PAGEPAGE1第一節(jié)化學(xué)反應(yīng)速率目標(biāo)與素養(yǎng)：1.了解化學(xué)反應(yīng)速率及表示方法，駕馭反應(yīng)速率的有關(guān)計(jì)算。(宏觀辨識(shí)與模型認(rèn)知)2.了解化學(xué)反應(yīng)速率的測(cè)定方法。(科學(xué)探究與創(chuàng)新意識(shí))一、化學(xué)反應(yīng)速率1．含義：定量描述化學(xué)反應(yīng)快慢程度的物理量。2．表示方法：用單位時(shí)間內(nèi)反應(yīng)物濃度的削減或生成物濃度的增加來表示。3．表達(dá)式：v(A)＝eq\f(Δc,Δt)。4．單位：常用mol·L－1·min－1或mol·L－1·s－1等。5．對(duì)隨意一個(gè)反應(yīng)，用符號(hào)來代替詳細(xì)的化學(xué)物質(zhì)，反應(yīng)方程式表示為mA＋nB=pY＋qZ(1)用不同物質(zhì)表示的反應(yīng)速率分別為v(A)＝eq\f(ΔcA,Δt)，v(B)＝eq\f(ΔcB,Δt)，v(Y)＝eq\f(ΔcY,Δt)，v(Z)＝eq\f(ΔcZ,Δt)。(2)化學(xué)反應(yīng)中各物質(zhì)的化學(xué)反應(yīng)速率之比等于化學(xué)計(jì)量數(shù)之比。即v(A)∶v(B)∶v(Y)∶v(Z)＝m∶n∶p∶q或eq\f(1,m)v(A)＝eq\f(1,n)v(B)＝eq\f(1,p)v(Y)＝eq\f(1,q)v(Z)。微點(diǎn)撥：①計(jì)算出的反應(yīng)速率為平均速率。②固體或純液體的濃度為常數(shù)，不能用固體或純液體表示反應(yīng)速率。二、化學(xué)反應(yīng)速率的測(cè)定1．測(cè)定方法：測(cè)量反應(yīng)速率時(shí)，任何一種與化學(xué)物質(zhì)的濃度或質(zhì)量相關(guān)的性質(zhì)均可利用，如氣體體積、體系壓強(qiáng)、顏色深淺、光的汲取、光的放射、導(dǎo)電實(shí)力等。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)，人們常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。2．依據(jù)釋放出氣體的體積安裝如圖所示的兩套裝置A、B(鋅粒大小相同)，通過分液漏斗分別加入40mL1mol·L－1和40mL4mol·L－1的硫酸后都馬上產(chǎn)生氣泡，我們可以依據(jù)①產(chǎn)生10mL的氫氣所須要的時(shí)間，②1分鐘收集H2的體積來推斷A、B兩套裝置的反應(yīng)速率大小。1．推斷正誤(正確的打“√”，錯(cuò)誤的打“×”)(1)化學(xué)反應(yīng)速率既有正值，又有負(fù)值。()(2)測(cè)定某化學(xué)反應(yīng)從起先到2秒末的反應(yīng)速率，指的是2秒末的瞬時(shí)速率。()(3)對(duì)于同一化學(xué)反應(yīng)，選用不同的物質(zhì)表示化學(xué)反應(yīng)速率時(shí)，其數(shù)值肯定不同。()(4)對(duì)C(s)＋H2O(g)=CO(g)＋H2(g)反應(yīng)，可以用C或H2O(g)濃度改變表示反應(yīng)速率。()[答案](1)×(2)×(3)×(4)×2．在2L密閉容器內(nèi)，某氣體反應(yīng)物在2s內(nèi)由8mol變?yōu)?.2mol，則用該氣體表示該反應(yīng)的平均反應(yīng)速率為()A．0.4mol·L－1·s－1 B．0.3mol·L－1·s－1C．0.2mol·L－1·s－1 D．0.1mol·L－1·s－1C[v＝eq\f(8－7.2mol,2L×2s)＝0.2mol·L－1·s－1。]3．設(shè)計(jì)試驗(yàn)測(cè)定鋅與硫酸反應(yīng)的速率，按下列試驗(yàn)步驟完成試驗(yàn)：①按圖示安裝裝置，加入鋅粒，然后快速加入40mL1mol/L的硫酸溶液，測(cè)量收集10mLH2所用的時(shí)間。②按圖示再安裝一套裝置，加入與前一套裝置相同的鋅粒，然后再快速加入40mL4mol/L的硫酸溶液，測(cè)量收集10mLH2所用的時(shí)間?；卮鹣铝袉栴}：(1)試驗(yàn)所用儀器有：錐形瓶、雙孔塞、分液漏斗、直角導(dǎo)氣管、50mL注射器、鐵架臺(tái)、________。(2)視察到的現(xiàn)象是：____________________________________；收集10mL氣體②所用時(shí)間比①所用時(shí)間________。(3)所能得出的試驗(yàn)結(jié)論是：___________________________________________________________________________________。[答案](1)秒表(2)鋅與硫酸反應(yīng)有氣泡產(chǎn)生短(3)4mol/L硫酸與鋅反應(yīng)比1mol/L的硫酸與鋅反應(yīng)快化學(xué)反應(yīng)速率的有關(guān)計(jì)算與推斷1．化學(xué)反應(yīng)速率的基本計(jì)算(1)利用基本公式：v＝eq\f(Δc,Δt)＝eq\f(Δn,V·Δt)。(2)利用速率之比＝化學(xué)計(jì)量數(shù)之比＝各物質(zhì)濃度的改變量(Δc)之比＝各物質(zhì)物質(zhì)的量的改變量(Δn)之比。2．化學(xué)反應(yīng)速率的理解應(yīng)留意的問題(1)誤認(rèn)為對(duì)于在不同條件下進(jìn)行的同一反應(yīng)，同一反應(yīng)物或生成物的物質(zhì)的量的改變量大，反應(yīng)速率就肯定快?；瘜W(xué)反應(yīng)速率是用單位時(shí)間內(nèi)濃度的改變量來表示的，物質(zhì)的量的改變量大，單位時(shí)間內(nèi)濃度的改變量不肯定大。(2)誤認(rèn)為用不同的物質(zhì)表示化學(xué)反應(yīng)速率意義不同。在同一個(gè)化學(xué)反應(yīng)里，雖然用不同物質(zhì)表示的化學(xué)反應(yīng)速率數(shù)值不肯定相同，但是它們的實(shí)際意義完全相同，即一種物質(zhì)的化學(xué)反應(yīng)速率也就代表了整個(gè)化學(xué)反應(yīng)的化學(xué)反應(yīng)速率。(3)固體或純液體的濃度記為常數(shù)，Δc＝0，因此不用固體或純液體表示化學(xué)反應(yīng)速率。(4)化學(xué)反應(yīng)速率是一段時(shí)間內(nèi)的平均反應(yīng)速率，而不是瞬時(shí)反應(yīng)速率。模型認(rèn)知：“三段式”法計(jì)算模板例如：反應(yīng)mA＋nBpC起始濃度/(mol/L)abc轉(zhuǎn)化濃度/(mol/L)xeq\f(nx,m)eq\f(px,m)t時(shí)刻濃度/(mol/L)a－xb－eq\f(nx,m)c＋eq\f(px,m))①v(A)＝eq\f(x,Δt)mol/L，v(C)＝eq\f(px,mΔt)mol/L。②α(A)＝eq\f(x,a)×100%。【典例】在4L密閉容器中充入6molA氣體和5molB氣體，在肯定條件下發(fā)生反應(yīng)：3A(g)＋B(g)2C(g)＋xD(g)，5s達(dá)到平衡。達(dá)到平衡時(shí)，生成了2molC，經(jīng)測(cè)定D的濃度為0.5mol/L，下列推斷正確的是()A．x＝1B．B的轉(zhuǎn)化率為20%C．平衡時(shí)A的濃度為1.50mol/LD．B的平均反應(yīng)速率為0.2mol/(L·s)B[平衡時(shí)，n(D)＝0.5mol/L×4L＝2mol。在相同時(shí)間內(nèi)生成C和D的物質(zhì)的量相等，因此x＝2，A錯(cuò)誤；3A(g)＋B(g)2C(g)＋2D(g)起先/mol:6500轉(zhuǎn)化/mol:3122平衡/mol:3422α(B)＝eq\f(1,5)×100%＝20%，B正確；平衡時(shí)，c(A)＝eq\f(3mol,4L)＝0.75mol/L，C錯(cuò)誤；v(B)＝eq\f(ΔcB,Δt)＝eq\f(\f(1mol,4L),5s)＝0.05mol/(L·s)，D錯(cuò)誤。](1)A的轉(zhuǎn)化率為________，v(C)＝________。(2)D的產(chǎn)率為________。[答案](1)50%0.1mol/(L·s)(2)50%1．A與B反應(yīng)生成C，假定反應(yīng)由A、B起先，它們的起始濃度均為1mol·L－1。反應(yīng)進(jìn)行2min后A的濃度為0.8mol·L－1，B的濃度為0.6mol·L－1，C的濃度為0.6mol·L－1。(1)2min內(nèi)反應(yīng)的平均速率為v(A)＝________，v(B)＝________，v(C)＝________。(2)三者數(shù)值之間的關(guān)系是：v(A)＝________v(B)＝________v(C)。(3)該反應(yīng)的化學(xué)方程式為：__________________________________________________________________________________。[解析]Δc(A)＝(1－0.8)mol·L－1＝0.2mol·L－1，Δc(B)＝(1－0.6)mol·L－1＝0.4mol·L－1，Δc(C)＝0.6mol·L－1。故：v(A)＝0.1mol·L－1·min－1，v(B)＝0.2mol·L－1·min－1，v(C)＝0.3mol·L－1·min－1，由以上分析可知v(A)＝eq\f(1,2)v(B)＝eq\f(1,3)v(C)，化學(xué)方程式為：A＋2B=3C。[答案](1)0.1mol·L－1·min－10.2mol·L－1·min－10.3mol·L－1·min－1(2)eq\f(1,2)eq\f(1,3)(3)A＋2B=3C2．反應(yīng)2SO2＋O22SO3經(jīng)一段時(shí)間后，SO3的濃度增加了0.4mol·L－1，在這段時(shí)間內(nèi)用O2表示的反應(yīng)速率為0.04mol·L－1·s－1，則這段時(shí)間為()A．0.1s B．2.5sC．5s D．10sC[因?yàn)镾O3的濃度增加了0.4mol·L－1，所以O(shè)2的濃度必定削減了0.2mol·L－1，Δt＝eq\f(Δc,v)＝eq\f(0.2mol·L－1,0.04mol·L－1·s－1)＝5s。]化學(xué)反應(yīng)快慢的比較對(duì)于同一化學(xué)反應(yīng)速率用不同物質(zhì)表示的數(shù)值可能不同，但比較反應(yīng)速率的大小不能只看數(shù)值的大小，而要進(jìn)行肯定的轉(zhuǎn)化，詳細(xì)比較方法如下：(1)歸一法：將不同物質(zhì)的化學(xué)反應(yīng)速率轉(zhuǎn)化成同一物質(zhì)的化學(xué)反應(yīng)速率。(2)比值法：比較同一物質(zhì)化學(xué)反應(yīng)速率的數(shù)值或分別除以相應(yīng)物質(zhì)的化學(xué)計(jì)量數(shù)之后的數(shù)值。數(shù)值越大，反應(yīng)進(jìn)行得越快。如反應(yīng)：aA＋bB=cC，比較eq\f(vA,a)與eq\f(vB,b)，若eq\f(vA,a)＞eq\f(vB,b)，則A的反應(yīng)速率比B大。留意：看化學(xué)反應(yīng)速率的單位是否統(tǒng)一，不要只比較數(shù)值大小。3．在肯定條件下，對(duì)于A2(g)＋3B2(g)2AB3(g)反應(yīng)來說，以下化學(xué)反應(yīng)速率的表示中，化學(xué)反應(yīng)速率最快的是()A．v(A2)＝0.8mol·L－1·s－1B．v(A2)＝30mol·L－1·min－1C．v(AB3)＝1.0mol·L－1·s－1D．v(B2)＝1.2mol·L－1·s－1A[A項(xiàng)，v(A2)＝0.8mol·L－1·s－1；B項(xiàng)，v(A2)＝0.5mol·L－1·s－1；C項(xiàng)，v(A2)＝eq\f(1,2)v(AB3)＝0.5mol·L－1·s－1；D項(xiàng)，v(A2)＝eq\f(1,3)v(B2)＝0.4mol·L－1·s－1，數(shù)值大的反應(yīng)速率快。]1．下列說法正確的是()A．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)量改變來表示B．用不同物質(zhì)的濃度改變表示同一時(shí)間內(nèi)同一反應(yīng)的速率時(shí)，其數(shù)值之比等于反應(yīng)方程式中對(duì)應(yīng)物質(zhì)的化學(xué)計(jì)量數(shù)之比C．化學(xué)反應(yīng)速率表示化學(xué)反應(yīng)在某時(shí)刻的瞬時(shí)速率D．在反應(yīng)過程中，反應(yīng)物的濃度漸漸變小，所以用反應(yīng)物表示的化學(xué)反應(yīng)速率為負(fù)值B[反應(yīng)速率通常用單位時(shí)間內(nèi)反應(yīng)物或生成物濃度的改變量來表示，A錯(cuò)；化學(xué)反應(yīng)速率為平均速率，C錯(cuò)；化學(xué)反應(yīng)速率均為正值，不出現(xiàn)負(fù)值，因?yàn)棣(改變量)不能為負(fù)，D錯(cuò)。]2．肯定條件下，向2L密閉容器中加入2molN2和10molH2，發(fā)生反應(yīng)：N2＋3H22NH3,2min時(shí)測(cè)得剩余N21mol，下列化學(xué)反應(yīng)速率不正確的是()A．v(N2)＝0.25mol·L－1·min－1B．v(H2)＝0.75mol·L－1·min－1C．v(NH3)＝1mol·L－1·min－1D．v(NH3)＝0.5mol·L－1·min－1C[v(N2)＝eq\f(2－1mol,2L×2min)＝0.25mol·L－1·min－1。因?yàn)関(N2)∶v(H2)∶v(NH3)＝1∶3∶2，故v(H2)＝0.75mol·L－1·min－1，v(NH3)＝0.5mol·L－1·min－1。]3．用純凈的CaCO3與100mL1mol·L－1稀鹽酸反應(yīng)制取CO2。關(guān)于此反應(yīng)，下列說法不正確的是()A．可以用單位時(shí)間內(nèi)CaCO3質(zhì)量的削減表示該反應(yīng)的反應(yīng)速率B．可以用單位時(shí)間內(nèi)生成H2O的量表示該反應(yīng)的反應(yīng)速率C．可以用單位時(shí)間內(nèi)溶液中Ca2＋濃度的增加表示該反應(yīng)的反應(yīng)速率D．可以用單位時(shí)間內(nèi)CaCO3濃度的改變表示該反應(yīng)的反應(yīng)速率D[CaCO3為固體，濃度不改變。]4．在不同條件下，分別測(cè)得反應(yīng)2SO2＋O22SO3的化學(xué)反應(yīng)速率，其中表示該反應(yīng)進(jìn)行得最快的是()A．v(SO2)＝4mol·L－1·min－1B．v(O2)＝3mol·L－1·min－1C．v(SO2)＝0.1mol·L－1·s－1D．v(O2)＝0.1mol·L－1·s－1D[統(tǒng)一單位，C項(xiàng)，v(SO2)＝0.1×60mol·L－1·min－1＝6mol·L－1·min－1，D項(xiàng)，v(O2)＝0.1×60mol·L－1·min－1＝6mol·L－1·min－1。利用比值法：A項(xiàng)，eq\f(vSO2,2)＝2mol·L－1·min－1；B項(xiàng)，eq\f(vO2,1)＝3mol·L－1·min－1；C項(xiàng)，eq\f(vSO2,2)＝3mol·L－1·min－1；D項(xiàng)，eq\f(vO2,1)＝6mol·L－1·min－1。]5．某溫度時(shí)，在容積為3L的密閉容器中，X、Y、