2.3 第1课时 化学反应速率 学案 2023-2024学年高二上学期化学鲁科版（2019）选择性必修1

2.3 第1课时　化学反应速率

【学习目标】

1.了解化学反应速率的概念,知道化学反应平均速率的表示方法。

2.能够运用反应速率的定义式进行简单计算,能利用化学反应速率的图像解决简单问题。

3.通过对化学反应历程的认知,认识基元反应活化能对化学反应速率的影响。 

【自主预习】

一、化学反应是有历程的

1.基元反应:大多数化学反应都是分几步完成的,其中的　　　　反应称为基元反应。例如,H·+O2·OH+O·即为氢气与氧气生成水的反应中的一个基元反应。 

2.反应历程

(1)含义:基元反应构成的反应序列。

(2)特点

①反应不同,反应　　　　不相同。 

②同一反应,在不同　　　　下的反应历程也可能不同。 

(3)决定因素:反应历程由　　　　决定。 

(4)作用:反应历程的差别造成了　　　　的不同。 

3.从反应机理角度对化学反应的分类

【微点拨】

(1)对于由多个基元反应组成的化学反应,其反应的快慢由最慢的一步基元反应决定。

(2)微粒H·、·OH和O·存在未成对电子,它们称为自由基(H·和O·也称为自由原子)。自由基反应活性很强,寿命极短。

 

二、化学反应速率

1.化学反应速率

(1)表示方法

对于反应体系体积不变的化学反应aA+bBdD+eE,可以用单位时间内某物质浓度(或质量、物质的量等)的改变量(取绝对值)来表示。

(2)数学表达式及单位

v(A)=,单位为　　　　或　　　　。 

(3)特点

①同一反应选用不同的反应物或反应产物表示化学反应速率,数值可能不同,但表示的意义相同。

②各物质表示的化学反应速率的数值之比等于化学方程式中各物质化学式前的化学计量数之比。

【微点拨】

(1)不用固体或纯液体表示反应速率。

(2)反应速率表示一段时间内反应的平均速率,不是瞬时速率。

2.化学反应速率的物理测定方法

主要有　　　　法、比色法、　　　　法。 

【微点拨】

一、1.每一步　2.(2)①历程　②条件　(3)反应物的结构和反应条件　(4)化学反应速率

二、1.(2)mol·L-1·s-1　mol·L-1·min-1

2.量气　电导

 

【效果检测】

1.判断正误(正确的打“√”,错误的打“×”)。

(1)化学反应速率适用于可逆反应,不适用于非可逆反应。 (　　)

(2)在可逆反应中,正反应的化学反应速率是正值,逆反应的化学反应速率是负值。 (　　)

(3)在同一化学反应中,化学反应速率可以用反应物浓度的改变来表示,也可以用反应产物浓度的改变来表示,其数值可能相同,也可能不相同。              (　　)

(4)化学反应速率的单位可以是g·L-1·s-1,也可以是kg· L-1·s-1,甚至可以是t·L-1·s-1等。 (　　)

(5)所有化学反应的反应历程均包含至少2个基元反应。 (　　)

【答案】(1)×　(2)×　(3)√　(4)×　(5)×

【解析】(1)化学反应速率适用于可逆反应和非可逆反应。(2)化学反应速率均为正值。(4)化学反应速率的单位为mol·L-1·s-1或mol·L-1·min-1。(5)简单反应的总反应就是基元反应。

2.化学反应都是一步完成的吗?

【答案】不是。

3.对于由多个基元反应组成的化学反应,其反应的快慢是由哪步反应决定的?

【答案】由最慢的一步基元反应决定。

4.反应历程与化学反应速率有什么关系?

【答案】反应物的结构和反应条件决定着一个反应的历程,而反应历程的差别又造成了化学反应速率的不同。

5.比较化学反应速率大小时,应注意什么?

【答案】换算成同一物质表示,统一单位,再比较数值大小。

6.其他条件相同时,用2 mol·L-1 HCl、4 mol·L-1HCl分别与金属锌反应,相同时间内谁产生氢气的速率快?

【答案】4 mol·L-1 HCl。

【合作探究】

 任务1：化学反应速率及相关计算

情境导入　家用轿车大都配有安全气囊。当汽车发生意外严重碰撞时,气囊中发生化学反应2NaN32Na+3N2↑,在大约30毫秒时间内产生气体将气囊充起以确保乘员安全。而有的反应却很慢,例如埋藏在地底下的石油,需要漫长的时间才能形成。那么我们怎样来描述一个化学反应的快慢呢?

问题生成

1.化学反应速率一般是指平均反应速率还是瞬时反应速率?

【答案】平均反应速率。

2.若标准状况下,安全气囊在30毫秒时间充起后体积为50 L,我们可以如何表示该反应的反应速率?请计算出该反应的速率。

【答案】可以用单位时间内N2的浓度变化来表示该反应的反应速率;v(N2)= ≈1.49 mol·L-1·s-1。

3.可以用Na、NaN3的浓度变化表示该反应的反应速率吗?由此你得出什么结论?

【答案】不能用Na、NaN3的浓度变化表示该反应的反应速率,对于有固体或纯液体参与的反应,因为在一定条件下,固体或纯液体的浓度可视为常数,所以固体或纯液体在化学反应中浓度不变,因此不能用固体或纯液体的浓度变化来表示化学反应速率。

【核心归纳】

1.有关化学反应速率的计算

(1)计算依据

①平均化学反应速率的公式:v=。

②对于同一个化学反应,用不同物质的浓度变化表示的反应速率之比等于相应物质在化学方程式中的化学计量数之比,这是有关化学反应速率的计算或换算的依据。例如,对于化学反应aA(g)+bB(g)cC(g)+dD(g),有下列恒等式:v(A)∶v(B)∶v(C)∶v(D)=a∶b∶c∶d=Δn(A)∶Δn(B)∶Δn(C)∶Δn(D)=Δc(A)∶Δc(B)∶Δc(C)∶Δc(D)。

(2)运用“三段式”求解化学反应速率计算题的一般步骤

①写出有关反应的化学方程式。

②找出各物质的起始量、转化量、某时刻量。

③根据已知条件列方程计算。

例如:　　　　　　　　　mA(g) + nB(g)pC(g)

初始浓度/(mol·L-1) 　  a 　b 　  c

转化浓度/(mol·L-1) 　  x      　

某时刻浓度/(mol·L-1)  a-x  b-  c+

计算中注意以下关系: