第一單元化學(xué)反應(yīng)速率第1課時(shí)化學(xué)反應(yīng)速率的表示方法目標(biāo)與素養(yǎng)：1.了解化學(xué)反應(yīng)速率的概念，會(huì)定量表示化學(xué)反應(yīng)速率。(宏觀辨識(shí)與微觀探析)2.掌握化學(xué)反應(yīng)速率的簡(jiǎn)單計(jì)算，提高速率概念的理解能力。(宏觀辨識(shí)與微觀探析)3.學(xué)會(huì)化學(xué)反應(yīng)速率的測(cè)定方法，會(huì)比較化學(xué)反應(yīng)速率的快慢。(科學(xué)探究與創(chuàng)新意識(shí))1化學(xué)反應(yīng)速率的概念與表示方法微點(diǎn)撥：(1)化學(xué)反應(yīng)速率是通過物質(zhì)的量濃度的變化來計(jì)算的，而不是通過物質(zhì)的量的變化計(jì)算，應(yīng)注意c。(2)因濃度的變化取其絕對(duì)值，故化學(xué)反應(yīng)速率是正值。2化學(xué)反應(yīng)速率的測(cè)定(1)測(cè)定的原理利用化學(xué)反應(yīng)中與任何一種化學(xué)物質(zhì)的濃度(或量)相關(guān)的性質(zhì)進(jìn)行測(cè)定。(2)測(cè)定方法根據(jù)顏色變化在溶液中，當(dāng)反應(yīng)物或生成物本身有較明顯的顏色時(shí)，可利用顏色深淺和顯色物質(zhì)濃度間的正比關(guān)系來跟蹤反應(yīng)的過程和測(cè)量反應(yīng)速率。根據(jù)釋放出氣體的體積安裝如圖所示裝置，在錐形瓶?jī)?nèi)放入5 g大理石，分液漏斗內(nèi)加入20 mL 1 mol·L1鹽酸，每隔10 s觀測(cè)注射器中氣體體積，以mL·s1為反應(yīng)速率的單位，計(jì)算反應(yīng)速率。微點(diǎn)撥：檢驗(yàn)上面裝置氣密性的方法為：關(guān)閉分液漏斗活塞，用手(或熱毛巾)捂住錐形瓶，注射器活塞向外移動(dòng)，松開手后，活塞回到原處則說明裝置氣密性良好。1判斷正誤(正確的打“”，錯(cuò)誤的打“×”)。(1)化學(xué)反應(yīng)速率通常用單位時(shí)間內(nèi)反應(yīng)物或生成物的質(zhì)量變化來表示。()(2)對(duì)于化學(xué)反應(yīng)，反應(yīng)速率越大，反應(yīng)現(xiàn)象越明顯。()(3)化學(xué)反應(yīng)速率為0.8 mol·L1·s1是指1 s時(shí)某物質(zhì)的濃度為0.8 mol·L1。()(4)在化學(xué)反應(yīng)過程中，反應(yīng)物的濃度逐漸變小，所以用反應(yīng)物表示的化學(xué)反應(yīng)速率為負(fù)值。()答案：(1)×(2)×(3)×(4)×2反應(yīng)3X(g)Y(g)Z(g)2W(g)在2 L密閉容器中進(jìn)行，5 min后Y減少了0.1 mol，則此反應(yīng)的平均速率為 ()Av(X)0.03 mol·L1·min1Bv(Y)0.02 mol·L1·min1Cv(Z)0.10 mol·L1·min1Dv(W)0.20 mol·L1·min1Av(Y)0.01 mol·L1·min1，v(X)0.03 mol·L1·min1，v(Z)0.01 mol·L1·min1，v(W)0.02 mol·L1·min1。3用如圖裝置來測(cè)量鋅與2 mol·L1硫酸的反應(yīng)速率，A中盛放_(tái)，B中盛放_(tái)，在做實(shí)驗(yàn)時(shí)還需要的測(cè)量?jī)x器為_，需要讀取的數(shù)據(jù)是_和_。答案：2 mol·L1硫酸鋅粒秒表時(shí)間注射器活塞移動(dòng)的距離正確理解化學(xué)反應(yīng)速率1無論是用某一反應(yīng)物表示還是用某一生成物表示，由于c是取濃度變化的絕對(duì)值，因此，化學(xué)反應(yīng)速率都取正值。2化學(xué)反應(yīng)速率可用反應(yīng)體系中反應(yīng)物或生成物濃度的變化來表示，一般是以最容易測(cè)定的一種物質(zhì)表示，書寫時(shí)應(yīng)標(biāo)明是什么物質(zhì)的反應(yīng)速率。3在一定溫度下，固體和純液體物質(zhì)，其單位體積里的物質(zhì)的量保持不變，即物質(zhì)的量濃度為常數(shù)，因此它們的化學(xué)反應(yīng)速率也被視為常數(shù)。由此可知，現(xiàn)在采用的表示化學(xué)反應(yīng)速率的方法還有一定的局限性。4在同一反應(yīng)中，用不同的物質(zhì)表示同一時(shí)間內(nèi)的反應(yīng)速率時(shí)，其數(shù)值可能不同，但這些數(shù)值所表達(dá)的意義是相同的即都是表示同一反應(yīng)的速率。各物質(zhì)表示的反應(yīng)速率的數(shù)值有相互關(guān)系，彼此可以根據(jù)化學(xué)方程式中的各化學(xué)計(jì)量數(shù)進(jìn)行換算。5一般來說在反應(yīng)過程中都不是等速進(jìn)行的，因此某一時(shí)間內(nèi)的反應(yīng)速率實(shí)際上是這一段時(shí)間內(nèi)的平均速率?！纠?】將4 mol A和2 mol B在2 L的密閉容器中混合，并在一定條件下發(fā)生如下反應(yīng)：2A(s)B(g)2C(g)，反應(yīng)2 s后測(cè)得C的濃度為0.6 mol·L1。下列說法正確的是()A用物質(zhì)A表示2 s內(nèi)的平均反應(yīng)速率為0.3 mol·L1·s1B用物質(zhì)B表示2 s內(nèi)的平均反應(yīng)速率為0.6 mol·L1·s1C2 s時(shí)v(C)0.3 mol·L1·s1D2 s時(shí)物質(zhì)B的濃度為0.7 mol·L1D不能用固體物質(zhì)表示化學(xué)反應(yīng)速率，A錯(cuò)誤；化學(xué)反應(yīng)速率是平均值不是瞬時(shí)值，C錯(cuò)誤；據(jù)題目條件知v(C)0.6 mol·L1÷2 s0.3 mol·L1·s1，則v(B)0.3 mol·L1·s1÷20.15 mol·L1·s1，則2 s時(shí)物質(zhì)B的濃度為2 mol÷2 L0.6 mol·L1÷20.7 mol·L1，B錯(cuò)誤，D正確。(1)若A是氣體，則用A表示的化學(xué)反應(yīng)速率是多少？(2)若A是氣體，2 s時(shí)物質(zhì)A的濃度為多少？提示：(1)v(A)v(C)0.6 mol·L1÷2 s0.3 mol·L1·s1。(2)2 s時(shí)物質(zhì)A的濃度為4 mol÷2 L0.6 mol·L11.4 mol·L1。1對(duì)于反應(yīng)：CaCO32HCl=CaCl2H2OCO2，下列說法正確的是()A用HCl和CaCl2表示的反應(yīng)速率數(shù)值不同，但所表示的意義相同B不能用CaCO3的濃度變化來表示反應(yīng)速率，但可用水來表示C用H2O和CO2表示的化學(xué)反應(yīng)速率相同D用CaCl2濃度的減小表示其反應(yīng)速率A因?yàn)镃aCO3是固體，H2O為純液體，不能用其濃度的變化來表示化學(xué)反應(yīng)速率；D中CaCl2為生成物，故應(yīng)用其濃度的增加表示反應(yīng)速率；故B、C、D項(xiàng)錯(cuò)誤。化學(xué)反應(yīng)速率的計(jì)算和比較1化學(xué)反應(yīng)速率的計(jì)算(1)進(jìn)行化學(xué)反應(yīng)速率計(jì)算的依據(jù)利用反應(yīng)速率的定義式v求算。利用化學(xué)反應(yīng)中各物質(zhì)的速率之比等于化學(xué)計(jì)量數(shù)之比的規(guī)律求算。(2)進(jìn)行化學(xué)反應(yīng)速率計(jì)算的常用方法三段式寫出有關(guān)反應(yīng)的化學(xué)方程式；找出各物質(zhì)的起始量、轉(zhuǎn)化量、某時(shí)刻量；根據(jù)已知條件列方程計(jì)算。例如，對(duì)于反應(yīng)：mA(g)nB(g)=pC(g)qD(g)。起始時(shí)A的濃度為a mol·L1，B的濃度為b mol·L1。反應(yīng)進(jìn)行至t1 s時(shí)，A消耗了x mol·L1，則反應(yīng)速率可計(jì)算如下：mA(g)nB(g)=pC(g)qD(g) a b 0 0 x ax b 則v(A) mol·(L·s)1，v(B) mol·(L·s)1，v(C) mol·(L·s)1，v(D) mol·(L·s)1。(3)進(jìn)行化學(xué)反應(yīng)速率的計(jì)算時(shí)，需注意以下量的關(guān)系對(duì)反應(yīng)物：c起始c轉(zhuǎn)化c某時(shí)刻。對(duì)生成物：c起始c轉(zhuǎn)化c某時(shí)刻。轉(zhuǎn)化率：×100%。2化學(xué)反應(yīng)速率的大小比較(1)歸一法依據(jù)化學(xué)反應(yīng)速率之比等于化學(xué)計(jì)量數(shù)之比，將同一反應(yīng)中的用不同物質(zhì)表示的反應(yīng)速率，轉(zhuǎn)化成用同一種物質(zhì)表示的反應(yīng)速率，然后直接依據(jù)數(shù)值進(jìn)行比較。例如：對(duì)于反應(yīng)2SO2(g)O2(g)2SO3(g)，如果av(SO2)2 mol·L1·min1，bv(O2)3 mol·L1·min1，cv(SO3)4 mol·L1·min1，比較反應(yīng)速率的大小，可以將三者表示的反應(yīng)速率都轉(zhuǎn)化為O2表示的反應(yīng)速率再作比較。換算得出：a.v(O2)1 mol·L1·min1，c.v(O2)2 mol·L1·min1，則反應(yīng)速率的大小關(guān)系為：b>c>a。(2)比值法用各物質(zhì)的量表示的反應(yīng)速率除以對(duì)應(yīng)各物質(zhì)的化學(xué)計(jì)量數(shù)，然后再對(duì)求出的數(shù)值進(jìn)行大小排序，數(shù)值大的反應(yīng)速率快。例如：對(duì)于反應(yīng)mAnBpCqD，若v(A)/m>v(B)/n，則反應(yīng)速率A>B。特別提醒：比較同一反應(yīng)中不同物質(zhì)的化學(xué)反應(yīng)速率時(shí)，要注意單位是否相同。如果單位不同，要化成相同的單位再進(jìn)行比較?！纠?】已知：反應(yīng)aA(g)bB(g)cC(g)，某溫度下，在2 L的密閉容器中投入一定量的A、B，兩種氣體的物質(zhì)的量濃度隨時(shí)間變化的曲線如圖所示。(1)從反應(yīng)開始到12 s時(shí)，用A表示的反應(yīng)速率為_。(2)經(jīng)測(cè)定前4 s內(nèi)v(C)0.05 mol·L1·s1，則該反應(yīng)的化學(xué)方程式為_。(3)請(qǐng)?jiān)趫D中將生成物C的物質(zhì)的量濃度隨時(shí)間的變化曲線繪制出來。(4)若上述反應(yīng)分別在甲、乙、丙三個(gè)相同的密閉容器中進(jìn)行，經(jīng)同一段時(shí)間后，測(cè)得三個(gè)容器中的反應(yīng)速率分別為甲：v(A)0.3 mol·L1·s1；乙：v(B)0.12 mol·L1·s1；丙：v(C)9.6 mol·L1·min1；則甲、乙、丙三個(gè)容器中反應(yīng)速率由快到慢的順序?yàn)開。解析：(1)從0到12 s，c(A)0.8 mol·L10.2 mol·L10.6 mol·L1，v(A)0.05 mol·L1·s1。(2)前4 s內(nèi)，c(A)0.8 mol·L10.5 mol·L10.3 mol·L1，v(A)0.075 mol·L1·s1；v(A)v(C)ac0.075 mol·L1·s10.05 mol·L1·s132，由圖象知，在12 s時(shí)c(A)c(B)0.6 mol·L10.2 mol·L131ab，則a、b、c三者的比例關(guān)系為312，所以該反應(yīng)的化學(xué)方程式為3A(g)B(g)2C(g)。(3)生成物C的濃度從0開始增加，到12 s時(shí)達(dá)到最大，c(A)c(C)ac32，所以c(C)2×0.4 mol·L1。(4)丙容器中v(C)9.6 mol·L1·min10.16 mol·L1·s1，則甲容器中0.1 mol·L1·s1，乙容器中0.12 mol·L1·s1，丙容器中0.08 mol·L1·s1，故甲、乙、丙三個(gè)容器中反應(yīng)速率由快到慢的順序?yàn)橐?gt;甲>丙。答案：(1)0.05 mol·L1·s1(2)3A(g)B(g)2C(g)(3)(4)乙>甲>丙由圖象推導(dǎo)化學(xué)方程式的易誤點(diǎn)(1)由物質(zhì)的量(或濃度)的變化趨勢(shì)推導(dǎo)反應(yīng)物、生成物。一般認(rèn)為物質(zhì)的量(或濃度)減少的為反應(yīng)物，增加的為生成物。(2)由物質(zhì)的量(或濃度)的變化量之比等于化學(xué)計(jì)量數(shù)之比確定化學(xué)計(jì)量數(shù)。(3)由反應(yīng)是否進(jìn)行到底確定連接符號(hào)為“=”或“”。2在25 時(shí)，2 L的密閉容器中A、B、C三種氣體的初始濃度和2 min末的濃度如下表(該反應(yīng)為可逆反應(yīng))：物質(zhì)ABC初始濃度/mol·L11.02.002 min末濃度/mol·L10.40.21.2請(qǐng)?zhí)顚懴铝锌瞻祝?1)該反應(yīng)方程式可表示為_；反應(yīng)2 min時(shí)，A的轉(zhuǎn)化率為_。(2)從反應(yīng)開始到2 min末，A的平均反應(yīng)速率為_。解析：(1)由表中數(shù)據(jù)可知，A、B為反應(yīng)物，C為生成物。同一反應(yīng)中，物質(zhì)的量濃度變化量之比等于化學(xué)計(jì)量數(shù)之比，則反應(yīng)方程式為A3B2C。反應(yīng)2 min時(shí)，A的轉(zhuǎn)化率為×100%60%。(2)v(A)0.3 mol·(L·min)1。答案：(1)A3B2C60%(2)0.3 mol·(L·min)11反應(yīng)P(g)3Q(g)2R(g)2S(g)，在不同情況下測(cè)得反應(yīng)速率如下，其中反應(yīng)速率最快的是()Av(P)0.15 mol·(L·min)1Bv(Q)0.6 mol·(L·min)1Cv(R)0.1 mol·(L·s)1Dv(S)0.4 mol·(L·min)1C化學(xué)反應(yīng)速率與化學(xué)計(jì)量數(shù)之比越大，反應(yīng)速率越快。A.0.15，B.0.2，C.3，D.0.2，C中比值最大，反應(yīng)速率最快，故選C。2在一密閉容器中充入一定量的N2和H2，經(jīng)測(cè)定反應(yīng)開始后的2 s內(nèi)氫氣的平均反應(yīng)速率：v(H2)0.45 mol·(L·s)1，則2 s末NH3的濃度為 ()A0.50 mol·L1B0.60 mol·L1C0.45 mol·L1D0.55 mol·L1B2 s內(nèi)H2的平均反應(yīng)速率為0.45 mol·(L·s)1，由N23H22NH3，則NH3的平均生成速率為v(H2)0.30 mol·(L·s)1，所以2 s末NH3的濃度為：cv(NH3)·t0.30 mol·(L·s)1×2 s0.60 mol·L1。3對(duì)于反應(yīng)3Cu8HNO3(稀)=3Cu(NO3)22NO4H2O在測(cè)量化學(xué)反應(yīng)速率時(shí)，以下不可以利用的相關(guān)性質(zhì)為()A氣體的體積和體系的壓強(qiáng)B溶液顏色的深淺C固體物質(zhì)的體積DH濃度的變化C由用于化學(xué)反應(yīng)速率測(cè)量的基本性質(zhì)及本反應(yīng)的特征可知選C。4T 時(shí)，在0.5 L的密閉容器中，氣體A與氣體B反應(yīng)生成氣體C，反應(yīng)過程中A、B、C的濃度變化如圖所示。則下列結(jié)論正確的是()A10 s時(shí)反應(yīng)生成了0.2 mol CB該反應(yīng)進(jìn)行到10 s時(shí)，消耗了0.15 mol AC該反應(yīng)的化學(xué)方程式為3AB2CD10 s內(nèi)用B表示的反應(yīng)速率為0.01 mol·L1·s1A10 s時(shí)反應(yīng)生成氣體C的物質(zhì)的量為0.4 mol·L1×0.5 L0.2 mol，消耗A的物質(zhì)的量為(0.5 mol·L10.3 mol·L1)×0.5 L0.1 mol，故A項(xiàng)正確，B項(xiàng)不正確；c(A)c(B)c(C)0.2 mol·L10.6 mol·L10.4 mol·L1132，故化學(xué)方程式為A3B2C，C項(xiàng)不正確；10 s內(nèi)用B表示的反應(yīng)速率為0.06 mol·L1·s1，D項(xiàng)不正確。5兩套如圖所示裝置，各盛有3 g大理石(顆粒大小相同)，分別加入40 mL 1 mol·L1和40 mL 4 mol·L1的鹽酸，比較二者收集100 mL CO2時(shí)所用的時(shí)間。(1)當(dāng)收集到100 mL CO2時(shí)，哪個(gè)實(shí)驗(yàn)所耗時(shí)間較長(zhǎng)？為什么？_(2)活塞外移的情況是_(選填字母序號(hào))。A均勻外移B先快后慢C先慢后快D先慢后快然后又逐漸減慢你選擇的理由是_。解析：(1)稀鹽酸的濃度越大，反應(yīng)速率越快，所以收集100 mL CO2時(shí)1 mol·L1的鹽酸所耗時(shí)間長(zhǎng)。(2)因?yàn)榉磻?yīng)是放熱反應(yīng)，隨溫度的升高，反應(yīng)速率逐漸加快。但隨反應(yīng)的進(jìn)行，氫離子的濃度會(huì)逐漸降低，因此反應(yīng)速率會(huì)再慢慢的降低。答案：(1)1 mol·L1的鹽酸所耗時(shí)間長(zhǎng)，因?yàn)闈舛刃〉姆磻?yīng)速率慢(2)D此反應(yīng)是放熱反應(yīng)，溫度升高，反應(yīng)速率加快；隨著反應(yīng)的進(jìn)行，H濃度不斷減小，反應(yīng)速率減慢