化学选修四同步 精品导学案：第1节化学反应速率 Word版

第一节化学反应速率【今日目标】1.了解化学反应速率的定义。

2．掌握有关化学反应速率的计算。

3．了解实验测定化学反应速率的方法。

【学习过程】 一、化学反应速率化学反应速率表示方法：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。

表达式：v ＝ΔcΔt单位：常用mol/(L·s)或mol/(L·min)举例：对任意一个反应，用符号来代替具体的化学物质， 反应方程式表示为mA ＋nB===pY ＋qZ 。

用不同物质表示的化学反应速率分别为： v(A)＝Δc(A)Δt ；v(B)＝Δc(B)Δt ；v(Z)＝Δc(Z)Δt ；【思考】1． 同一化学反应，用不同物质表示其反应速率时，数值相同吗？【提示】 不一定，若化学计量数相同，则反应速率相同，否则，不相同。

2、①对反应CaCO 3＋2HCl===CaCl 2＋H 2O ＋CO 2↑能否用CaCO 3来表示化学反应速率？【提示】 不能用固体或纯液体表示化学反应速率。

②化学反应速率是某一时刻的速率吗？【提示】 不是，是平均反应速率。

③同一反应中用不同物质表示反应速率时，其数值有什么关系？【提示】 其数值与化学计量数成正比。

【总结】1．一个确定的化学反应涉及反应物和生成物，在化学里，通常笼统地说化学反应速率快慢时，往往是对整个化学反应而言， 例如，H 2＋F 2===2HF 反应很快、CH 3COOH ＋CH 3CH 2OH===CH 3COOCH 2CH 3＋H 2O 反应很慢等； 定量地表示化学反应速率时，是对某种具体物质而言的，例如在N 2＋3H 22NH 3中v(N 2)＝5 mol·(L·min)－1等。

故描述反应速率时应指明具体物质。

2．一般来说，化学反应速率随反应的进行而逐渐减慢。

因此，某一段时间内的反应速率，实际上是一段时间内的平均速率，而不是指瞬时速率。

3．无论是反应物还是生成物，其化学反应速率值都取正值。

4．由于一个化学反应里各物质之间化学计量数不一定相同，所以，在同一个化学反应里，用不同物质表示的化学反应速率不一定相同。

但是，各物质的化学反应速率之比等于它们的化学计量数之比。

5．固体或纯液体(注意：不是溶液)的物质的量浓度可视为不变的常数， 因此，一般不用固体或纯液体表示化学反应速率。

例如：2Na ＋2H 2O===2NaOH ＋H 2↑，则一般不用钠或水表示化学反应速率。

例1、反应4A(g)＋3B(g)==2C(g)＋D(g)，经2 min ，B 的浓度减少6 mol·L －1。

对此反应速率的表示，正确的是( )①用A 表示的反应速率是4 mol·L －1·min －1②分别用B 、C 、D 表示的反应速率其比值为3∶2∶1③在2 min 末的反应速率，用B 表示是3 mol·L －1·min －1④在这2 min 内用B 表示的反应速率的值是逐渐减小的，用C 表示的反应速率的值是逐渐增大的A ．①②B ．③C ．①D ．②④【解析】 本题考查对反应速率定义的理解。

①根据化学计量数知，A 的浓度减少8 mol/L ，故v(A)＝4 mol/(L·min)。

②B 、C 、D 的化学计量数之比为3∶2∶1，故其反应速率之比为3∶2∶1。

③中是2 min 内的平均反应速率，而不是瞬时速率。

④用B 表示的反应速率逐渐减小，用C 表示的值也逐渐减少。

【答案】 A例2、以下关于化学反应速率的论述中正确的是( ) A ．化学反应速率可用某时刻生成物的物质的量来表示B ．在同一反应中，用反应物或生成物表示的化学反应速率数值是相同的C ．化学反应速率是指反应进行的时间内，反应物浓度的减小或生成物浓度的增加D ．可用单位时间内氢离子物质的量浓度的变化来表示NaOH 和H2SO4反应的速率【解析】 化学反应速率是用单位时间内反应物或生成物浓度的改变量来描述的，用不同物质表示时，数值可能不同，所以A 、B 、C 都不正确。

【答案】 D二、化学反应速率的计算及比较 【问题导思】 ① 已知A ＋2B C 中，若知道A 的反应速率，能否确定其他物质的反应速率？【提示】 能。

根据速率之比等于化学方程式中计量数之比来求算。

② 比较化学反应速率大小时要注意哪些问题？【总结】1．化学反应速率的计算(1)利用化学反应速率的表达式：v ＝ΔcΔt(2)同一化学反应，用不同物质的浓度变化表示的化学反应速率之比等于反应方程式中相应的物质的化学计量数之比，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 ＝Δn(A)∶Δn(B)∶Δn(C)∶Δn(D) ＝Δc(A)∶Δc(B)∶Δc(C)∶Δc(D)(3)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找出各物质的起始浓度、转化浓度、某时刻浓度。

③根据已知条件列方程计算。

例如：反应 mA ＋nB pC 起始浓度(mol/L) a b c转化浓度(mol/L)xnxmpxm某时刻浓度(mol/L) a－x b－nxm c＋pxm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转化率：c转化c起始×100%2．化学反应速率的比较(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)＝1 mol/(L·s)与v(H2)＝3 mol/(L·min)不能只看数值大小，应该先换算单位统一后，再进行比较。

(2)用不同物质的反应速率比较反应进行快慢时，除要保证单位一致外，还要根据反应速率之比等于化学计量数之比进行换算后再比较。

例如，反应aA＋bB cC，要比较两种不同情况下的v(A)与v(B)的相对大小，即比较v Aa与v Bb，若v Aa>v Bb，则第一种情况下A的反应速率较大。

例3、一定温度下，在2 L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。

下列描述正确的是()A．反应开始到10 s时，用Z表示的反应速率为158 mol·(L·s)－1B．反应开始到10 s时，X的物质的量浓度减少了79 mol·L－1C．反应开始到10 s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)【解析】由图可知，由0～10 s，n(X)由1.20 mol减少到41 mol，n(Y)由1.00 mol减少到21 mol，n(Z)由0增加到1.58 mol，故v(Z)＝1.58 mol2 L10 s＝079 mol·L－1·s－1，A项错；反应开始到10 s时，X的物质的量浓度减少1.20－0.412＝395(mol·L－1)，B项错；c(Y)＝1.00 mol－0.21 mol1.00 mol×100%＝79.0%，C项正确；相同时间内X、Y、Z的物质的量的变化值之比为79 mol∶79 mol∶1.58 mol ＝1∶1∶2，故反应的化学方程式为：X(g)＋Y(g)2Z(g)，D项错。

【答案】 C利用图像进行化学反应速率计算的方法(1)由图像中各量的变化找出反应物、生成物。

(2)看准图像坐标表示的含义，根据某一时段各物质的变化，找出相应的变化量(Δc 、Δn 等)，求反应速率。

(3)根据化学反应速率之比等化学计量数之比，确定相应的化学方程式。

例4、将4 mol A 气体和2 mol B 气体在2 L 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2 s 后测得C 的浓度为6 mol/L ，现有下列几种说法： ①用物质A 表示反应的平均速率为3 mol/(L·s) ②用物质B 表示反应的平均速率为6 mol/(L·s) ③2 s 时物质A 的转化率为70%④2 s 时物质B 的浓度为7 mol·L －1。

其中正确的是( ) A ．①③ B ．①④ C ．②③ D ．③④【解析】 解题时先利用所给条件列出“三段式”： 2A(g)＋B(g)2C(g) 起始浓度/mol·L －1 2 1 0 2s 内变化浓度/mol·L －1 6 3 6 2 s 时浓度/mol·L －1 1.4 7 6 ①依据反应的平均速率的定义可知 v (A)＝2 mol·L －1－1.4 mol·L －12 s ＝3 mol/(L·s)；②同理可知：v (B)＝15 mol/(L·s)；③A 的转化率＝2 mol·L －1－1.4 mol·L －12 mol·L －1×100%＝30%； ④2 s 时B 的浓度为7 mol·L －1，检查选项，只有①④正确，即B 项正确。

【答案】 B三、化学反应速率的测定 1.测定原理利用化学反应中与某一种化学物质的浓度(或质量)相关的性质进行测定。

2．测定方法(1)利用能够直接观察的某些性质测定如通过测量释放出一定体积的气体的时间来测定反应速率，或测定一定时间内气体压强的变化来测定反应速率。

(2)利用科学仪器测量物质的性质如在溶液中，当反应物或产物本身有较明显的颜色时，可利用颜色深浅和显色物质浓度间的正比关系来跟踪反应的过程和测量反应速率。

【思考】已知2 g 锌粒(假设颗粒大小基本相同)分别与40 mL 1 mol/L 和40 mL 4 mol/L H 2SO 4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？【提示】 (1)测定收集一定体积的H 2时所用的时间。

(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。

【课堂练习及解析】1．下面有关化学反应速率的说法中正确的是( )A ．对任何化学反应来说，反应速率越大，反应现象就越明显B ．化学反应速率通常用单位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来表示C ．若某化学反应的反应速率为5 mol·L －1·s －1就是指在该时间内反应物和生成物的浓度变化平均每秒为5 mol·L －1D ．化学反应速率是用来衡量化学反应进行快慢的尺度【解析】 不是所有化学反应都有明显的现象，A 错误；不是所有的物质都可以用来表示反应速率，固体和纯液体一般不用来表示反应速率，因为固体和纯液体的浓度不发生变化，视为常数，B 错；该时间内反应物和生成物的浓度变化平均每秒都为5 mol·L －1，C 说法错误，反应速率应该指单位时间内反应物和生成物的浓度变化；D 正确。