2017-2018學(xué)年高中化學(xué) 專(zhuān)題2 化學(xué)反應(yīng)速率與化學(xué)平衡 第一單元 第一課時(shí) 化學(xué)反應(yīng)速率的表示方法學(xué)案 蘇教版選修4.doc
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第一課時(shí) 化學(xué)反應(yīng)速率的表示方法 [課標(biāo)要求] 1.了解化學(xué)反應(yīng)速率的概念及定量表示方法。 2.掌握化學(xué)反應(yīng)速率的簡(jiǎn)單計(jì)算,會(huì)比較化學(xué)反應(yīng)速率的快慢。 3.了解化學(xué)反應(yīng)速率的科學(xué)測(cè)定方法。 1.化學(xué)反應(yīng)的快慢可以用化學(xué)反應(yīng)速率來(lái)衡量。通常用單位時(shí)間內(nèi)反應(yīng)物濃度的減少或者生成物濃度的增加來(lái)表示化學(xué)反應(yīng)速率,v=。 2.表示化學(xué)反應(yīng)速率應(yīng)注意以下三點(diǎn):①指明具體物質(zhì);②不能用固體或純液體表示;③化學(xué)反應(yīng)速率為平均反應(yīng)速率,不是瞬間速率。 3.對(duì)于同一化學(xué)反應(yīng)用不同物質(zhì)表示的化學(xué)反應(yīng)速率之比=相應(yīng)物質(zhì)濃度變化量之比=物質(zhì)的量的變化量之比=相應(yīng)物質(zhì)的化學(xué)計(jì)量數(shù)之比。 化學(xué)反應(yīng)速率 1.概念:通常用化學(xué)反應(yīng)速率來(lái)衡量化學(xué)反應(yīng)快慢。 2.表示方法:通常用單位時(shí)間內(nèi)反應(yīng)物濃度的減少或生成物濃度的增加來(lái)表示。 3.表達(dá)式 若用v表示化學(xué)反應(yīng)速率,Δc表示反應(yīng)物或生成物物質(zhì)的量濃度的變化(取絕對(duì)值),Δt表示一定的時(shí)間間隔,則v=。如對(duì)于化學(xué)反應(yīng)aA+bB===cC+dD,用A、B、C、D四種物質(zhì)的濃度變化來(lái)表示,則v(A)=,v(B)=,v(C)=,v(D)=。 4.單位:常用molL-1s-1或molL-1min-1。 5.平均速率與瞬時(shí)速率 (1)平均速率由v=求得的。v是在反應(yīng)時(shí)間間隔Δt內(nèi)反應(yīng)的平均速率。 (2)瞬時(shí)速率:①當(dāng)Δt非常小時(shí),由v=可求化學(xué)反應(yīng)在某一時(shí)刻的瞬時(shí)速率。 ②通過(guò)ct圖像,運(yùn)用數(shù)學(xué)方法也可求得瞬時(shí)速率。 1.下列關(guān)于化學(xué)反應(yīng)速率的說(shuō)法中,正確的是( ) A.化學(xué)反應(yīng)速率是指一定時(shí)間內(nèi)任何一種反應(yīng)物濃度的減少或任何一種生成物濃度的增加 B.化學(xué)反應(yīng)速率為0.8 molL-1s-1是指反應(yīng)1 s時(shí)某物質(zhì)的濃度為0.8 molL-1 C.根據(jù)化學(xué)反應(yīng)速率的大小可以推知化學(xué)反應(yīng)進(jìn)行得快慢 D.對(duì)于一個(gè)化學(xué)反應(yīng)來(lái)說(shuō),其反應(yīng)速率越大,反應(yīng)現(xiàn)象就越明顯 解析:選C A中若有固體,不可用其表示反應(yīng)速率;B中0.8 molL-1s-1不是指反應(yīng)1 s時(shí)某物質(zhì)的濃度為0.8 molL-1,而是指1 s內(nèi)該物質(zhì)的濃度變化量為0.8 molL-1;D中反應(yīng)速率與反應(yīng)現(xiàn)象無(wú)必然聯(lián)系。 2.反應(yīng)4A(s)+3B(g)===2C(g)+D(g),經(jīng)2 min,B的濃度減少0.6 molL-1,對(duì)此反應(yīng)速率的表示正確的是( ) A.用A表示的反應(yīng)速率是0.4 mol(Lmin)-1 B.分別用B、C、D表示反應(yīng)的速率,其比值是3∶2∶1 C.在2 min時(shí)的反應(yīng)速率,用B表示是0.3 mol(Lmin)-1 D.在這2 min內(nèi)用B和C表示的反應(yīng)速率數(shù)值不同,意義相同 解析:選BD A為固體,其濃度為常數(shù),不能用其來(lái)表示化學(xué)反應(yīng)速率,A項(xiàng)錯(cuò)誤;用B、C、D表示的反應(yīng)速率之比等于化學(xué)方程式中B、C、D的化學(xué)計(jì)量數(shù)之比,B項(xiàng)正確;在2 min內(nèi)用B表示的反應(yīng)速率為v(B)==0.3 molL-1min-1,是指在2 min內(nèi)的平均速率,不是瞬時(shí)速率,C項(xiàng)錯(cuò)誤;在這2 min內(nèi)用B、C表示的反應(yīng)速率數(shù)值不同,但意義相同,D正確。 [方法技巧] 表示化學(xué)反應(yīng)速率的注意事項(xiàng) (1)化學(xué)反應(yīng)速率,是某一時(shí)間段的平均速率而不是瞬時(shí)速率。 (2)不論是反應(yīng)物還是生成物,其化學(xué)反應(yīng)速率值都取正值。 (3)固體或純液體(注意:不是溶液)的物質(zhì)的量濃度可視為不變的常數(shù),因此,一般不用固體或純液體表示化學(xué)反應(yīng)速率。 (4)同一化學(xué)反應(yīng)里,用不同物質(zhì)表示的反應(yīng)速率可能不同,但意義相同,故描述反應(yīng)速率時(shí)必須指明具體的化學(xué)物質(zhì)。 化學(xué)反應(yīng)速率的計(jì)算與比較 1.化學(xué)反應(yīng)速率的計(jì)算方法 (1)定義式法 利用公式v(A)=計(jì)算化學(xué)反應(yīng)速率。 (2)關(guān)系式法 利用化學(xué)反應(yīng)速率之比=物質(zhì)的量濃度之比=化學(xué)計(jì)量數(shù)之比。 如對(duì)于反應(yīng)mA+nB===pY+qZ, v(A)∶v(B)∶v(Y)∶v(Z)=m∶n∶p∶q 或v(A)=v(B)=v(Y)=v(Z)。 (3)“三段式”法 ①求解化學(xué)反應(yīng)速率計(jì)算題的一般步驟: a.寫(xiě)出有關(guān)反應(yīng)的化學(xué)方程式。 b.找出各物質(zhì)的起始量、轉(zhuǎn)化量、某時(shí)刻量。 c.根據(jù)已知條件列方程計(jì)算。 例如 mA + nB pC 起始濃度/molL-1 a b c 轉(zhuǎn)化濃度/molL-1 x 某時(shí)刻濃度/molL-1 a-x b- c+ v(B)== ②計(jì)算中注意以下量的關(guān)系: a.對(duì)反應(yīng)物:c(起始)-c(轉(zhuǎn)化)=c(某時(shí)刻) b.對(duì)生成物:c(起始)+c(轉(zhuǎn)化)=c(某時(shí)刻) c.轉(zhuǎn)化率=100% 2.化學(xué)反應(yīng)速率快慢的比較方法——比值法 (1)轉(zhuǎn)化為同一單位表示,其轉(zhuǎn)化公式為1 molL-1s-1=60 molL-1min-1。 (2)比較化學(xué)反應(yīng)速率與化學(xué)計(jì)量數(shù)的比值 如反應(yīng)aA+bB===cC,要比較v(A)與v(B)的相對(duì)大小,即比較與,若>,則A表示的反應(yīng)速率比B表示的大。 1.在一定條件下發(fā)生反應(yīng)2A(g)===2B(g)+C(g),將2 mol A通入2 L容積恒定的密閉容器中,若維持容器內(nèi)溫度不變,5 min末測(cè)得A的物質(zhì)的量為0.8 mol。用B的濃度變化來(lái)表示該反應(yīng)的速率為( ) A.0.24 mol(Lmin)-1 B.0.08 mol(Lmin)-1 C.0.06 mol(Lmin)-1 D.0.12 mol(Lmin)-1 解析:選D v(A)===0.12 mol(Lmin)-1,由化學(xué)方程式知,v(B)=v(A)=0.12 mol(Lmin)-1。 2.對(duì)于反應(yīng)A(g)+3B(g)===2C(g)+2D(g)來(lái)說(shuō),以下化學(xué)反應(yīng)速率的表示中,反應(yīng)速率最快的是( ) A.v(A)=0.015 mol(Ls)-1 B.v(B)=0.06 mol(Ls)-1 C.v(C)=0.04 mol(Ls)-1 D.v(D)=2.7 mol(Lmin)-1 解析:選D 在比較反應(yīng)速率大小時(shí),首先換算成相同單位,v(D)=2.7 mol(Lmin)-1=0.045 mol(Ls)-1。其次,用化學(xué)反應(yīng)速率與其化學(xué)計(jì)量數(shù)作比值。A.v(A)=0.015 mol (Ls)-1,B.v(B)/3=0.02 mol(Ls)-1,C.v(C)/2=0.02 mol(Ls)-1,D.v(D)/2=0.022 5 mol (Ls)-1,數(shù)值大者速率快,因此反應(yīng)速率最快的是D項(xiàng)。 3.將等物質(zhì)的量的A、B混合放于2 L的密閉容器中,發(fā)生反應(yīng)3A(g)+B(g)===xC(g)+2D(g)。經(jīng)5 min后測(cè)得D的濃度為0.5 molL-1,c(A)∶c(B)=3∶5,v(C)=0.1 molL-1 min-1。則: (1)x=__________。 (2)前5 min內(nèi)B的反應(yīng)速率v(B)=___________________________________________。 (3)5 min時(shí)A的轉(zhuǎn)化率為_(kāi)_________。 解析:(1)v(D)==0.1 molL-1min-1=v(C),即v(C)∶v(D)=1∶1,由此推知x=2。 (2)v(B)=v(C)=0.1 molL-1min-1=0.05 molL-1min-1。 (3)設(shè)起始A、B的濃度均為a molL-1 3A(g)+B(g)2C(g)+2D(g) 起始濃度 (molL-1) a a 0 0 轉(zhuǎn)化濃度(molL-1) 0.75 0.25 0.5 0.5 5 min濃度(molL-1)a-0.75 a-0.25 0.5 0.5 (a-0.75)∶(a-0.25)=3∶5 解得:a=1.5 所以A的轉(zhuǎn)化率為100%=50%。 答案:(1)2 (2)0.05 molL-1min-1 (3)50% 化學(xué)反應(yīng)速率的測(cè)定 1.測(cè)定原理 測(cè)定不同反應(yīng)時(shí)刻反應(yīng)物或生成物的濃度,可通過(guò)觀察和測(cè)量體系中的某一物質(zhì)的相關(guān)性質(zhì),再進(jìn)行適當(dāng)?shù)霓D(zhuǎn)換和計(jì)算達(dá)到測(cè)定目的。 2.測(cè)定方法 (1)量氣法 對(duì)于反應(yīng)2H2O2===2H2O+O2↑,CaCO3+2HCl===CaCl2+CO2↑+H2O等有氣體生成的反應(yīng),可測(cè)量反應(yīng)在一定溫度和壓強(qiáng)下釋放出來(lái)的氣體的體積。 (2)比色法 有些反應(yīng)物(或生成物)有顏色,隨著反應(yīng)的進(jìn)行,溶液的顏色不斷變化,可以用比色的方法測(cè)定溶液的顏色深淺,換算成反應(yīng)物(或生成物)在不同反應(yīng)時(shí)刻的濃度。 3.利用鹽酸與碳酸鈣反應(yīng)測(cè)定化學(xué)反應(yīng)速率 (1)實(shí)驗(yàn)裝置 (2)測(cè)定方法 ①用v(反應(yīng)物)表示:測(cè)定單位時(shí)間內(nèi)CaCO3質(zhì)量或H+濃度的變化; ②用v(生成物)表示:測(cè)定單位時(shí)間內(nèi)收集到CO2氣體的體積或收集一定體積的CO2所用的時(shí)間。 4.測(cè)定化學(xué)反應(yīng)速率的一般方法 (1)對(duì)于有氣體生成的反應(yīng),可測(cè)定相同時(shí)間內(nèi)收集氣體的多少或測(cè)定收集等量氣體所耗時(shí)間的多少。 (2)對(duì)于有固體參加的反應(yīng),可測(cè)定相同時(shí)間內(nèi)消耗固體質(zhì)量的多少。 (3)對(duì)于有酸或堿參加的反應(yīng),可測(cè)定溶液中c(H+)或c(OH-)的變化。 (4)對(duì)于有顏色變化或有沉淀生成的反應(yīng),可測(cè)定溶液變色或變渾濁所消耗時(shí)間的多少。 1.判斷正誤(正確的打“√”,錯(cuò)誤的打“”)。 對(duì)于反應(yīng)CaCO3+2HCl===CaCl2+CO2↑+H2O,用下列方法來(lái)測(cè)定反應(yīng)速率是否正確 (1)測(cè)定收集一定體積的CO2時(shí)所用的時(shí)間( ) (2)測(cè)定一段時(shí)間內(nèi)溶液中c(H+)的變化( ) (3)測(cè)定一定質(zhì)量的CaCO3完全溶解所需時(shí)間( ) (4)測(cè)定一定時(shí)間內(nèi)產(chǎn)生CO2氣體的體積( ) 答案:(1)√ (2)√ (3)√ (4)√ 2.用大理石(雜質(zhì)不與稀鹽酸反應(yīng))與稀鹽酸反應(yīng)制CO2,實(shí)驗(yàn)過(guò)程記錄如右圖所示,下列有關(guān)說(shuō)法正確的是( ) A.OE段表示的反應(yīng)速率最快 B.EF段表示的反應(yīng)速率最快,收集的CO2最多 C.FG段表示的收集的CO2最多 D.OG段表示隨著時(shí)間的推移,反應(yīng)速率逐漸增大 解析:選B CaCO3與稀鹽酸反應(yīng)的化學(xué)方程式為CaCO3+2HCl===CaCl2+CO2↑+H2O,圖像的橫坐標(biāo)是時(shí)間,縱坐標(biāo)是生成二氧化碳的體積,用單位時(shí)間內(nèi)放出CO2的體積來(lái)表示其反應(yīng)速率,表現(xiàn)在圖像上就是曲線(xiàn)的斜率,斜率越大,反應(yīng)速率越大,放出的CO2越多。由圖可以看出,EF段反應(yīng)速率最快,收集的CO2最多;整個(gè)反應(yīng)過(guò)程中,反應(yīng)速率先小(OE段)后大(EF段)再小(FG段),而不是逐漸增大,所以只有B項(xiàng)正確。 [三級(jí)訓(xùn)練節(jié)節(jié)過(guò)關(guān)] 1.已知反應(yīng):A+3B===2C+D,在某一段時(shí)間內(nèi)以A的濃度變化表示的化學(xué)反應(yīng)速率為1 mol(Lmin)-1,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.0.5 mol(Lmin)-1 B.1 mol(Lmin)-1 C.2 mol(Lmin)-1 D.3 mol(Lmin)-1 解析:選C 根據(jù)速率之比等于各物質(zhì)的化學(xué)計(jì)量數(shù)之比,可得v(A)∶v(C)=1∶2,而v(A)=1 mol(Lmin)-1,則v(C)=2 mol(Lmin)-1。 2.甲、乙兩容器都在進(jìn)行A―→B的反應(yīng),甲容器內(nèi)每分鐘減少了4 mol A,乙容器內(nèi)每分鐘減少了2 mol A,則甲容器內(nèi)的反應(yīng)速率比乙容器內(nèi)的反應(yīng)速率( ) A.快 B.慢 C.相等 D.無(wú)法判斷 解析:選D 化學(xué)反應(yīng)速率通常用單位時(shí)間內(nèi)反應(yīng)物濃度的減少或生成物濃度的增加來(lái)表示。本題中未明確指出容器的容積,故無(wú)法判斷。 3.某溫度下,濃度都是1 molL-1的兩種氣體X2和Y2,在密閉容器中反應(yīng)生成Z,經(jīng)過(guò)t min后,測(cè)得物質(zhì)的濃度分別為c(X2)=0.4 molL-1,c(Y2)=0.6 molL-1,c(Z)=0.4 mol L-1,則該反應(yīng)的化學(xué)方程式可表示為( ) A.2X2+3Y22X2Y3 B.3X2+2Y22X3Y2 C.X2+2Y22XY2 D.2X2+Y22X2Y 解析:選B 由題意知:Δc(X2)=0.6 molL-1,Δc(Y2)=0.4 molL-1,Δc(Z)=0.4 mol L-1。又v=Δc/Δt,v(X2)∶v(Y2)∶v(Z)=3∶2∶2,即化學(xué)方程式中X2、Y2、Z的計(jì)量數(shù)依次為3、2、2。 4.在2A+B3C+5D反應(yīng)中,表示該反應(yīng)速率最快的是( ) A.v(A)=0.5 molL-1s-1 B.v(B)=0.3 molL-1s-1 C.v(C)=0.6 molL-1s-1 D.v(D)=1 molL-1s-1 解析:選B 由反應(yīng)的化學(xué)方程式可得A項(xiàng),v(A)=0.25 molL-1s-1,B項(xiàng),v(B)=0.3 molL-1s-1,C項(xiàng),v(C)=0.2 molL-1s-1,D項(xiàng),v(D)=0.2 molL-1s-1,數(shù)值大者反應(yīng)速率快,所以速率最快的為B選項(xiàng)。 5.根據(jù)反應(yīng)4FeS2+11O22Fe2O3+8SO2,試回答下列問(wèn)題。 (1)常選用哪些物質(zhì)來(lái)表示該反應(yīng)的化學(xué)反應(yīng)速率________。 (2)當(dāng)生成SO2的速率為0.64 molL-1s-1時(shí),則氧氣減少的速率為_(kāi)_______。 (3)如測(cè)得4 s后O2的濃度為2.8 molL-1,此時(shí)間內(nèi)SO2表示的速率為0.4 molL-1s-1,則開(kāi)始時(shí)氧氣的濃度為_(kāi)_______________。 解析:(1)一般不用固體和純液體來(lái)表示反應(yīng)速率,所以可用O2和SO2來(lái)表示該反應(yīng)的反應(yīng)速率。 (2)不同物質(zhì)表示的反應(yīng)速率和方程式中對(duì)應(yīng)物質(zhì)的化學(xué)計(jì)量數(shù)成正比,所以氧氣減少的速率為0.64 molL-1s-1=0.88 molL-1s-1。 (3)此時(shí)間內(nèi)SO2表示的速率為0.4 molL-1s-1,則氧氣表示的速率為0.4 molL-1s-1=0.55 molL-1s-1,所以氧氣變化濃度為0.55 molL-1s-14 s=2.2 molL-1,則開(kāi)始時(shí)氧氣的濃度為2.8 molL-1+2.2 molL-1=5 molL-1。 答案:(1)SO2或O2 (2)0.88 molL-1s-1 (3)5 molL-1 一、單項(xiàng)選擇題 1.在N2+3H2 2NH3的反應(yīng)中,在5 s內(nèi)N2的濃度由6 molL-1減至2 mol L-1。則NH3的平均反應(yīng)速率是( ) A.2.4 mol(Ls)-1 B.1.6 mol(Ls)-1 C.0.8 mol(Ls)-1 D.0.08 mol(Ls)-1 解析:選B v(N2)==0.8 mol(Ls)-1,由化學(xué)方程式知,v(NH3)=2v(N2)=1.6 mol(Ls)-1。 2.反應(yīng)2SO2+O22SO3經(jīng)一段時(shí)間后,SO3的濃度增加了0.4 molL-1,在這段時(shí)間內(nèi)用O2表示的反應(yīng)速率為0.04 molL-1s-1,則這段時(shí)間為( ) A.0.1 s B.2.5 s C.5 s D.10 s 解析:選C v(SO3)=2v(O2)=0.08 molL-1s-1,故Δt===5 s。 3.一定溫度下,向一個(gè)容積為2 L的真空密閉容器中(事先裝入催化劑)通入1 mol N2和3 mol H2,發(fā)生下列反應(yīng):N2(g)+3H2(g) 2NH3(g),3 min后測(cè)得密閉容器內(nèi)的壓強(qiáng)是起始時(shí)的0.9倍,在此時(shí)間內(nèi)v(H2)是( ) A.0.2 mol(Lmin)-1 B.0.6 mol(Lmin)-1 C.0.1 mol(Lmin)-1 D.0.3 mol(Lmin)-1 解析:選C 在容積固定的容器中,壓強(qiáng)之比等于物質(zhì)的量之比,反應(yīng)3 min后壓強(qiáng)是起始的0.9倍,物質(zhì)的量為原來(lái)的0.9倍,即3.6 mol,減少了0.4 mol,由化學(xué)方程式知,減少的物質(zhì)的量等于生成NH3的物質(zhì)的量,則生成NH3 0.4 mol,v(NH3)=0.4 mol/2 L3 min=0.2/3 molL-1min-1,v(H2)=v(NH3)=0.1 mol(Lmin)-1。 4.在2 L容器中發(fā)生3A+B===2C的反應(yīng),最初加入的A、B都是4 mol,A的反應(yīng)速率為0.12 molL-1s-1,10 s后容器內(nèi)B的物質(zhì)的量為( ) A.1.6 mol B.2.8 mol C.3.2 mol D.3.6 mol 解析:選C v(A)=0.12 molL-1s-1,則v(B)=v(A)=0.04 molL-1s-1=,所以Δc(B)=0.04 molL-1s-110 s=0.4 molL-1, 剩余B的物質(zhì)的量為4 mol-0.4 molL-12 L=3.2 mol。 5.關(guān)于A(g)+2B(g)3C(g)的化學(xué)反應(yīng),下列表示的反應(yīng)速率最大的是( ) A.v(A)=0.6 mol(Lmin)-1 B.v(B)=0.3 mol(Ls)-1 C.v(C)=0.9 mol(Lmin)-1 D.v(C)=1.2 mol(Lmin)-1 解析:選B A項(xiàng),v(A)=0.6 mol(Lmin)-1,B項(xiàng),v(B)=0.15 mol(Ls)-1=9 mol (Lmin)-1,C項(xiàng),v(C)=0.3 mol(Lmin)-1,D項(xiàng),v(C)=0.4 mol(Lmin)-1,數(shù)值大者反應(yīng)速率大,B項(xiàng)中化學(xué)反應(yīng)速率最大。 二、不定項(xiàng)選擇題 6.在鋁與稀硫酸的反應(yīng)中,已知10 s末硫酸的濃度減少了0.6 molL-1,若不考慮反應(yīng)過(guò)程中溶液體積的變化,則10 s內(nèi)生成硫酸鋁的平均反應(yīng)速率是( ) A.0.02 mol(Ls)-1 B.1.8 mol(Ls)-1 C.1.2 mol(Ls)-1 D.0.18 mol(Ls)-1 解析:選A v(H2SO4)==0.06 mol(Ls)-1,由反應(yīng)2Al+3H2SO4===Al2(SO4)3+3H2↑可知,v[Al2(SO4)3]=1/3v(H2SO4)=0.02 mol(Ls)-1。 7.下列都是測(cè)定氣體產(chǎn)物(一定時(shí)間內(nèi))反應(yīng)速率的裝置圖,不能達(dá)到目的的是( ) 解析:選AD A裝置不能用長(zhǎng)頸漏斗,D裝置產(chǎn)生的CO2能被Na2CO3溶液吸收。 8.在2CH4+2NH3+3O2===2HCN+6H2O(g)反應(yīng)中,同一時(shí)間內(nèi),測(cè)知用HCN表示的反應(yīng)速率為n molL-1min-1,用O2表示的反應(yīng)速率為m molL-1min-1,則m與n的關(guān)系為( ) A.m=n B.m=n C.m=n D.m=2n 解析:選C 由化學(xué)方程式可知,v(HCN)=v(O2),即n=m,m=n,C正確。 三、非選擇題 9.根據(jù)下圖填空: (1)反應(yīng)物是__________;生成物是__________。 (2)在2 min內(nèi)A、B、C三者的反應(yīng)速率值分別是______、________、________。 (3)該反應(yīng)的化學(xué)方程式是_______________________________________________。 解析:根據(jù)圖像可知,物質(zhì)A、B的量減少,為反應(yīng)物;物質(zhì)C的量增加,為生成物。v(A)=(8-2)molL-12 min=6 molL-12 min=3 molL-1min-1,v(B)=(8-4)molL-12=4 molL-12 min=2 molL-1min-1,v(C)=(6-0)molL-12 min=6 molL-12 min=3 molL-1min-1, n(A)∶n(B)∶n(C)=3∶2∶3,反應(yīng)后A、B、C共存,為可逆反應(yīng),則反應(yīng)的化學(xué)方程式為3A+2B3C。 答案:(1) A、B C (2)3 molL-1min-1 2 molL-1min-1 3 molL-1min-1 (3)3A+2B3C 10.有人研究了340 K時(shí)N2O5的分解反應(yīng):2N2O5===4NO2+O2,所得實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)見(jiàn)表格。各物質(zhì)在不同時(shí)刻的濃度 編號(hào) 1 2 3 4 5 t/min 0 1 2 3 4 c(N2O5)/(molL-1) 0.160 0.114 0.080 0.056 0.040 c(O2)/(molL-1) 0 0.023 0.040 0.052 0.060 (1)圖像能夠非常直觀地描述物理量的變化趨勢(shì)。請(qǐng)你作出c(N2O5)-t圖及c(O2)-t圖,描述反應(yīng)物、生成物的濃度與反應(yīng)時(shí)間的關(guān)系。 (2)數(shù)據(jù)處理是化學(xué)實(shí)驗(yàn)過(guò)程中非常重要的一個(gè)環(huán)節(jié)。請(qǐng)按下式計(jì)算化學(xué)反應(yīng)速率,將計(jì)算結(jié)果填入表中。 v(B)= Δt t1-t0 t2-t1 t3-t2 t4-t3 v(N2O5)/(molL-1min-1) v(O2)/(molL-1min-1) (3)根據(jù)計(jì)算結(jié)果尋找用各物質(zhì)表示的化學(xué)反應(yīng)速率之間的關(guān)系。 解析:橫坐標(biāo)為時(shí)間、縱坐標(biāo)為物質(zhì)的量濃度,找到各對(duì)應(yīng)點(diǎn),連線(xiàn)即得圖像,根據(jù)表中數(shù)據(jù)和速率表達(dá)式可得各個(gè)數(shù)據(jù),數(shù)據(jù)之比等于化學(xué)方程式中各物質(zhì)的化學(xué)計(jì)量數(shù)之比。 答案:(1)如圖所示 (2) Δt t1-t0 t2-t1 t3-t2 t4-t3 v(N2O5)/(molL-1min-1) 0.046 0.034 0.024 0.016 v(O2)/(molL-1min-1) 0.023 0.017 0.012 0.008 (3)用各物質(zhì)表示的化學(xué)反應(yīng)速率之比等于化學(xué)方程式中各物質(zhì)的化學(xué)計(jì)量數(shù)之比。 一、單項(xiàng)選擇題 1.已知:4NH3+5O2===4NO+6H2O,若反應(yīng)速率分別用v(NH3)、v(O2)、v(NO)、v(H2O)表示,則下列關(guān)系正確的是( ) A.4v(NH3)=5v(O2) B.5v(O2)=6v(H2O) C.3v(NH3)=2v(H2O) D.5v(O2)=4v(NO) 解析:選C 由化學(xué)方程式可得v(NH3)=v(O2)=v(NO)=v(H2O)。A項(xiàng),5v(NH3)=4v(O2),錯(cuò)誤;B項(xiàng),6v(O2)=5v(H2O),錯(cuò)誤;C項(xiàng),6v(NH3)=4v(H2O),即3v(NH3)=2v(H2O),正確;D項(xiàng),4v(O2)=5v(NO),錯(cuò)誤。 2.反應(yīng)2SO2+O22SO3經(jīng)a min后,SO3濃度的變化情況如圖所示,在時(shí)間0~a min內(nèi)用O2表示的平均反應(yīng)速率為0.04 molL-1min-1,則a等于( ) A.0.1 B.2.5 C.5 D.10 解析:選C 由圖像可知,v(SO3)==0.4/a molL-1min-1,由化學(xué)方程式可得v(O2)=v(SO3)=0.2/a molL-1min-1=0.04 molL-1min-1,a=5。 3.將氣體A2、B2各1 mol充入1 L的密閉容器中反應(yīng),生成氣體C,一段時(shí)間后,測(cè)得c(A2)為0.58 molL-1,c(B2)為0.16 molL-1,c(C)為0.84 molL-1,則C的化學(xué)式為( ) A.AB B.A2B C.AB2 D.A2B2 解析:選C 由題意可得A2、B2、C三種物質(zhì)的物質(zhì)的量濃度的變化值之比為(1-0.58)molL-1∶(1-0.16)molL-1∶0.84 molL-1=0.42∶0.84∶0.84=1∶2∶2,則A2、B2、C三種物質(zhì)的化學(xué)計(jì)量數(shù)之比為1∶2∶2,A2+2B2===2C,由質(zhì)量守恒定律可知C的化學(xué)式為AB2。 4.將N2和H2的混合氣體分別充入甲、乙、丙三個(gè)容器中進(jìn)行合成氨反應(yīng),經(jīng)過(guò)一段時(shí)間后反應(yīng)速率為:v甲(H2)=3 molL-1min-1,v乙(N2)=2 molL-1min-1,v丙(NH3)=1 molL-1min-1。這段時(shí)間內(nèi)三個(gè)容器中合成氨的反應(yīng)速率的大小關(guān)系為( ) A.v甲>v乙>v丙 B.v乙>v甲>v丙 C.v甲>v丙>v乙 D.v甲=v乙=v丙 解析:選B 根據(jù)反應(yīng)N2+3H22NH3,v甲(H2)=1 molL-1min-1;v乙(N2)=2 mol L-1min-1;v丙(NH3)=0.5 molL-1min-1,數(shù)值大者速率大,即v乙>v甲>v丙。 5.把0.6 mol X氣體和0.4 mol Y氣體混合于2 L的密閉容器中,使它們發(fā)生如下反應(yīng)3X(g)+Y(g)nZ(g)+2W(g),5 min末已生成0.2 mol W,若測(cè)知以Z表示的平均反應(yīng)速率為0.01 molL-1min-1,則n是( ) A.1 B.2 C.3 D.4 解析:選A v(W)===0.02 molL-1min-1,由=,則n===1。 二、不定項(xiàng)選擇題 6.反應(yīng)4NH3(g)+5O2(g)===4NO(g)+6H2O(g)在10 L的密閉容器中進(jìn)行,半分鐘后,水蒸氣的物質(zhì)的量增加了0.45 mol,則此反應(yīng)的平均速率v(X)可表示為( ) A.v(NH3)=0.010 molL-1s-1 B.v(O2)=0.001 0 molL-1s-1 C.v(NO)=0.001 0 molL-1s-1 D.v(H2O)=0.045 molL-1s-1 解析:選C v(H2O)===0.001 5 molL-1s-1, 由化學(xué)方程式可知: v(NH3)=v(H2O)=0.001 molL-1s-1, v(O2)=v(H2O)=0.001 25 molL-1s-1, v(NO)=v(H2O)=0.001 molL-1s-1。 7.已知某條件下,合成氨反應(yīng)的數(shù)據(jù)如下: N2(g)+3H2(g)2NH3(g) 起始濃度/(molL-1) 1.0 3.0 0.2 2 s末濃度/(molL-1) 0.6 1.8 1.0 4 s末濃度/(molL-1) 0.4 1.2 1.4 當(dāng)用氨氣濃度的增加來(lái)表示該反應(yīng)的速率時(shí),下列說(shuō)法中錯(cuò)誤的是( ) A.2 s末氨氣的反應(yīng)速率為0.4 mol(Ls)-1 B.前2 s時(shí)間內(nèi)氨氣的平均反應(yīng)速率為0.4 mol(Ls)-1 C.前4 s時(shí)間內(nèi)氨氣的平均反應(yīng)速率為0.3 mol(Ls)-1 D.2~4 s時(shí)間內(nèi)氨氣的平均反應(yīng)速率為0.4 mol(Ls)-1 解析:選AD 前2 s時(shí)間內(nèi),v(NH3)==0.4 mol(Ls)-1,B項(xiàng)正確;前4 s時(shí)間內(nèi),v(NH3)==0.3 mol(Ls)-1,C項(xiàng)正確;2~4 s時(shí)間內(nèi),v(NH3)==0.2 mol(Ls)-1,D項(xiàng)錯(cuò)誤;由v=計(jì)算的化學(xué)反應(yīng)速率為平均速率,不是瞬時(shí)速率,A項(xiàng)錯(cuò)誤。 三、非選擇題 8.向2 L密閉容器中通入a mol氣體A和b mol氣體B,在一定條件下發(fā)生反應(yīng): xA(g)+yB(g)pC(g)+qD(g) 已知:平均反應(yīng)速率v(C)=v(A);反應(yīng)2 min時(shí),A的濃度減少了,B的物質(zhì)的量減少了 mol,有a mol D生成。 回答下列問(wèn)題: (1)反應(yīng)2 min內(nèi),v(A)=_____________________________________________, v(B)=____________。 (2)化學(xué)方程式中,x=____、y=____、p=____、q=____。 (3)反應(yīng)平衡時(shí),D為2a mol,則B的轉(zhuǎn)化率為_(kāi)_______。 解析:(1)A的濃度減少了a/6 molL-1, B減少了a/4 molL-1, 所以v(A)== molL-1min-1, v(B)== molL-1min-1。 (2)v(C)=v(A)則p∶x=1∶2。 xA(g)+yB(g)pC(g)+qD(g) 初始濃度 (molL-1) 0 0 濃度變化 (molL-1) 所以x∶y∶p∶q=2∶3∶1∶6,即x=2,y=3,p=1,q=6。 (3)反應(yīng)平衡時(shí),D為2a mol,則B消耗掉a mol,所以轉(zhuǎn)化率為100%。 答案:(1) molL-1min-1 molL-1min-1 (2)2 3 1 6 (3)100% 9.某化學(xué)興趣小組設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)探究反應(yīng)速率的測(cè)定和比較。 [實(shí)驗(yàn)?zāi)康腯測(cè)定鋅和稀硫酸反應(yīng)的速率。 [實(shí)驗(yàn)用品]錐形瓶、雙孔塞、分液漏斗、直角導(dǎo)管、50 mL注射器、鐵架臺(tái)、秒表、鋅粒、1 molL-1硫酸、4 molL-1硫酸。 [實(shí)驗(yàn)步驟] (1)取一套裝置(裝置如圖所示),加入40 mL 1 molL-1的硫酸,測(cè)量收集10 mL H2所需的時(shí)間。 (2)取另一套裝置,加入40 mL 4 molL-1的硫酸,測(cè)量收集10 mL H2所需的時(shí)間。 [實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象]鋅跟硫酸反應(yīng)________,收集10 mL氣體,(2)所用時(shí)間比(1)所用時(shí)間________。 [實(shí)驗(yàn)結(jié)果] 加入試劑 反應(yīng)時(shí)間 反應(yīng)速率 40 mL 1 molL-1硫酸 40 mL 4 molL-1硫酸 [實(shí)驗(yàn)結(jié)論]4 molL-1硫酸與鋅反應(yīng)比1 molL-1硫酸與鋅反應(yīng)速率________。 [注意事項(xiàng)](1)鋅粒的顆粒(即表面積)大小________; (2)40 mL的硫酸要迅速加入; (3)裝置________,且計(jì)時(shí)要迅速準(zhǔn)確; (4)氣體收集可以用排水量氣裝置(如圖)代替。 [實(shí)驗(yàn)討論]除本實(shí)驗(yàn)測(cè)定反應(yīng)速率的方法外,可行的方案還有(至少填兩條): ①________________________________________________________________________, ②________________________________________________________________________, ③________________________________________________________________________, ④________________________________________________________________________。 解析:Zn與稀H2SO4發(fā)生反應(yīng)生成H2,故看到有氣泡產(chǎn)生,因反應(yīng)物濃度越大,反應(yīng)越快,故實(shí)驗(yàn)(2)比(1)所用時(shí)間少,此時(shí)要保證Zn粒的表面積相同,同時(shí)該實(shí)驗(yàn)裝置氣密性要良好。測(cè)定該實(shí)驗(yàn)的反應(yīng)速率還可有如下方法: ①測(cè)定單位時(shí)間內(nèi)產(chǎn)生H2的體積 ②測(cè)一段時(shí)間內(nèi)H+的濃度變化 ③測(cè)一段時(shí)間內(nèi)Zn粒質(zhì)量的變化 答案:[實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象]產(chǎn)生氣泡 短 [實(shí)驗(yàn)結(jié)果]長(zhǎng) 小 短 大 [實(shí)驗(yàn)結(jié)論]大 [注意事項(xiàng)](1)基本相同 (3)氣密性良好 [實(shí)驗(yàn)討論]①測(cè)定單位時(shí)間內(nèi)產(chǎn)生H2的體積 ②測(cè)定一段時(shí)間內(nèi)H+的濃度變化 ③測(cè)定一段時(shí)間內(nèi)Zn粒質(zhì)量變化(答兩條即可)- 1.請(qǐng)仔細(xì)閱讀文檔,確保文檔完整性,對(duì)于不預(yù)覽、不比對(duì)內(nèi)容而直接下載帶來(lái)的問(wèn)題本站不予受理。
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- 2017-2018學(xué)年高中化學(xué) 專(zhuān)題2 化學(xué)反應(yīng)速率與化學(xué)平衡 第一單元 第一課時(shí) 化學(xué)反應(yīng)速率的表示方法學(xué)案 蘇教版選修4 2017 2018 學(xué)年 高中化學(xué) 專(zhuān)題 化學(xué)反應(yīng) 速率 化學(xué)平衡 第一 單元
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