高中化学人教版 (2019)必修 第二册第二节 化学反应的速率与限度第1课时导学案及答案

这是一份高中化学人教版 (2019)必修 第二册第二节 化学反应的速率与限度第1课时导学案及答案，共10页。学案主要包含了化学反应速率的含义及表示方法，影响化学反应速率的因素等内容，欢迎下载使用。
第二节　化学反应的速率与限度第1课时　化学反应的速率学习目标核心素养1．通过对反应平均速率的学习，了解化学反应平均速率的表示方法。2．通过实验探究，了解影响化学反应速率的因素，能从化学反应快慢的角度解释生产、生活中简单的化学现象。 宏观辨识与微观探析：能从宏观角度认识化学反应的快慢。变化观念和平衡思想：认识反应条件对化学反应速率的影响，能运用化学反应原理分析影响化学变化的因素，初步学会运用变量控制的方法研究化学反应科学探究和创新意识：能对化学反应速率的影响因素提出可能的假设，依据假设设计实验方案，完成实验操作，基于实验事实得出结论，提出自己的看法。 新课情景呈现日常生活和生产中我们会遇到很多化学反应，有的反应进行地轰轰烈烈瞬间完成(如图1烟花的燃放)，而有些反应却是在潜移默化中完成的(如图2铁的生锈)，有的则需要上亿年的时间(如煤、石油的形成)。所以有的化学反应进行得快，有的化学反应进行得慢，那么我们在日常生活中怎样判断一个化学反应的快慢呢？我们如何能改变化学反应的快慢呢？课前素能奠基新知预习一、化学反应速率的含义及表示方法：—  |—  |—__v＝__  |—  |—点拨：(1)在一定温度下，固体和纯液体的浓度是恒定常数，故不能用固体和纯液体物质表示化学反应速率。(2)在同一化学反应里，用不同的物质表示的反应速率数值可能不同，但意义相同。(3)化学反应速率是一段时间内的平均反应速率，而不是瞬时速率。二、影响化学反应速率的因素：1．内因：影响化学反应速率的主要因素是反应物本身的性质。2．外因：(1)实验探究：①催化剂的影响：实验操作实验现象__加入FeCl3溶液产生气泡的速率明显加快__实验结论__催化剂可以加快反应速率__ ②温度的影响：实验操作实验现象__浸在热水里的试管中产生气泡的速率明显快于浸在冷水中的试管__实验结论__温度越高速率越快__ ③浓度的影响：实验操作实验现象__不加水的试管中产生气泡的速率更快__实验结论__浓度越大反应速率越快__ (2)外界因素对速率的影响：其他条件不变时，改变某一条件：  影响因素速率变化催化剂__加快__温度升高__加快__降低__降低__浓度增大__加快__减小__降低__压强(对有气体参加的反应)增大(缩小容器体积)__加快__减小(增大容器体积)__降低__ 预习自测1．关于化学反应速率的说法正确的是(　D　)A．化学反应速率可表示反应进行的程度B．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C．对于任何化学反应来说，反应速率越快，反应现象就越明显D．根据反应速率的大小可知化学反应进行的相对快慢解析：化学反应速率表示反应进行的快慢，不能表示反应进行的程度，A错误；反应中固体和纯液体不能表示反应速率，B错误；酸碱中和反应，如盐酸和NaOH溶液的反应瞬间完成，速率大，但现象不明显，C错误；化学反应速率的大小是衡量反应快慢的物理量，D正确。2．对于化学反应3W(g)＋2X(g)===4Y(g)＋3Z(g)，下列反应速率关系中，正确的是(　C　)A．v(W)＝3v(Z)　　　　　 B．2v(X)＝3v(Z)C．2v(X)＝v(Y)  D．3v(W)＝2v(X)解析：化学反应中，用不同物质表示的反应速率与方程式对应物质系数成正比，只有C项正确。3．下列有关化学反应速率的说法中正确的是(　A　)A．氢气与氮气能够缓慢地反应生成氨气，使用合适的催化剂可以提高化学反应速率B．等质量的锌粉和锌片与相同体积、相同浓度的盐酸反应，反应速率相等C．用铁片与硫酸制备氢气时，浓硫酸可以加快产生氢气的速率D．增大反应CO2(g)＋H2(g)CO(g)＋H2O(g)的压强，反应速率不变解析：使用合适催化剂能加快反应速率，A项正确；锌粉与锌片接触面积不相等，速率不同，B项错误；常温下，铁遇浓硫酸发生钝化且不生成氢气，C项错误；对有气体参加的反应，加压时速率增大，D项错误。4．硝酸是工业生产中的重要原料，工业制备硝酸的流程为NH3→NO→NO2→HNO3．其中一个重要反应4NH3(g)＋5O2(g)===4NO(g)＋6H2O(g)在10 L密闭容器中进行，半分钟后，水蒸气的物质的量增加了0.45 mol，则此反应的速率v(X)(反应物的消耗速率或产物的生成速率)可表示为(　C　)A．v(NH3)＝0.010 mol·L－1·s－1B．v(O2)＝0.001 0 mol·L－1·s－1C．v(NO)＝0.001 0 mol·L－1·s－1D．v(H2O)＝0.045 mol·L－1·s－1解析：反应中用不同物质表示的速率比与方程式中对应物质系物成正比，因v(H2O)＝＝0.001 5 mol·L－1·s－1v(NH3)＝v(NO)＝0.001 5 mol·L－1·s－1×＝0.001 mol·L－1·s－1v(O2)＝0.001 5 mol·L－1·s－1×＝0.001 25 mol·L－1·s－1，只有C项正确。5．古代皇室专用版冰箱——“冰鉴”。在周朝的时候，古人就发明了一种东西，专门用来保存“冰”。最开始的时候，冰鉴只是用来保存冰，让皇帝解暑用的，而到了后面，有个御膳房的厨师发现：在北方，冬天下雪的时候，寒气可以让食物“更长久”的保鲜，而冰也是一种寒气，所以就发明了用冰鉴进行保鲜。(1)古代的“冰鉴”和现代的冰箱能够较长时间保存食物的原理是什么？__通过降低温度，降低化学反应的速率，起到延长食品保存时间的作用。__(2)生活中用煤粉代替煤块并向炉膛鼓风，可以使炉火更旺，原理是什么？__增大煤与空气的接触面积，加快反应速率。__课堂素能探究化学反应速率的正确理解与比较,知识点问题探究1．锌与稀硫酸反应制取氢气反应中，哪些物质可以表示该反应的速率？提示：硫酸、硫酸锌。硫酸、硫酸锌溶解于水中，浓度可以表示；锌是固体，浓度几乎不变；由于氢气脱离了溶液，故其浓度无法表示。2．对于反应3A(g)＋B(g)===2C(g)＋2D(g)，在不同条件下，用A、B表示的反应速率分别为条件①v(A)＝0.6 mol·L－1·min－1；条件②v(B)＝0.45 mol·L－1·min－1；则该反应在条件①的速率比条件②的速率快吗？提示：同一个化学反应，用不同物质表示其反应速率时，数值可能不同，所以比较同一个化学反应的反应速率的相对大小时，不能直接比较数值大小，应先转化为同一物质、同一单位，然后再比较其数值大小，数值越大表明反应越快。将条件①的速率换算成用B表示的速率为v(B)＝0.2 mol·L－1·min－1，即条件②的速率比条件①的速率快。知识归纳总结1．正确理解化学反应速率2．化学反应速率的比较方法：(1)归一法：(2)比值法：比较化学反应速率与化学计量数的比值。如反应aA＋bBcC，要比较v(A)与v(B)的相对大小：若> ―→ v(A)>v(B)3．化学反应速率的计算：(1)公式法：v(A)＝＝(2)“三段式”法：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式计算。例如，反应　　mA　＋　　nB　　　　pCt0 s/mol·L－1 a b 0转化/mol·L－1 x  t1 s/mol·L－1 a－x b－ 则：v(A)＝ mol·L－1·s－1、v(B)＝ mol·L－1·s－1、v(C)＝ mol·L－1·s－1。┃┃典例剖析__■ 典例1 一定温度下，向容积为2 L的密闭容器中通入两种气体发生化学反应，反应中各物质的物质的量变化如图所示，下列对该反应的推断合理的是(　C　)A．该反应的化学方程式为3B＋4D6A＋2CB．反应进行到1 s时，v(A)＝v(D)C．反应进行到6 s时，B的平均反应速率为0.05 mol·L－1·s－1D．反应进行到6 s时，各物质的反应速率相等解析：由图知，A、D分别增加了1.2 mol和0.4 mol，B、C分别减少了0.6 mol和0.8 mol，所以A、D为生成物，B、C为反应物，A、B、C、D变化的物质的量比为6∶3∶4∶2，反应方程式为3B＋4C===6A＋2D，A错；反应到1 s时，v(A)＝0.3 mol·L－1·s－1，v(D)＝0.1 mol·L－1·s－1，B错；反应到6 s时，v(B)＝0.05 mol·L－1·s－1，C正确；由于方程式中各物质系数不相等，用各物质表示的反应速率也不相等，D错。 ┃┃变式训练__■1．在2A＋B===3C＋4D反应中，表示该反应速率最快的是(　B　)A．v(A)＝0.5 mol·L－1·s－1B．v(B)＝0.3 mol·L－1·s－1C．v(C)＝0.8 mol·L－1·s－1D．v(D)＝1 mol·L－1·s－1解析：反应速率之比等于化学计量数之比，则化学反应速率与化学计量数的比值越大，反应速率越快，A．＝0.25；B．＝0.3；C．＝0.267；D．＝0.25；所以反应速率大小顺序为B>C>A＝D，反应速率最快的是B。化学反应速率的影响因素,知识点问题探究1．实验室常用30%左右的硫酸与足量的锌粒反应制取H2，当反应一段时间后，气泡变得稀少了，如果添加一些适当浓度的硫酸溶液到反应容器中，气泡又会重新增多起来，原因是什么？提示：反应的离子方程式为Zn＋2H＋===Zn2＋＋H2↑。c(H＋)的大小影响着该反应的反应速率。气泡变稀少了，是因为c(H＋)减小了，反应速率减慢。添加一些适当浓度的硫酸溶液，由于溶液中c(H＋)又迅速增大，因而反应速率加快，产生气泡的速率又加快了。2．在恒压条件下，发生反应N2(g)＋3H2(g)2NH3(g)，向容器中通入氦气，化学反应速率如何变化？提示：减小。总压强不变，通入氦气体积增大，反应物的浓度减小，反应速率减小。3．在恒容条件下，发生反应N2(g)＋3H2(g)2NH3(g)，向容器中通入氦气，化学反应速率如何变化？提示：不变。容器体积不变，通入氦气，反应物的浓度不变，反应速率不变。知识归纳总结1．内因2．外因在其他条件相同时，改变某一条件：影响因素影响结果浓度增大反应物的浓度，速率加快；减小反应物的浓度，速率减慢温度升高温度，速率加快；降低温度，速率减慢压强增大气态反应物的压强，速率加快；减小气态反应物的压强，速率减慢催化剂使用催化剂能极大地加快反应速率固体反应物的表面积增大固体反应物的表面积，化学反应速率加快；减小固体反应物的表面积，化学反应速率减慢其他形成原电池、使用合适的溶剂等也影响化学反应速率点拨：(1)由于增大反应物浓度造成的反应速率减慢，此时要考虑常温下铁和铝在浓硫酸和浓硝酸中的钝化。例如，铁和稀硫酸生成氢气的反应，若将稀硫酸换成浓硫酸，发生钝化，反应不进行。(2)中学阶段一般只讨论其他条件相同时，改变一个条件对化学反应速率的影响。┃┃典例剖析__■ 典例2 下列条件下的反应，放出氢气最快的是(　B　) 金属(相同粉末状)和物质的量(mol)酸的浓度和体积(mL)反应温度AFe0.13 mol·L－1 HCl1020 ℃ BAl0.13 mol·L－1 HCl1020 ℃ CCu0.14 mol·L－1 H2SO41020 ℃ DMg0.16 mol·L－1 HNO3(稀)1020 ℃  解析：因决定化学反应速率的因素是反应物本身的性质，在上述金属中镁的活泼性最强，但硝酸与金属反应得不到氢气，4 mol·L－1 H2SO4中氢离子的浓度为8 mol·L－1，但Cu不与稀硫酸反应，金属与酸反应的本质是与氢离子反应，3 mol·L－1 HCl中氢离子的浓度为3 mol·L－1，Al比Fe活泼，所以放出氢气最快的是Al。 ┃┃变式训练__■2．下列条件一定能使化学反应速率增大的是(　A　)①增加反应物的物质的量　②升高温度③缩小反应容器的体积　④加入生成物A．只有②  B．②③C．①②  D．全部解析：若增加固体反应物的物质的量，不会引起速率变化，①错；升温会使所有反应速率加快，②正确；缩小反应容器的体积，即增大压强，仅适用于有气体参加的反应，③错；加入固体生成物，不会引起速率变化，④错；所以选A。名师博客呈现1．分析影响化学反应速率因素的一般步骤2．分析判断反应速率大小时应遵循的思路〔即时训练〕下列有关反应速率的说法正确的是(　D　)A．用铁片和稀硫酸反应制氢气时，改用98%的硫酸可以加快反应速率B．100 mL 2 mol·L－1的盐酸跟锌片反应，加入适量的氯化钠溶液，反应速率不变C．SO2的催化氧化反应是一个放热的反应，所以升高温度，反应速率变慢D．汽车尾气中的NO和CO可以缓慢反应生成N2和CO2，减小压强反应速率变慢解析：浓硫酸与Fe反应生成SO2气体，不是H2，A错；加入氯化钠溶液，H＋浓度减小，反应速率减小，B错；对任何反应，升高温度，速率加快，C错；对有气体参加的反应，减小压强，速率减慢，D正确。