内容正文:
第二节 化学反应的速率与限度
第1课时 化学反应的速率
1. 了解化学反应速率的含义及其表示方法,培养科学探究、变化观念及宏观辨识的学科核心素养。
2.了解用不同物质表示的化学反应速率间的关系,及速率大小的比较方法,培养证据推理的学科核心素养。
1.化学反应速率
说明:v表示反应速率,Δc表示反应物(或生成物)浓度的变化,Δt表示反应时间的变化。
2.实例:某反应的反应物浓度在5min内由6mol/L变成了2mol/L,则在这5min内以该物质表示的平均反应速率为 。
探究任务一 化学反应速率的计算方法与规律
1. 化学反应速率的正确理解
2.化学反应速率的计算方法
(1)定义式法:利用公式v=计算化学反应速率,也可以利用该公式计算浓度变化量或反应时间。
(2)关系式法:化学反应速率之比=物质的量浓度的变化量之比=物质的量的变化量之比=化学计量数之比。
3.“三段式”计算化学反应速率(υ)和转化率(α)
设a mol·L-1、b mol·L-1分别为A、B两物质的起始浓度,t时刻后,mx mol·L-1为反应物A的转化浓度,nx mol·L-1为反应物B的转化浓度,则:
mA(g)+nB(g)pC(g)+qD(g)
起始浓度/(mol·L-1) a b 0 0
转化浓度/(mol·L-1) mx nx px qx
终态浓度/(mol·L-1) a-mx b-nx px qx
(1)v(A)=,v(C)=
(2)α(A)=×100%
【典例1】将4 mol A和2 mol B在2 L的密闭容器中混合,并在一定条件下发生如下反应:2A(s)+B(g)2C(g),反应2 s后测得C的浓度为0.6 mol·L-1。下列说法正确的是( )
A.用物质A表示2 s内的平均反应速率为0.3 mol·L-1·s-1
B.用物质B表示2 s内的平均反应速率为0.6 mol·L-1·s-1
C.2 s时v(C)=0.3 mol·L-1·s-1
D.2 s时物质B的浓度为0.7 mol·L-1
【变式训练1】在一定条件下,将3 mol A和1 mol B两种气体在容积固定的2 L密闭容器中混合,发生如下反应:3A(g)+B(g) xC(g)+2D(g)。2 min末时生成0.8 mol D,并测得C的浓度为0.2 mol·L-1。下列判断不正确的是( )
A.x=1
B.2 min内A的反应速率为0.3 mol·L-1·min-1
C.B的转化率为40%
D.x无法求解
探究任务二 化学反应快慢的比较方法
同一化学反应速率用不同物质表示时数值可能不同,比较化学反应速率的快慢不能只看数值大小,还要进行一定的换算。
(1)“归一法”:换算成同一物质、同一单位表示,再比较数值大小。
(2)“比值法”:比较化学反应速率与化学计量数的比值。如反应aA(g)+bB(g)===cC(g)+dD(g),比较与,若>,则说明用A表示的化学反应速率大于用B表示的化学反应速率。
【典例2】(2023·南通高一联考)在反应A(g)+2B(g)===3C(g)+4D(g)中,表示该反应速率最快的是( )
A. v(A)=0.3 mol/(L·s)
B. v(B)=0.5 mol/(L·s)
C. v(C)=0.8 mol/(L·s)
D. v(D)=2.0 mol/(L·s)
【变式训练2】反应A(g)+3B(g)2C(g)+2D(g)在四种不同情况下的反应速率分别为①v(A)=0.45 mol·L-1·min-1;②v(B)=0.6 mol·L-1·s-1;③v(C)=0.4 mol·L-1·s-1;④v(D)=0.45 mol·L-1·s-1。该反应进行的快慢顺序为( )
A.④>③=②>①
B.④<③=②<①
C.①>②>③>④
D.④>③>②>①
1.关于化学反应速率的说法正确的是 ( )
A.化学反应速率可表示反应进行的程度
B.化学反应速率是指一定时间内,任何一种反应物浓度的减少或任何一种生成物浓度的增加
C.对于任何化学反应来说,反应速率越快,反应现象就越明显
D.根据反应速率的大小可知化学反应进行的相对快慢
2.高温高压下,1 L密闭容器中,发生如下反应:2H2+COCH3OH。反应开始时H2的物质的量为5 mol,5 min时变为0.5 mol,则5 min内该反应的平均反应速率v(H2)(单位:m