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    人教版高中化学选修4第4讲:化学反应速率学案
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    高中化学人教版 (新课标)选修4 化学反应原理第一节 化学反应速率导学案

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    这是一份高中化学人教版 (新课标)选修4 化学反应原理第一节 化学反应速率导学案,共11页。学案主要包含了化学反应速率,化学反应速率的测量方法等内容,欢迎下载使用。

    1.了解化学反应速率的定义。
    2.学会化学反应速率的求算。
    一、化学反应速率:通常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。即v= QUOTE 。
    理解的关键:(1) 浓度变化;(2) 为正值;(3) 不用纯固体或纯液体表示;(4) 是平均速率;(5) 单位。
    二、同一反应中不同物质间反应速率的规律
    同一反应用不同物质来表示反应速率时,其数值不一定相等;它们的比值等于化学方程式的计量数之比。
    对于在一个容器中的一般反应 aA+bBcC+dD来说有,v(A)∶v(B)∶v(C)∶v(D)=Δc(A)∶Δc(B)∶Δc(C)∶Δc(D)=Δn(A)∶Δn(B)∶Δn(C)∶Δn(D)=a∶b∶c∶d。
    三、化学反应速率的测量方法
    1. 化学反应速率测定的基本思路: 化学反应速率是通过实验测定的。要测定不同反应时刻反应物或生成物的浓度,可通过观察和测量体系中的某一物质(反应物或生成物)的相关性质,再进行适当的转换和计算。
    2. 化学反应速率的测定方法:向锥形瓶中放入5 g大理石,再加入20 mL 1 ml·L-1盐酸。每隔10 s观察一次注射器中气体的体积,记录实验数据,并绘制v(CO2)—t曲线图。
    (1) 实验现象:大理石表面有气泡生成,注射器活塞向外移动。
    (2) 实验结论:可通过测量每隔一定时间产生气体的体积来测定反应速率。随着反应物浓度的降低,反应速率逐渐减小(忽略其他因素的影响)。
    知识点一:同一反应中不同物质间反应速率的规律
    例1.发展低碳经济,构建低碳社会。科学家们提出利用以工业废气中的CO2为原料,以CuO与ZnO混合物为催化剂,其反应为CO2+3H2CH3OH+H2O。某温度下,在体积为1 L的密闭容器中充入1 ml CO2和4 ml H2,测得CO2和CH3OH(g)的浓度随时间变化如下图所示。
    从反应开始到平衡,甲醇的平均反应速率v(CH3OH)= ;氢气的转化率为 。
    解析:v(CH3OH)= QUOTE =0.075 ml·L-1·min-1,氢气的转化率为 QUOTE ×100%=56.25%。
    答案:0.075 ml·L-1·min-1 56.25%
    例2.在一定条件下,在体积为V L的密闭容器中发生反应:mA+nBpC。t s末,A减少了1 ml,B减少了1.25 ml,C增加了0.5 ml。则m∶n∶p应为 ( )
    A. 4∶5∶2B. 2∶5∶4
    C. 1∶3∶2D. 3∶2∶1
    解析:物质的变化量之比等于化学计量数之比。
    答案:A
    例3. 700 ℃时,向容积为2 L的密闭容器中充入一定量的CO和H2O,发生反应:CO(g)+H2O(g)CO2(g)+H2(g)。反应过程中测定的部分数据见下表(t1>t2):
    下列说法不正确的是 ( )
    A. a=0.40
    B. 反应在t1 min内的平均速率为 v(CO)= QUOTE ml·L-1·min-1
    C. 反应在t2 min内的平均速率为v(H2)= QUOTE ml·L-1·min-1
    D. 反应在t1~t2 min内的净速率为0
    解析:B项,没有考虑到容器的容积为2 L,错用CO物质的量的变化来代替物质的量浓度的变化。
    答案:B
    知识点二:化学反应速率的测量方法
    例4.某研究小组拟用定量方法测量Al和Fe分别与酸反应的快慢,设计了如下图所示的装置:
    (1) 检查上图所示装置气密性的方法是 。
    (2) 若要比较产生气体的快慢,可以测量相同时间内产生气体的体积,也可以测量 。
    解析:化学反应速率是通过实验测定的。要测定不同反应时刻反应物或生成物的浓度,可通过观察和测量体系中的某一物质(反应物或生成物)的相关性质,再进行适当的转换和计算。
    答案:(1) 用手捂住锥形瓶,观察乙中长导管内液面是否上升
    (2) 产生相同体积的气体所需的时间
    【基础演练】
    1.决定化学反应速率的主要因素是 ( )
    A.反应物的浓度 B.反应温度 C.使用催化剂 D.反应物的性质
    答案:D
    2.5.6g铁粉投入到足量的100mL 2ml/L的稀硫酸中,2 min时铁粉刚好溶解,下列表示这个反应的速率正确的是( )
    A . v(Fe) = 0.5 ml/(L.min) B. v(H2SO4)= 1 ml/(L.min)
    C . v(H2) = 0.5 ml/(L.min) D. v(FeSO4)= 0.5 ml/(L.min)
    答案:D
    3.在2A+B 3C+4D反应中,表示该反应速率最快的是 ( )
    A.v(A)=0.5 ml·L-1·s-1 B.v(B)=0.3 ml·L-1·s-1
    C.v(C)=0.8 ml·L-1·s-1 D.v(D)=1 ml·L-1·s-1
    答案:B
    4.下列各组溶液,同时开始反应,出现浑浊最早的是( )
    A.20℃时 5mL 0.05ml·L-1 Na2S2O3溶液与5mL 0.1ml·L-1硫酸混合
    B.20℃时 50mL 0.1ml·L-1 Na2S2O3溶液与50mL 0.1ml·L-1硫酸混合
    C.10℃时 5mL 0.05ml·L-1 Na2S2O3溶液与5mL 0.1ml·L-1硫酸混合
    D.10℃时 5mL 0.1ml·L-1 Na2S2O3溶液与5mL 0.1ml·L-1硫酸混合
    答案:B
    5.甲、乙两个容器内都在进行A→B的反应,甲中每分钟减少4 ml A,乙中每分钟减 少2 ml A,则两容器中的反应速率 ( )
    A.甲快 B.乙快 C.相等 D.无法确定
    答案:D
    6.20℃时,将0.1 ml·L-1Na2S2O3溶液10 mL和0.01 ml·L-1 H2SO4溶液10 mL混合,2 min后溶液中明显出现浑浊,已知温度每升高10℃,化学反应速率增大到原来的2倍,那么50℃时,同样的反应要看到同样的浑浊,需要的时间是 ( )
    A.40 s B.15 s C.48 s D.20 s
    答案:B
    7.反应4NH3(气)+5O2(气)4NO(气)+6H2O(气)在10L密闭容器中进行,半分钟后,水蒸气的物质的量增加了0.45ml,则此反应的平均速率V (X)(反应物的消耗速率或产物的生成速率)可表示为 ( )
    A.V(NH3)= B.V(O2)=
    C.V(NO)= D.V(H2O)=
    答案:C
    8.在一定条件下,反应N2+3H22NH3,在2L密闭容器中进行,5min内氨的质量增加了1.7g,则反应速率为( )
    A.V(H2)=0.03ml/L·min B.V(N2)=0.02ml/L·min
    C.V(NH3)=0.17ml/L·min D.V(NH3)=0.01ml/L·min
    答案:D
    【巩固提高】
    9.在一个容积为6 L的密闭容器中,放入3 L X(g)和2 L Y(g),在一定条件下发生反应: 4X(g)+nY(g) 2Q(g)+6R(g)
    反应达到平衡后,容器内温度不变,混合气体的压强比原来增加了5%,X的浓度减小1/3,则该反应中的n值为( )
    A.3 B.4 C.5 D.6
    答案:D
    10.在一定条件下,将A2和B2两种气体通入1L密闭容器中,反应按下式进行:
    xA2+yB2 2C(气),两秒种后反应速率如下V(A2)=0.4ml/(L·s)
    V(B2)=1.2 ml/(L·s) VC= 0.8ml/(L·s) 则该x和y的值分别为( )
    A.2和3 B.3和2 C.3和1 D.1和3
    答案:D
    11.已知可逆反应:mA+nB==xC (A,B,C均为气体)在某一时刻的反应速率为:v(A)= a ml/(L·s),v(B)= b ml/(L·s),v(C)= c ml/(L·s)。则x的值为( )
    A. bc/n B. nc/b C . ma/c D . ac/m
    答案:B
    12.在恒温、恒容的密闭容器中反应A(g)B(g)+C(g);△H<0(正反应为放热反应)。若反应物的浓度由2ml/L降到0.8ml/L需20s,那么反应物浓度由0.8ml/L降到0.2ml/L所需的时间为( )
    A.10sB.大于10sC.小于10sD.无法判断
    答案:D
    13.将等物质的量的X2和Y2置于一密闭容器中,在一定条件下发生反应mX2(g)+nY2(g)
    pZ(g),达平衡时,测得容器中C(X2)=0.9ml·L-1 ,C(Y2)=0.1ml·L-1 ,C(Z)=0.8ml·L-1 ,则Z的化学式可能是( )
    A.X2Y3B.XY3 C.X2Y2 D.X3Y2
    答案:B
    14.200C,将10ml 0.1ml/l Na2S2O3溶液和10ml 0.1ml/l的H2SO4溶液混合,2分钟后溶液中明显出现浑浊。已知温度每升高100C,化学反应速率增大到原来的2倍,那么500C时, 同样的反应要看到明显浑浊,需要的时间是( )
    A.15秒 B.20秒 C.40秒 D.48秒
    答案:A
    15.设C+CO2 2CO-Q1 反应速率为v1 ,N2+3H2 2NH3+Q2 反应速率为v2 对于上述反应,当温度升高时,v1和v2的变化情况为( )
    A.同时增大 B.同时减小C.v1增大,v2减小D.v1减小,v2增大
    答案:A
    1.下列四个数据都表示合成氨的反应速率,其中速率代表同一反应中的是 ( )
    ①V(N2)=0.3ml/L·min ②V(NH3)=0.9ml/L·min
    ③V(H2)=0.6ml/L·min ④V(H2)=0.0225ml/L·s
    A.①② B.①③ C.③④ D.②④
    答案:D
    2.在N2+3H22NH3的反应中,经过一段时间后,NH3的浓度增加0.6ml/L,在此时间内用H2表示的平均反应速率为0.45 ml/L·s,则所经历的时间是 ( )
    A.0.44s B.1s C.1.33s D.1.2s
    答案:D
    3.四位同学同时进行反应:A+3B=2C + 2D 的速率测定实验,分别测得反应速率如下:① v(A)= 0.15ml/(L.S);②v(B)= 0.6ml/(L.S) ③v(C)= 0.4ml/(L.S)④v(D)= 0.45ml/(L.S)。其中,反应进行得最快的是( )
    A . ① B . ② C . ③ D . ④
    答案:D
    4.某温度下,浓度都是1 ml·L-1的两种气体X2和Y2,在密闭容器中反应生成气体Z,经过t min后,测得物质的浓度分别为:
    c(X2)=0.4 ml·L-1,c(Y2)=0.8 ml·L-1,c(Z)=0.4 ml·L-1,则该反应的反应式可表示为:( )
    A.X2+2Y2 2XY2 B.2X2+Y2 X2Y
    C.3X2+Y2 2X3Y D.X2+3Y2 2XY3
    答案:C
    5.把0.6 ml X气体和0.4 ml Y气体混合于2 L容器中,发生反应:
    3X(g)+Y(g) nZ(g)+2W(g),5 min末已生成0.2 ml W,若测知以Z浓度变化来表示的平均速率为0.01 ml·L-1·min-1
    上述反应中Z气体的计量系数n的值是 ( )
    A.1 B.2 C.3 D.4
    答案:A
    上述反应在5 min末时,已用去的Y占原来总物质的量分数为 ( )
    A.20% B.25% C.33% D.50%
    答案:B
    6.(吉林省东北师大附中2015届高三上学期第三次摸底考试)右图是关于反应A2(g)+3B2(g)2C(g)ΔH<0的平衡移动图像,影响平衡移动的原因是( )
    A.升高温度,同时加压
    B.降低温度,同时减压
    C.增大反应物浓度,同时使用催化剂
    D.增大反应物浓度,同时减小生成物浓度
    答案:D
    7.(辽宁省锦州市2015 届高三上学期期末考试)向绝热恒容密闭容器中通入SO2和NO2,发生反应SO2(g)+NO2(g)=SO3(g)+NO(g),其正反应速率(v)随时间(t)变化的关系如下图所示。下列结论中错误的是( )
    A.反应在c点达到平衡状态
    B.反应物的浓度:a点大于b点
    C.反应物的总能量高于生成物的总能量
    D.逆反应速率:c点大于b点
    答案:A
    8.某温度时,在2 L容器中,X、Y、Z三种物质的物质的 量随时间变化曲线如图所示。由图中数据分析,该反应的化学方程式为:_______________________________________。
    反应开始至2 min,Z的平均反应速率为__________。
    答案:3X + Y2Z;0.05 ml/L·min
    _________________________________________________________________________________
    _________________________________________________________________________________
    1. 化合物Bilirubin在一定波长的光照射下发生分解反应,反应物浓度随反应时间变化如下图所示,计算反应4~8 min间的平均反应速率和推测第16 min 反应物的浓度,结果应是 ( )
    A. 2.5 μml·L-1·min-1和2.0 μml·L-1
    B. 2.5 μml·L-1·min-1和2.5 μml·L-1
    C. 3.0 μml·L-1·min-1和3.0 μml·L-1
    D. 5.0 μml·L-1·min-1和3.0 μml·L-1
    答案:B
    2. 反应A(g)+3B(g)2C(g)+2D(g),在不同情况下测得反应速率,其中反应速率最快的是 ( )
    A. v(D)=0.4 ml·L-1·s-1
    B. v(B)=0.6 ml·L-1·s-1
    C. v(C)=0.5 ml·L-1·s-1
    D. v(A)=0.15 ml·L-1·s-1
    答案:C
    3. 在一定条件下,将8 ml A和25.7 ml B两种气体通入体积为W L的密闭容器中发生反应:mA(g)+nB(g)2C(g)。t s后,A、B、C的物质的量分别为7.5 ml、23.7 ml、1 ml。则m与n值应是 ( )
    A. m=2,n=1B. m=1,n=3
    C. m=1,n=4D. m=3,n=1
    答案:C
    4. 将4 ml A气体和2 ml 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0.6 ml·L-1,下列说法正确的是 ( )
    ①用物质A表示的反应的平均速率为0.3 ml·L-1·s-1
    ②用物质B表示的反应的平均速率为0.6 ml·L-1·s-1
    ③2 s时物质A的转化率为70%
    ④2 s时物质B的浓度为0.7 ml·L-1
    A. ①③ B. ①④ C. ②③ D. ③④
    答案:B
    5.在甲、乙、丙三个不同密闭容器中按不同方式投料,一定条件下发生反应(起始温度和起始体积相同):N2(g)+3H2(g)2NH3(g) ΔH<0,相关数据如下表所示:
    下列说法正确的是( )
    A.V甲>V丙B.K乙c甲 D.v甲=v丙
    答案:C
    6.一定温度下,在2L的密闭容器中充入2mlN2和2mlH2,进行反应:N2(g)+3H2(g)2NH3(g)△H <0。经2分钟到达平衡,此时NH3为0.4ml·L-1。则下列说法正确的是( )
    A.到达平衡后NH3的速率为0.2ml·L-1·min-1
    B.升高温度平衡会逆向移动,当密度不再变化时该反应又再次到达平衡
    C.平衡时H2的转化率为60%
    D.在其它条件不变,将体积压缩到1L后再平衡时,c(H2)=0.2ml·L-1
    答案:C
    7.将等质量的两份锌粉a、b分别加入过量的稀硫酸,同时向a中加少量CuSO4溶液,下图中产生H2的体积V(L)与时间t(min)的关系,其中正确的是( )

    答案:A
    8.对于反应2SO2(g)+O2(g)2SO3(g),能增大正反应速率的措施是( )
    A.移去部分SO3 B.增大容器容积 C.通入大量O2 D.降低体系温度
    答案:C
    反应时间/min
    n(CO)/ml
    n(H2)/ml
    0
    1.20
    0
    t1
    0.80
    a
    t2
    0.80
    0.40
    容器



    相关条件
    恒温恒容
    绝热恒容
    恒温恒压
    反应物投料
    1ml N2、3ml H2
    2ml NH3
    2ml NH3
    平衡时容器体积
    V甲
    V乙
    V丙
    反应的平衡常数K=
    K甲
    K乙
    K丙
    平衡时NH3的浓度/ml·L-1
    c甲
    c乙
    c丙
    平衡时NH3的反应速率/ml·L-1·min-1
    v甲
    v乙
    v丙
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