高二化学教案：化学反应速率教学案

2.反应：2SO2(g)+O2(g) 2SO3(g)经一段时间后，SO3的浓度增加了0.4 mol•L-1，在这段时间内用O2表示的反应速率为0.04 mol•L-1•s-1，则这段时间为(　　)

A.0.1 s B.2.5 s C.10 s D.5 s

答案　D

解析　根据题意知，SO3的浓度增加0.4 mol•L-1，则O2的浓度减小0.2 mol•L-1，v(O2)=ΔcO2Δt，则Δt=ΔcO2vO2=0.2 mol•L-10.04 mol•L-1•s-1=5 s。

3.2 mol A与2 mol B混合于2 L的密闭容器中，发生如下反应：2A(g)+3B(g) 2C(g)+zD(g)

若2 s后，A的转化率为50%，测得v(D)=0.25 mol•L-1•s-1，下列推断正确的是(　　)

A.v(C)=v(D)=0.2 mol•L-1•s-1

B.z=3

C.B的转化率为75%

D.反应前与2 s后容器的压强比为4∶3

答案　C

解析　A的起始量为2 mol，转化50%即转化1 mol，根据反应关系知B转化1.5 mol，C生成1 mol，又因为v(D)=0.25 mol•L-1•s-1，可计算出2 s时D的生成量为0.25 mol•L-1•s-1×2 L×2 s=1 mol，故知z=2，B错;v(C)=v(D)=v(A)=0.25 mol•L-1•s-1，故A错;B的转化率为1.52×100%=75%，C正确;反应达2 s时，容器内总物质的量为nA+nB+nC+nD=1 mol+0.5 mol+1 mol+1 mol=3.5 mol。故反应前后的容器中气体总物质的量之比为4∶3.5，压强比为4∶3.5，D错。

4.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反应16 min时反应物的浓度，结果应是(　　)

A.2.5 μmol•L-1•min-1和2.0 μmol•L-1

B.2.5 μmol•L-1•min-1和2.5 μmol•L-1

C.3.0 μmol•L-1•min-1和3.0 μmol•L-1

D.5 μmol•L-1•min-1和3.0 μmol•L-1

答案　B

解析　据图可知，4 min时化合物Bilirubin的浓度为20 μmol•L-1，8 min时其浓度为10 μmol•L-1，因此4～8 min间的平均反应速率为20 μmol•L-1-10 μmol•L-14 min=2.5 μmol•L-1•min-1。进一步分析图像可知0～4 min间的平均分解速率为40 μmol•L-1-20 μmol•L-14 min=5.0 μmol•L-1•min-1，由以上分析数据大致可确定平均分解速率基本呈等比递减变化，因此可估算8～12 min间平均分解速率为1.25 μmol•L-1•min-1,12～16 min间平均分解速率为0.625 μmol•L-1•min-1，因此16 min时反应物的浓度大致应为10 μmol•L-1-1.25 μmol•L-1•min-1×4 min-0.625 μmol•L-1•min-1×4 min=2.5 μmol•L-1，故B项正确。

练方法技巧

5.一定温度下，在2 L的密闭容器中，X、Y、Z三种气体的物质的量随时间变化的曲线如图所示。下列叙述正确的是(　　)

A.反应开始到10 s末时，用Z表示的反应速率为0.158 mol•L-1•s-1

B.反应开始到10 s末时，X的物质的量浓度减少了0.79 mol•L-1

C.反应开始到10 s时，Y的转化率为79.0%

D.反应的化学方程式为X(g)+Y(g) Z(g)

答案　C

解析　分析图象，关键是看变化量和走势，从走势分析X、Y是反应物，Z是生成物，初步分析它们的变化量分别为Δn(X)=1.20 mol-0.41 mol=0.79 mol，Δn(Y)=1.0 mol-0.21 mol=0.79 mol，Δn(Z)=1.58 mol，首先确定该反应的化学方程式为X(g)+Y(g)===2Z(g)。据选项要求分别计算出v(Z)=1.58 mol2 L×10 s=0.079 mol•L-1•s-1;Δc(X)=0.79 mol2 L=0.395 mol•L-1;α(Y)=0.79 mol1.00 mol×100%=79%，只有C选项正确。

6.在2 L密闭容器中进行如下反应：mX(g)+nY(g)===pZ(g)+qQ(g)，2 s时间内X表示的平均反应速率为0.3m/p mol•L-1•s-1，则2 s时间内，Q物质增加的物质的量为(　　)

A.1.2q/p mol B.1.2m/p mol C.1.6q/p mol D.0.6q/p mol

答案　A

解析　不同物质表示的反应速率之比等于它们的化学计量数之比，X表示的平均反应速率为0.3m/p mol•L-1•s-1，Q物质表示的反应速率为0.3m/p mol•L-1•s-1×qm=0.3q/p mol•L-1•s-1。则Δn(Q)=0.3q/p mol•L-1•s-1×2 L×2 s=1.2q/p mol。

练综合拓展

7.请你协助化学兴趣小组的同学完成如下实验，并回答相关问题。

实验目的：比较等体积0.5 mol•L-1硫酸、1 mol•L-1盐酸、1 mol•L-1醋酸分别与金属反应生成氢气的速率和体积。

实验原理：(用离子方程式表示)_____________ ______________________。

实验用品：仪器(略)、药品(除给定的三种酸溶液外，在Na、Mg、Fe三种金属中选择最合适的一种，并说明理由)。选择的金属是________，不选其他两种金属的理由是________________________________________________________________________

________________________________________________________________________。

实验步骤：

(1)甲同学设计的实验装置：

(1) 乙同学认为该装置不能控制三个反应在同一时间发生，并作了相应的改进。你认为乙同学改进的措施是_________________________________________________

________________________________________________________________________。

(3)按改进后的装置进行实验，观察现象并得出相关结论。

实验现象及结论：________________________________________________________。

(4)实验开始时的速率：v(H2SO4)______v(HCl)______v(CH3COOH)(用“=”、“<”或“>”填空，下同)，反应进行一段时间后的速率：v(H2SO4)

(5)最终得到的氢气体积：V(H2/H2SO4)______V(H2/HCl)______V(H2/CH3COOH)。

问题讨论：

(6)量筒的规格由__________________决定。

(7)对结论(4)、(5)中盐酸和醋酸的异同，你的解释是

________________________________________________________________________。

(8)根据现有知识，上述实验中硫酸和盐酸分别与金属反应的速率应始终相等，但反应一段时间后有v(H2SO4)

________________________________________________________________________。

大学无机化学对此问题将有科学的解释。

答案　2H++Mg===H2↑+Mg2+，

2CH3COOH+Mg===H2↑+Mg2++2CH3COO-

Mg　Na太活泼，能和水反应产生氢气，影响实验结论;Fe与酸反应的速率较慢，实验时间较长

(2)同时用分液漏斗分别向烧瓶中加入酸液

(3)实验现象：反应开始时醋酸的反应速率小于盐酸和硫酸的反应速率。当反应进行到一定程度后，醋酸的反应速率大于盐酸和硫酸。

结论：最终得到的氢气体积相等

(4)=　>　< (5)=　= (6)酸液的体积

(7)醋酸中存在电离平衡，反应开始时c(H+)小于盐酸，故反应速率也小于盐酸。当反应进行到一定程度后，醋酸的电离平衡不断向右移动，使得c(H+)大于盐酸，故反应速率大于盐酸。由于醋酸、盐酸最终提供的H+的物质的量相等，故最后得到H2的体积相等

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