高中化学 第二章 第3节 第1课时 化学反应的进行与化学反应速率导学案 鲁科版选修4-鲁科版高二选修

第三节化学反应速率
第1课时化学反应的进行与化学反应速率
★【课前学案导学】
■精准定位——学习目标导航
1.了解化学反应速率的概念和含义。

2.掌握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.初步了解化学反应速率图像的意义。

■自主梳理—基础知识导航
一、化学反应速率
1.概念：________________________________。

2.意义：描述__________________物理量。

3.计算公式：________________________
单位：m ol·L-1·min-1mol·L-1·s-1
4.应用中应注意的问题：
①它是平均速率
②不能用固体或纯液体表示反应速率（因为它们的浓度是一个常数）
③对于aA + bB = dD + eE有：
v(A)：v(B)：v(D)：v(E)=______________________
④用化学反应速率来比较不同反应进行得快慢或同一反应在不同条件下反应的快慢时，应选择同一物质来比较。

5.对于反应aA + bB = dD + eE，其化学反应速率为：
υ=1
-a
•
△c(A)
△t
=
1
-b
•
△c(B)
△t
=
1
d
•
△c(D)
△t
=
1
e
•
△c(E)
△t
二、反应速率常数k
1.表示_____________________
2.通常反应速率常数越大，反应进行得__________
3.与________无关，但受_____________________等因素的影响
4.反应速率常数有单位。

在不同的速率表达式中，反应速率常数的单位可能不同，单位不同的速率常数没有可比性。

★【课堂探究导学】
■合作探究-名师保驾护航
探究一：化学反应速率的特点
1.在某一个化学反应中无论是用反应物还是用生成物表示化学反应速率，其值均为正值，无负值。

2.化学反应速率表示的均是某一段时间内的化学反应的平均速率，而不是某一时刻的化学反应的瞬时速率。

3.对于固体和纯液体，它们的物质的量浓度视为常数，所以通常不用固体或是纯液体表示化学反应速率。

4.对于任何一个化学反应aA + bB = cC+ dD ，用不同的物质表示的化学反应速率的数值大小可能不同，但表示的含义是一样的，而且不同的物质表示的化学反应速率数值之比等于各物质系数之比，即：v（A）：v（B）：v（C）：v（D）=a：b：c：d。

5.一个确定的化学反应涉及反应物、生成物多种物质，因而定量表示一个化学反应速率时，必须指明是用哪一个反应物或生成物来表示。

6.比较反应的快慢，应取同一参照物进行对比，方法是把不同物质表示的化学反应速率通过
物质系数转化成同一物质的化学反应速率后再进行比较。

『特别提醒』①它是平均速率
②不能用固体或纯液体表示反应速率（因为它们的浓度是一个常数）探究二：化学反应速率的计算
解题方法：
（1）根据化学反应速率的数学表达式：
c n
v
t V t ==
•；
（2）采用“三段式”法，即结合化学方程式找出“起始浓度”、“转化浓度”和“某时刻
浓度”三者之间的关系，进而结合
c
v
t
=进行计算；
（3）根据化学方程式的系数进行换算。

『特别提醒』（1）在应用
c
v
t
=进行计算时，一定要看清楚该反应体系的体积是否变化；
若是反应体系的体积不变的化学反应，则可应用计算；若是反应体系的体积变化的化学反应，则不能应用此式进行计算。

（2）在比较化学反应速率时还可以用比较比值法：先求出不同的物质表示的速率，用各种物质表示的速率除以化学方程式中各自的系数，然后比较大小，其比值大者反应速率大。

■典例剖析-名师释疑助航
例1.1830年，法国化学品制造商库尔曼就提出，氨能跟氧气在铂催化下反应生成硝酸和水，其中第一步反应为：４NH3＋５O2＝４NO＋６H2O，若反应速率分别用v(NH3)、v(O2)、v(H2O)[mol •L－1•min－1]表示，则正确的关系是（D）
A.４v(NH3)/5＝v(O2)
B.5v(O2)/6＝v(H2O)
C.2v(NH3)/3＝v(H2O)
D.4v(O2)/5＝v(NO)
『答案』D
『解析』本题根据各物质的反应速率之比等于它们的系数比，所以简单的判断就是该物质的系数与本身的系数成反比的，而不是相乘。

【变式训练1】N2O5是硝酸的酸酐，某温度下可发生如下反应：2N2O5＝4NO2+O2开始进行时，c(N2O5)＝0.0408 mol•L－1。

经１分钟后，c(N2O5)＝0.030 mol•L－1。

则该反应的速率为（）A.v(N2O5)＝1.8⨯10－4 mol•L－1•s－1 B.v(N2O5)＝1.08⨯10－2 mol•L－1•s－1
C.v(NO2)＝1.8⨯10－4 mol•L－1•s－1
D.v(O2)＝1.8⨯10－4 mol•L－1•s－1
【例2】对于反应A2+3B 22AB3以下表示的反应速率中，速率最大的是（）
A.v(A2)＝0.4 mol•L－1•min－1
B.v(B2)＝0.8 mol•L－1•min－1
C.v(AB3)＝0.6 mol•L－1•min－1
D.v(A2)＝0.01mol•L－1•s－1
『答案』D
『解析』处理的时候，应该将四个选项转化成同一种物质，而且单位也要化成一样，所以B
选项可以化为v(A2)＝
-1?1
0.8 mol L min
3
•
，C选项可以化为v(A２)＝
-1-1
0.6 mol L min
2
•
，D
选项可以化为v(A２)＝
1
1min
L
mol
6.0-
-•
•
【变式训练2】在下列过程中，需要加快化学反应速率的是（）
A.钢的腐蚀
B.食物腐烂
C.工业炼钢
D.塑料老化
【例3】把下列四种X溶液分别加入四个盛有10 mL 2mol/L盐酸的烧杯中，均加水稀释到50mL，此时X与盐酸缓和地进行反应。

其中反应速率最大的是（）
A.20 mL 3 mol/L的X溶液
B.20 mL ２mol/L的X溶液
C.10 mL 4 mol/L的X溶液
D.10 mL 2 mol/L的X溶液
『答案』A
『解析』本题就是求出稀释后的浓度，然后依据浓度越大反应越快，一些学生可能直接比较每个选项中X溶液浓度的大小，从而导致错误。

而应该先求出物质的量然后再除以体积50 mL 即可得到各自稀释后的浓度。

【变式训练3】反应2SO2+O22SO3经一段时间后，SO3的浓度增加了0.4 mol/L，在这段时间内用O2表示的反应速率为0.04 mol/(L•s)，则这段时间为（）
A.0.1 s
B.2.5 s
C.5s
D.10s
变式训练解析及答案
【变式训练1】
答案：A
解析：本题的关键点就是单位的转化以及抓住各物质的反应速率之比等于它们的系数比，首先v(N2O5)＝0.0408 mol•L－1/60s＝1.8⨯10－4 mol•L－1•s－1，故A正确，如果用NO2
和O2来表达的话应该为v(NO2)＝2 v(N2O5)，v(O2)＝2
1
v(N2O5)。

【变式训练2】
答案：C
解析：本题很简单，主要通过生活常识判断哪些对我们更有利。

【变式训练3】
答案：C
解析：由O2表示的反应速率为0.04 mol/(L•s)，可求出v(SO3)＝２v(O2)＝0.08mol/(L•s)，
所以t＝
)S
L
/(
mol
08
.0
L
/
mol
4.0
•
＝５s。

■备选例题
1. 将a g块状碳酸钙跟足量盐酸反应，反应物损失的质量随时间的变化曲线如图的实线所示，在相同的条件下，将b g(a>b)粉末碳酸钙与同浓度盐酸反应，则相应的曲线（图中虚线所示）正确的是（）
答案：C
解析：盐酸为足量，所以碳酸钙越多，损失的质量必然也越大，a>b，故实线应该比虚线高，但对于粉末状和块状来说的话，粉末状具有更大的表面积，接触更充分，反应应该快，所以，虚线达到平衡所需要的时间比实线短。

2．在日常生活中，人们有意无意地控制着某些化学反应的速率，请从加快和减慢反应速率两个方向各举两例（侧重从影响化学反应速率的条件分析）。

答案：略
解析：加快反应速率的；高压锅蒸煮食物、燃烧煤时将煤块粉碎为煤粉。

减慢反应速率的：食物放入冰箱中减缓食物变质、钢铁表面涂上油防止生锈。

■常用教学素材
活化能
化学反应速率知识是学习化学平衡的基础，学生掌握了化学反应速率知识后，能更好的理解外界条件的改变对化学平衡的影响。

为什么改变反应物的浓度或改变反应物的温度时，就会改变反应的速率呢？化学反应的过程，是反应物分子中化学键断裂，生成物分子中化学键的形成的过程。

因此反应物的分子必须互相碰撞，才有可能使化学键断裂而发生化学反应。

在一定温度下，反应物的分子具有一定的平均能量，有的分子的能量比平均能量高，有的比平均能量低，对某一反应而言，必须具有比平均能量高的分子发生碰撞时才能使化学键断裂而发生化学反应，这种能发生化学反应的碰撞叫做有效碰撞，这种分子叫做活化分子。

在其它条件下不变时，对某一反应而言，反应物分子中活化分子的百分数是一定的。

因此，活化分子的浓度与反应物的浓度成正比。

当反应物浓度增大时，活化分子的浓度也增大，即单位体积内活化分子为数增多，因此单位时间内的有效碰撞次数相应增多，反应速率增大。

在浓度一定时，升高温度，反应物的分子的能量增加，必然有一部分原来能量较低的分子变成了活化分子，从而增加了反应物分子中活化分子的百分数，有效碰撞次数增多了，因而增大了反应的速率。