选修四第二章第一节化学反应速率
课前预习学案
一、预习目标:
1、了解化学反应速率的涵义
2、理解化学反应速率的表达式
二、预习内容
(一)化学反应速率
1.表示方法
通常用单位时间内反应物浓度的_________或生成物浓度的_________来表示。
2.计算式
表达式中Δc表示浓度的改变量,单位为mol/L。
对于Δc(反应物)=c(初)-c(末),对于Δc(生成物)=c(末)-c(初)。Δt表示反应所需时间,单位为s、min、h等。
3.单位
一般为_________或_________或_________。
4.意义
衡量化学反应进行的快慢程度。
三、提出疑惑
同学们,通过你的自主学习,你还有哪些疑惑,请把它填在下面的表格中
疑惑点疑惑内容
课内探究学案
一、学习目标
1反应速率的简单计算
2、了解化学反应速率的测量方法
学习重点:根据方程式计算反应速率
二、学习过程:
(一)反应速率的计算
要点一化学反应速率的计算
1.化学反应速率的简单计算方法
(1)数学表达式:
例1、在2L的密闭容器中,加入1mol和3mol的H2和N2,发生N2+3H2NH3,在2s末时,测得容器中含有0.4mol的NH3,求该反应的化学反应速率。
解:N2+3H22NH3
起始量(mol):130
2s末量(mol):1-0.23-0.60.4
变化量(mol):0.20.60.4
则VN2==0.2/2×2==0.05mol/(Ls)VH2==0.6/2×2==0.15mol/(Ls)
VNH3==0.4/2×2==0.1mol/(Ls)
[讨论]上述计算题的结果,你会得出什么结论?
(2)对某一具体的化学反应来说,用不同物质的浓度变化来表示化学反应速率时,数值往往不同,其数值之比等于化学方程式中化学计量数之比,如:
aA+bBdD+eE
v(A)∶v(B)∶v(D)∶v(E)=_________
(二)根据化学方程式对化学反应速率的计算
求解化学反应速率的计算题一般按以下步骤:
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式计算。
例如:反应mA+nBpC
起始浓度(mol/L)abc
转化浓度(mol/L)x
某时刻浓度(mol/L)a-x
要点二化学反应速率大小的比较
(1)同一化学反应速率用不同物质表示时数值可能不同,但比较反应速率的快慢不能只看数值的大小,而要通过转化换算成同一物质表示,再比较数值的大小。
(2)比较化学反应速率与化学计量数的比值,如aA+bB==pY+qZ,即
比较与若则A表示的反应速率比B大。
(3)注意反应速率单位的一致性。
(4)注意外界条件对化学反应速率的影响规律。
在反应A+3B2C+2D中,若某条件下v(A)=0.15mol/(Lmin),则此时用v(B)表示该反应的化学反应速率为v(B)=_________;若起始条件下,物质C的物质的量为0,经过5秒后,C的物质的量浓度为0.45mol/L,则用v(C)表示该反应的化学反应速率为_________。
达标练习:
1.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2L密闭容器中充入4molNH3和3molO2,4min后,测得生成的H2O占混合气体体积的40%,则下列表示此段时间内该反应的平均速率不正确的是()
A.v(N2)=0.125mol/(Lmin)B.v(H2O)=0.375mol/(Lmin)
C.v(O2)=0.225mol/(Lmin)D.v(NH3)=0.250mol/(Lmin)
2.反应A+3B=4C+2D,在不同条件下反应,其平均反应速率v(X)(表示反应物的消耗速率或生成物的生成速率)如下,其中反应速率最快的是( )
A.v(A)=0.4mol/(Ls) B.v(B)=0.8mol/(Ls)
C.v(C)=1.2mol/(Ls) D.v(D)=0.7mol/(Ls)
(三)化学反应速率的测定
按图安装两套装置,通过分液漏斗分别加入40mL1mol/L和40mL4mol/L的硫酸,比较二者收集10mLH2所用的时间。
实验现象:两套装置中加入H2SO4溶液后都立即产生气泡,但加入1mol/L硫酸的装置中产生气泡的速率较_________,收集10mLH2用的时间较_________;加入
4mol/L硫酸的装置中产生气泡的速率较_________,收集10mLH2用的时间较_________。
例题2将4molA气体和2molB气体在2L
的容器中混合,并在一定条件下发生如下反应:
2A(g)+B(g)2C(g),若经2s后测得C的浓度
为0.6mol/L,现有下列几种说法:
①用物质A表示反应的平均速率为0.3mol/(Ls)
②用物质B表示反应的平均速率为0.6mol/(Ls)
③2s时物质A的转化率为70%
④2s时物质B的浓度为0.7mol/L
其中正确的是()
A.①③B.①④C.②③D.③④
四.化学反应速率图象及其应用
物质的量(或浓度)—时间图象及其应用
Z
例如:某温度时,在定容(VL)容器中,X、Y、三种物质的物质的量随时间的变化曲线如图所示。
根据图象可进行如下计算:
(1)某物质的反应速率、转化率,
如:V(X)=(n1-n3)/vt3mol/(Ls),
Y的转化率=(n2-n3)/n2×100%。
(2)确定化学方程式中的化学计量数之比
如X、Y、Z三种物质的化学计量数之比为(n1-n3)∶(n2-n3)∶n2。
小试身手
一定温度下在密闭容器内进行着某一反应,X气体、Y
气体的物质的量随反应时间
变化的曲线如右图。下列叙
述中正确的是()
A.反应的化学方程式为5YX
B.t1时,Y的浓度是X浓度的1.5倍
C.t2时,正、逆反应速率相等
D.t3时,逆反应速率大于正反应速率
三反思总结
反应速率的计算方法
反应速率的计算注意事项
测定反应速率的实验注意事项
四.当堂检测:
1.反应N2(g)+3H2(g)2NH3(g)刚开始时,N2的浓度为3mol/L,H2的浓度为5mol/L,3min后测得NH3浓度为0.6mol/L,则此时间内,下列反应速率表示正确的是()
A.v(NH3)=0.2mol/(Ls)B.v(N2)=1.0mol/(Lmin)
C.v(H2)=1.67mol/(Lmin)D.v(H2)=0.3mol/(Lmin)
2.氨分解反应在容积为2L的密闭容器内进行。已知起始时氨气的物质的量为4mol,5秒末为2.4mol,则用氨气表示该反应的速率为()
A.0.32mol/(Ls)B.0.16mol/(Ls)
C.1.6mol/(Ls)D.0.8mol/(Ls)
3.在恒温、恒容的密闭容器中进行反应A(g)B(g)+C(g)。若反应物的浓度由2mol/L降到0.8mol/L需20s,那么反应物浓度由0.8mol/L降到0.2mol/L所需反应时间为()
A.10sB.大于10s
C.小于10sD.无法判断
4.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/molL-1 1.0 3.00.2
2s末浓度/molL-10.6 1.81.0
4s末浓度/molL-10.4 1.21.4
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.2s末氨气的反应速率=0.4mol/(Ls)
B.前2s时间内氨气的平均反应速率=0.4mol/(Ls)
C.前4s时间内氨气的平均反应速率=0.3mol/(Ls)
D.2s~4s时间内氨气的平均反应速率=0.2mol/(Ls)
课后练习与提高
1.化学反应速率是有单位的,下列表示的是化学反应速率的单位的是()
A.mol/minB.mol/sC.mol/(Lmin)D.mol/(Ls)
2.在一个2L的容器中,放入2mol气体A,5分钟后,测得这种气体A还剩余0.5mol,该反应中气体A的化学反应速率是()
A.1.5mol/(Lmin)B.0.15mol/(Lmin)
C.0.75mol/(Lmin)D.0.075mol/(Lmin)
3.化学反应A(g)+3B(g)2C(g)+2D(g),在下列四个选项中是不同的情况下测得的不同物质的反应速率,其中表示该化学反应的反应速率最快的是()
A.υ(A)=0.2mol(Lmin)B.υ(B)=0.45mol(Ls)
C.υ(C)=0.40mol(Lmin)D.υ(D)=0.35mol(Lmin)
4.可逆反应4NH3(g)+5O2(g)4NO(g)+6H2O(g),该可逆反应在10L的密闭容器中进行,30秒后,水蒸气的物质的量增加了0.45mol,请分别用NH3、O2、NO、H2O表示该可逆反应的化学反应速率?
答案
课前预习学案
1.表示方法
减少增加
3.单位
mol/(Ls)mol/(Lmin)mol/(Lh)。
课内探究学案
1.化学反应速率的简单计算方法
(1)数学表达式:
(4)0.45mol/(Lmin)0.09mol/(Ls)
达标练习:1.C2.A
三、化学反应速率的测定
较慢较长;较快较短。
例题2B
小试身手B
当堂检测:
1.D2.B3.B4.A
课后练习与提高
1.CD2.B3.B
4.V(H2O)=0.0015mol(Ls)
V(O2)=0.00125mol(Ls)
V(NO)=0.001mol(Ls)
V(NH3)=0.001mol(Ls)
俗话说,磨刀不误砍柴工。教师要准备好教案,这是每个教师都不可缺少的。教案可以让学生更好的吸收课堂上所讲的知识点,帮助教师缓解教学的压力,提高教学质量。那么,你知道教案要怎么写呢?为满足您的需求,小编特地编辑了“化学反应速率学案”,仅供您在工作和学习中参考。
第一节化学反应速率学案
学习目标:
①掌握化学反应速率的概念;
②学会有关化学反应速率的计算;
③了解有关化学反应速率的测量方法;
④了解研究化学反应速率的意义。
学习重点、难点
化学反应速率的表示方法及计算
学习过程:
思考与归纳:
问题:化学反应速率的快慢如何表示?有什么特点?思考后请完成下列空白:
(1)化学反应速率的概念:
(2)化学反应速率的数学表达式:,单位:。
(3)同一反应选取不同反应物表示反应速率时,其数值但表示的意义
(填“相同”或“不同:)。
(4)各物质的速率之比等于该反应方程式中的。在合成氨的过程中,如果在某一时间内氮气消耗的速率为a,则氢气的消耗的速率为。
例1、向一个容积为1L的密闭容器中放入2molSO2和1molO2,在一定条件下,2s末,测得容器内有0.8molSO2,求2s内SO2、O2、SO3的反应速率和反应速率之比。
解:2SO2+O22SO3
起始浓度(mol/L)210
变化了的浓度(mol/L)2—0.8(2—0.8)/22—0.8
所以:v(SO2)=(2mol/L—0.8mol/L)/2s==0.6mol.L—1.S—1
V(O2)=(2mol/L—0.8mol/L)/(2×2s)==0.3mol.L—1.S—1
V(SO3)=(2mol/L—0.8mol/L)/2s==0.6mol.L—1.S—1
反应速率比v(SO2):V(O2):V(SO3)=0.6:0.3:0.6=2:1:2
答:
例2、某物质A在一个2L的密闭容器中与其他物质反应,5min后发现A的物质的量由10mol变为4mol,再过5min还剩余1mol,计算前5min,后5min、10min内的反应速率。
解:前5min:v(A)=(10mol/L—4mol/L)/(2L×5min)=0.6mol.L—1.min—1
后5min:v(A)=(4mol/L—1mol/L)/(2L×5min)=0.3mol.L—1.min—1
10min内:v(A)=(10mol/L—1mol/L)/(2L×5min)=0.9mol.L—1.min—1
思考:通过以上两个例题,可以发现什么规律?
关于化学反应速率应注意的几个问题:
(1)求得的反应速率均为正数,没有负数(只有大小无方向)
(2)求得的反应速率是一段时间内的平均反应速率,而不是某一时刻的瞬时速率。
(3)对于不同化学反应,用不同的物质表示其化学反应速率其数值不一定相等,但其数值之比等于化学方程式的计量数之比(表示一个反应的反应速率时必须指明所对应的物质)。
练习:1、反应4NH3+O24NO+6H2O,在5L的密闭容器中进行,半分钟后,NO的物质的量浓度增加了0.3mol/L则此时的反应速率v(x)为()
A、v(O2)=0.01mol/(L.s)
B、v(NO)=0.08mol/(L.s)
C、v(H2O)=0.003mol/(L.s)
D、v(NH3)=0.002mol/(L.s)
2、某温度时,在2L容器中X、Y、Z三种物质的物质的量随时间的变化曲线如右图所示,由图中数据分析,该反应的化学方程式为
反应开始至2min,Z的平均反应速率为
例3、反应A+3B=2C+2D在四种不同情况下的反应速率分别为:
①v(A)=0.15mol/(L.s)②v(B)=0.6mol/(L.s)
③v(C)=0.4mol/(L.s)④v(D)=0.45mol/(L.s)
该反应进行的快慢顺序为:。
当堂达标测试:
1、反应2SO2+O22SO3经一段时间后,SO3的浓度增加了0.4molL-1,在这段时间内用O2表示的反应速率为0.04molL-1s-1,则这段时间为
A.0.1sB.2.5sC.5sD.10s
2、已知反应A+3B=2C+D在某段时间内以A的浓度变化表示的化学反应速度为1molL-1min-1,则此段时间内以C的浓度变化表示的化学反应速率为
A.0.5molL-1min-1 B.1molL-1min-1
C.2molL-1min-1 D.3molL-1min-1
3、反应:4NH3(g)+5O2(g)4NO(g)+6H2O(g)在10L密闭容器中进行,半分钟后,水蒸气的物质的量增加了0.45mol,则此反应的平均速率(X)(反应物的消耗速率或产物的生成速率)可表示为
A.(NH3)=0.010molL-1s-1B。(O2)=0.0010molL-1s-1
C.(NO)=0.0010molL-1s-1D。(H2O)=0.045molL-1s-1
4、将4molA气体和2molB气体在2L的容器中混合并在一定条件下发生如下反应:2A(g)+B(g)=2C(g)若经2s(秒)后测得C的浓度为0.6molL-1,现有下列几种说法:
①用物质A表示的反应的平均速率为0.3molL-1s-1
②用物质B表示的反应的平均速率为0.6molL-1s-1
③2s时物质A的转化率为70%
④2s时物质B的浓度为0.7molL-1
其中正确的是()
A.①③B.①④C.②③D.③④
参考答案:
1、C2、C3、CD、B
一名爱岗敬业的教师要充分考虑学生的理解性,作为高中教师就要根据教学内容制定合适的教案。教案可以让学生更好地进入课堂环境中来,减轻高中教师们在教学时的教学压力。那么一篇好的高中教案要怎么才能写好呢?下面是小编为大家整理的“化学反应速率与限度”,供大家借鉴和使用,希望大家分享!
第二章化学反应与能量
第三节化学反应速率与限度(第1课时)
一、教材分析
《化学反应速率与限度》是人教版高中化学必修二第二章《化学反应与能量》第3节《化学反应速率与限度》第1节课的教学内容,主要学习化学反应速率的概念、影响化学反应速率的因素,了解控制反应条件在生产生活和科学研究中的作用。本节内容是对前两节内容的拓展和延伸。通过学习使学生对化学反应特征的认识更深入、更全面,在头脑中建立起一个有关化学反应与能量的完整而又合理的知识体系。本节内容是后面学习化学反应限度概念的基础。
二、教学目标
1.知识目标:
(1)理解化学反应速率的概念。
(2)了解影响化学反应速率的因素。
(3)了解控制反应条件在生产生活和科学研究中的作用。
2.能力目标:
(1)通过在化学实验和日常生活中的现象,理解反应速率的概念及其表示方法,培养实验观察能力及分析探究能力;
(2)通过体验科学探究的过程和化学研究的基本方法,培养自主学习的能力。
3.情感、态度和价值观目标:
(1)通过对实验现象的观察和原因探究,培养学生严谨细致的科学态度和质疑精神。
(2)通过同组合作实验和全班共同交流培养合作精神和与人沟通交流分享的精神。
(3)在影响化学反应速率的因素的学习中渗透辩证法。
三、教学重点难点
重点:化学反应速率的概念及影响化学反应速率的因素。
难点:化学反应速率的概念及影响化学反应速率的因素。
四、学情分析
我们的学生基础较差,特别是对实验现象的概括叙述不规范,需要老师规范学生的用语,本节学生掌握化学反应速率的概念以及计算应该没问题,让学生自己总结影响化学反应速率的因素会有一些困难。
五、教学方法
1.实验法:分小组进行课堂探究实验:实验2-5和实验2-6
2.学案导学:见后面的学案。
3.新授课教学基本环节:预习检查、总结疑惑→情境导入、展示目标→合作探究、精讲点拨→反思总结、当堂检测→发导学案、布置预习
六、课前准备
1.学生的学习准备:预习实验《化学反应速率与限度》,完成学案。
2.教师的教学准备:多媒体课件制作,课前预习学案,课内探究学案,课后延伸拓展学案。3.教学环境的设计和布置:八人一组,多媒体教室内教学。课前准备好烧杯、试管、热水、冷水、配制好H2O2、FeCl3溶液。
七、课时安排:1课时
八、教学过程
(一)预习检查、总结疑惑
检查落实了学生的预习情况并了解了学生的疑惑,使教学具有了针对性。
(二)情景导入、展示目标。
教师首先提问:这些反应的发生所经历的时间一样吗(看图片)?炸药爆炸(图1)、金属锈蚀(图2)、溶洞形成(图3)、溶液中的离子反应(图4、图6、图7)、镁条燃烧(图5)、溶液中新制的氢氧化亚铁转化为氢氧化铁(8)、食物腐败、塑料老化
(2)你能通过观察什么现象来判断反应进行得快慢?还有哪些其他方法观察该化学反快慢呢?(在日常生活和化学实验过程中,观察化学反应进行得快慢的方法都有哪些?请举例说明。观察反应快慢的方法:①冒气泡快慢;②固体量的改变;③浑浊程度;④颜色变化;⑤温度变化等。)
教师:物理学中用什么定量描述物体的运动快慢?——速度。不考虑速度的方向称之为速率。化学中用化学反应速率来表示化学反应的快慢。因很多化学反应在溶液中进行,因此化学反应速率通常用物质的量浓度在单位时间内的改变量来表示。我们来看本节课的学习目标。多媒体展示学习目标,强调重难点。然后展示探究的第一个问题,化学反应速率的概念。已经布置学生们课前预习了这部分,检查学生预习情况并让学生把预习过程中的疑惑说出来。
设计意图:步步导入,吸引学生的注意力,明确学习目标。
(三)合作探究、精讲点拨。
探究一:化学反应速率的概念
[教师]例:将锌粒放入5mol/L的盐酸中,经过10s盐酸的浓度变成1mol/L。
此10s内该化学反应的速率为
υ(HCl)=(5mol/L-1mol/L)/10s=0.4mol/(Ls)
[学生]请根据你的理解写出化学反应速率的字母表达式及化学反应速率的单位。
【思考】
反应速率是瞬时速率还是平均速率?
[小结]1、反应速率的值越大,说明化学反应越快!
2、化学反应速率表示的是平均反应速率。
[例1]在一密闭容器里装有氮气和氢气。反应开始时,氮气的浓度为2mol/L,氢气的浓度为5mol/L,反应开始2min时,测得容器中氮气的浓度为1.8mol/L。2min后氢气的浓度为多少mol/L?这2min内氮气的平均反应速率是多少?氢气和氨气的平均反应速率各是多少?2min内氮气、氢气和氨气的速率之比为多少?
【思考】
②同一化学反应,用不同的物质表示其反应速率时,数值相同吗?意义相同吗?
③同一化学反应,不同物质表示的反应速率之比与什么有关?
设计意图:通过练习,使学生掌握有关反应速率的计算。
探究二:影响化学反应速率的外界条件因素
分组实验:做实验2-5,并填表。注意观察实验现象并比较和思考。
现象结论
热水气泡多而快,产生的气体
使带火星的木条复燃升温,反应速率增大
常温气泡均匀H2O2分解FeCl3做催化剂
冷水气泡较少降温,反应速率减小
分组实验:做实验2-6,并填表。注意观察实验现象并比较和思考。
现象结论
加入MnO2气泡多而快加入MnO2,反应速率加快
加入FeCl3气泡均匀加入FeCl3,反应速率加快
(稍慢)
不加其他试剂无明显现象H2O2分解反应中,MnO2和
FeCl3做催化剂,加快了反应
速率
设计意图:通过学生实验让学生体验影响反应速率的因素。
[讨论]课本43页的思考与交流。
除此之外,请你结合生活经验举例说明其他影响化学反应速率的外界条件因素。
教师组织学生分组讨论,最后师生总结:(1)温度:温度越高,化学反应速率越快。
(2)催化剂:通常加入催化剂能极大地加快化学反应速率。
(3)固体反应物的表面积:有固体参加的反应,固体的表面积越大,固体在同一时间内与其他反应物的接触越多,化学反应速率越快。
(4)反应物状态:通常气相或液相反应比固相反应的反应速率大。
(5)溶液浓度:在溶液中进行的反应,反应物的浓度越大,化学反应速率越快。
(98%浓硫酸例外)
(6)压强:对于有气体参加的反应,改变压强将使气体的体积发生改变,也即相应地改变气体的浓度。故增大压强,反应速率加快,降低压强,反应速率减缓。
(7)形成原电池:加快反应速率。
探究三:探究影响化学反应速率的外界条件因素有什么意义?
如何通过改变外界条件来达到我们所希望的反应速率呢?请举例。
教师组织学生分组讨论,最后师生总结:
探究影响化学反应速率的外界条件因素的意义:
控制反应条件,提高那些对人类有利的反应速率,降低那些对人类反应不利的反应速率。
(四)反思总结,当堂检测。
教师组织学生反思总结本节课的主要内容,并进行当堂检测。
设计意图:引导学生构建知识网络并对所学内容进行简单的反馈纠正。
(五)发导学案、布置预习。
我们已经学习了化学反应速率的概念及影响化学反应速率的因素。化工生产还要关注化学反应进行的程度,即化学反应限度,在下一节课我们一起来学习化学反应限度。这节课后大家可以先预习这一部分,并完成本节的课后练习及课后延伸拓展作业。
设计意图:布置下节课的预习作业,并对本节课巩固提高。教师课后及时批阅本节的延伸拓展训练。
九、板书设计
第三节化学反应的速率和限度
一、化学反应速率
1、化学反应速率的含义:通常用单位时间内反应物浓度的减少或生成物浓度的增加(均取正值)来表示。
浓度的变化——△C时间的变化——△t
表达式:υ=△C/△t单位:mol/(Ls)或mol/(Lmin)
2、影响化学反应速率的外界条件因素
温度、催化剂、溶液浓度、形成原电池、固体的表面积、反应物状态、气体压强、潮湿的空气……
反应物的性质是决定反应速率的主要因素,
外界条件的改变可以影响化学反应速率。
十、教学反思
本节课内容从日常生活中学生熟悉的大量化学现象和化学实验入手,通过看一些形象生动的图片,学生知道了化学变化是有快有慢的,并且可以从很多方面观察判断化学变化的快慢,引导学生对实验现象的观察,为下面的实验探究做铺垫。在此基础上引出反应速率的概念及其表示方法。又通过练习,要学生明确决定反应速率的主要因素是物质本身的化学性质,外界条件可以影响反应速率。通过实验探究和课本上的思考与交流,学生自己就能够总结出影响化学反应速率的一些外界条件因素。再通过一些日常生活、化学实验和工农业生产中人为控制反应速率的实例,认识到学习反应速率有关知识的重要性
本节课时间45分钟,其中情景导入、展示目标、检查预习3分钟,讲解化学反应速率及练习15分钟,学生分组实验10分钟左右,反思总结当堂检测5分钟左右,其余环节12分钟,能够完成教学内容。学生实验用时太多,今后应控制好。
第三节化学反应的速率和限度(第二课时)
一、教材分析:在对影响化学反应速率的因素进行实验探究和总结后,教材通过科学史实等实例,让学生认识化学反应限度问题,经过对化学反应的可逆性可逆反应化学平衡状态的分析推进,认识化学反应是有限度的,并以上述观点为指导去分析和解决实际问题。
二、教学目标:
1.知识目标:
(1)通过实验认识化学反应限度的存在,了解化学反应限度的概念和产生原因。
(2)知道达到化学反应限度的特征。
(3)了解控制反应条件在生产生活和科学研究中的作用,认识提高燃料的燃烧效率的重要性和方法。
2.能力目标:
(1)重视培养学生科学探究的基本方法,提高科学探究的能力。
(2)通过探究实验认识化学平衡与反应限度,并用得到的结论去指导去分析和解决实际问题。
3.情感、态度和价值观目标:
(1)通过对实验现象的观察和原因探究,培养学生严谨细致的科学态度和质疑精神。
(2)通过同组合作实验和全班共同交流培养合作精神和与人沟通交流分享的精神。
三、教学重点难点
重点:化学反应限度概念;了解影响化学反应限度的因素。
难点:化学反应限度的本质原因及外部特征。
三、学情分析
我们的学生抽象思维能力较差,需要教师多引导,学生对于反应限度的理解不透彻。
五、教学方法
1.学案导学:见后面的学案。
2.新授课教学基本环节:预习检查、总结疑惑→情境导入、展示目标→合作探究、精讲点拨→反思总结、当堂检测→发导学案、布置预习
六、课前准备
1.学生的学习准备:预习学案《化学反应的速率和限度学案》。
2.教师的教学准备:多媒体课件制作,课前预习学案,课内探究学案,课后延伸拓展学案。
七、课时安排:1课时
八、教学过程
(一)预习检查、总结疑惑
检查落实了学生的预习情况并了解了学生的疑惑,使教学具有了针对性。
(二)情景导入、展示目标。
[设疑]炼铁高炉尾气之谜(学生阅读课本45页科学史话)
通过这一节课的学习你就能解开这一谜底了。你想知道吗?
教师:这节课我们就来学习化学反应限度。我们来看本节课的学习目标。多媒体展示学习目标,强调重难点。然后展示探究的第一个问题,为什么存在化学反应限度的问题?已经布置学生们课前预习了这部分,检查学生预习情况并让学生把预习过程中的疑惑说出来。
设计意图:步步导入,吸引学生的注意力,明确学习目标。
(三)合作探究、精讲点拨。
探究一:为什么存在化学反应限度的问题?
[设问]为什么存在化学反应限度的问题?
[教师]可逆反应——在相同条件下,正向反应和逆向反应都能同时进行的反应。
正向反应:反应物→生成物
逆向反应:生成物→反应物
[讨论]
(1)在2SO2+O22SO3中,随着反应的进行,反应物的浓度和生成物的浓度是怎样改变的?
(2)刚开始时,正向反应逆向反应同时进行,反应速率是否相同?(提示:此时反应速率与浓度有关)
(3)随着反应的进行,正反应速率和逆反应速率是怎样改变的?最终达到怎样的状态?
(4)能否用图示表示该过程?
[小结]反应开始时,反应物浓度最大,正反应速率最大;生成物浓度为零,逆反应速率为零。随着反应的进行,反应物浓度降低,正反应速率减小;生成物浓度增大,逆反应速率增大。当正反应速率等于逆反应速率时,反应物浓度和生成物浓度不再发生改变,达到表面静止的状态——平衡状态。
探究二:达到化学反应限度的特征有哪些?
正反应速率=逆反应速率,各组分的浓度、物质的量、百分含量保持不变。
[例1]对于反应N2+3H22NH3,下列说法处于化学平衡状态的是:
①υ(N2生成)=υ(N2消耗),②N2、H2、NH3的分子数之比为1∶3∶2,③单位时间内生成2molNH3,同时消耗1molN2,④N2、H2、NH3的物质的量不再发生变化。
A、①④B、②③ C、②③④ D、①③④
[练习1]下列哪种说法可以证明反应N2+3H22NH3达到平衡状态()
A.1个NN键断裂的同时,有3个H—H键形成
B.1个NN键断裂的同时,有3个H—H键断裂
C.1个NN键断裂的同时,有6个H—H键断裂
D.1个NN键断裂的同时,有6个N—H键形成
设计意图:通过练习加深学生对化学平衡状态特征的理解。
探究三:学习化学反应的限度有何意义?
【思考交流】(1).观看有关定向爆破的图片,你从中得到什么启示。
(2).阅读课文52页,回答课文中的有关问题,归纳:提高煤的燃烧效率可以采取哪些措施?
[小结]2、提高煤燃烧效率的方法:
①使燃料充分燃烧(提高能量转化率):
用煤粉(增加固体的表面积)、空气或氧气适当过量(增加反应物浓度)……
②充分利用释放的能量(提高能量利用率)
炉膛采用保温材料、废气用以烧水取暖等等。
(四)反思总结,当堂检测。
教师组织学生反思总结本节课的主要内容,并进行当堂检测。
设计意图:引导学生构建知识网络并对所学内容进行简单的反馈纠正。(课堂实录)
(五)发导学案、布置预习。
我们学习了化学反应限度问题,就学完了《化学反应与能量》这一章,在下一节课我们一起来复习这一章的知识点。这节课后大家可以先复习这一部分,着重理解化学能与热能、化学能与电能、化学反应速率和限度。并完成本节的课后练习及课后延伸拓展作业。
设计意图:布置下节课的预习作业,并对本节课巩固提高。教师课后及时批阅本节的延伸拓展训练。
九、板书设计
第三节化学反应的速率和限度
二、化学反应的限度
1、化学反应限度:在一定条件下,可逆反应达到平衡状态时的完成程度
2、达到化学反应限度的特征(一定条件下的可逆反应):
(1)υ正=υ逆≠0
(2)反应物和生成物的浓度不再改变
三、化学反应条件的控制
控制反应条件,最大程度地得到产物,提高反应物的利用率
十、教学反思
本节课由科学史话“炼铁高炉之谜”引发学生强烈的求知欲望,继而通过实验探究发现反应限度的问题,随着问题探究的步步深入,引导学生理解可逆反应中存在反应限度的原因,理解反应限度的概念及达到反应限度的特征。在此基础上指导学生分析和解决实际问题——提高煤的燃烧效率,理解控制化学反应条件在生产和生活中的实际意义,使学生认识到学习本节知识的意义所在,激发学生学习的兴趣。
本节课时间45分钟,其中情景导入、展示目标、检查预习5分钟,讲解化学平衡的建立用时5分钟左右,讲解化学平衡状态的特征及相应练习10分钟左右,反思总结当堂检测5分钟左右,其余环节15分钟,能够完成教学内容。
在后面的教学过程中会继续研究本节课,争取设计的更科学,更有利于学生的学习,也希望大家提出宝贵意见,共同完善,共同进步!
专题2 化学反应速率与化学平衡
第一单元化学反应速率
第1课时 化学反应速率的表示方法
[目标要求] 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。
一、化学反应速率的表示方法
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:化学反应速率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。
3.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:molL-1s-1或molL-1min-1或molL-1h-1。
4.对同一反应,用不同物质的浓度变化所表示的反应速率之比等于化学方程式中各物质的化学计量数之比。
二、化学反应速率的测定及计算
1.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。
2.化学反应速率的计算
由于Δc是浓度变化的绝对值,故化学反应速率都取正值,其一般计算依据是:
(1)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;
(2)根据反应物的转化率(α)计算:Δc(反应物)=c0α;
(3)根据化学方程式的化学计量数进行换算
求出一种物质的反应速率后可根据化学计量数之间的比值去计算其他物质的反应速率。
知识点一 化学反应速率的概念
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0.8molL-1s-1,是指在1s时某物质的浓度是0.8molL-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
答案 C
解析 化学反应速率用单位时间内反应物浓度的减少或生成物浓度的增加来表示;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。
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/molL-11.03.0 0.2
2s末浓度/molL-10.61.8 1.0
4s末浓度/molL-10.41.2 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.2s末氨气的反应速率为0.4molL-1s-1
B.前2s时间内氨气的平均反应速率为0.4molL-1s-1
C.前4s时间内氨气的平均反应速率为0.3molL-1s-1
D.2~4s时间内氨气的平均反应速率为0.2molL-1s-1
答案 A
解析 反应速率不是瞬时速率,要计算反应速率,关键要抓住Δt时间段对应的Δc的量。
知识点二 化学反应速率与化学计量数的关系
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)=0.1molL-1min-1
B.v(N2)=0.1molL-1min-1
C.v(N2)=0.2molL-1min-1
D.v(H2)=0.3molL-1min-1
答案 C
解析 合成氨反应:N2+3H22NH3,在同一反应用不同物质表示其反应速率时,反应速率之比等于化学方程式中的化学计量数之比,要在四种不同情况下比较反应速率快慢需用同一物质的变化表示。又因为v(N2)∶v(H2)∶v(NH3)=1∶3∶2,将B、C、D中的反应速率转化成v(NH3),即为:0.2molL-1min-1、0.4molL-1min-1、0.2molL-1min-1,故选C。
4.反应4A(s)+3B(g)===2C(g)+D(g),经2min,B的浓度减少0.6molL-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0.4molL-1min-1
B.分别用B、C、D表示的反应速率之比是3∶2∶1
C.在2min末的反应速率,用B表示是0.3molL-1min-1
D.在2min内的反应速率,用C表示是0.3molL-1min-1
答案 B
解析 固体A不具有浓度概念,该物质的反应不能用molL-1min-1的单位来表示。
知识点三 化学反应速率的测定
5.下表所列数据是某高温下金属镁和镍分别在氧气中进行氧化反应时,在金属表面生成氧化薄膜的实验记录,a和b均为与温度有关的常数。
反应时间t/h1491625
MgO层厚y/nm0.05a0.20a0.45a0.80a1.25a
NiO层厚y′/nmb2b3b4b5b
(1)金属在高温下氧化腐蚀速率可以用金属氧化膜的生成速率来表示,其理由是________________________________________________________________________。
(2)金属氧化膜的膜厚y跟时间t所呈现的关系是:MgO氧化膜的膜厚y属于______型,NiO氧化膜的膜厚y′则属于_____型。(填“直线”、“抛物线”、“双曲线”或“对数”)
(3)Mg与Ni相比较,金属________具有更好的耐氧化腐蚀性,其理由是
________________________________________________________________________。
答案 (1)因化学反应的快慢既可以用反应物的消耗速率表示,又可以用生成物的生成速率表示,所以金属的腐蚀速率可以用其氧化物的生成速率来表示
(2)直线 抛物线
(3)Ni 据(2)可知,y′随时间t增长比y随时间t增长得慢,故Ni的耐氧化腐蚀性比Mg好
解析 由表中数据可知MgO膜厚与时间t的关系式为y=0.05at;NiO膜厚y′与时间t的关系式为y′=bt,即可知MgO膜厚y属直线型,而NiO膜厚y′属抛物线型。此题创新之处在于利用了数学函数知识去分析化学问题,有一定的新颖性。
练基础落实
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)=4molL-1min-1B.v(O2)=3molL-1min-1
C.v(SO2)=0.1molL-1s-1D.v(O2)=0.1molL-1s-1
答案 D
解析 比较:必须统一标准。换算成同一物质进行比较是关键,本题首先需要统一单位。
2.反应:2SO2(g)+O2(g)2SO3(g)经一段时间后,SO3的浓度增加了0.4molL-1,在这段时间内用O2表示的反应速率为0.04molL-1s-1,则这段时间为()
A.0.1sB.2.5sC.10sD.5s
答案 D
解析 根据题意知,SO3的浓度增加0.4molL-1,则O2的浓度减小0.2molL-1,v(O2)=ΔcO2Δt,则Δt=ΔcO2vO2=0.2molL-10.04molL-1s-1=5s。
3.2molA与2molB混合于2L的密闭容器中,发生如下反应:2A(g)+3B(g)2C(g)+zD(g)
若2s后,A的转化率为50%,测得v(D)=0.25molL-1s-1,下列推断正确的是()
A.v(C)=v(D)=0.2molL-1s-1
B.z=3
C.B的转化率为75%
D.反应前与2s后容器的压强比为4∶3
答案 C
解析 A的起始量为2mol,转化50%即转化1mol,根据反应关系知B转化1.5mol,C生成1mol,又因为v(D)=0.25molL-1s-1,可计算出2s时D的生成量为0.25molL-1s-1×2L×2s=1mol,故知z=2,B错;v(C)=v(D)=v(A)=0.25molL-1s-1,故A错;B的转化率为1.52×100%=75%,C正确;反应达2s时,容器内总物质的量为nA+nB+nC+nD=1mol+0.5mol+1mol+1mol=3.5mol。故反应前后的容器中气体总物质的量之比为4∶3.5,压强比为4∶3.5,D错。
4.化合物Bilirubin在一定波长的光照射下发生分解反应,反应物浓度随反应时间变化如下图所示,计算反应4~8min间的平均反应速率和推测反应16min时反应物的浓度,结果应是()
A.2.5μmolL-1min-1和2.0μmolL-1
B.2.5μmolL-1min-1和2.5μmolL-1
C.3.0μmolL-1min-1和3.0μmolL-1
D.5μmolL-1min-1和3.0μmolL-1
答案 B
解析 据图可知,4min时化合物Bilirubin的浓度为20μmolL-1,8min时其浓度为10μmolL-1,因此4~8min间的平均反应速率为20μmolL-1-10μmolL-14min=2.5μmolL-1min-1。进一步分析图像可知0~4min间的平均分解速率为40μmolL-1-20μmolL-14min=5.0μmolL-1min-1,由以上分析数据大致可确定平均分解速率基本呈等比递减变化,因此可估算8~12min间平均分解速率为1.25μmolL-1min-1,12~16min间平均分解速率为0.625μmolL-1min-1,因此16min时反应物的浓度大致应为10μmolL-1-1.25μmolL-1min-1×4min-0.625μmolL-1min-1×4min=2.5μmolL-1,故B项正确。
练方法技巧
5.一定温度下,在2L的密闭容器中,X、Y、Z三种气体的物质的量随时间变化的曲线如图所示。下列叙述正确的是()
A.反应开始到10s末时,用Z表示的反应速率为0.158molL-1s-1
B.反应开始到10s末时,X的物质的量浓度减少了0.79molL-1
C.反应开始到10s时,Y的转化率为79.0%
D.反应的化学方程式为X(g)+Y(g)Z(g)
答案 C
解析 分析图象,关键是看变化量和走势,从走势分析X、Y是反应物,Z是生成物,初步分析它们的变化量分别为Δn(X)=1.20mol-0.41mol=0.79mol,Δn(Y)=1.0mol-0.21mol=0.79mol,Δn(Z)=1.58mol,首先确定该反应的化学方程式为X(g)+Y(g)===2Z(g)。据选项要求分别计算出v(Z)=1.58mol2L×10s=0.079molL-1s-1;Δc(X)=0.79mol2L=0.395molL-1;α(Y)=0.79mol1.00mol×100%=79%,只有C选项正确。
6.在2L密闭容器中进行如下反应:mX(g)+nY(g)===pZ(g)+qQ(g),2s时间内X表示的平均反应速率为0.3m/pmolL-1s-1,则2s时间内,Q物质增加的物质的量为()
A.1.2q/pmolB.1.2m/pmolC.1.6q/pmolD.0.6q/pmol
答案 A
解析 不同物质表示的反应速率之比等于它们的化学计量数之比,X表示的平均反应速率为0.3m/pmolL-1s-1,Q物质表示的反应速率为0.3m/pmolL-1s-1×qm=0.3q/pmolL-1s-1。则Δn(Q)=0.3q/pmolL-1s-1×2L×2s=1.2q/pmol。
练综合拓展
7.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0.5molL-1硫酸、1molL-1盐酸、1molL-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)甲同学设计的实验装置:
(1)乙同学认为该装置不能控制三个反应在同一时间发生,并作了相应的改进。你认为乙同学改进的措施是_________________________________________________
________________________________________________________________________。
(3)按改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),反应进行一段时间后的速率:v(H2SO4)v(HCl)____v(CH3COOH)。
(5)最终得到的氢气体积:V(H2/H2SO4)______V(H2/HCl)______V(H2/CH3COOH)。
问题讨论:
(6)量筒的规格由__________________决定。
(7)对结论(4)、(5)中盐酸和醋酸的异同,你的解释是
________________________________________________________________________。
(8)根据现有知识,上述实验中硫酸和盐酸分别与金属反应的速率应始终相等,但反应一段时间后有v(H2SO4)v(HCl)。对此现象,你猜想可能的原因是
________________________________________________________________________。
大学无机化学对此问题将有科学的解释。
答案 2H++Mg===H2↑+Mg2+,
2CH3COOH+Mg===H2↑+Mg2++2CH3COO-
Mg Na太活泼,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)=(5)= =(6)酸液的体积
(7)醋酸中存在电离平衡,反应开始时c(H+)小于盐酸,故反应速率也小于盐酸。当反应进行到一定程度后,醋酸的电离平衡不断向右移动,使得c(H+)大于盐酸,故反应速率大于盐酸。由于醋酸、盐酸最终提供的H+的物质的量相等,故最后得到H2的体积相等
(8)H+的存在抑制HSO-4的电离(或:SO2-4抑制H+与Mg的反应或Cl-促进H+与Mg的反应)
第2课时 影响化学反应速率的因素
[目标要求] 1.理解外界条件(浓度、温度、压强、催化剂等)对化学反应速率的影响,认识其一般规律。2.了解催化剂在生产、生活和科学研究领域中的重大作用。3.知道活化能的含义及其对化学反应速率的影响。4.了解通过改变外界条件改变化学反应速率的方法和意义。
一、有效碰撞理论
1.化学反应的过程
化学反应的过程就是反应物分子中的原子重新组合成生成物分子的过程,也就是反应物分子中化学键的断裂和生成物分子中化学键的形成过程。
2.活化分子
在相同温度下,分子的能量并不完全相同,有些分子的能量高于分子的平均能量,这些分子就叫做活化分子。
3.活化能
活化分子高出的那部分能量叫做活化能。
4.活化分子百分数
活化分子在反应物分子中所占的百分数叫做活化分子百分数。
5.有效碰撞
能够发生化学反应的碰撞叫做有效碰撞。有效碰撞发生的条件:一是发生碰撞的分子必须具备一定的能量,即为活化分子;二是碰撞时必须有合适的取向。
6.活化能与化学反应速率
在一定条件下,活化分子所占的百分数是固定不变的。活化分子的百分数越大,单位体积内的活化分子数越多,单位时间内有效碰撞的次数越多,化学反应速率就越快。
二、影响化学反应速率的因素
1.浓度对化学反应速率的影响
(1)影响
其他条件不变时,增大反应物的浓度,反应速率增大;减小反应物的浓度,反应速率减小。
(2)原因
其他条件不变时,增大反应物的浓度,单位体积内活化分子数增多,有效碰撞几率增多,化学反应速率增大。反之,减小反应物的浓度,化学反应速率减小。
2.压强对化学反应速率的影响
(1)影响
对于有气体参与的反应,增大压强(减小容器容积),反应速率增大;减小压强(增大容器容积),反应速率减小。
(2)原因
对于有气体参与的反应,增大压强,相当于增大反应物浓度,反应速率增大;反之,减小压强,反应速率减小。
3.温度对化学反应速率的影响
(1)影响
其他条件相同时,升高温度,反应速率增大;降低温度,反应速率减小。
(2)原因
其他条件相同时,升高温度,提高了活化分子的百分数和较高能量的分子间的碰撞几率,使分子间有效碰撞的几率提高,反应速率增大;反之,降低温度,反应速率减小。
4.催化剂对化学反应速率的影响
(1)影响
使用催化剂可增大反应速率。
(2)原因
催化剂改变了反应的途径,降低了反应所需的能量,提高了反应体系中活化分子的百分数,使有效碰撞的几率提高,反应速率增大。
5.影响化学反应速率的其他因素
除了改变反应物的浓度、温度、压强和使用催化剂能改变化学反应速率外,增大反应物之间的接触面积,也可增大反应速率。此外,光、电磁波、超声波、磁场等因素也会对反应速率产生影响。
知识点一 有效碰撞的有关概念
1.下列说法正确的是()
A.活化分子间的碰撞一定是有效碰撞
B.活化分子具有的能量是活化能
C.活化分子的总数越多,反应速率越快
D.单位时间内有效碰撞次数越多,反应速率越快
答案 D
解析 活化分子间的碰撞并不都是有效碰撞,只有发生化学反应的碰撞才是有效碰撞,活化分子具有的平均能量与普通分子具有的平均能量之差才叫活化能;单位体积内活化分子总数越多,有效碰撞机会越多,反应速率才越快,A、B、C三项均错。
2.能够增加反应物分子中活化分子百分数的是()
A.升高温度B.减小压强C.增大压强D.增大浓度
答案 A
解析 升高温度可以增加单位体积内活化分子百分数;增大压强和增大浓度均不能增加活化分子百分数。
知识点二 浓度对化学反应速率的影响
3.将质量相同的锌粉分别投入下列4个烧杯的溶液中,反应速率最快的是()
答案 D
解析 当反应中一种反应物相同时,反应速率的快慢取决于另一种反应物的浓度而不是用量,四个装置中所用的酸虽不同,但都是由c(H+)的大小决定反应的快慢。
4.对于溶液中的反应:MnO-4+5Fe2++8H+===5Fe3++Mn2++4H2O
下列措施能使化学反应速率提高的是()
A.加水
B.增加同浓度FeSO4的用量
C.向溶液中滴加稀硫酸
D.加入少量KMnO4晶体
答案 D
解析 增大浓度加快反应速率,而增加反应物用量不等于增大反应物浓度。D项加入KMnO4晶体后,KMnO4晶体被溶解,溶液的浓度一定比原KMnO4溶液浓度大。
知识点三 压强对化学反应速率的影响
5.在C(s)+CO2(g)===2CO(g)的反应中,现采取下列措施:
①缩小体积,增大压强②增加碳的量③通入CO2④恒容下充入N2⑤恒压下充入N2
能够使反应速率增大的措施是()
A.①④B.②③⑤C.①③D.①②④
答案 C
解析 对于气体反应,增大压强,反应速率加快,增加固体物质的用量,对反应速率无影响,充入与反应无关的气体,不会增加反应物浓度,故不会加快反应速率。
6.设C(s)+CO2(g)2CO(g) ΔH10,反应速率为v1;N2(g)+3H2(g)2NH3(g) ΔH20,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
答案 B
知识点4 温度对化学反应速率的影响
7.对于反应mA+nB===pC,下列说法正确的是()
A.某温度时,化学反应速度无论用A、B、C何种物质表示,其数值是相同的
B.其他条件不变,增大压强,反应速率加快
C.若增加或减小B的物质的量,则反应速率一定会发生明显的变化
D.其他条件不变,升高温度,反应速率加快
答案 D
8.经验表明,如果温度每升高10℃,反应速率就增大到原来的2倍;反应2A(g)+B(g)C(g)+D(g),20℃时某一时刻A的速率为0.2molL-1s-1,若使反应温度升高到60℃,则此时A的反应速率为________。
答案 3.2molL-1s-1
解析 根据速率与温度之间的经验规律公式v2=v1at2℃-t1℃10℃,将各数据代入即可计算:
v2=0.2molL-1s-1260℃-20℃10℃=3.2molL-1s-1。
知识点5 催化剂对化学反应速率的影响
9.下列关于催化剂的说法,正确的是()
A.催化剂能使不起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,但对于不能起反应的物质,是不能使其反应的,另外,有些反应是不需要催化剂的,如燃烧、中和反应等。
10.亚氯酸盐(如NaClO2)可用作漂白剂,在常温下不见光时可保存一年,但在酸性溶液中因生成亚氯酸而发生分解:5HClO2===4ClO2↑+H++Cl-+2H2O。分解时,刚加入硫酸,反应缓慢,随后突然反应释放出大量ClO2,这是因为()
A.酸使亚氯酸的氧化性增强
B.溶液中的H+起催化作用
C.溶液中的Cl-起催化作用
D.逸出的ClO2使反应生成物的浓度降低
答案 C
解析 由题目信息可知,NaClO2在酸性溶液中生成亚氯酸,生成的亚氯酸在刚加入硫酸时反应缓慢,随后突然反应加快,这说明分解生成的产物中的某种物质起了催化剂的作用,故正确答案为C。
练基础落实
1.下列条件一定能使反应速率加快的是()
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 ⑤加入MnO2
A.全部B.①②⑤C.②D.②③
答案 C
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升高温度会加快反应速率,原因是增加了活化分子的有效碰撞次数 ④增大反应物浓度会加快反应速率的原因是单位体积内有效碰撞的次数增多 ⑤使用催化剂能提高反应效率,原因是提高了分子的能量,使有效碰撞频率增大 ⑥化学反应实质是活化分子有合适取向时的有效碰撞
A.①②⑤B.③④⑥C.③④⑤⑥D.②③④
答案 B
3.NO和CO都是汽车尾气中的有害物质,它们能缓慢地起反应,生成N2和CO2。对此反应的下列叙述中正确的是()
A.使用催化剂能加快反应的速率
B.使一种反应物过量能提高反应的速率
C.改变压强对反应速率没有影响
D.降低温度能加快反应速率
答案 A
解析 本题中B不正确,因为一种反应物过量并不一定是反应物浓度增加,一种反应物过量只能使另一种反应物转化率提高,不涉及反应的速率问题;C也不正确,对气体来说,改变压强必然影响速率;D也不正确,降低温度只能降低反应速率。
4.已知反应:N2+O22NO在密闭容器中进行,下列条件能加快反应速率的是()
A.增大体积
B.体积不变,充入N2,使压强增大
C.体积不变,充入He,使气体压强增大
D.保持总压强不变,充入气体Ne
答案 B
解析 增大体积,浓度减小,反应速率减慢,A不符合;体积不变,充入N2时,可使c(N2)增大,反应速率增大,B符合;充入He后,由于体积不变,各物质的浓度不变,故对反应速率没有影响,C不符合题意;而在压强不变时,充入Ne,若要使总压强不变,则气体体积将变大,各物质的浓度将变小,故反应速率减小。
练方法技巧
5.2SO2(g)+O2(g)2SO3(g)是制备硫酸的重要反应。下列叙述正确的是()
A.催化剂V2O5不改变该反应的逆反应速率
B.增大反应体系的压强,反应速率一定增大
C.该反应是放热反应,降低温度将缩短反应达到平衡的时间
D.在t1、t2时刻,SO3(g)的浓度分别是c1、c2,则时间间隔t1~t2内,SO3(g)生成的平均速率为v=c2-c1t2-t1
答案 D
解析 A项,催化剂能同等程度地改变正、逆反应速率,A项错误;B项,在恒容的条件下,通入惰性气体,压强增大,但各物质的浓度不变,反应速率不变,故B项错误;C项,降低温度,反应速率也降低,反应达到平衡的时间会延长,故C项错误;根据反应速率的计算公式可知D项正确。
6.某探究小组利用丙酮的溴代反应(CH3COCH3+Br2――→HClCH3COCH2Br+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/molL-1溴颜色消失所需时间t/s
CH3COCH3HClBr2
①0.800.200.0010290
②1.600.200.0010145
③0.800.400.0010145
④0.800.200.0020580
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
答案 D
解析 A项,由实验①和②对比可知增大c(CH3COCH3),反应时间变短,v(Br2)增大;B项,实验②和③反应时间相同,起始Br2浓度相同,则v(Br2)相等;C项,比较实验①和③可知,增大c(HCl)时,反应时间缩短,v(Br2)增大;D项,比较实验①和④可知,增大c(Br2)时,v(Br2)减小,故选D。
7.氯酸钾和亚硫酸氢钠发生氧化还原反应生成Cl(-1价)和S(+6价)的速率v(纵坐标)与反应时间t(横坐标)的关系如图所示,已知该反应速率随着溶液中c(H+)的增大而加快。
(1)反应开始时反应速率加快的原因是________________________________________;
(2)反应后期反应速率减慢的原因是__________________________________________。
答案 (1)2KClO3+6NaHSO3===3Na2SO4+2KCl+3H2SO4,溶液中c(H+)增大
(2)ClO-3和HSO-3浓度减小
解析 该反应的实质为:ClO-3+3HSO-3===Cl-+3SO2-4+3H+
由题意知,反应随溶液中c(H+)的增大而加快,一开始c(H+)很小,速率很小,但随反应进行,c(H+)增大,反应速率增大,但到一定程度后,c(ClO-3)、c(HSO-3)减小,此时反应物的浓度起主要作用,反应速率减小。
练综合拓展
8.用如图所示装置进行如下实验:
(1)在检查装置的气密性后,向试管a中加入10mL6molL-1的稀HNO3和1g铜片,立即用带有导管的橡皮塞塞紧试管口。请写出在试管a中有可能发生的所有反应的化学方程式:________________________________________________________________________
__________________________________。
(2)在实验过程中常常反应开始时速率缓慢,随后逐渐加快,这是由于________________________________________________________________________
________________________________________________________________________,当反应进行一段时间后速率又逐渐减慢,原因是___________________________________
________________________________________________________________________。
(3)欲较快地制得NO,可采取的措施是________(填写字母序号)。
A.加热B.使用铜粉
C.稀释HNO3D.增大硝酸的浓度
答案 (1)3Cu+8HNO3(稀)===3Cu(NO3)2+2NO↑+4H2O,2NO+O2===2NO2
(2)开始时速率缓慢,后随反应进行,反应放热,溶液温度升高是影响化学反应速率的主要因素,故反应速率加快 反应一段时间后HNO3的浓度降低是影响化学反应速率的主要因素,故反应速率又逐渐减小
(3)AB
解析 反应开始时溶液温度较低,故反应速率较慢,该反应为放热反应,随着反应的进行,溶液的温度逐渐升高,反应速率加快;反应一段时间后,HNO3因消耗而浓度减小,HNO3的浓度成为影响反应速率的主要因素,故反应速率又逐渐减慢。加热和增加固体的接触面积都能加快反应速率;稀释HNO3,速率减小;Cu与浓HNO3反应得到的气体是NO2。
文章来源:http://m.jab88.com/j/32203.html
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