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2019-2020年高中化學(xué) 2.1《化學(xué)反應(yīng)速率》學(xué)案 舊人教版必修2 ◆考綱要求 1．了解化學(xué)反應(yīng)速率的概念及表示方法 2．理解外界條件(溫度、濃度、壓強(qiáng)和催化劑等)對(duì)化學(xué)反應(yīng)速率的影響 ◆教材導(dǎo)讀 一．化學(xué)反應(yīng)速率的概念及表示方法. 1．概念:化學(xué)反應(yīng)速率是用來(lái) . 2．表示方法:化學(xué)反應(yīng)速率通常用 來(lái)表示,數(shù)學(xué)表達(dá)式為 ,式中的表示 的變化,表示 ,則化學(xué)反應(yīng)速率的常用單位為 . 3．有關(guān)濃度變化的計(jì)算 對(duì)于某一反應(yīng)終了時(shí),反應(yīng)物濃度= ,生成物濃度= ,而各物質(zhì)變化量之等于 . 4．注意:(1)表達(dá)式中的分子上是“物質(zhì)的量濃度”的變化量，而不是“物質(zhì)的量”的變化量. (2)化學(xué)反應(yīng)速率表示反應(yīng)進(jìn)行的快慢程度,它實(shí)際指的是一段時(shí)間內(nèi)的 ,而不是瞬時(shí)速率,且均取正值. (3)固體或液體(不是溶液﹗)的濃度可視為不變的常數(shù),因此,一般不用固體或液體表示化學(xué)反應(yīng)速率. (4)用不同物質(zhì)表示的速率的數(shù)值不一定相等,但意義相同.因此表示化學(xué)反應(yīng)速率時(shí),必須注明是用那種物質(zhì)作標(biāo)準(zhǔn)的.不同物質(zhì)的化學(xué)反應(yīng)速率之比等于 . 二．影響化學(xué)反應(yīng)速率的因素 1．內(nèi)因：　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　是反應(yīng)速率的主要決定因素． 2．外因：外界條件在一定范圍內(nèi)影響反應(yīng)速率．如濃度、溫度、壓強(qiáng)、催化劑及其它因素,如光、超聲波、激光、放射線、電磁波、反應(yīng)物顆粒大小、形成原電池等。 （1）溫度：（其它條件不變） 升高溫度不論對(duì)放熱反應(yīng)還是吸熱反應(yīng)，反應(yīng)速率 ．一般每升高10℃,反應(yīng)速率增大到原來(lái)的2－4倍． 注意：溫度對(duì)反應(yīng)速率的影響實(shí)際上是比較復(fù)雜的，有的反應(yīng)隨溫度的升高，反應(yīng)速率不一定加快。例如用酶催化的反應(yīng)，酶只有在適宜的溫度下活性最大，反應(yīng)速率才達(dá)到最大。故在許多工業(yè)生產(chǎn)中溫度的選擇還許考慮催化劑的活性溫度范圍。 （2）濃度：（其它條件不變） 增大反應(yīng)物的濃度，單位體積內(nèi)的　　　　　　　分子數(shù)增加，　　　　　　　　機(jī)會(huì)增多，故反應(yīng)速率　　　　?。粗磻?yīng)速率　　　　?。? （3）壓強(qiáng)：（有氣體物質(zhì)參與，其它條件不變．） 增大壓強(qiáng)，氣體的體積 ，濃度 ，分子間的有效碰撞機(jī)會(huì)　　　，反應(yīng)速率 ．反之 ． （4）．催化劑可以改變正、逆反應(yīng)速率。使用正催化劑，反應(yīng)速率 ，使用負(fù)催化劑，反應(yīng)速率 。 ◆要點(diǎn)解讀 　一．濃度對(duì)反應(yīng)速率的影響 ①固體或純液體濃度視為常數(shù)，它們物質(zhì)的量的變化不會(huì)引起反應(yīng)速率的變化，故不能用它表示反應(yīng)速率．但固體顆粒的大小導(dǎo)致接觸面的大小，故影響反應(yīng)速率． ②濃度對(duì)化學(xué)反應(yīng)速率的影響，并非所有的反應(yīng)都一樣，若隨著濃度的改變，反應(yīng)的本質(zhì)發(fā)生了變化，那么反應(yīng)速率的含義也不同了．如：采取“把稀硫酸改成濃硫酸來(lái)增大用鋅制取氫氣的速率”，是錯(cuò)誤的，因?yàn)楦挠脻饬蛩岷?，反?yīng)不再生成氫氣了。 二．壓強(qiáng)對(duì)反應(yīng)速率的影響 ① 恒容條件，增加與反應(yīng)無(wú)關(guān)的氣體，容器總壓增加，但與反應(yīng)有關(guān)的氣體物質(zhì)各自的分壓不變，各自濃度不變，故反應(yīng)速率不變． ② 恒壓條件，增加與反應(yīng)無(wú)關(guān)的氣體，容器體積增加，對(duì)于反應(yīng)有關(guān)的氣體物質(zhì)相當(dāng)于減壓，故反應(yīng)速率減?。? 總之，有氣體參加的反應(yīng)，壓強(qiáng)的影響，實(shí)質(zhì)上是指容器容積的改變，導(dǎo)致各氣體的濃度同等程度的改變，從而影響反應(yīng)速率． 三．催化劑對(duì)反應(yīng)速率的影響 對(duì)于某些化學(xué)反應(yīng)，使用催化劑可以加快化學(xué)反應(yīng)速率。催化劑雖然在反應(yīng)前后的質(zhì)量和化學(xué)性質(zhì)沒有發(fā)生變化，但它卻參與了化學(xué)變化過程，改變了原來(lái)的反應(yīng)歷程。 需要注意的是： (1)對(duì)于可逆反應(yīng)，催化劑能同等程度地改變正、逆反應(yīng)速率。在一定條件下，正反應(yīng)的優(yōu)良催化劑必定是逆反應(yīng)的優(yōu)良催化劑。 (2)使用催化劑只能改變反應(yīng)途徑，不能改變反應(yīng)的始態(tài)和終態(tài)，故催化劑只能加快反應(yīng)達(dá)到平衡時(shí)的時(shí)間，而不能改變平衡狀態(tài)，反應(yīng)的熱效應(yīng)也和催化劑的存在與否無(wú)關(guān)。 (3)催化劑只能加速熱力學(xué)上認(rèn)為可以實(shí)現(xiàn)的反應(yīng)，對(duì)于熱力學(xué)計(jì)算不能發(fā)生的反應(yīng)，任何催化劑都不能改變反應(yīng)發(fā)生的方向。 (4)催化劑可以加快化學(xué)反應(yīng)速率，也可以減慢化學(xué)反應(yīng)速率，前者稱之為正催化劑，后者稱之為負(fù)催化劑。通常情況下，正催化劑用得較多，因此，若無(wú)特殊說明，都是指正催化劑而言。 四．外界條件改變對(duì)化學(xué)反應(yīng)速率的影響［］ 條件的改變 化學(xué)反應(yīng)速率的變化 理論解釋 增加Ａ的濃度 恒容時(shí)增加Ａ 恒容時(shí)加入與反應(yīng)無(wú)關(guān)的氦氣，使壓強(qiáng)增大 恒壓時(shí)加入與反應(yīng)無(wú)關(guān)的氦氣，使壓強(qiáng)不變 升高溫度 使用適當(dāng)?shù)拇呋瘎? 使Ｂ粉碎成粉末 定容時(shí)隨反應(yīng)時(shí)間的延長(zhǎng) 　　　　　　　　　　　　　 ◆名題導(dǎo)思 [例1]已知反應(yīng) 在某段時(shí)間內(nèi)以A的濃度變化表示的化學(xué)反應(yīng)速率為 ，則此段時(shí)間內(nèi)以C的濃度變化表示的化學(xué)反應(yīng)速率為（ ） 　　A． B． C． D． [例2] 某反應(yīng)X+3Y 2E+2F，在甲、乙、丙、丁四種不同條件下，分別測(cè)得反應(yīng)速率甲：v(X)=0.3mol/(Lmin)，乙：v(Y)=1.2mol/(Lmin)，丙：v(E)=0.8mol/(Lmin)，?。簐(F) =0.9mol/(Lmin)，則反應(yīng)最快的是( ) A．甲　　　　　 B．乙 C．丙　　　　 D．丁 [例3]某溫度時(shí)，在2L容器中X、Y、Z三種物 質(zhì)的物質(zhì)的量隨時(shí)間的變化，曲線如右圖 所示，由圖中數(shù)據(jù)分析，該可逆反應(yīng)的化 學(xué)方程式為_________________________； 該反應(yīng)開始至2min，Z的平均反應(yīng)速率為 ___________________________________ [例4]將4 mol A氣體和2 mol B氣體在2 L的容器中混合并在一定條件下發(fā)生如下反應(yīng)：2A（g）+B（g）2C（g）若經(jīng)2s（秒）后測(cè)得C的濃度為0.6 molL－1，現(xiàn)有下列幾種說法：①用物質(zhì)A表示的反應(yīng)的平均速率為0.3 molL－1s－1②用物質(zhì)B表示的反應(yīng)的平均速率為0.6 molL－1s－1③2s時(shí)物質(zhì)A的轉(zhuǎn)化率為70%④2s時(shí)物質(zhì)B的濃度為0.7 molL－1其中正確的是 A．①③　　 B．①④　 C．②③ D．③④ [例5]與發(fā)生氧化還原反應(yīng)生成和的速率如圖所示，已知這個(gè)反應(yīng)速率隨著溶液中的增大而加快。 （1）反應(yīng)開始時(shí)，反應(yīng)速率加快的原因是 。 （2）反應(yīng)后期時(shí)，反應(yīng)速率下降的原因是 。 [例6]某化學(xué)反應(yīng)2A B+D在四種不同條件下進(jìn)行，B、D起始濃度為0，反應(yīng)物A的濃度(molL-1)隨反應(yīng)時(shí)間(min)的變化情況如下表： 根據(jù)上述數(shù)據(jù)，完成下列填空： ⑴在實(shí)驗(yàn)1，反應(yīng)在10至20min時(shí)間內(nèi)平均速率為 mol（Lmin）-1。 ⑵在實(shí)驗(yàn)2,A的初始濃度c2= molL-1,反應(yīng)經(jīng)20min就達(dá)到平衡,可推測(cè)實(shí)驗(yàn)2中還隱含的條件是 。 ⑶設(shè)實(shí)驗(yàn)3的反應(yīng)速率為υ3，實(shí)驗(yàn)1的反應(yīng)速率為υ1,則υ3 υ1(填“>”“=”“<”),且c3 1.0molL-1(填“>”“=”“<”)。 ⑷比較實(shí)驗(yàn)4和實(shí)驗(yàn)1,可推測(cè)該反應(yīng)是 反應(yīng)(選填“吸熱”“放熱”)。理由是 。 [解析]（1）VA=0.8molL-1-0.67molL-1/10min =0.013 mol（Lmin）-1。 （2）對(duì)比實(shí)驗(yàn)1與實(shí)驗(yàn)2可知，從10min到20min，實(shí)驗(yàn)1的A的濃度相同，說明是同一平衡狀態(tài)，即c2= 1.0 molL-1，又因?qū)嶋H反應(yīng)的速率快，達(dá)到平衡所需時(shí)間短，說明反應(yīng)中使用了催化劑。 （3）對(duì)比實(shí)驗(yàn)3與實(shí)驗(yàn)1可知，從10min到20min，實(shí)驗(yàn)1的A的濃度變化值為0.13 molL-1,而實(shí)驗(yàn)3的A濃度變化值為0.17 molL-1，這就說明了υ3>υ1。又知從0min到10minA的濃度變化值應(yīng)大于0.17 molL-1，即c3>（0.92+0.17）molL-1 =1.09 molL-1。 （4）對(duì)比實(shí)驗(yàn)4與實(shí)驗(yàn)1可知，兩實(shí)驗(yàn)的起始濃度相同，反應(yīng)溫度不同，達(dá)平衡時(shí)實(shí)驗(yàn)4的A的濃度小，說明了實(shí)驗(yàn)4A進(jìn)行的程度大，即溫度越高，A的轉(zhuǎn)化率越大，說明正反應(yīng)為吸熱反應(yīng)。 [答案] （1）0.013（2）1.0；催化劑（3）＞；＞（4）吸熱；溫度升高時(shí)，平衡向右移動(dòng) ◆隨堂演練 1．下列說法不正確的是（ ） A．參加反應(yīng)的物質(zhì)的性質(zhì)是決定化學(xué)反應(yīng)的重要因素 B．反應(yīng)物分子（或離子）間的每次碰撞是反應(yīng)的先決條件 C．反應(yīng)物的分子的每次碰撞都能發(fā)生化學(xué)反應(yīng) D．活化分子具有比普通分子更高的能量 2．已知4A+5B=2C+2D，則關(guān)于反應(yīng)速率，正確的關(guān)系是（ ） A．4V(A)= 5V(B) B．5V(B)=6VD C．2V(A)=3VD D．4V(B)=5VC 3．反應(yīng)A+5B=2C+2D，在四種不同的情況下的平均反應(yīng)速率[mol/Ls]分別為：①V(A)=0.15；②V(B)=0.6；③V(C)=0.4；④V(D)=0.45。則反應(yīng)進(jìn)行速率最快的（ ） A．①④ B．②和③ C．④ D．①和④ 4． 由下列四種X的溶液，分別加入四個(gè)盛有10mL、2molL-1鹽酸的燒杯中，并加水稀釋至50 mL，此時(shí)X與鹽酸緩慢地進(jìn)行反應(yīng)，其中反應(yīng)速率最大的是（ ） A．20mL, 3molL-1 B．20mL,2molL-1 C． 10mL, 4molL-1 D．10mL, 2molL-1 5． 在密閉容器中,進(jìn)行可逆反應(yīng),A與B反應(yīng)生成C，且反應(yīng)速率分別用υA、υB、υC[單位為mol/(Ls)]表示，且υA、υB、υC之間有以下關(guān)系: υB=3υA， 3υC=2υB，υC=2υA。則此反應(yīng)可表示為( )。 A．A+BC B．2A+2B3C C．3A+BC D．A＋3B2C 6．設(shè)C+CO22CO（正反應(yīng)吸熱），反應(yīng)速率為V1；N2+3H22NH3（正反應(yīng)放熱），反應(yīng)速率為V2，對(duì)于上述反應(yīng)，當(dāng)溫度升高時(shí)，V1和V2的變化情況為( ) A．同時(shí)增大 B．同時(shí)減少 C．V1增大，V2減小 D．V1減小，V2增大 7．下列措施肯定能使化學(xué)反應(yīng)速率增大的是（ ） A．增大反應(yīng)物的用量 B．增加壓強(qiáng) C．升高溫度 D．使用催化劑 8． 用鹽酸與鋅反應(yīng)制取氫氣，下列方法能增大反應(yīng)速率的是（ ） A．增加鹽酸的用量 B．用同濃度的醋酸代替鹽酸 C．用鋅粉代替鋅粒 D．增大壓強(qiáng) 9． 氨氣氧化反應(yīng)：4NH3+5O2=4NO+6H2O改變下列條件使反應(yīng)速率加大，其中是由于增大了“活化分子”的百分?jǐn)?shù)的是（ ） A．用鉑作催化劑 B．升高溫度 C．縮小體積增大壓強(qiáng) D．用氧氣代替空氣 10．反應(yīng)N2+O2=2NO在密閉容器中進(jìn)行，下列能加快反應(yīng)速率的條件是（ ） A．縮小體積增大壓強(qiáng) B．體積不變，充入N2使壓強(qiáng)增大 C．體積不變充入氦氣使壓強(qiáng)增大 D．體積增大到原來(lái)的2倍 11．在10℃時(shí)某化學(xué)反應(yīng)速率為0.1molL－1S－1，若溫度升高10℃反應(yīng)速率增加到原來(lái)的2倍。其它條件不變，溫度升高到50℃時(shí)，該反應(yīng)的速率為（ ） A．0.4molL－1S－1 B．1.6molL－1S－1 C．0.8molL－1S－1 D．2.5molL－1S－1 12．NO和CO都是汽車尾氣里的有害物質(zhì)，它們能緩慢地起反應(yīng)生成氮?dú)夂投趸細(xì)怏w，2NO+2CO=N2+2CO2，對(duì)此反應(yīng)，下列敘述正確的是（ ） A．使用催化劑一定能加快反應(yīng)速率 B．改變壓強(qiáng)對(duì)反應(yīng)速率沒有影響 C．冬天氣溫低，反應(yīng)速率降低，對(duì)人危害更大 D．外界任何條件怎樣改變，均對(duì)此化學(xué)反應(yīng)速率無(wú)影響 13．加入0.1molMnO2粉末于50mL的H2O2中（密度）在標(biāo)準(zhǔn)狀況下放出的氣體體積與時(shí)間的關(guān)系如圖所示： （1）實(shí)驗(yàn)時(shí)放出的氣體總體積是 。 （2）反應(yīng)放出—半氣體所需時(shí)間是 。 （3）反應(yīng)放出氣體所需的時(shí)間約為 。 （4）A、B、C、D各點(diǎn)批反應(yīng)速率快慢的順序是 。 （5）解釋上述A、B、C、D快慢的原因是 。 14．在鋅與鹽酸反應(yīng)的實(shí)驗(yàn)中，一個(gè)學(xué)生得到的結(jié)果如下表所示： 鋅的質(zhì)量/g 鋅的形狀 溫度/℃ 溶解于酸所花的時(shí)間/S A 2 薄片 5 400 B 2 薄片 15 200 C 2 薄片 25 100 D 2 薄片 35 50 E 2 薄片 45 25 F 2 粉末 15 5 試求：（1）畫一幅以時(shí)間對(duì)溫度的曲線圖（縱軸表示時(shí)間，橫軸表示溫度）。 （2）利用所畫的曲線圖，關(guān)于溫度影響反應(yīng)速率你能得出什么結(jié)論？ （3）20℃時(shí)，2g鋅箔溶解于酸中需花多少時(shí)間？ （4）對(duì)比結(jié)果B與F，解釋F為什么那么快？ 15．有一化學(xué)反應(yīng)aA+bB=C；根據(jù)影響化學(xué)速率的因素可得V0=k[A]a[B]b，其中[A]、[B]分別表示A、B的濃度，k是與溫度有關(guān)的常數(shù)。為測(cè)定k、a、b的值，在198K時(shí)，將A、B溶液按不同濃度混合，得到下列實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)： 編號(hào) A的初始濃度 （molL－1） B的初始濃度 （molL－1） 生成C的初始反應(yīng)速率 （molL－1S－1） 1 1.0 1.0 0.012 2 2.0 1.0 0.024 3 4.0 1.0 0.049 4 1.0 2.0 0.048 5 1.0 4.0 0.19 （1）根據(jù)上表可求得：a=_______，b=_______，k=_______，k的單位是__________。 （2）在該溫度下，容積為1L的容器中加入A、B各2mol，求以B表示的初始反應(yīng)速率。 （3）如果把上述容器的體積減小為原來(lái)的一半時(shí)初始反應(yīng)速率為原來(lái)的多少倍。