1、课堂新坐标教师用书高中化学 专题2 第一单元 化学反应速率教学设计 苏教版选修4第一单元化学反应速率第一课时化学反应速率的表示方法(教师用书独具)课标要求知道化学反应速率的定量表示方法，通过实验测定某些化学反应的速率。课标解读 1.了解化学反应速率的概念，会定量表示化学反应速率。2掌握化学反应速率的简单计算，会比较化学反应速率的快慢。3了解化学反应速率的科学测定方法。教学地位本课时内容将从另一个角度化学反应快慢的角度研究化学反应，化学反应速率是中学化学的重要理论之一，本节重点内容是化学反应速率的计算，学好本节内容将为后续学好化学反应限度打下坚实的基础。(教师用书独具)新课导入建议9秒58！“火
2、星人”博尔特创造牙买加飞人博尔特在2009国际田联大奖赛上以9秒58创造了新的世界纪录，刷新着人类的极限，这靠的全是速度。在化学反应中也有反应快慢之分，有些化学反应，如神舟系列火箭燃料的燃烧，煤窑内的瓦斯爆炸，反应迅速；而钢铁的生锈、塑料的老化、食物的腐败，则反应较慢。那么，应如何表示化学反应的快慢呢？本课时我们将学习解决上述问题的方法。教学流程设计课前预习安排：1看教材P33填写课前自主导学中的“一，化学反应速率”并完成思考交流1，看教材P34，填写课前自主导学中的“二，化学反应速率的测定”并完成思考交流22建议方式：同学之间可以进行讨论交流步骤1：导入新导入新课，本课时教学地位分析步骤2：
3、建议对思考交流1、2多提问几个学生，使80%以上的学生都能掌握该内容，以利于下一步对该重点知识的探究步骤5：在老师指导下由学生自主完成变式训练1和当堂双基达标中的2、5题，验证学生对探究点的理解掌握情况。步骤4：教师通过例1和教材P33的讲解对探究1中的“两种化学反应速率的计算方法”进行总结。步骤3：师生互动完成探究1“化学反应速率的计算”。互动方式：可利用问题导思所设置的问题，由浅入深进行师生互动。建议除例1外，再变换一下命题角度，设置一些备选例题以拓展学生的思路。步骤6：师生互动完成探究2“化学反应速率的特点与大小比较”。互动方式：可利用问题导思所设置的问题，由浅入深进行师生互动。步骤7：
4、教师通过例2和教材P33的讲解对探究2中的“化学反应速率的特点和比较”进行总结。步骤8：在老师指导下由学生自主完成变式训练2和当堂双基达标中的1、3题，验证学生对探究点的理解掌握情况。步骤9：师生互动完成探究3“化学反应速率的测定”。互动方式：可利用问题导思所设置的问题，师生互动。可使用“教师备课资源”拓展学生的思路。步骤12：先由学生自主总结本课时学习的主要知识，然后对照课堂小结以明确掌握已学的内容。安排学生课下完成课后知能检测步骤11：在老师指导下由学生自主完成变式训练3和当堂双基达标中的4题，验证学生对探究点的理解掌握情况。步骤10：教师通过例3和教材P34的讲解对探究3中的“化学反应速
5、率的测定方法”进行总结。课标解读重点难点1.了解化学反应速率的概念及定量表示方法。2.掌握化学反应速率的简单计算。3.了解化学反应速率的测定方法。1.通过有关化学反应速率的计算，掌握计算化学反应速率的方法，提高有关化学概念的理解能力。(重点)2.通过实验测定某些化学反应速率，了解化学反应速率的科学测定方法。(重难点)(对应学生用书第1页)化学反应速率1.化学反应速率的概念化学反应速率是用来衡量化学反应快慢的物理量。2表示方法通常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。其数学表达式可表示为v。3单位常用molL1s1或molL1min1。1能否用固体或纯液体的浓度变化来表示化学反应
6、速率？【答案】对于有固体或纯液体参与的反应，由于在一定条件下，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改变，因此在表示化学反应速率时，不能用固体或纯液体的浓度来表示。化学反应速率的测定1.测定原理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的相关性质，再进行适当的转换和计算达到测定目的。2测定方法(1)量气法对于反应2H2O2=2H2OO2，CaCO32HCl=CaCl2CO2H2O等有气体生成的反应，可测量反应在一定温度和压强下释放出来的气体的体积。(2)比色法有些反应物(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
7、测定溶液的颜色深浅，换算成反应物(或生成物)在不同反应时刻的浓度。2已知ZnH2SO4=ZnSO4H2；你有几种方法测定该反应的反应速率？【答案】测定收集一定体积的H2时所用的时间。测定一段时间内溶液中H浓度的变化。测定一段时间内锌粒质量的变化。(对应学生用书第2页)化学反应速率的计算【问题导思】化学反应速率计算的方法有几种？【答案】两种：a.基本公式v；b.速率比化学计量数比。利用三段式进行化学反应速率计算的基本步骤是什么？【答案】a列出化学方程式；b.建立三段式模式；c.列方程求算。化学反应中，各物质的转化浓度与方程式的化学计量数有什么关系？【答案】各物质的转化浓度之比等于方程式中的化学计
8、量数之比。1计算方法对一具体反应来说，反应物的初始浓度与化学方程式中物质前的化学计量数并不一定成比例，但变化量(即反应物的减少量和生成物的增加量)一定与化学计量数成比例。因此用不同物质的浓度变化表示反应速率时，通常有下列方法：(1)利用基本公式v。(2)利用速率之比化学计量数之比各物质浓度的变化量(c)之比各物质物质的量的变化量(n)之比。2计算步骤(1)写出有关反应的化学方程式。(2)找出各物质的起始浓度、转化浓度、某时刻浓度。(3)根据已知条件列方程计算。例如：反应mAnB pC起始浓度(molL1) a b c转化浓度(molL1) x 某时刻浓度(molL1) ax b c计算中注意以
9、下量关系：对反应物：c(起始)c(转化)c(某时刻)对生成物：c(起始)c(转化)c(某时刻)转化率100%将等物质的量的A、B混合放于2 L的密闭容器中，发生反应3A(g)B(g) xC(g)2D(g)。经5 min后测得D的浓度为0.5 molL1，c(A)c(B)35，v(C)0.1 molL1min1。则：(1)x_。(2)前5 min内B的反应速率v(B)_。(3)5 min时A的转化率为_。【解析】(1)v(D)0.1 molL1min1v(C)，由此推知x2。(2)v(B)0.05 molL1min1。(3)设起始A、B的浓度均为a molL1 3A(g)B(g) 2C(g)2D
10、(g)起始浓度(molL1) a a 0 0转化浓度(molL1) 0.75 0.25 0.5 0.55 min浓度(molL1) a0.75 a0.25 0.5 0.5(a0.75)(a0.25)35解得：a1.5所以A的转化率为A100%50%。【答案】(1)2(2)0.05 molL1min1(3)50%1起始量、转化量，某时刻量三者物理量及单位要统一，否则无法计算。2各物质的转化量之比等于对应物质的化学计量数之比。1在一定条件下发生反应2A(g)=2B(g)C(g)，将2 mol A通入2 L容积恒定的密闭容器甲中，若维持容器内温度不变，5 min末测得A的物质的量为0.8 mol。用
11、B的浓度变化来表示该反应的速率为()A0.24 mol/(Lmin)B0.08 mol/(Lmin)C0.06 mol/(Lmin) D0.12 mol/(Lmin)【解析】v(A)0.12 mol/(Lmin)，v(B)v(A)0.12 mol/(Lmin)。【答案】D化学反应速率的特点与大小比较【问题导思】我们所测的化学反应速率是某一时刻的瞬时速率吗？【答案】否，是平均速率。同一反应中，用不同物质表示化学反应速率，数值不同，其意义相同吗？【答案】相同。同一反应中用不同物质表示的反应速率应如何进行比较？【答案】转化为同一种物质，再进行比较。1化学反应速率的特点(1)在某一个化学反应中无论是用
12、反应物还是用生成物表示化学反应速率，其值均为正值。(2)化学反应速率表示的均是某一段时间内的化学反应的平均速率，而不是某一时刻的化学反应的瞬时速率。(3)一个确定的化学反应涉及反应物、生成物多种物质，因而定量表示一个化学反应的反应速率时，必须指明是用哪一种物质来表示的。(4)在同一反应中，用不同的物质表示的化学反应速率，数值可能不同，但表示的实际意义却完全相同。2化学反应速率的比较对于化学反应aAbB cCdD(1)同一化学反应用不同物质表示反应速率时数值可能不同，比较化学反应速率的快慢不能只看数值大小。(2)换算成同一物质、同一单位表示，再比较数值大小。(3)比较化学反应速率与化学计量数的比
13、值。即比较v(A)/a与v(B)/b，若v(A)/av(B)/b，则A表示的反应的反应速率比B表示的反应的反应速率大。在有关化学反应速率比较的计算中要特别注意正确规范地书写单位，特别是注意单位是否一致，如果单位不一致，一定要将单位统一后再进行比较。在2AB 3C5D反应中，表示该反应速率最快的是()Av(A)0.5 mol/(Ls)Bv(B)0.3 mol/(Ls)Cv(C)0.6 mol/(Ls)Dv(D)1 mol/(Ls)【解析】比较反应速率时，应该换算成用同一物质表示。将各数据转化为B的速率进行比较。Av(A)0.5 mol/(Ls)，则v(B)0.25 mol/(Ls)，Cv(C)0
14、.6 mol/(Ls)，则v(B)0.2 mol/(Ls)，Dv(D)1 mol/(Ls)，则v(B)0.2 mol/(Ls)，所以速率最快的为B选项v(B)0.3 mol/(Ls)。【答案】B2下列说法正确的是()A化学反应速率通常用单位时间内反应物或生成物的质量变化来表示B用不同物质的浓度变化表示同一时间内同一反应的速率时，其数值之比等于反应方程式中对应物质的化学计量数之比C化学反应速率表示化学反应在某时刻的瞬时速率D在反应过程中，反应物的浓度逐渐变小，所以用反应物表示的化学反应速率为负值【解析】反应速率通常用单位时间内反应物或生成物浓度的变化量来表示，A错；化学反应速率为平均速率，C错；
15、化学反应速率均为正值，不出现负值，因为c(变化量)不能为负，D错。【答案】B化学反应速率的测定【问题导思】实验中测定化学反应速率的常用方法有哪些？【答案】量气法、比色法、电导法、测pH法、称重法。量气法测定化学反应速率时需测量哪些数据？【答案】可测量一段时间内产生气体的体积也可测量产生一定体积的气体所需要的时间。化学反应速率是通过实验测定的。因为化学反应中发生变化的是体系中的化学物质(包括反应物和生成物)，所以与其中任何一种物质的浓度(或质量)相关的性质在测量反应速率时都可以加以利用。常用的化学反应速率的物理测定法1量气法：对于反应2H2O2=2H2OO2，可测量反应中唯一的气体产物氧气在温度
16、、压强一定时的体积变化。2比色法：由于物质对特定波长的光的吸收性能不同，因此可以通过吸光度来测定参与反应的某一物质的浓度。3电导法：根据离子导电能力的差异，通过电导率的变化测定反应物中离子浓度变化，进而计算化学反应速率。4测pH法：测定一段时间内溶液中H浓度的变化。5称重法：测定一段时间内物质质量的变化。(2012西平高二期末)有人研究了340 K时N2O5的分解反应：2N2O5=4NO2O2，所得实验数据见表格。各物质在不同时刻的浓度编号12345t/min01234c(N2O5)(molL1)0.1600.1140.0800.0560.040c(O2)(molL1)00.0230.0400
17、.0520.060(1)图象能够非常直观地描述物理量的变化趋势。请你做出c(N2O5)t图及c(O2)t图，描述反应物、生成物的浓度与反应时间的关系。(2)数据处理是化学实验过程中非常重要的一个环节。请按下式计算化学反应速率，将计算结果填入表中。v(B)tt2t1t3t2t4t3t5t4v(N2O5)molL1min1v(O2)molL1min1(3)根据计算结果寻找用各物质表示的化学反应速率之间的关系。【解析】横坐标为时间、纵坐标为物质的量浓度，找到各对应点，连线即得图象，根据表中数据和速率表达式可得各个数据，数据之比等于化学方程式中各物质的化学计量数之比。【答案】(1)(2)tt2t1t3
18、t2t4t3t5t4v(N2O5)molL1min10.0460.0340.0240.016v(O2)molL1min10.0230.0170.0120.008(3)用各物质表示的化学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。3用下图所示的实验装置进行实验X及Y时，每隔半分钟分别测定放出气体的体积。下列选项中正确表示实验X及Y的结果是()实验所用的盐酸X25 mol 0.2 molL1Y50 mL 0.1 molL1【解析】由镁与盐酸反应的化学方程式可知，两者反应时镁均过量，因此两者产生等量的氢气，排除了选项C和D。根据浓度越大，化学反应速率越快可知实验X产生氢气的速率快，体现在图像
19、上即曲线的斜率大，结合以上两点可知选项A符合题意。【答案】A【教师备课资源】化学反应速率是可以通过实验进行测量计算的，有时也可以通过化学实验的对比定性描述化学反应速率。定性描述：通过反应物的溶解、气泡产生的剧烈程度或出现浑浊的先后来定性说明化学反应的快慢。如K与水反应比Na与水反应剧烈，Na与乙醇反应比Na与水反应缓和得多，粗锌与稀硫酸反应比纯锌快等等。化学反应速率计算依据：反应中各物质的速率之比化学计量数之比表达式：v概念：定量描述化学反应进行快慢的物理量测定原理和方法特点应用：比较反应快慢1下列关于化学反应速率的说法正确的是()A化学反应速率是指一定时间内任何一种反应物浓度的减少或任何一种
20、生成物浓度的增加B化学反应速率为0.8 molL1s1是1 s时某物质的浓度为0.8 molL1C根据化学反应速率的大小可以知道化学反应进行的快慢D对于任何化学反应来说，反应速率越大，反应现象就越明显【解析】若有固体或纯液体，不可用其表示化学反应速率，A项错误；0.8 molL1s1是指1 s内该物质的浓度变化为0.8 molL1，故B项错误；反应速率与反应现象无必然联系，故D项错误。【答案】C2某温度下，浓度都是1 molL1的两种气体X2和Y2，在密闭容器中反应生成Z，经过t min后，测得物质的浓度分别为c(X2)0.4 molL1，c(Y2)0.6 molL1，c(Z)0.4 molL
21、1，则该反应的化学方程式可表示为()A2X23Y2 2X2Y3B3X22Y2 2X3Y2CX22Y2 2XY2D2X2Y2 2X2Y【解析】由题意知：c(X2)0.6 molL1，c(Y2)0.4 molL1，c(Z)0.4 molL1。又vc/t，v(X2)v(Y2)v(Z)322，即化学方程式中X2、Y2、Z的系数依次为3、2、2。【答案】B3四位同学同时进行反应：A(g)3B(g)=2C(g)2D(g)的速率测定实验，分别测得反应速率如下：v(A)0.15 molL1s1；v(B)0.6 molL1s1；v(C)0.4 molL1s1；v(D)0.45 molL1s1。其中，反应进行得最
22、快的是()A BC D【解析】根据化学反应速率之比等于化学计量数之比，将A、B、C、D的反应速率都转化成A的速率，然后再进行比较。【答案】D4(双选)下列都是测定气体产物(一定时间内)反应速率的装置图，不能达到目的的是()【解析】A装置不能用长颈漏斗，D装置产生的CO2能被Na2CO3溶液吸收。【答案】AD5将a mol X 气体与b mol Y气体充入2 L的密闭容器中，在一定条件下进行反应X3Y 2Z，反应经5 s后生成c mol气体Z。(1)消耗Y的物质的量为_mol；(2)5 s末容器内X的物质的量为_mol；(3)反应速率v(X)_，v(Y)_，v(Z)_，v(X)v(Y)v(Z)_
23、。【解析】X(g)3Y(g) 2Z(g)起始 a molb mol0 mol转化 molmolc mol则消耗Y为mol，消耗X为mol，剩余X为(a)mol，v(X)molL1s1v(Y)molL1s1v(Z)molL1s1v(X)v(Y)v(Z)132【答案】(1)(2)a (3) molL1s1 molL1s1molL1s11321(2012徐州高二质检)已知：4NH35O2=4NO6H2O，若反应速率分别用v(NH3)、v(O2)、v(NO)、v(H2O)表示，则下列关系正确的是()A4v(NH3)5v(O2)B5v(O2)6v(H2O)C3v(NH3)2v(H2O) D5v(O2)4
24、v(NO)【解析】利用各物质的化学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的关系，采用转化的方法将选项变形。A项，4v(NH3)5v(O2)可转化为v(NH3)v(O2)54，错误；同理可得，B、D项错误，C项正确。【答案】C2有两位同学在条件相同的情况下，测定可逆反应：A23B2 2C2的化学反应速率。甲测得：v(A2)0.5 mol/(Lmin)，乙测得：v(B2)1.5 mol/(Lmin)，则这两位同学的测定结果()A都正确 B都不正确C甲正确，乙不正确 D都对或都错【解析】因为v(A2)v(B2)13，速率比等于方程式中化学计量数比，所以表示的反应速率大小是相同的，可能都对
25、，也可能都错。【答案】D3在铝与稀硫酸的反应中，已知10 s末硫酸的浓度减少了0.6 molL1，若不考虑反应过程中溶液体积的变化，则10 s内生成硫酸铝的平均反应速率是()A0.02 mol(Ls)1 B1.8 mol(Ls)1C1.2 mol(Ls)1 D0.18 mol(Ls)1【解析】由v可知v(H2SO4)0.06 mol(Ls)1，由反应2Al3H2SO4=Al2(SO4)33H2可知：v(H2SO4)vAl2(SO4)331，则vAl2(SO4)30.02 mol(Ls)1。【答案】A4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/(molL
26、1) 1.0 3.0 0.22 s末浓度/(molL1) 0.6 1.8 1.04 s末浓度/(molL1) 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()A2 s末氨气的反应速率为0.4 mol(Ls)1B前2 s时间内氨气的平均反应速率为0.4 mol(Ls)1C前4 s时间内氨气的平均反应速率为0.3 mol(Ls)1D24 s时间内氨气的平均反应速率为0.2 mol(Ls)1【解析】前2 s时间内，用氨气的浓度变化表示的反应速率为：0.4 mol(Ls)1；前4 s时间内，用氨气的浓度变化表示的反应速率为：0.3 mol(Ls)1；24 s时间内，
27、用氨气的浓度变化表示的反应速率为：0.2 mol(Ls)1；化学反应速率为平均速率，不是瞬时速率，故A项说法错误。【答案】A5反应2SO2O2 2SO3经一段时间后，O2的浓度减小了0.4 molL1，在这段时间内用SO3表示的反应速率为0.04 molL1s1，则这段时间为()A20 sB2.5 sC5 s D10 s【解析】已知v(SO3)0.04 molL1s1，根据“反应速率之比等于反应方程式中化学计量数之比”得：v(SO3)2v(O2)0.04 molL1s1，tc(O2)/v(O2)0.4 molL10.02 molL1s120 s。【答案】A6(2012扬州高二期末调研)固体NH4Br置于2 L的密闭容器中，在恒温的条件下发生如下反应：NH4Br NH3HBr,2HBr H2Br2,2 min后，测得H2的浓度为1 molL1，HBr的浓度为8 molL1，则上述反应中生成NH3的速率为()A0.5 molL1min1 B2 molL1min1C2.5 molL1min1 D5 molL1
