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人教版 (新课标)第三节 化学反应的速率和限度导学案
展开1.通过实验探究认识不同的化学反应其速率不同,了解化学反应速率的概念及其表达方式。(重点)
2.知道反应的快慢受浓度、温度、压强、催化剂等条件的影响。(难点)
3.了解控制化学反应速率对人类生产、生活的意义。
[基础·初探]
教材整理 化学反应速率
【特别提醒】 对于有固体或纯液体参加的反应,由于固体或纯液体的浓度为一常数,即Δc=0无意义,所以不用固体或纯液体表示反应速率。
[探究·升华]
[思考探究]
探究 化学反应速率的相关计算方法
已知某条件下,合成氨反应的一些数据如下:
N2(g)+3H2(g) 2NH3(g)
起始浓度(ml·L-1) 1.0 3.0 0.2
2 s末浓度(ml·L-1) 0.6 1.8 1.0
请计算
(1)v(N2)=________,
v(H2)=________,
v(NH3)=________。
(2)v(N2)∶v(H2)∶v(NH3)=________。
(3)N2的转化率α(N2)=________。
【提示】 (1)0.2 ml/(L·s) 0.6 ml/(L·s) 0.4 ml/(L·s)
(2)1∶3∶2
(3)40%
[认知升华]
升华 化学反应速率的计算规律与方法
(1)对于反应aA+bB===cC+dD(A、B、C、D均不是固体或纯液体),v(A)∶v(B)∶v(C)∶v(D)=Δn(A)∶Δn(B)∶Δn(C)∶Δn(D)=Δc(A)∶Δc(B)∶Δc(C)∶Δc(D)=a∶b∶c∶d。
[注]在同一时间内的同一个化学反应里,虽然用不同物质表示的化学反应速率不一定相同,但它们表示的意义相同,故表示化学反应速率时,必须指明具体的物质。
(2)“三段式”计算化学反应速率和转化率
设a ml·L-1、b ml·L-1分别为A、B两物质的起始浓度,t时刻后,mx ml·L-1为反应物A的转化浓度,nx ml·L-1为反应物B的转化浓度,则:
mA(g)+nB(g)pC(g)+qD(g)
起始浓度/(ml·L-1) a b 0 0
转化浓度/(ml·L-1) mx nx px qx
终态浓度/(ml·L-1) a-mx b-nx px qx
(1)v(A)=eq \f(mx,Δt) v(C)=eq \f(px,Δt)
(2)α(A)=eq \f(mx,a)×100%
[题组·冲关]
1.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.用不同物质的物质的量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
【解析】 A、C不正确,常用单位时间内物质的量浓度的变化表示;D不正确,反应速率均为正值;B正确。
【答案】 B
2.在一定条件下,将3 ml A和1 ml B 两种气体在容积固定的2 L密闭容器中混合,发生如下反应:3A(g)+B(g)xC(g)+2D(g)。2 min 末时生成0.8 ml D,并测得C的浓度为0.2 ml·L-1。下列判断不正确的是( )
A.x=1
B.2 min内A的反应速率为0.3 ml·L-1·min-1
C.B的转化率为40%
D.x无法求解
【解析】 3A(g)+B(g)xC(g) + 2D(g)
n始 3 ml 1 ml 0 0
Δn 1.2 ml 0.4 ml 0.2×2 ml 0.8 ml
故x∶2=0.4∶0.8,所以x=1;
v(A)=eq \f(1.2 ml,2 L×2 min)=0.3 ml·L-1·min-1;
α(B)=eq \f(0.4 ml,1 ml)×100%=40%。
【答案】 D
3.在反应A(g)+2B(g)===3C(g)+4D(g)中,表示该反应速率最快的是( )
【导学号:30032041】
A.v(A)=0.5 ml/(L·s)
B.v(B)=0.5 ml/(L·s)
C.v(C)=0.8 ml/(L·s)
D.v(D)=1 ml/(L·s)
【解析】 将各物质的化学反应速率均转化为A的反应速率。A项中,v(A)=0.5 ml/(L·s),B项中,v(A)=eq \f(1,2)v(B)=0.25 ml/(L·s),C项中,v(A)=eq \f(1,3)v(C)=eq \f(0.8,3) ml/(L·s),D项中,v(A)=eq \f(1,4)v(D)=0.25 ml/(L·s),数值大者反应速率快。
【答案】 A
【题后归纳】 反应快慢的比较方法
(1)换算成同一物质、同一单位表示,再比较数值大小。
(2)比较化学反应速率与化学计量数的比值。如反应aA+bBcC,要比较v(A)与v(B)的相对大小,即比较eq \f(vA,a)与eq \f(vB,b)的相对大小,若eq \f(vA,a)>eq \f(vB,b),则用v(A)表示的反应速率比用v(B)表示的反应速率大。
[探究·升华]
[思考探究]
探究 温度、催化剂对化学反应速率影响的实验探究
(1)温度影响
(2)催化剂影响
[认知升华]
升华 化学反应速率的影响因素归纳
[题组·冲关]
题组 化学反应速率的影响因素
1.为了说明影响化学反应快慢的因素,甲、乙、丙、丁四位学生分别设计了如下A~D四个实验,你认为结论不正确的是( )
A.将相同大小、形状的镁条和铝条与相同浓度的盐酸反应时,两者速率一样大
B.在相同条件下,等质量的大理石块和大理石粉与相同盐酸反应,大理石粉反应快
C.将浓硝酸分别放在冷暗处和强光照射下,会发现光照可以加快浓硝酸的分解
D.两支试管中分别加入相同质量的氯酸钾,其中一支试管中再加入少量二氧化锰,同时加热,产生氧气的快慢不同
【解析】 A中Mg、Al性质不同,在相同外界条件下反应速率不同;B、C、D均为外因影响因素,增大固体反应物的表面积、光照、加入催化剂均可使化学反应加快。
【答案】 A
2.在反应C(s)+CO2(g)2CO(g)中,不可能使反应速率明显增大的措施是( )
A.增大压强B.升高温度
C.增大CO2的浓度D.增加碳的量
【解析】 增大压强、升高温度、增大CO2的浓度均能增大反应速率;增加固体的用量,因其浓度是常数,故反应速率不会增加,选D。
【答案】 D
化学反应速率的有关概念
影响化学反应速率的因素
实验操作
实验现象
产生气泡由快到慢的顺序:C>B>A
实验结论
升高温度,反应速率增大;
降低温度,反应速率减小。
实验操作
实验现象
产生气泡速率的相对大小为:②、③>①
实验结论
催化剂能加快H2O2分解的反应速率
影响因素
一般规律
内因
反应物自身的性质(主要因素)
反应物的化学性质越活泼,化学反应速率越快;反应物的化学性质越不活泼,化学反应速率越慢
外
因
催化剂
一般情况下,使用合适的催化剂能极大地加快反应速率
温度
升高温度,化学反应速率加快;降低温度,化学反应速率减慢
反应物的浓度
增大反应物的浓度,化学反应速率加快;减小反应物的浓度,化学反应速率减慢
气体反应物的压强
增大气体反应物的压强,化学反应速率加快;减小气体反应物的压强,化学反应速率减慢
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
其他
光波、电磁波、超声波、溶剂等,也能影响化学反应的速率
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