化學反應的速率第1課時第二節化學反應的速率與限度學習目標1.通過對化學反應速率的學習,能描述化學反應速率的概念和表示方法,能進行化學反應速率的簡單計算。2.通過實驗探究,能列舉影響化學反應速率的因素,能運用變量控制設計實驗探究影響化學反應速率的因素。3.能從化學反應快慢的角度解釋生產、生活中簡單的化學現象。任務分項突破『自主梳理』學習任務1認識化學反應速率1.化學反應速率及其表示方法通常用化學反應速率來衡量化學反應過程進行的

,可用單位時間內

或

來表示(取正值)。表達式為

,式中各符號表示的意義:Δc——某一時間段濃度的變化量,常用單位:

;Δt——反應時間,常用單位:

;v——化學反應速率,常用單位:

、

?？炻磻餄舛鹊臏p小生成物濃度的增大mol/Lmin(分)或s(秒)mol/(L·min)mol/(L·s)2.計算示例『互動探究』探究化學反應速率的計算與比較工業上接觸法制備硫酸一步重要反應是SO2的催化氧化反應,其化學方程式為2SO2(g)+O2(g)2SO3(g)。實驗測得某2L密閉容器甲中,經5min后,SO2由2.0mol減少至0.8mol。另一容器乙中0～5min內用O2表示的反應速率為0.002mol/(L·s)。問題1:容器甲中5min內用SO2表示的該反應的反應速率是多少?提示:能。v(O2)=0.06mol/(L·min),v(SO3)=0.12mol/(L·min)。問題2:能否用O2、SO3表示容器甲中5min內該反應的反應速率?如果可以,各是多少?問題3:根據以上計算,同一化學反應中,用不同物質表示反應速率時,各數據之間有什么關系?提示:反應速率之比等于化學計量數之比。問題4:以上實驗中,相同時間內容器甲和容器乙中哪個反應速率更大?你是如何比較的?提示:乙中更大?？杀容^兩容器中同種物質表示的反應速率,如甲中v(O2)=0.06mol/(L·min),乙中v(O2)=0.002mol/(L·s)=0.12mol/(L·min),故乙中更大。問題5:反應中可用不同物質表示該反應速率,那么Zn+H2SO4ZnSO4+H2↑的反應中可用哪些物質表示該反應的速率?其數值是否符合以上規律?提示:H2SO4、ZnSO4、H2。Zn是固體,濃度幾乎不變,不能用其表示化學反應速率。用不同物質表示的該反應的速率之比等于其化學計量數之比。歸納拓展1.對化學反應速率的理解2.化學反應速率大小的比較方法(1)歸一法:若單位不統一,則要換算成相同的單位;若為不同物質表示的反應速率,則要換算成同一物質來表示反應速率。『題組例練』題點一化學反應速率的含義1.下列說法不正確的是(

)A.化學反應速率是用來表示一段時間內化學反應快慢的物理量B.化學反應速率通常用反應物或生成物物質的量濃度隨時間的變化表示C.對于同一時間、同一個反應,化學反應速率用不同物質表示時數值不同D.用不同物質表示化學反應速率時,其數值之比等于化學方程式中對應物質的化學計量數之比C解析:化學反應速率是用來表示一段時間內化學反應快慢的物理量,通常用單位時間內反應物或生成物物質的量濃度的變化來表示,A、B均正確;對于同一時間、同一個反應,用不同物質表示的化學反應速率,數值可能相同或不同,但其數值之比等于化學方程式中對應物質的化學計量數之比,C錯誤,D正確。C2.對于反應CaCO3+2HClCaCl2+H2O+CO2↑,下列說法正確的是(

)A.可用CaCl2濃度的減小表示其化學反應速率B.用不同物質表示化學反應速率,數值都是相同的C.用不同物質表示的化學反應速率,其表示的意義是一樣的D.不能用單位時間內CaCO3的質量變化值來表示反應快慢解析:反應過程中CaCl2濃度增大,可用CaCl2濃度的增大表示其化學反應速率,A錯誤;用不同物質表示化學反應速率,速率之比等于對應物質化學計量數之比,B錯誤;用不同物質表示的化學反應速率,其速率之比等于化學計量數之比,表示的化學反應快慢是一樣的,C正確;CaCO3是固體,可以用單位時間內CaCO3的質量變化值來表示反應快慢,D錯誤。3.已知反應N2(g)+3H2(g)2NH3(g)在四種不同情況下的反應速率分別如下:①v(N2)=6.0mol·L-1·min-1②v(H2)=0.45mol·L-1·s-1③v(H2)=0.3mol·L-1·s-1④v(NH3)=0.15mol·L-1·s-1則該反應的反應速率大小順序正確的是(

)A.①>②>③>④ B.②>①=③>④C.③>①>②>④ D.④>③>①>②B題點二化學反應速率的計算和比較C4.將等物質的量的X、Y混合于2L的密閉容器中,發生下列反應:3X(g)+Y(g)xZ(g)+2W(g),經2min后測得W的濃度為0.5mol/L,c(X)∶c(Y)=3∶5,以Z表示的平均速率v(Z)=0.25mol·L-1·min-1。下列說法正確的是(

)A.反應速率v(Y)=0.25mol·L-1·min-1B.該反應方程式中,x=1C.2min時,X的物質的量為1.5molD.2min時,X的轉化率為60%思維建?！叭问健狈ㄓ嬎慊瘜W反應速率(1)寫出有關反應的化學方程式。(2)找出各物質的起始量、轉化量、某時刻量。(3)根據已知條件列方程式計算。『自主梳理』學習任務2影響化學反應速率的因素1.方法引導——變量控制法探究化學反應速率的影響因素,關鍵是控制好變量。其大致步驟如下:2.實驗探究——外界條件對化學反應速率的影響(1)溫度對化學反應速率影響的探究。實驗操作實驗現象①產生氣泡速率最慢②產生氣泡速率較快③產生氣泡速率最快實驗結論

溫度升高,H2O2的分解速率增大(2)濃度對化學反應速率影響的探究。實驗操作實驗現象裝有12%H2O2溶液的試管中產生氣泡速率更快實驗結論

增大反應物濃度能使H2O2分解速率增大(3)固體反應物表面積對化學反應速率影響的探究。實驗操作實驗現象加碳酸鈣粉末的試管內產生氣泡速率較快,加塊狀碳酸鈣的試管內產生氣泡速率較慢實驗結論其他條件相同時,

固體反應物表面積越大,反應速率越大『互動探究』探究影響化學反應速率的因素問題1:生活中,同樣的食物,為什么冬天保存的時間長而夏天保存的時間短?提示:冬天氣溫低,夏天氣溫高,溫度越高,食物腐敗的速率越大,保存時間越短。提示:不能。對于溶液中進行的離子反應,只有改變實際參加反應的離子濃度才能改變反應速率,與反應無關的離子濃度增大不影響化學反應速率。改成氯化鉀溶液能減小反應速率,因為溶液體積增大,反應物濃度減小,所以速率減小。問題2:實驗室用硫氰化鉀與一定濃度的氯化鐵反應時,加入固體氯化鉀能否增大反應速率?改成氯化鉀溶液呢?問題3:工業上合成氨時,若N2+3H22NH3在恒容密閉容器中進行,向容器中通入氦氣,體系壓強和化學反應速率如何變化?提示:壓強增大,化學反應速率不變。容器容積不變,通入氦氣,總壓強增大但反應物的濃度不變,化學反應速率不變。問題4:實驗室制備CO2氣體時,為了適當增大反應速率,可以采取哪些措施?提示:將碳酸鈣粉碎、適當增大鹽酸的濃度、適當升高溫度、攪拌等均能增大反應速率。歸納拓展影響化學反應速率的因素(1)內因。反應物本身的性質是影響化學反應速率的主要因素。(2)外因(其他條件不變,只改變一個條件)。『題組例練』題點一化學反應速率影響因素的實驗探究1.下列條件下的反應,放出氫氣最快的是(

)B選項金屬(相同粉末狀)和物質的量/mol酸的濃度和體積/mL反應溫度AFe0.13mol·L-1鹽酸1020℃BAl0.13mol·L-1鹽酸1020℃CCu0.14mol·L-1硫酸1020℃DMg0.16mol·L-1硝酸(稀)1020℃解析:因決定化學反應速率的因素是反應物本身的性質,在題述金屬中鎂的活潑性最強,但硝酸與金屬反應得不到氫氣;4mol·L-1

硫酸中氫離子的濃度為8mol·L-1,但Cu不與稀硫酸反應;金屬與酸反應的本質是與氫離子反應,3mol·L-1

鹽酸中氫離子的濃度為3mol·L-1,Al比Fe活潑,所以放出氫氣最快的是B項。A2.為探究過氧化氫分解反應快慢的影響因素,某學習小組設計了下列實驗:下列說法不正確的是(

)A.綜合實驗①②③,可得出5%的過氧化氫溶液最適合用于分解制氧氣B.對比實驗①和③,可研究升溫對過氧化氫分解反應快慢的影響C.綜合實驗②和③,可得出過氧化氫分解制氧氣的最佳反應條件D.對比實驗①和②,可研究催化劑對化學反應快慢的影響解析:實驗①②③中H2O2的濃度相同,沒有對比實驗,不能得出5%的H2O2溶液最適合用于分解制O2,A錯誤;實驗①和③的變量是溫度,可研究升溫對H2O2分解反應快慢的影響,B正確;實驗②和③分別與實驗①比較,實驗②加入MnO2作催化劑,實驗③升高溫度,綜合實驗②和③,可得出H2O2分解制O2的最佳反應條件,C正確;實驗①和②的變量是催化劑,對比實驗①和②,可研究催化劑對化學反應快慢的影響,D正確。題點二辨析化學反應速率的影響因素3.少量鋅粉與100mL1.0mol·L-1的稀鹽酸反應,為了增大此反應的反應速率且不改變生成H2的總量,以下方法可行的是(

)①適當升高溫度②再加入100mL1.0mol·L-1的稀鹽酸③加少量KNO3固體④加入少量醋酸鈉固體⑤加幾滴濃硫酸⑥滴入幾滴硫酸銅溶液A.①⑤ B.②③

C.①⑥ D.②④A解析:適當升高溫度,反應速率增大,生成H2總量不變,①可行;再加入100mL1.0mol·L-1的稀鹽酸,濃度不變,速率不變,②不可行;加少量KNO3固體,則產生NO,導致生成H2總量減少,③不可行;加入少量醋酸鈉固體,CH3COO-和H+反應生成CH3COOH,H+濃度減小,反應速率減小,④不可行;加幾滴濃硫酸,H+濃度增大,反應速率增大,H2總量不變,⑤可行;滴入幾滴硫酸銅溶液,Zn可置換出Cu,形成Zn-Cu-稀鹽酸原電池,增大反應速率,由于消耗Zn,導致生成H2總量減少,⑥不可行。故①⑤方法可行,A正確。4.容積可變的密閉容器中加入WO3和H2進行反應:WO3(s)+3H2(g)W(s)+3H2O(g)。下列說法不正確的是(

)A.將容器的容積縮小一半,其反應速率增大B.保持容積不變,充入氬氣,其反應速率不變C.保持壓強不變,充入氖氣,H2O(g)的生成速率增大D.保持壓強不變,充入氖氣,H2O(g)的生成速率減小C解析:將容器的容積縮小一半,容器內壓強增大,氣體濃度增大,則反應速率增大,A正確;保持容積不變,充入氬氣,參加反應的氣體的濃度不變,則反應速率不變,B正確;保持壓強不變,充入氖氣,則容器容積增大,參加反應的氣體的濃度減小,H2O(g)的生成速率減小,C不正確,D正確。題后悟道壓強對反應速率的影響有氣體參加的反應,改變壓強對反應速率的影響實質是使反應物的濃度改變。(1)壓縮體積或充入氣態反應物,使壓強增大,都能增大化學反應速率。(2)充入非反應氣體對化學反應速率的影響。①恒容時:充入非反應氣體→壓強增大,但各物質濃度不變→反應速率不變。②恒壓時:充入非反應氣體→壓強不變→體積增大→各物質濃度減小→反應速率減小。知識整合學科素養測評一般情況下,金屬越活潑,與酸反應的速率越大。為了探究金屬Mg、Zn、Fe與酸反應的快慢,某研究性學習小組設計了如下的實驗:①取A、B、C三支試管,分別加入2mL濃度相同的鹽酸。②分別加入足量的、質量相等的Mg粉、Zn粉、Fe粉,立即把三個相同的氣球分別套在各試管口上。(1)寫出鐵與鹽酸反應的化學方程式:

。(2)氣球膨脹速度最快的是

(填試管編號)。

(3)該實驗表明,實驗室一般選用鋅而不選用鎂、鐵制取氫氣的主要原因是