高二化学教案：化学反应速率教学案

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本文题目：高二化学教案：化学反应速率教学案

专题2　化学反应速率与化学平衡

第一单元 化学反应速率

第1课时　化学反应速率的表示方法

[目标要求]　1.了解化学反应速率的概念。2.了解化学反应速率的定量表示方法。3.掌握化学反应速率的简单计算。4.了解化学反应速率的测定方法。

一、化学反应速率的表示方法

1.化学反应速率：衡量化学反应进行快慢的物理量。

2.表示方法：化学反应速率用单位时间内反应物浓度(常用物质的量浓度)的减少或者生成物浓度的增加来表示。

3.数学表达式：v(A)=ΔcAΔt。

其中Δc表示反应过程中反应物或生成物物质的量浓度的变化(取其绝对值)，Δt表示时间变化。

其单位主要有：mol•L-1•s-1或mol•L-1•min-1或mol•L-1•h-1。

4.对同一反应，用不同物质的浓度变化所表示的反应速率之比等于化学方程式中各物质的化学计量数之比。

二、化学反应速率的测定及计算

1.化学反应速率测定的基本思路及方法

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。例如，过氧化氢的分解反应中有气体生成，可以测量在一定温度和压强下释放出来的气体的体积;有些反应物(或生成物)有颜色，随着反应的进行，溶液的颜色不断变化，可以用比色的方法测定溶液颜色的深浅，再根据溶液颜色与反应物浓度(或生成物浓度)的关系，换算成反应物(或生成物)在不同反应时刻的浓度。

2.化学反应速率的计算

由于Δc是浓度变化的绝对值，故化学反应速率都取正值，其一般计算依据是：

(1)根据某一物质起始浓度(c0)和一段时间后浓度(ct)的关系计算：Δc(反应物)=c0-ct，Δc(生成物)=ct-c0;

(2)根据反应物的转化率(α)计算：Δc(反应物)=c0α;

(3)根据化学方程式的化学计量数进行换算

求出一种物质的反应速率后可根据化学计量数之间的比值去计算其他物质的反应速率。

知识点一　化学反应速率的概念

1.下列关于化学反应速率的说法正确的是(　　)

A.化学反应速率是指在一段时间内任何一种反应物物质的量的减少或任何一种生成物物质的量的增加

B.化学反应速率为0.8 mol•L-1•s-1，是指在1 s时某物质的浓度是0.8 mol•L-1

C.化学反应速率可以衡量化学反应进行的快慢

D.对于任何化学反应来说，反应速率越快，反应现象越明显

答案　C

解析　化学反应速率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;化学反应速率是表示某一时间段内的平均速率而不是瞬时速率。

2.已知某条件下，合成氨反应的数据如下：

N2(g)+3H2(g) 2NH3(g)

起始浓度/mol•L-1 1.0 3.0　　　　　　　0.2

2 s末浓度/mol•L-1 0.6 1.8　　　　　　　1.0

4 s末浓度/mol•L-1 0.4 1.2　　　　　　　1.4

当用氨气浓度的增加来表示该反应的速率时，下列说法中错误的是(　　)

A.2 s末氨气的反应速率为0.4 mol•L-1•s-1

B.前2 s时间内氨气的平均反应速率为0.4 mol•L-1•s-1

C.前4 s时间内氨气的平均反应速率为0.3 mol•L-1•s-1

D.2～4 s时间内氨气的平均反应速率为0.2 mol•L-1•s-1

答案　A

解析　反应速率不是瞬时速率，要计算反应速率，关键要抓住Δt时间段对应的Δc的量。

知识点二　化学反应速率与化学计量数的关系

3.在四个不同的容器中，在不同的条件下进行合成氨反应，根据下列在相同时间内测得的结果判断，生成氨的反应速率最快的是(　　)

A.v(NH3)=0.1 mol•L-1•min-1

B.v(N2)=0.1 mol•L-1•min-1

C.v(N2)=0.2 mol•L-1•min-1

D.v(H2)=0.3 mol•L-1•min-1

答案　C

解析　合成氨反应：N2+3H2 2NH3，在同一反应用不同物质表示其反应速率时，反应速率之比等于化学方程式中的化学计量数之比，要在四种不同情况下比较反应速率快慢需用同一物质的变化表示。又因为v(N2)∶v(H2)∶v(NH3)=1∶3∶2，将B、C、D中的反应速率转化成v(NH3)，即为：0.2 mol•L-1•min-1、0.4 mol•L-1•min-1、0.2 mol•L-1•min-1，故选C。

4.反应4A(s)+3B(g)===2C(g)+D(g)，经2 min，B的浓度减少0.6 mol•L-1。对此反应速率的表示正确的是(　　)

A.用A表示的反应速率是0.4 mol•L-1•min-1

B.分别用B、C、D表示的反应速率之比是3∶2∶1

C.在2 min末的反应速率，用B表示是0.3 mol•L-1•min-1

D.在2 min内的反应速率，用C表示是0.3 mol•L-1•min-1

答案　B

解析　固体A不具有浓度概念，该物质的反应不能用mol•L-1•min-1的单位来表示。

知识点三　化学反应速率的测定

5.下表所列数据是某高温下金属镁和镍分别在氧气中进行氧化反应时，在金属表面生成氧化薄膜的实验记录，a和b均为与温度有关的常数。

反应时间t/h 1 4 9 16 25

MgO层厚y/nm 0.05a 0.20a 0.45a 0.80a 1.25a

NiO层厚y′/nm b 2b 3b 4b 5b

(1)金属在高温下氧化腐蚀速率可以用金属氧化膜的生成速率来表示，其理由是________________________________________________________________________。

(2)金属氧化膜的膜厚y跟时间t所呈现的关系是：MgO氧化膜的膜厚 y属于______型，NiO氧化膜的膜厚y′则属于_____型。(填“直线”、“抛物线”、“双曲线”或“对数”)

(3)Mg与Ni相比较，金属________具有更好的耐氧化腐蚀性，其理由是

________________________________________________________________________。

答案　(1)因化学反应的快慢既可以用反应物的消耗速率表示，又可以用生成物的生成速率表示，所以金属的腐蚀速率可以用其氧化物的生成速率来表示

(2)直线　抛物线

(3)Ni　据(2)可知，y′随时间t增长比y随时间t增长得慢，故Ni的耐氧化腐蚀性比Mg好

解析　由表中数据可知MgO膜厚与时间t的关系式为y=0.05at;NiO膜厚y′与时间t的关系式为y′=bt，即可知MgO膜厚y属直线型，而NiO膜厚y′属抛物线型。此题创新之处在于利用了数学函数知识去分析化学问题，有一定的新颖性。

练基础落实

1.在不同条件下分别测得反应2SO2(g)+O2(g) 2SO3(g)的化学反应速率，其中表示该反应进行的最快的是(　　)

A.v(SO2)=4 mol•L-1•min-1 B.v(O2)=3 mol•L-1•min-1

C.v(SO2)=0.1 mol•L-1•s-1 D.v(O2)=0.1 mol•L-1•s-1

答案　D

解析　比较：必须统一标准。换算成同一物质进行比较是关键，本题首先需要统一单位。

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