加的反应,在相同温度下,增大压强→气体体积减小→
增大→反应速率 ;反之减小压强,反应速率 。?
(3)温度:其他条件相同时,升高温度→反应物分子中活化分子
增大→单位时间内 的次数增加→化学反应速率增大。?
活化分子数
有效碰撞
增大
减小
反应物浓度
增大
减小
百分数
有效碰撞
知识铺垫
必备知识
正误判断
(4)催化剂(正):降低反应所需 →单位体积内反应物分子中
增大→
的次数增加→反应速率增大。?
如图所示,使用催化剂使反应速率增大:
其中途径Ⅰ表示
。途径Ⅱ表示
。使用了催化剂,反应的活化能 。?
图中E1、E2都是该反应的活化能,但E2 E1是因为使用了催化剂与不使用催化剂相比,反应的活化能由 变为 。?
活化能
活化分子数目
有效碰撞
没使用催化剂
使用了催化剂
降低
<
E1
E2
知识铺垫
必备知识
正误判断
【微思考2】既能增大活化分子在反应物分子中的百分数,又能增大活化分子个数的外界条件是什么?
提示:升温、使用催化剂(正)。
知识铺垫
必备知识
正误判断
(1)锌与硫酸反应时,硫酸的浓度越大,产生H2的速率越大。
( )
(2)增大压强一定能增大化学反应速率。
( )
(3)催化剂能降低反应的活化能,ΔH也会发生变化。
( )
(4)双氧水中加入MnO2,可以使生成O2的速率增大,是因为MnO2的催化作用。
( )
(5)两试管各加入5
mL
0.1
mol·L-1Na2S2O3溶液,同时分别滴入55
mL
0.1
mol·L-1硫酸溶液和盐酸,两支试管同时变浑浊。
( )
(6)FeCl3和MnO2均可加快H2O2分解,同等条件下二者对H2O2分解速率的改变相同。
( )
答案:(1)× (2)× (3)× (4)√ (5)× (6)×
任务一
任务二
素养脉络
随堂检测
浓度、压强对化学反应速率的影响
问题探究
1.对于一个在溶液中进行的反应,改变溶液的用量对化学反应速率有何影响?
2.增大反应物浓度对可逆反应的逆反应速率有何影响?
答案:改变溶液的用量时,由于浓度不变,因此对化学反应速率无影响。
答案:增大反应物浓度,正反应速率增大,在改变的瞬间,生成物的浓度可认为不变,逆反应速率不变;但随着反应的进行,反应物的浓度逐渐减小,生成物的浓度逐渐增大,导致正反应速率逐渐减小,逆反应速率逐渐增大,直到两者相等。
任务一
任务二
素养脉络
随堂检测
3.增大压强(减小容器体积)是否改变了活化分子的百分数?
4.怎样理解向反应容器中加入稀有气体对反应速率的影响?
5.对于那些反应物和生成物中都有气体参加的可逆反应来说,增大体系的压强(减小体积),正、逆反应速率怎样变化?
答案:增大压强(减小容器体积)时,单位体积内活化分子数增加,单位体积中总的气体分子数也增加,故活化分子百分数不变。
答案:向容器中加入稀有气体,如果保持恒温恒容,尽管容器内总压强增大了,但容器的体积不变,反应物的浓度不变,因此反应速率不变;如果保持恒温恒压,加入稀有气体后,为维持容器内压强不变,容器的体积增大,反应物的浓度减小,因此反应速率减小。
答案:增大体系的压强(减小体积),反应物和生成物的浓度都增大,所以,正反应的速率和逆反应的速率都增大。
任务一
任务二
素养脉络
随堂检测
深化拓展
1.浓度改变对化学反应速率的影响
(1)用碰撞理论解释浓度变化对化学反应速率的影响
反应物浓度增大→单位体积内分子数增多→单位体积内活化分子数增多→单位时间内有效碰撞次数增多→化学反应速率增大。
(2)分析浓度对化学反应速率的影响时需注意的问题
①固体或纯液体的浓度视为常数,所以增加其用量时,化学反应速率不变。但增大固体的表面积或将固体溶于一定溶剂中,能增大化学反应速率。
②增大反应物浓度,即增大了单位体积内活化分子的数目,但活化分子的百分数没有增大。
③增大反应物的浓度,必须是增加实际参加反应的反应物浓度才能增大反应速率。
任务一
任务二
素养脉络
随堂检测
2.压强影响反应速率的常见情况
改变压强,对化学反应速率产生影响的根本原因是压强改变时引起气体反应物浓度改变。所以在讨论压强对反应速率的影响时,应注意压强变化是否引起物质浓度的变化。
(1)对于没有气体参与的化学反应,由于改变压强时,反应物浓度变化可以忽略不计,因此对化学反应速率无影响。
(2)对于有气体参与的化学反应,有以下几种情况:
①恒温时
②恒温恒容时
任务一
任务二
素养脉络
随堂检测
任务一
任务二
素养脉络
随堂检测
素能应用
典例1
500
mL
1
mol·L-1的稀盐酸与锌反应,下列操作能使产生氢气的速率增大的是( )
A.在忽略接触面积变化的情况下,增加锌的质量
B.将500
mL
1
mol·L-1的稀盐酸改为1
000
mL
1
mol·L-1的稀盐酸
C.用
1
mol·L-1的H2SO4溶液代替1
mol·L-1的稀盐酸
D.用浓硫酸代替1
mol·L-1的稀盐酸
任务一
任务二
素养脉络
随堂检测
答案:C
解析:该反应的实质是2H++Zn=Zn2++H2↑,增大反应物浓度可使反应速率增大,由于纯固体、纯液体的浓度为定值,所以在忽略接触面积变化的情况下,增加锌的质量,不能增大反应速率。而将等浓度的盐酸由500
mL变为1
000
mL,只是改变了溶液的体积,并未改变其浓度,所以反应速率不变。用1
mol·L-1的H2SO4溶液代替1
mol·L-1的稀盐酸,溶液中氢离子浓度增加一倍,所以反应速率增大。浓硫酸与锌反应不产生氢气。
任务一
任务二
素养脉络
随堂检测
变式训练1对反应A+B
AB来说,常温下按以下情况进行反应:
①20
mL溶液中含A、B各0.01
mol ②50
mL溶液中含A、B各0.05
mol ③0.1
mol·L-1的A、B溶液各10
mL混合 ④0.5
mol·L-1的A、B溶液各50
mL混合
四者反应速率的大小关系是( )
A.②>①>④>③
B.④>③>②>①
C.①>②>④>③
D.①>②>③>④
答案:A
解析:反应物的浓度越大,反应速率越大。①A、B的浓度各为0.5
mol·L-1;②A、B的浓度各为1
mol·L-1;③A、B的浓度各为0.05
mol·L-1;④A、B的浓度各为0.25
mol·L-1;所以四者反应速率的大小关系是②>①>④>③。
任务一
任务二
素养脉络
随堂检测
典例2在一密闭容器中充入2
mol
H2和2
mol
I2,压强为p,在一定温度下发生H2(g)+I2(g)
2HI(g)的反应:
(1)恒容条件下,向其中加入1
mol
H2,反应速率 (填“增大”“减小”或“不变”,下同)。?
(2)恒容条件下,向其中加入1
mol
Ar,反应速率 。?
(3)恒压条件下,向其中加入1
mol
Ar,反应速率 。?
答案:(1)增大 (2)不变 (3)减小
解析:(1)恒容条件下,充入H2,增大了反应物浓度,反应速率增大。
(2)恒容条件下,充入与反应无关的气体(Ar),没有引起反应物浓度的变化,反应速率不变。
(3)恒压条件下,充入与反应无关的气体(Ar),使得容器体积增大,各反应物浓度减小,反应速率减小。
任务一
任务二
素养脉络
随堂检测
变式训练2其他条件一定,下列条件的改变,一定能增大化学反应速率的是( )
A.增大压强
B.增大反应物的浓度
C.增大反应物的量
D.减小生成物的浓度
答案:B
解析:对于非气体反应体系,增大压强不会改变化学反应速率;对于反应物为固体的化学反应,改变反应物的量一般不会改变化学反应速率;对于可逆反应,减小生成物的浓度会使化学反应速率减小。
任务一
任务二
素养脉络
随堂检测
温度、催化剂对化学反应速率的影响
问题探究
1.对一个吸热反应,其他条件不变时,升高温度,它的反应速率也增大吗?
2.活化能和反应速率有什么关系?
3.催化剂一定都能增大化学反应速率吗?
答案:增大;升高温度,活化分子百分数、单位时间内有效碰撞次数都增加,无论是放热反应还是吸热反应,反应速率都增大。
答案:活化能越小,一般分子成为活化分子越容易,活化分子越多,单位时间内有效碰撞次数越多,则反应速率越大。
答案:不一定。有的反应需要负催化剂,即有的催化剂可减小化学反应速率。
任务一
任务二
素养脉络
随堂检测
深化拓展
1.温度对反应速率的影响
(1)规律
当其他条件不变时,
(2)解释
(3)注意:所有化学反应的反应速率都与温度有关。
任务一
任务二
素养脉络
随堂检测
2.催化剂对反应速率的影响
(1)影响规律:
使用合适的催化剂,可增大化学反应速率。
(2)微观解释:
(3)注意事项:
①催化剂有正、负之分,正催化剂能增大反应速率,负催化剂能减小反应速率,不特别指明的条件下,均指正催化剂。
②催化剂只有在一定温度下,才能最大限度地发挥其催化作用。
任务一
任务二
素养脉络
随堂检测
素能应用
典例3硫代硫酸钠溶液与稀硫酸反应的化学方程式为Na2S2O3+H2SO4=Na2SO4+SO2↑+S↓+H2O,下列各组实验中最先出现浑浊的是( )
任务一
任务二
素养脉络
随堂检测
答案:D
解析:当有多个外界条件时,要对比找出其相同条件和不同条件,然后通过比较进行判断。影响化学反应速率的因素很多,本题从浓度和温度两个因素考查,结合选项知混合溶液体积都为20
mL,根据浓度越大、温度越高,反应速率越大,可以推知D选项正确。
任务一
任务二
素养脉络
随堂检测
变式训练3下列反应中,开始时放出氢气的速率最大的是( )
答案:C
解析:C项中锌的表面积大,硫酸的浓度大,温度高,故反应速率最快。
任务一
任务二
素养脉络
随堂检测
典例4向四个体积相同的密闭容器中分别充入一定量的SO2和O2,开始反应时,按正反应速率由大到小排列顺序正确的是( )
甲:500
℃,10
mol
SO2和5
mol
O2的反应
乙:500
℃,用V2O5作催化剂,10
mol
SO2和5
mol
O2的反应
丙:450
℃,8
mol
SO2和5
mol
O2的反应
丁:500
℃,8
mol
SO2和5
mol
O2的反应
A.甲、乙、丙、丁
B.乙、甲、丁、丙
C.乙、甲、丙、丁
D.丁、丙、乙、甲
答案:B
解析:增大反应物浓度,升高温度,使用催化剂等均可增大反应速率。要比较正反应速率大小,则需要比较温度、是否使用催化剂及氧气和SO2的浓度,所以根据题干数据可判断正反应速率由大到小的顺序是乙、甲、丁、丙。
任务一
任务二
素养脉络
随堂检测
变式训练4下列关于催化剂的说法,正确的是
( )
A.催化剂能使不发生反应的物质发生反应
B.催化剂在化学反应前后化学性质和质量都不变
C.催化剂不能改变化学反应速率
D.任何化学反应都需要催化剂
答案:B
解析:催化剂能改变化学反应速率的原因是它能改变反应机理,在化学反应过程中,催化剂参与反应,经过一系列变化之后,催化剂又恢复到原来的状态。尽管催化剂能改变化学反应速率,但对于不能发生反应的物质,是不能使其反应的,另外,有些反应是不需要催化剂的。
任务一
任务二
素养脉络
随堂检测
任务一
任务二
素养脉络
随堂检测
1.下列说法不正确的是( )
A.其他条件不变,缩小气体体积增大压强,单位体积内的分子数增大,活化分子数增多,化学反应速率增大
B.其他条件不变,增大体积减小压强,单位体积内的分子数减小,活化分子数减少,化学反应速率减小
C.加入反应物,使活化分子百分数增大,化学反应速率增大
D.减小反应物的浓度,单位体积内的分子数减少,活化分子数减少,化学反应速率减小
答案:C
解析:增大体积减小压强或减小反应物的浓度,单位体积内的活化分子数减少,化学反应速率减小,故B、D两项正确。其他条件不变,缩小体积增大压强,单位体积内的活化分子数增多,化学反应速率增大,故A项正确。加入反应物,反应物的活化分子百分数不变,C项说法错误。
任务一
任务二
素养脉络
随堂检测
2.下列判断正确的是( )
A.0.1
mol·L-1的盐酸和0.1
mol·L-1的H2SO4溶液分别与0.2
mol·L-1
NaOH溶液反应的速率相同
B.0.1
mol·L-1的盐酸和0.1
mol·L-1
的HNO3溶液分别与大小相同的大理石反应的速率相同
C.大小、形状相同的镁和铁分别与0.1
mol·L-1
HCl溶液反应的速率相同
D.大理石块与大理石粉末分别与0.1
mol·L-1
HCl溶液反应的速率相同
任务一
任务二
素养脉络
随堂检测
答案:B
解析:A中0.1
mol·L-1的盐酸与0.1
mol·L-1的H2SO4溶液中c(H+)是不同的,因而反应速率不同,A项错误;D中大理石粉末与盐酸的接触面积更大,故反应速率更大,D项错误;而同浓度的两种一元强酸溶液与大理石反应时的本质是相同的:CaCO3+2H+=Ca2++CO2↑+H2O,因此在c(H+)相同的情况下,反应速率相同,B项正确;在完全相同的外界条件下,Mg、Fe由于自身金属活动性的不同,与0.1
mol·L-1盐酸反应时,反应速率v(Mg)>v(Fe),C项错误。
任务一
任务二
素养脉络
随堂检测
3.下列说法中正确的是( )
A.增大反应物的物质的量一定能增大化学反应速率
B.升高温度使放热反应速率减小,吸热反应速率增大
C.使用正催化剂,能增大化学反应速率
D.增大压强,肯定会增大化学反应速率
答案:C
解析:增大反应物的物质的量不一定能增大反应物的浓度,故化学反应速率不一定增大;升高温度使分子运动加快,分子获得更高的能量,活化分子百分数增大,单位时间内有效碰撞次数增多,反应速率增大(无论化学反应是吸热反应还是放热反应);对有气体参加的反应,增大压强一定要使反应物的浓度增大,才会增大反应速率,反应物的浓度不变,其反应速率也不会发生变化。
任务一
任务二
素养脉络
随堂检测
4.下列说法中有明显错误的是( )
A.对有气体参加的化学反应,增大压强使体系体积减小,可使单位体积内活化分子数增加,因而反应速率增大
B.活化分子之间发生的碰撞不一定为有效碰撞
C.升高温度,一般可使活化分子的百分数增大,因而反应速率增大
D.加入适宜的催化剂,使分子能量增加从而可使活化分子的百分数大大增加,从而成千上万倍地增大反应速率
答案:D
解析:对有气体参加的化学反应,增大压强使体系体积减小,可使单位体积内活化分子数增加,因而反应速率增大,A项正确;活化分子之间发生的碰撞不一定为有效碰撞,只有能引起化学变化的碰撞才是有效碰撞,B项正确;升高温度,一般可使活化分子的百分数增大,因而反应速率增大,C项正确;加入适宜的催化剂,可降低活化能从而可使活化分子的百分数大大增加,从而成千上万倍地增大反应速率,D项错误。
任务一
任务二
素养脉络
随堂检测
A.在整个反应过程中,作催化剂的物质是KI
B.上述两个反应中,反应速率较大的是②
C.碘钟反应的快慢由反应②决定
D.“溶液突然变为蓝色,随之又很快消失”这一现象与①②的反应速率有关
答案:C
解析:由题目信息知,①反应相对较慢,②反应相对较快,所以B、D两项正确,C项错误;分析①②反应中I-的作用知,KI是催化剂,故A项正确。第二章化学反应速率与化学平衡
第一节 化学反应速率
第2课时 影响化学反应速率的因素 活化能
课后篇素养形成
夯实基础轻松达标
1.下列影响化学反应速率的主要因素是( )
A.压强
B.浓度
C.接触面积
D.反应物的性质
解析影响化学反应速率大小的主要因素是反应物的性质。
答案D
2.下列说法正确的是( )
①活化分子间的碰撞一定能发生化学反应
②普通分子有时也能发生有效碰撞
③升高温度会增大反应速率,原因是增加了单位时间内活化分子的有效碰撞次数
④增大反应物浓度会增大反应速率的原因是单位体积内活化分子数增多
⑤化学反应的发生是活化分子有合适取向时的有效碰撞
A.①②⑤
B.③④⑤
C.①②③
D.②③④
解析①活化分子间的碰撞不一定为有效碰撞,活化分子间的碰撞不一定能发生化学反应,还与其分子取向有关,故错误;②普通分子不具有反应所需的能量,则普通分子不能发生有效碰撞,故错误;③升高温度,提供了分子需要的能量,活化分子百分数增大,单位时间内活化分子的有效碰撞次数增加,反应速率增大,故正确;④增大反应物浓度,单位体积内活化分子数目增多,单位时间内有效碰撞的次数增多,反应速率增大,故正确;⑤活化分子有合适取向时发生有效碰撞,即发生了化学反应,故正确。
答案B
3.某反应过程中能量变化如图所示(图中E1表示正反应的活化能,E2表示逆反应的活化能)。下列有关叙述正确的是( )
A.该反应为放热反应
B.催化剂能改变该反应的焓变
C.催化剂能降低该反应的活化能
D.逆反应的活化能大于正反应的活化能
解析使用催化剂可降低反应的活化能,增加活化分子百分数,使化学反应速率增大,但不会改变反应的焓变。
答案C
4.反应A(s)+2B(g)2C(g)在一恒容密闭容器中进行,当改变下列条件之一时,一定能增大反应速率的是
( )
A.增加A物质的量
B.降低温度
C.使用催化剂
D.消耗掉部分B物质
解析A是固体,增加A物质的量不能增大化学反应速率;降温使反应速率减小;消耗掉部分B物质使反应速率减小。使用催化剂可增大反应速率。
答案C
5.在实验Ⅰ和实验Ⅱ中,用定量、定浓度的盐酸与足量的石灰石反应,并在一定的时间内测量反应所放出的CO2的体积。实验Ⅰ用的是块状的石灰石,实验Ⅱ用的是粉末状石灰石。下图中哪个图像能正确反映两种实验的结果( )
解析固体物质参加反应,固体表面积越大,反应速率越大。粉末状的固体比块状的固体的表面积大,则反应Ⅱ比反应Ⅰ的速率大;根据题意HCl的物质的量相同,则最终产生的CO2的体积应相等,因此A、C错,D中图像表示Ⅰ的反应速率大于Ⅱ,故D错。
答案B
6.设反应N2(g)+3H2(g)2NH3(g)的反应速率为v1;反应2NH3(g)N2(g)+3H2(g)的反应速率为v2。对于上述反应,当压强减小时,v1和v2的变化情况为
( )
A.同时增大
B.同时减小
C.v1增大,v2减小
D.v1减小,v2增大
解析对于有气体参与的化学反应,增大压强,反应速率增大,减小压强,反应速率减小。
答案B
7.一定条件下,可逆反应C(s)+CO2(g)2CO(g) ΔH>0,达到平衡状态,现进行如下操作:①升高反应体系的温度;②增加反应物C的用量;③缩小反应体系的体积;④减少体系中CO的量。上述措施中一定能使反应的正反应速率显著增大的是( )
A.①②③④
B.只有①③
C.只有①②③
D.只有①③④
解析①升高反应体系的温度,正、逆反应速率均增大;②碳是固体,增加反应物C的用量,反应速率不变;③缩小反应体系的体积,压强增大,反应速率增大;④减少体系中CO的量,正反应速率瞬间不变,然后逐渐减小。
答案B
8.A、B在溶液中发生反应:A+BC。现将A、B两种反应物进行以下五个实验,其中①~④在20
℃时进行,⑤在40
℃时进行,实验刚开始时,反应速率由大到小的顺序正确的是( )
①20
mL
0.2
mol·L-1
A+20
mL
0.2
mol·L-1
B
②50
mL
0.5
mol·L-1
A+50
mL
0.5
mol·L-1
B
③10
mL
1
mol·L-1
A+10
mL
1
mol·L-1
B+30
mL
H2O
④20
mL
1
mol·L-1
A+60
mL
0.4
mol·L-1
B
⑤30
mL
0.6
mol·L-1
A+30
mL
0.6
mol·L-1
B
A.②④⑤①③
B.⑤④②③①
C.④②⑤①③
D.③⑤④②①
解析由提供数据可算出第①组A、B物质的量浓度均为0.1
mol·L-1;第②组A、B物质的量浓度均为0.25
mol·L-1;第③组A、B物质的量浓度均为0.2
mol·L-1;第④组A物质的量浓度为0.25
mol·L-1,B物质的量浓度为0.3
mol·L-1;第⑤组A、B物质的量浓度均为0.3
mol·L-1且温度最高,因此其反应速率由大到小的顺序为⑤④②③①。
答案B
9.加0.1
mol
MnO2粉末于50
mL过氧化氢溶液中,在标准状况下放出气体的体积和时间的关系如图所示。
(1)实验时放出气体的总体积是 。?
(2)A、B、C、D各点反应速率由快到慢的顺序为 。?
(3)解释反应速率变化的原因 。?
解析(1)发生的反应为2H2O22H2O+O2↑,由图像知,当t=4
min时,H2O2分解完全,生成V(O2)=60
mL。
(2)因为随着反应的进行,c(H2O2)逐渐减小,反应逐渐变慢,因而反应由快到慢的顺序为D>C>B>A。
答案(1)60
mL (2)D>C>B>A
(3)随着反应的进行,c(H2O2)逐渐减小,反应速率逐渐减小
提升能力跨越等级
1.100
mL
6
mol·L-1的硫酸溶液与过量锌粉反应,在一定温度下,为了减小反应速率,但又不影响生成氢气的总量,可向反应物中加入适量的( )
A.硫酸钠固体
B.碳酸钠固体
C.水
D.硝酸钾溶液
解析硫酸钠不与硫酸或锌反应,不改变溶液的体积,对反应速率无影响;碳酸钠能与硫酸反应,使生成氢气的量减小;加入水使硫酸的浓度变小,可以减小化学反应速率;加入硝酸钾相当于加入硝酸,Zn与硝酸反应,不生成氢气。
答案C
2.某探究小组利用反应CH3COCH3+Br2CH3COCH2Br+HBr来研究反应物浓度与反应速率的关系。反应速率v(Br2)通过测定溴的颜色消失所需的时间来确定。在一定温度下,获得如下实验数据:
实验
序号
初始浓度c/(mol·L-1)
溴颜色消失
所需时间t/s
CH3COCH3
HCl
Br2
①
0.80
0.20
0.001
0
290
②
1.60
0.20
0.001
0
145
③
0.80
0.40
0.001
0
145
④
0.80
0.20
0.002
0
580
分析实验数据所得出的结论不正确的是( )
A.增大c(CH3COCH3),v(Br2)增大
B.实验②和③的v(Br2)相等
C.增大c(HCl),v(Br2)增大
D.增大c(Br2),v(Br2)增大
解析从表中数据看,①④中CH3COCH3、HCl的初始浓度是相同的,而④中Br2的初始浓度是①中的2倍,但④中溴颜色消失所需时间是①的2倍,D项错误。
答案D
3.下列事实能说明影响化学反应速率的决定性因素是反应物本身性质的是( )
A.大小、形状相同的镁片、铁片,前者与盐酸反应放出H2的速率比后者大
B.Cu与浓硝酸反应比与稀硝酸反应快
C.N2与O2在常温、常压下不反应,放电时可反应
D.Cu与浓硫酸能反应,而不与稀硫酸反应
解析要想说明反应物本身的性质是影响化学反应速率的决定性因素,则该实验事实应区别在反应物本身而不是外界因素如浓度、压强、温度、催化剂等。其中选项B、D为反应物浓度不同对反应速率的影响,选项C为反应条件不同对反应速率的影响,只有选项A是因Mg、Fe本身性质不同对反应速率产生影响。
答案A
4.下列表格中的各种情况,可以用下面对应选项中的图像表示的是( )
选
项
反应
纵
坐标
甲
乙
A
外形、大小相同的金属与水反应
反应
速率
Na
K
B
不同浓度的H2C2O4(草酸)溶液各2
mL分别与4
mL
0.01
mol·L-1的KMnO4溶液反应
0.1
mol·L-1
的H2C2O4
溶液
0.2
mol·L-1
的H2C2O4
溶液
C
5
mL
0.1
mol·L-1
Na2S2O3溶液与5
mL
0.1
mol·L-1
H2SO4溶液反应
热水
冷水
D
5
mL
4%的过氧化氢溶液分解放出O2
无MnO2
粉末
加MnO2
粉末
解析Na、K分别与水反应,K更活泼,反应更快,A项不正确;B项,其他条件相同,H2C2O4浓度越大,反应速率越大,乙中反应速率更大,B项不正确;C项,其他条件相同的情况下,温度越高反应速率越大,随着反应的进行,反应物的浓度减小,反应速率减小,C项正确;D项,使用催化剂的反应速率更大,乙速率比甲的大,D项不正确。
答案C
5.(双选)实验室用Zn与稀硫酸反应来制取氢气,常加少量CuSO4来增大反应速率。为了研究CuSO4的量对H2生成速率的影响,某同学设计了实验方案(见下表),将表中所给的试剂按一定体积混合后,分别加入到四个盛有相同大小的Zn片(过量)的反应容器(甲、乙、丙、丁)中,收集产生的气体,并记录收集相同体积的气体所需的时间。
实验
试剂
甲
乙
丙
丁
4
mol·L-1
H2SO4溶液/mL
20
V1
V2
V3
饱和CuSO4溶液/mL
0
2.5
V4
10
H2O/mL
V5
V6
8
0
收集气体所需时间/s
t1
t2
t3
t4
下列说法正确的是( )
A.t1=t2=t3=t4
B.V5=10
C.V6=7.5
D.V1解析本实验是研究CuSO4的量对生成H2速率的影响,所以应控制H2SO4的浓度不变,即硫酸溶液体积、CuSO4溶液体积及H2O的体积之和应等于30
mL,所以甲中V5=10;乙中V1=20,V6=7.5;丙中V2=20,V4=2;丁中V3=20,B项、C项正确。
答案BC
6.某实验小组以H2O2分解为例,研究浓度、催化剂、溶液酸碱性对反应速率的影响。在常温下按照如下方案完成实验。
分组实验
催化剂
①
10
mL
5%
H2O2溶液
无
②
10
mL
2%
H2O2溶液
无
③
10
mL
5%
H2O2溶液
1
mL
0.1
mol·L-1
FeCl3溶液
④
10
mL
5%
H2O2溶液+少量稀盐酸
1
mL
0.1
mol·L-1
FeCl3溶液
⑤
10
mL
5%
H2O2溶液+少量NaOH溶液
1
mL
0.1
mol·L-1
FeCl3溶液
(1)催化剂能增大化学反应速率的原因是 。?
(2)实验①和②的目的是探究 对反应速率的影响。实验时由于没有观察到明显现象而无法得出结论。资料显示,通常条件下H2O2稳定,不易分解。为了达到实验目的,你对原实验方案的改进是 ?
。?
(3)实验③④⑤中,测得生成氧气的体积随时间变化的关系如图。
分析下图能够得出的实验结论:
① 环境能增大H2O2分解的速率;?
② 环境能减小H2O2分解的速率。?
解析(1)催化剂能增大化学反应速率的原因是降低了反应的活化能,从而增大了活化分子的百分数。
(2)实验①和②的差别是H2O2溶液的浓度不同,故目的是探究浓度对反应速率的影响;由于通常条件下H2O2稳定,不易分解,所以为了增大反应速率,可向反应物中加入等量的同种催化剂或将盛有反应物的试管放入同一热水浴中。
(3)据图可以看出,在碱性条件下H2O2反应最快,在酸性条件下H2O2反应最慢。
答案(1)降低了反应的活化能
(2)浓度 向反应物中加入等量同种催化剂(或将盛有反应物的试管放入同一热水浴中)
(3)①碱性 ②酸性
7.
将一块质量为5.0
g的铝片投入盛有500
mL
0.5
mol·L-1
H2SO4溶液的烧杯中,该铝片与硫酸反应产生氢气的速率与反应时间的关系可用如图所示的曲线来表示,回答下列问题:
(1)曲线O→a段不产生氢气的原因是?
,?
有关反应的化学方程式为 。?
(2)曲线a→b段产生氢气的速率较小的原因是?
。?
(3)曲线b→c段产生氢气的速率增加较快的主要原因是
。?
(4)曲线c点以后产生氢气的速率逐渐下降的主要原因是
。?
答案(1)铝片表面有Al2O3,硫酸首先与Al2O3反应 Al2O3+3H2SO4Al2(SO4)3+3H2O
(2)氧化膜未完全反应掉,铝与硫酸接触的表面积较小
(3)反应放出的热量使溶液的温度升高而增大反应速率
(4)随着反应的进行,H2SO4溶液的浓度下降
贴近生活拓展创新
“碘钟”实验中,3I-+S2+2S的反应速率可以用与加入的淀粉溶液显蓝色的时间t来度量,t越小,反应速率越大。某探究性学习小组在20
℃时进行实验,得到的数据如下表:
实验编号
①
②
③
④
⑤
c(I-)/(mol·L-1)
0.040
0.080
0.080
0.160
0.120
c(S2)/(mol·L-1)
0.040
0.040
0.080
0.020
0.040
t/s
88.0
44.0
22.0
44.0
t1
回答下列问题:
(1)该实验的目的是
。?
(2)表中t1=
。?
(3)温度对该反应的反应速率的影响符合一般规律,若在40
℃下进行编号③对应浓度的实验,显色时间t2的范围为 (填字母)。?
A.<22.0
s
B.22.0~44.0
s
C.>44.0
s
D.数据不足,无法判断
(4)通过分析比较上表数据,得到的结论是?
。?
解析(2)分析所给数据,可以得出显色时间与c(I-)·c(S2)数值成反比,利用①⑤两组数据,可知两组实验中c(S2)相同,而⑤中c(I-)是①的3倍,因此⑤所用显色时间是①的,即≈29.3
s。
(3)在反应物起始浓度相同的条件下,温度越高,反应速率越大,则显色时间越短。故选A。
答案(1)研究反应物I-与S2的浓度对反应速率的影响
(2)29.3 (3)A
(4)反应速率与反应物起始浓度乘积成正比(或显色时间与反应物起始浓度乘积成反比)(共29张PPT)
第二章
化学反应速率与化学平衡
第一节 化学反应速率
第1课时 化学反应速率
知识铺垫
必备知识
正误判断
1.化学反应速率用于表示化学反应过程进行的 。?
2.对于化学反应来说,当体系为气态或溶液时,可用单位时间内反应物或生成物的 变化来表示反应速率。?
3.在一个化学反应中,若某反应的反应物浓度在5
min内由6
mol·L-1变成4
mol·L-1,则该反应在5
min内的平均反应速率为 。?
4.化学反应中,各物质的物质的量变化之比等于方程式中对应物质的 之比。?
快慢
物质的量浓度
化学计量数
0.4
mol·L-1·min-1
知识铺垫
必备知识
正误判断
一、化学反应速率
1.化学反应速率的含义
化学反应速率可以用 、单位体积中
来表示。如果反应体系的体积是恒定的,通常是用 内 或 来表示。其数学表达式为
(1)式中v表示 (取正值);
Δc表示
;
Δt表示 。?
(2)反应速率的单位: 或
或
等。?
单位时间
反应物或生成物
的物质的量变化
单位时间
反应物浓度的减小
生成物浓度的增加
反应速率
反应物浓度或生成物浓度的变化
反应时间的变化
mol·L-1·s-1
mol·L-1·min-1
mol·L-1·h-1
知识铺垫
必备知识
正误判断
2.化学反应速率与化学计量数之间的关系
m∶n∶p∶q
提示:是一段时间内的平均速率。
知识铺垫
必备知识
正误判断
二、化学反应速率的测定
1.测定原理
任何一种与物质浓度有关的可观测量都可以加以利用。
2.可测定的具体物理量
气体体积、 、 、光的吸收、
等。?
体系压强
颜色深浅
导电能力
知识铺垫
必备知识
正误判断
(1)化学反应速率是指一定时间内任何一种反应物浓度的减少或任何一种生成物浓度的增加。
( )
(2)对于任何化学反应来说,反应速率越大,反应现象就越明显。
( )
(3)化学反应速率为0.8
mol·L-1·s-1是指1
s时某物质的浓度为0.8
mol·L-1。
( )
计算平均速率,用反应物表示时为正值,用生成物表示时为负值。
( )
(5)同一化学反应,相同条件下用不同物质表示的反应速率,其数值可能不同,但表示的意义相同。
( )
(6)利用反应速率的大小可以判断化学反应进行快慢。
( )
答案:(1)× (2)× (3)× (4)× (5)√ (6)√
任务一
任务二
素养脉络
随堂检测
化学反应速率的计算
问题探究
1.中学教材中所说的反应速率是瞬时速率还是平均速率?
2.对于反应CaCO3+2HCl=CaCl2+H2O+CO2↑,能否用CaCO3来表示化学反应速率?
3.同一化学反应,用不同物质表示其反应速率时,数值相同吗?
答案:平均速率。
答案:不能用固体或纯液体物质来表示化学反应速率。
答案:不一定相同;若化学反应计量数相同,则反应速率相同;否则,不相同。
任务一
任务二
素养脉络
随堂检测
4.分别用2
g锌粒(假设颗粒大小基本相同)与40
mL
1
mol·L-1和40
mL
4
mol·L-1
H2SO4溶液反应,请问你有几种方法分别测定它们反应速率的大小?
答案:(1)测定收集一定体积的H2所用的时间。
(2)测定一段时间内溶液中c(H+)的变化。
(3)测定一段时间内Zn粒质量的变化。
任务一
任务二
素养脉络
随堂检测
深化拓展
有关化学反应速率的计算
1.计算依据
(2)对于同一个化学反应,用不同物质的物质的量浓度随时间的变化表示的反应速率之比等于相应物质在化学方程式中的化学计量数之比,这是有关化学反应速率的计算或换算的依据。如:对于化学反应aA(g)+bB(g)
cC(g)+dD(g),有下列恒等式:v(A)∶v(B)∶v(C)∶v(D)=a∶b∶c∶d。
任务一
任务二
素养脉络
随堂检测
2.运用“三段式”求解化学反应速率计算题的一般步骤
(1)写出有关反应的化学方程式。
(2)找出各物质的起始量、转化量、某时刻量。
(3)根据已知条件列方程计算。
任务一
任务二
素养脉络
随堂检测
计算中注意以下关系:
①对反应物:c(起始)-c(转化)=c(某时刻)
②对生成物:c(起始)+c(转化)=c(某时刻)
③各物质浓度的转化量之比等于其化学计量数之比
任务一
任务二
素养脉络
随堂检测
素能应用
典例1在2
L的密闭容器中,加入1
mol
H2和3
mol
的I2,在某温度下发生反应H2(g)+I2(g)
2HI(g)。在2
s
末时,测得容器中含有0.4
mol的HI。2
s内,用H2、I2、HI表示该反应的反应速率分别是多少?
答案:v(H2)=0.05
mol·L-1·s-1,v(I2)=0.05
mol·L-1·s-1,
v(HI)=0.1
mol·L-1·s-1。
任务一
任务二
素养脉络
随堂检测
解析:根据题意,利用“三段式”法求解。
H2 + I2 2HI
起始量/mol:
1
3
0
变化量/mol:
0.2
0.2
0.4
2
s末量/mol:
1-0.2
3-0.2
0.4
任务一
任务二
素养脉络
随堂检测
变式训练1在2
L的密闭容器中,加入1
mol
N2和3
mol
H2,发生反应N2+3H2
2NH3,在2
s末时,测得容器中含有0.4
mol的NH3,求该反应在2
s内的化学反应速率。
答案:v(N2)=0.05
mol·L-1·s-1,v(H2)=0.15
mol·L-1·s-1,
v(NH3)=0.1
mol·L-1·s-1。
解析: N2+ 3H2
2NH3
起始量/mol:
1
3
0
变化量/mol:
0.2
0.6
0.4
2
s末量/mol:
1-0.2
3-0.6
0.4
任务一
任务二
素养脉络
随堂检测
比较化学反应速率大小的方法
问题探究
1.已知反应A(g)+2B(g)
C(g)中,若知道A的反应速率,能否确定其他物质的反应速率?
2.比较化学反应速率大小时要注意哪些问题?
答案:能。根据反应速率之比等于化学方程式中各物质的计量数之比来求算。
答案:对于同一化学反应的速率,用不同物质表示时数值可能不同,但表示的意义相同。可将不同物质表示的反应速率转化成同一物质进行比较,同时要注意单位要一致。
任务一
任务二
素养脉络
随堂检测
深化拓展
化学反应速率大小的比较方法
1.用同一物质的反应速率比较反应进行的快慢时,必须要保证在速率单位一致的前提下再比较数值的大小。例如,v(H2)=0.1
mol·L-1·s-1与v(H2)=3
mol·L-1·min-1不能只看数值大小,应该先将单位统一后,再进行比较。
任务一
任务二
素养脉络
随堂检测
素能应用
A.v(NH3)=1.5
mol·L-1·min-1
B.v(N2)=1.2
mol·L-1·min-1
C.v(H2O)=1.67
mol·L-1·min-1
D.v(O2)=1.5
mol·L-1·min-1
答案:B
解析:将选项中的各反应速率换算成同一物质的反应速率,然后比较。
任务一
任务二
素养脉络
随堂检测
变式训练2在一定条件下,对于反应A2(g)+3B2(g)
2AB3(g)来说,以下化学反应速率中,表示化学反应速率最大的是( )
A.v(A2)=0.8
mol·L-1·s-1
B.v(A2)=60
mol·L-1·min-1
C.v(AB3)=1.0
mol·L-1·s-1
D.v(B2)=1.2
mol·L-1·s-1
答案:B
解析:解此类题目要先统一单位,然后利用化学反应速率之比等于对应物质的化学计量数之比转化为同一种物质表示的反应速率再进行比较。若都转化为用A2表示的反应速率且单位统一为
mol·L-1·s-1,则A项中v(A2)=0.8
mol·L-1·s-1,B项中v(A2)=1
mol·L-1·s-1,C项中v(A2)=0.5
mol·L-1·s-1,D项中v(A2)=0.4
mol·L-1·s-1,则化学反应速率最大的是B项。
任务一
任务二
素养脉络
随堂检测
任务一
任务二
素养脉络
随堂检测
1.(双选)下列说法正确的是( )
A.化学反应速率通常用单位时间内反应物或生成物的质量变化来表示
B.用不同物质的浓度变化表示同一时间内同一反应的速率时,其数值之比等于反应方程式中对应物质的化学计量数之比
C.化学反应速率的单位通常由时间单位和物质的量浓度的单位决定
D.在化学反应过程中,反应物的浓度逐渐变小,所以用反应物表示的化学反应速率为负值
答案:BC
解析:化学反应速率通常用单位时间内反应物或生成物的物质的量浓度的变化来表示,A项错误、C项正确;化学反应速率之比等于化学计量数之比,B项正确;反应速率均为正值,D项错误。
任务一
任务二
素养脉络
随堂检测
2.反应N2+3H2
2NH3在2
L密闭容器中进行,半分钟末有0.6
mol
NH3生成。下列表示的化学反应速率正确的是( )
①v(NH3)=0.6
mol·L-1·min-1
②v(N2)=0.005
mol·L-1·s-1
③v(H2)=0.9
mol·L-1·min-1
④v(NH3)=0.02
mol·L-1·s-1
⑤v(H2)=0.01
mol·L-1·s-1
⑥v(N2)=0.03
mol·L-1·s-1
A.①③⑥
B.②④⑤
C.①②③
D.④⑤⑥
任务一
任务二
素养脉络
随堂检测
答案:C
解析:已知半分钟末有0.6
mol
NH3生成,可列式求算:
v(NH3)=0.6
mol·L-1·min-1或
0.01
mol·L-1·s-1,v(N2)=0.3
mol·L-1·min-1或0.005
mol·L-1·s-1,v(H2)=0.9
mol·L-1·min-1或0.015
mol·L-1·s-1。
任务一
任务二
素养脉络
随堂检测
3.对于反应A(g)+3B(g)
2C(g),下列各数据表示不同条件下的反应速率,其中反应进行得最快的是( )
A.v(A)=0.02
mol·L-1·s-1
B.v(B)=0.03
mol·L-1·s-1
C.v(B)=0.90
mol·L-1·min-1
D.v(C)=0.60
mol·L-1·min-1
解析:将选项中各速率转化为相同单位的用A表示的化学反应速率,比较得出A项反应进行得最快。
答案:A
任务一
任务二
素养脉络
随堂检测
4.反应4A(s)+3B(g)
2C(g)+D(g),经2
min后,B的浓度减少了0.6
mol·L-1。对此反应速率的正确表示是( )
A.用A表示的反应速率是0.8
mol·L-1·s-1
B.分别用B、C、D表示该反应的速率,其比值是3∶2∶1
C.在2
min末时的反应速率,用反应物B来表示是0.3
mol·L-1·min-1
D.在这2
min内用B和C表示的反应速率的值是相同的
答案:B
解析:经2
min后,B的浓度减少了0.6
mol·L-1,这2
min内的平均反应速率v(B)=0.3
mol·L-1·min-1,而不是2
min末时的反应速率,C项错误;根据反应速率之比等于化学计量数之比可知B项正确,A、D两项错误。
任务一
任务二
素养脉络
随堂检测
5.某温度时,在2
L容器中,X、Y、Z三种物质物质的量的变化曲线如图所示。
由图中数据分析该反应的化学方程式为 。反应开始至2
min末,Z的平均反应速率为 。?
任务一
任务二
素养脉络
随堂检测
