2015-2016学年《化学反应速率》导学案.doc

第3节　化学反应速率与限度
第1课时　化学反应速率

　　1.了解化学反应速率的概念及其表达式。
2.学会利用反应速率表达式进行简单的定量计算,并能比较反应速率的大小。
3.知道反应速率的快慢受浓度、温度、催化剂、固体表面积等条件的影响。
4.知道控制化学反应速率对人类生产、生活的意义。

　　一、化学反应速率的含义及表示方法
1.概念:表示化学反应进行①快慢的物理量。化学反应不同,反应速率也不同。
2.表示方法:通常用单位时间内反应物②浓度的减少或者生成物③浓度的增加来表示。
3.数学表达式:④v=　　。  
4.单位:⑤mol·L-1·min-1或⑥mol·L-1·s-1等。
5.举例:某反应中H2在2 min内由2 mol·L-1变成1 mol·L-1,则v(H2)=⑦0.5 mol·L-1·min-1。 
二、影响化学反应速率的因素
1.温度
将分别盛有3 mL 5% H2O2溶液(滴有两滴FeCl3溶液)的试管分别置于A.盛有冷水的烧杯中、B.盛有温水的烧杯中、C.盛有热水的烧杯中。
(1)实验现象:产生气泡由快到慢的顺序是⑧C>B>A(用字母表示)。
(2)实验结论:升高温度,反应速率⑨增大;降低温度,反应速率⑩减小。
2.催化剂
有a、b、c三支分别盛有3 mL 5% H2O2溶液的试管,a试管中不加任何试剂,b试管中加入少许FeCl3溶液,c试管中加入少许MnO2粉末。
(1)实验现象:产生气泡速率最慢的试管是a　(填字母)。 
(2)实验结论:催化剂能加快反应速率。
3.其他影响因素
除温度、催化剂外,固体的表面积、反应物的状态、溶液的浓度、气体的压强等都可以影响化学反应速率。

　　1.化学反应速率是指平均速率还是瞬时速率?

　　2.有同学认为化学反应中:反应物的浓度是减少的,生成物的浓度是增加的,所以用反应物表示的反应速率为正值,则用生成物表示的反应速率为负值。你同意这个观点吗?

　　3.决定化学反应速率的主要因素是什么?

　　4.单位时间内,消耗反应物的物质的量越多,反应速率是不是就越大?

　　探究1:化学反应速率的计算

　　已知反应:4NH3(g)+5O2(g)4NO(g)+6H2O(g)在5 L的密闭容器中进行。
(1)20 s后,NO的物质的量增加了1.6 mol,此时用NO表示该反应的反应速率v(NO)是多少?
(2)20 s后,NH3、O2、H2O物质的量变化了多少?用NH3、O2、H2O表示的化学反应速率v(NH3)、v(O2)、v(H2O)分别是多少?
(3)同一反应在相同时间内,用不同物质表示的反应速率,其数值是否相同?表示的反应快慢是否相同?用不同物质表示的反应速率其数值有什么规律?

　　1.化学反应:4NH3(g)+5O2(g)4NO(g)+6H2O(g)在不同时间内,用不同物质表示的反应速率大小如下:
A.v(NH3)=3 mol·L-1·s-1　　　　　　　　B.v(O2)=5 mol·L-1·s-1
C.v(NO)=5 mol·L-1·s-1 D.v(H2O)=6 mol·L-1·s-1
上述表示的反应速率由大到小排列的顺序如何?

　　2.在描述反应速率时应指明是用哪种物质表示的速率,为什么?

反应4A(s)+3B(g)2C(g)+D(s),经2 min,B的浓度减少0.6 mol·L-1。则下列说法正确的是(　　)。
A.用A表示的反应速率是0.4 mol·L-1·min-1
B.分别用B、C表示反应的速率,其比值是3∶2
C.在2 min末,用B表示的反应速率是0.3 mol·L-1·min-1
D.在这2 min内,B和C两种物质浓度都逐渐减小
　　探究2:外界条件对化学反应速率的影响

　　某学习小组研究影响锌与稀硫酸反应速率的外界条件,设计实验的数据如下:
实验序号
锌的质量/g
锌的状态
c(H2SO4)/mol·L-1
V(H2SO4)/mL
反应前溶液
的温度/℃
其他试剂
1
0.65
粒状
0.5
50
20
无
2
0.65
粉末
0.5
50
20
无
3
0.65
粒状
0.5
50
20
2滴CuSO4
溶液
4
0.65
粉末
0.8
50
20
无
5
0.65
粉末
0.8
50
35
2滴CuSO4
溶液

　　(1)在此5组实验中,判断锌和稀硫酸反应速率大小,最简单的方法可通过测定　　　　　　　　　　　　进行判断,其速率最快的是　　　　(填实验序号)。 
(2)实验1和2表明　　　　　　　　　　　　对反应速率有影响;实验1和3表明　　　　　　　　　　　　对反应速率有影响。 

(3)进行实验2时,该小组同学根据实验过程绘制的氢气体积(标准状况下)与时间的关系如图所示。
①在OA、AB、BC三段中反应速率最快的是　　　　,其原因是　　　　　　　　　　　　。 
②2~4 min内以硫酸的浓度变化表示的反应速率(假设溶液的体积不变)v(H2SO4)=　　　　mol·L-1·min-1。 

　　1.若是气体之间的反应,增大压强(如缩小容器的体积),化学反应速率会加快的原因是什么?结合浓度对反应速率的影响分析。

　　2.锌片与稀硫酸反应时,将锌片换成锌粉,反应速率为什么会增大?

　　3.锌与稀硫酸反应时,能否用锌的浓度变化来表示该反应的反应速率?根据反应速率的计算公式分析。

　　4.可以根据哪些相关量的变化来测量锌粒与硫酸反应的反应速率?

某研究性学习小组通过铁与盐酸反应的实验,研究影响反应速率的因素(铁的质量相等,铁块的形状一样,盐酸均过量),甲同学设计的实验如下表所示:
实验编号
盐酸浓度/mol·L-1
铁的状态
温度/K
1
4.00
块状
293
2
4.00
粉末
293
3
2.00
块状
293
4
4.00
块状
313

　　请回答下列问题:
(1)若四组实验均以收集到500 mL(已转化为标准状况下)氢气为标准,则上述实验中还需要测定的数据是　　　　　　　　。 
(2)实验　　　　(填实验编号,下同)和　　　　是研究盐酸的浓度对该反应速率的影响;实验　　　　和　　　　是研究温度对该反应速率的影响。 

(3)测定在不同时间t产生氢气体积V的数据,根据数据绘制得到如图所示曲线,则曲线c、d分别对应的实验组别可能是实验　　　　和　　　　。 
(4)乙同学设计了下列一组实验:所用铁块的形状、质量均相同,所用酸的体积相同,其浓度如下,你认为产生氢气速率最快的是　　　　。 
A.3.0 mol·L-1盐酸 B.5.0 mol·L-1硝酸
C.18.4 mol·L-1硫酸 D.2.0 mol·L-1硫酸

1.互动交流学习体会是倡导的学习方法之一。下列是四位同学学习化学反应速率后交流的学习体会,其中正确的是(　　)。
A.化学反应速率可以衡量化学反应进行的快慢
B.化学反应速率只能用反应物浓度的减少量来表示
C.化学反应速率的大小主要取决于反应进行时的外界条件
D.某物质的反应速率为0.2 mol·L-1·s-1,表示反应进行1 s时该物质的浓度是0.2 mol·L-1
2.在恒温恒容的容器中进行反应N2O4(g)2NO2(g),若反应物浓度由0.1 mol·L-1降到0.06 mol·L-1 需20 s,则20 s 内NO2的平均反应速率是(　　)。
A.0.05 mol·L-1·s-1 B.0.002 mol·L-1·s-1
C.0.004 mol·L-1·s-1 D.0.006 mol·L-1·s-1
3.汽车尾气里含有有毒的NO和CO,NO和CO能缓慢地反应生成N2和CO2,下列对此反应的叙述中不正确的是(　　)。
A.使用催化剂能加快反应速率 B.升高温度能加快反应速率
C.改变压强对反应速率无影响 D.此反应能减轻尾气对环境的污染

4.某反应中各物质的浓度变化如图所示,试回答下列问题:

(1)反应物是　　　　;生成物是　　　　。 
(2)在2 min内用A、B、C表示的化学反应速率分别为　　　　、　　　　、　　　　。 
(3)该反应的化学方程式是　。 

参考答案
知识体系梳理
①快慢　②浓度的减少　③浓度的增加　④v=　⑤mol·L-1·min-1　⑥mol·L-1·s-1　⑦0.5 mol·L-1·min-1
⑧C>B>A　⑨增大　⑩减小　a　加快　表面积　状态　浓度
基础学习交流
1.化学反应速率表示的是一段时间内的平均反应速率。
2.不同意;化学反应速率无正负之分,无论是用反应物还是用生成物表示反应速率,其数值都是正值。
3.反应物自身的性质。
4.不一定,反应物物质的量消耗越多,浓度变化不一定越大。
重点难点探究
探究1:
互动探究
(1)v(NO)=0.016 mol·L-1·s-1。
(2)NH3的物质的量减少了1.6 mol,O2的物质的量减少了2 mol,H2O的物质的量增加了2.4 mol;
v(NH3)=0.016 mol·L-1·s-1,v(O2)=0.02 mol·L-1·s-1,v(H2O)=0.024 mol·L-1·s-1。
(3)同一反应在相同时间内,用不同物质表示的反应速率,其数值可能不同,但表示的反应快慢相同;反应速率之比等于各物质化学计量数之比。
探究拓展
1.C>B=D>A
2.在同一反应中,用不同物质来表示反应速率时,其数值不一定相同,故描述反应速率时应指明物质。
探究体验　B
探究2:
互动探究
(1)锌完全消失所需的时间;5
(2)固体反应物的表面积;(是否形成)原电池
(3)①AB;反应放热,使温度升高,反应速率加快
②0.06
探究拓展
1.增大气体的压强,相当于增大气体反应物的浓度,故反应速率增大。
2.锌片换成锌粉,增大了固体的表面积,故反应速率增大。
3.不能;因为锌是固体,无物质的量浓度变化,故一般不用固体或纯液体来表示化学反应速率。
4.可以通过测量一定质量的锌粒完全溶解所用的时间、一定时间内硫酸浓度的变化、一定时间内生成氢气的体积等来测量化学反应速率。
探究体验
(1)收集氢气所需的时间
(2)1;3;1;4
(3)1;3
(4)D
基础智能检测
1.A　2.C　3.C
全新视角拓展
4.(1)A、B;C
(2)3 mol·L-1·min-1;2 mol·L-1·min-1;3 mol·L-1·min-1
(3)3A+2B3C