高中化學(xué)人教選修四同步輔導(dǎo)與檢測(cè)化學(xué)反應(yīng)速率

第一節(jié)化學(xué)反應(yīng)速率化學(xué)反應(yīng)速率和化學(xué)平衡很久很久以前，我們的宇宙還是一個(gè)質(zhì)量非常大但體積非常小的點(diǎn)。這個(gè)點(diǎn)在瞬間爆炸了，中子、質(zhì)子、電子產(chǎn)生了。隨著宇宙的迅速膨脹，其溫度也逐漸降低，這些基本粒子就形成了各種元素，物質(zhì)微粒相互吸引、融合，形成越來(lái)越大的團(tuán)塊；這些團(tuán)塊又逐漸演化成星系、恒星、行星，在個(gè)別的天體上還出現(xiàn)了生命現(xiàn)象，能夠認(rèn)識(shí)宇宙的人類最終誕生了。這就是目前有關(guān)宇宙歷史的一種解釋。宇宙大爆炸來(lái)的如此突然，反應(yīng)迅速，而有些反應(yīng)慢的覺(jué)察不到，這中間到底有什么奧妙呢？1．了解化學(xué)反應(yīng)速率的概念。2．了解化學(xué)反應(yīng)速率的定量表示方法。3．掌握化學(xué)反應(yīng)速率的簡(jiǎn)單計(jì)算。4．了解化學(xué)反應(yīng)速率的測(cè)量方法。化學(xué)反應(yīng)速率答案：快慢程度單位時(shí)間mol/L·s－1mol/(L·min)化學(xué)計(jì)量數(shù)之比綜合拓展有關(guān)化學(xué)反應(yīng)速率的注意事項(xiàng)1．化學(xué)反應(yīng)速率均為正值，沒(méi)有負(fù)值。2．化學(xué)反應(yīng)速率通常指的是某物質(zhì)在某一段時(shí)間內(nèi)化學(xué)反應(yīng)的平均速率，而不是在某一時(shí)刻的瞬時(shí)速率。3．由于在反應(yīng)中純固體和純液體的濃度是恒定不變的，因此對(duì)于有純液體或純固體參加的反應(yīng)一般不用純液體或純固體來(lái)表示化學(xué)反應(yīng)速率。其化學(xué)反應(yīng)速率與其表面積大小有關(guān)，而與其物質(zhì)的量的多少無(wú)關(guān)。通常是通過(guò)增大該物質(zhì)的表面積(如粉碎成細(xì)小顆粒、充分?jǐn)嚢?、振蕩?來(lái)加快反應(yīng)速率。4．表示化學(xué)反應(yīng)的速率時(shí)，必須指明是用反應(yīng)體系中的哪種物質(zhì)作標(biāo)準(zhǔn)。嘗試應(yīng)用1．(雙選題)反應(yīng)4A(g)＋3B(g)2C(g)＋D(g)，經(jīng)2min，B的濃度減少了0.6mol/L。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0.4mol/(L·min)B．用C表示的反應(yīng)速率是0.2mol/(L·min)C．在2min末的反應(yīng)速率，用B表示是0.3mol/(L·min)D．在2min內(nèi)用B和C表示的反應(yīng)速率的值相等解析：由速率定義式求出B的反應(yīng)速率，然后按方程式的計(jì)量數(shù)分別求出A、C的反應(yīng)速率?；瘜W(xué)反應(yīng)速率是平均速率而不是瞬時(shí)速率，所以選項(xiàng)C的說(shuō)法錯(cuò)誤。由于物質(zhì)B、C的化學(xué)計(jì)算數(shù)不同，故在2min內(nèi)用B和C表示的反應(yīng)速率的值不同，其比值為3∶2，故D項(xiàng)錯(cuò)。答案：AB化學(xué)反應(yīng)速率的測(cè)量1．化學(xué)反應(yīng)速率測(cè)量的基本思路化學(xué)反應(yīng)速率是通過(guò)________測(cè)定的。因?yàn)榛瘜W(xué)反應(yīng)中發(fā)生變化的是體系中的化學(xué)物質(zhì)(包括反應(yīng)物和生成物)，所以與其中任何一種化學(xué)物質(zhì)的濃度(或質(zhì)量)相關(guān)的性質(zhì)在測(cè)量反應(yīng)速率時(shí)都可以加以利用。實(shí)驗(yàn)

2．用于化學(xué)反應(yīng)速率測(cè)量的物質(zhì)的性質(zhì)(1)直接可____，如釋放出氣體的體積和體系的壓強(qiáng)。(2)依靠科學(xué)儀器才能測(cè)量的性質(zhì)，如________、________、________、________等。(3)在溶液中，當(dāng)反應(yīng)物或產(chǎn)物本身有比較明顯的顏色時(shí)，常常利用________和________________來(lái)跟蹤反應(yīng)的過(guò)程和測(cè)量反應(yīng)速率。答案：(1)觀察(2)顏色的深淺光的吸收光的發(fā)射導(dǎo)電能力(3)顏色深淺顯色物質(zhì)濃度間的正比關(guān)系綜合拓展化學(xué)反應(yīng)方法測(cè)量鋅與硫酸反應(yīng)的速率1．實(shí)驗(yàn)用品錐形瓶、雙孔塞、分液漏斗、直角導(dǎo)氣管、50mL注射器、鐵架臺(tái)、秒表、鋅粒、1mol/L的硫酸、4mol/L的硫酸。2．實(shí)驗(yàn)步驟(1)取一套裝置，加入40mL1mol/L的硫酸，測(cè)量收集10mLH2所用的時(shí)間。(2)取另一套裝置，加入40mL4mol/L的硫酸，測(cè)量收集10mLH2所用的時(shí)間。3．實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象鋅與硫酸反應(yīng)產(chǎn)生氣泡，收集10mL氣體。實(shí)驗(yàn)②所用時(shí)間比實(shí)驗(yàn)①所用時(shí)間短。4．實(shí)驗(yàn)結(jié)果加入試劑反應(yīng)時(shí)間/min反應(yīng)速率/mol·L－1·min－11mol/LH2SO4長(zhǎng)小4mol/LH2SO4短大5.實(shí)驗(yàn)結(jié)論在容器的載面積相等時(shí)，可以用容器的長(zhǎng)度代替容器的體積來(lái)測(cè)量化學(xué)反應(yīng)的速率，也可以直接換算成氣體的物質(zhì)的量隨體積的變化關(guān)系。不同濃度的酸，反應(yīng)的速率是不同的，濃度越大，反應(yīng)速率越快。4mol/L的硫酸與鋅反應(yīng)比1mol/L的硫酸與鋅反應(yīng)快。6．注意事項(xiàng)(1)鋅粒的顆粒(即表面積)大小基本相同。(2)40mL硫酸溶液要迅速加入。(3)裝置氣密性要好，且計(jì)時(shí)要迅速準(zhǔn)確。嘗試應(yīng)用2．在25℃時(shí)，向100mL含HCl14.6g的鹽酸溶液里放入5.6g純鐵粉(不考慮反應(yīng)前后溶液體積的變化)，反應(yīng)開(kāi)始至2min末，收集到1.12L(標(biāo)準(zhǔn)狀況)氫氣。在此之后，又經(jīng)過(guò)4min鐵粉完全溶解。則：(1)在前2min內(nèi)用FeCl2表示的平均反應(yīng)速率是________。(2)在后4min內(nèi)用HCl表示的平均反應(yīng)速率是________。(3)該反應(yīng)前2min內(nèi)與后4min內(nèi)的反應(yīng)速率哪一個(gè)快？一、化學(xué)反應(yīng)速率的概念及計(jì)算

將化合物A的蒸氣1mol充入0.5L容器中加熱分解：2A(g)B(g)＋nC(g)。反應(yīng)到3min時(shí)，容器內(nèi)A的濃度為0.8mol/L，測(cè)得這段時(shí)間內(nèi)，平均速率v(C)＝0.6mol/(L·min)，則化學(xué)反應(yīng)方程式中n值為_(kāi)_______，v(B)＝________。解析：因?yàn)榉磻?yīng)方程式中各物質(zhì)的化學(xué)計(jì)量數(shù)之比等于相應(yīng)物質(zhì)的反應(yīng)速率之比，所以欲求n值，可先求v(A)的值。名師點(diǎn)睛：要注意利用反應(yīng)速率或物質(zhì)的量關(guān)系進(jìn)行計(jì)算時(shí)，單位必須一致。用不同物質(zhì)表示同一個(gè)反應(yīng)的反應(yīng)速率以及各物質(zhì)的物質(zhì)的量的變化均與化學(xué)計(jì)量數(shù)成正比。變式應(yīng)用1．mA＋nBpC的反應(yīng)中，m、n、p為各物質(zhì)的化學(xué)計(jì)量數(shù)。現(xiàn)測(cè)得C每分鐘增加amol/L，B每分鐘減少1.5amol/L，A每分鐘減少0.5amol/L，則m∶n∶p為(

)A．2∶3∶2B．2∶3∶3C．1∶3∶2D．3∶1∶2解析：化學(xué)反應(yīng)速率之比等于化學(xué)計(jì)量數(shù)之比等于物質(zhì)的量濃度變化之比，即0.5a∶1.5a∶a＝1∶3∶2。答案：C二、化學(xué)反應(yīng)速率的比較

反應(yīng)A＋3B===2C＋2D在四種不同情況下的反應(yīng)速率分別為：①v(A)＝0.15mol/(L·min)，②v(B)＝0.01mol/(L·s)，③v(C)＝0.40mol/(L·min)，④v(D)＝0.45mol/(L·min)，該反應(yīng)進(jìn)行的快慢順序?yàn)開(kāi)_______(填序號(hào))。解析：將四種不同情況下的反應(yīng)速率用同一物質(zhì)的變化表示，然后比較數(shù)值大小，即可判斷反應(yīng)的快慢。v(A)∶v(B)∶v(C)∶v(D)＝1∶3∶2∶2，轉(zhuǎn)化為用A的濃度變化表示的反應(yīng)速率為：①v(A)＝0.15mol/(L·min)，②v(B)＝0.01mol/(L·s)＝0.6mol/(L·min)，則v(A)＝v(B)＝0.20mol/(L·min)，③v(C)＝0.40mol/(L·min)，則v(A)＝v(C)＝0.20mol/(L·min)，④v(D)＝0.45mol/(L·min),則v(A)＝v(D)＝0.225mol/(L·min)，故反應(yīng)進(jìn)行的快慢順序?yàn)棰埽劲冢舰郏劲佟４鸢福孩埽劲冢舰郏劲倜麕燑c(diǎn)睛：比較化學(xué)反應(yīng)速率的大小的方法(1)統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)法：將以某一物質(zhì)表示的反應(yīng)速率選定為比較標(biāo)準(zhǔn)，以其他物質(zhì)表示的反應(yīng)速率全部按上述換算方法換算成同一物質(zhì)表示的反應(yīng)速率，統(tǒng)一單位然后直接依據(jù)數(shù)值比較速率的大小。(2)比較比值法：先求出不同的物質(zhì)表示的速率并統(tǒng)一單位，用各物質(zhì)表示的速率除以化學(xué)方程式中各自的化學(xué)計(jì)量數(shù)，然后比較大小，其比值大者反應(yīng)速率大。變式訓(xùn)練2．可逆反應(yīng)2A(g)＋3B(g)2C(g)＋D(g)在四種不同條件下的反應(yīng)速率分別為：①v(A)＝0.5mol/(L·min)②v(B)＝0.6mol/(L·min)③v(C)＝0.35mol/(L·min)④v(D)＝0.4mol/(L·min)則該反應(yīng)在不同條件下反應(yīng)速率最快的是(

)A．①B．②C．③D．④解析：在同一反應(yīng)中，化學(xué)反應(yīng)速率用不同物質(zhì)的濃度變化表示，無(wú)法判斷其反應(yīng)速率的快慢，需要根據(jù)反應(yīng)速率之比等于物質(zhì)的化學(xué)計(jì)量數(shù)之比換算成用同一物質(zhì)表示的反應(yīng)速率的數(shù)值才能比較其快慢程度?，F(xiàn)將上述反應(yīng)速率都用A的變化表示：①v(A)＝0.5mol/(L·min)②v(A)＝v(B)＝0.4mol/(L·min)③v(A)＝v(C)＝0.35mol/(L·min)④v(A)＝2v(D)＝0.8mol/(L·min)0.8＞0.5＞0.4＞0.35，故④情況下反應(yīng)速率最快。答案：D解析：A項(xiàng)，用各物質(zhì)表示的化學(xué)反應(yīng)速率之比等于其化學(xué)計(jì)量數(shù)之比，則有2v(H2,消耗)=v(HI，生成)；C項(xiàng)，隨著反應(yīng)的進(jìn)行，v正不斷減小，v逆不斷增大，二者的比值也不斷變化；D項(xiàng)，達(dá)到平衡時(shí)，對(duì)于某一物質(zhì)來(lái)說(shuō)，其正、逆反應(yīng)速率相等，但對(duì)于不同物質(zhì)，則不一定相等，如平衡時(shí)v(HI，逆)=2v(H2,正)。答案：B2．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)速率通常表示一定時(shí)間