第1課時　化學(xué)反應(yīng)的速率 發(fā)展目標(biāo)體系構(gòu)建1.了解化學(xué)反應(yīng)速率的表示方法及基本計算，培養(yǎng)“宏觀辨識與模型認(rèn)知”的核心素養(yǎng)。2.通過實驗探究影響化學(xué)反應(yīng)速率的因素，并了解“變量控制”法探究影響化學(xué)反應(yīng)速率的因素，培養(yǎng)“科學(xué)探究與模型認(rèn)知”的核心素養(yǎng)。一、化學(xué)反應(yīng)速率1．表示方法：化學(xué)反應(yīng)速率通常用單位時間內(nèi)反應(yīng)物濃度的減少量或生成物濃度的增加量(均取正值)來表示。2．表達(dá)式：v＝，單位mol/(L·min)或mol/(L·s)。3．示例：某反應(yīng)的反應(yīng)物濃度在5 min內(nèi)由6 mol/L變成了2 mol/L，則以該反應(yīng)物濃度的變化表示的該反應(yīng)在這段時間內(nèi)的平均反應(yīng)速率為 0.8_mol/(L·min)。微點(diǎn)撥：(1)無論是用某一反應(yīng)物表示還是用某一生成物表示，其化學(xué)反應(yīng)速率都取正值，而且是某一段時間內(nèi)的平均速率，不是某一時刻的瞬時速率。(2)在一定溫度下，對于固體和純液體物質(zhì)來說，其單位體積里的物質(zhì)的量不會改變，即它們的物質(zhì)的量濃度為常數(shù)，故一般不用固體或純液體物質(zhì)來表示反應(yīng)速率。二、影響化學(xué)反應(yīng)速率的因素1．調(diào)控化學(xué)反應(yīng)速率的意義(1)例如，我們希望反應(yīng)速率變慢的反應(yīng)有食物的變質(zhì)、橡膠和塑料的老化、金屬的銹蝕等。(2)例如，我們希望反應(yīng)速率變快的反應(yīng)有氨、硫酸等化工產(chǎn)品的生產(chǎn)等。2．化學(xué)反應(yīng)速率的影響因素一般條件下，當(dāng)其他條件相同時，(1)濃度：增大反應(yīng)物濃度，化學(xué)反應(yīng)速率增大。(2)溫度：升高溫度，化學(xué)反應(yīng)速率增大。(3)壓強(qiáng)：對于氣體參加的反應(yīng)，增大壓強(qiáng)(減小容器容積)，氣體反應(yīng)物濃度增大，化學(xué)反應(yīng)速率增大。(4)催化劑：催化劑可以改變化學(xué)反應(yīng)速率，一般加快反應(yīng)速率。(5)其他：反應(yīng)物狀態(tài)、固體的表面積、溶劑、光照等。1．判斷正誤(正確的打“√”，錯誤的打“×”)(1)對于任何化學(xué)反應(yīng)來說，反應(yīng)速率越大，反應(yīng)現(xiàn)象就越明顯。 (　　)(2)由v＝ 計算化學(xué)反應(yīng)的平均速率，用反應(yīng)物表示為正值，用生成物表示為負(fù)值。  (　　)(3)化學(xué)反應(yīng)速率為0.8 mol·L－1·s－1是指1 s時某物質(zhì)的濃度為0.8 mol·L－1。  (　　)(4)升溫時不論吸熱反應(yīng)還是放熱反應(yīng)，反應(yīng)速率都增大。 (　　)[答案]　(1)×　(2)×　(3)×　(4)√2．對于N2(g)＋3H2(g)2NH3(g)，在2 L密閉容器中發(fā)生反應(yīng)，5 min內(nèi)，NH3生成了0.2 mol，則5 min內(nèi)用NH3表示的反應(yīng)速率為________________________________________________________________________________________________________________________________。[答案]　0.02 mol/(L·min)3．下列調(diào)控反應(yīng)速率的措施或?qū)嶒炛?/span>，分別利用或體現(xiàn)了哪些影響反應(yīng)速率的因素？(1)向爐膛內(nèi)鼓風(fēng)，用煤粉代替煤塊可以使?fàn)t火更旺。________________________________________________________________。(2)食物放在冰箱里。______________________________________________________________________________________________________________。(3)氮?dú)馀c氫氣反應(yīng)生成氨氣需加壓。________________________________________________________________________________________________。(4)H2O2分解需加MnO2。_________________________________________。[答案]　(1)反應(yīng)物濃度、固體表面積(2)溫度　(3)壓強(qiáng)　(4)催化劑化學(xué)反應(yīng)速率的有關(guān)計算——“三段式”在一定條件下，向2 L密閉容器中充入2 mol N2和4 mol H2發(fā)生反應(yīng)N2(g)＋3H2(g)2NH3(g)，10 min時測定生成NH3 1 mol，則用N2、H2、NH3表示的平均反應(yīng)速率分別為多少？三者之比為多少？[提示]　　　　N2(g)?。?H2(g)　　2NH3(g)　　n(始)     2 mol      4 mol         0    Δn      0.5 mol     1.5 mol       1 mol    10 min時 1.5 mol     2.5 mol       1 mol所以v(N2)＝＝0.025 mol/(L·min)v(H2)＝＝0.075 mol/(L·min)v(NH3)＝＝0.05 mol/(L·min)v(N2)∶v(H2)∶v(NH3)＝1∶3∶2。1．正確理解化學(xué)反應(yīng)速率2．“三段式”解答模板(1)寫出有關(guān)反應(yīng)的化學(xué)方程式。(2)找出各物質(zhì)的起始量、轉(zhuǎn)化量、某時刻量。(3)根據(jù)已知條件列方程式計算。例如，反應(yīng)　　　mA　?。　?/span>nB　　　　pCt0 s/(mol·L－1)     a            b             0轉(zhuǎn)化/(mol·L－1)   x                        t1 s/(mol·L－1)   a－x         b－          則：v(A)＝ mol·L－1·s－1、v(B)＝ mol·L－1·s－1、v(C)＝ mol·L－1·s－1。α(A)＝×100%。1．1 L的密閉容器中，發(fā)生反應(yīng)4A(s)＋3B(g)===2C(g)＋D(g)，經(jīng)2 min后B的濃度減少0.6 mol·L－1。對此反應(yīng)速率的正確表示是(　　)A．用A表示的反應(yīng)速率是0.4 mol·L－1·min－1B．用B、C、D分別表示反應(yīng)的速率，其比值是3∶2∶1C．在2 min末的反應(yīng)速率用B表示是0.3 mol·L－1·min－1D．在這2 min內(nèi)用B表示的速率的值逐漸減小，用C表示的速率的值逐漸增大B　[A為固體，一般不用固體表示反應(yīng)速率，所以A項錯誤；同一反應(yīng)中，用不同物質(zhì)表示的速率與方程式中各物質(zhì)的計量數(shù)成正比，B項正確；反應(yīng)速率為平均值，并非2 min末的速率，所以C項錯誤；同一時間段內(nèi)，用反應(yīng)物、生成物表示的速率的意義是相同的，變化趨勢也是一樣的，D項錯誤。]2．一定溫度下，向容積為2 L的密閉容器中通入兩種氣體發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，反應(yīng)中各物質(zhì)的物質(zhì)的量變化如圖所示，下列對該反應(yīng)的推斷合理的是(　　)A.該反應(yīng)的化學(xué)方程式為3B＋4D6A＋2CB．反應(yīng)進(jìn)行到6 s時B的轉(zhuǎn)化率為40%C．反應(yīng)進(jìn)行到6 s時，B的平均反應(yīng)速率為0．05 mol·L－1·s－1D．反應(yīng)進(jìn)行到6 s時，各物質(zhì)的反應(yīng)速率相等C　[Δn(A)∶Δn(B)∶Δn(C)∶Δn(D)＝(1.2－0)mol∶(1.0－0.4)mol∶(1.0－0.2)mol∶(0.4－0)mol＝6∶3∶4∶2，所以化學(xué)方程式為3B＋4C6A＋2D，A錯誤；B的轉(zhuǎn)化率為×100%＝60%，B錯誤；不論在什么時刻，用各物質(zhì)表示的速率之比等于化學(xué)計量數(shù)之比，D錯誤。]3．反應(yīng)：3A(g)＋B(g)===2C(g)＋2D(g)，在不同條件下，用不同物質(zhì)表示其反應(yīng)速率，分別為?、?/span>v(A)＝0．6 mol·L－1·min－1　②v(B)＝0.45 mol·L－1·min－1?、?/span>v(C)＝0.015 mol·L－1·min－1?、?/span>v(D)＝0.45 mol·L－1·min－1。則此反應(yīng)在不同條件下進(jìn)行最快的是(　　)A．②③　 B．①③C．②④     D．②D　[各物質(zhì)其反應(yīng)速率單位相同時，用各反應(yīng)速率除去化學(xué)計量數(shù)，比值大的反應(yīng)速率大。①＝0.2?、?/span>＝0.45?、?/span>＝0.007 5④＝0.225，②對應(yīng)的反應(yīng)最快，D正確。]反應(yīng)速率大小比較的兩種方法同一化學(xué)反應(yīng)速率用不同物質(zhì)表示時數(shù)值可能不同，比較化學(xué)反應(yīng)速率的快慢不能只看數(shù)值大小，還要進(jìn)行一定的轉(zhuǎn)化：(1)換算成同一物質(zhì)、同一單位表示，再比較數(shù)值大小。(2)比較化學(xué)反應(yīng)速率與化學(xué)計量數(shù)的比值。如反應(yīng)aA＋bBcC，要比較v(A)與v(B)的相對大小，即比較的相對大小，若，則用v(A)表示的反應(yīng)速率比用v(B)表示的反應(yīng)速率大。影響化學(xué)反應(yīng)速率的因素1．溫度對化學(xué)反應(yīng)速率的影響實驗操作試管中均為2 mL 5%的H2O2溶液，同時滴入2滴FeCl3溶液實驗現(xiàn)象①產(chǎn)生氣泡速率最慢②產(chǎn)生氣泡速率較快③產(chǎn)生氣泡速率最快實驗結(jié)論其他條件相同時，升高溫度，化學(xué)反應(yīng)速率增大，降低溫度，化學(xué)反應(yīng)速率減小2.催化劑對化學(xué)反應(yīng)速率的影響實驗操作實驗現(xiàn)象①有少量氣泡出現(xiàn)②產(chǎn)生大量氣泡③產(chǎn)生大量氣泡實驗結(jié)論MnO2、FeCl3可以使H2O2分解的速率加快3.壓強(qiáng)對化學(xué)反應(yīng)速率的影響在一密閉容器中充入1 mol H2和1 mol I2，壓強(qiáng)為p(Pa)，并在一定溫度下使其發(fā)生反應(yīng)：H2(g)＋I(xiàn)2(g)2HI(g)。該密閉容器有一個可移動的活塞(如圖所示)。(1)向下壓縮活塞，容器內(nèi)氣體壓強(qiáng)如何變化？氣體濃度如何變化？反應(yīng)速率如何變化？提示：向下壓縮活塞，氣體壓強(qiáng)增大，濃度增大，化學(xué)反應(yīng)速率加快。(2)保持容器的容積不變，向其中充入氦氣(He)，反應(yīng)速率如何變化？提示：充入氦氣，盡管壓強(qiáng)增大，但反應(yīng)物濃度不變，反應(yīng)速率不變。(3)保持容器內(nèi)氣體壓強(qiáng)不變，向其中充入氦氣(He)，反應(yīng)速率如何變化？提示：充入氦氣，盡管壓強(qiáng)不變，但容器的體積增大，反應(yīng)物濃度減小，反應(yīng)速率減小。1．影響化學(xué)反應(yīng)速率的主要因素——內(nèi)因反應(yīng)物本身的性質(zhì)決定反應(yīng)速率的大小。2．影響化學(xué)反應(yīng)速率的外界因素——外因(1)濃度①固體或純液體的濃度為常數(shù)，所以增加其用量時，化學(xué)反應(yīng)速率不變。②增大固體的表面積或?qū)⒐腆w溶于一定溶劑，能增大化學(xué)反應(yīng)速率。(2)溫度：對任何反應(yīng)，升高溫度，反應(yīng)速率增大。(3)催化劑：一般地，使用催化劑能大大加快反應(yīng)速率。(4)壓強(qiáng)壓強(qiáng)對反應(yīng)速率的影響，是通過改變氣體的濃度來實現(xiàn)的，故一般意義上的增大壓強(qiáng)是指壓縮氣體的體積。①對無氣體參加的化學(xué)反應(yīng)，改變壓強(qiáng)時，化學(xué)反應(yīng)速率基本不變。如MgO＋2HCl===MgCl2＋H2O。②對有氣體參加的反應(yīng)，壓強(qiáng)對化學(xué)反應(yīng)速率的影響可簡化理解為壓強(qiáng)改變→a．恒容時：增大壓強(qiáng)體積縮小反應(yīng)速率增大。b．氣體反應(yīng)體系中充入惰性氣體(不參與反應(yīng))時對反應(yīng)速率的影響恒容：充入“惰性氣體”―→總壓增大―→反應(yīng)物濃度不變―→反應(yīng)速率不變。恒壓：充入“惰性氣體”―→體積增大―→反應(yīng)物濃度減小―→反應(yīng)速率減小。4．在恒容密閉容器中發(fā)生反應(yīng)：3CO(g)＋Fe2O3(s)3CO2(g)＋2Fe(s)，下列說法正確的是(　　)A．增加Fe2O3的量反應(yīng)速率加快B．升高溫度反應(yīng)速率不一定變化C．充入CO反應(yīng)速率加快D．充入N2使壓強(qiáng)增大反應(yīng)速率加快C　[Fe2O3為固體，增加固體的量，濃度未變，反應(yīng)速率不變，A錯；溫度對任何反應(yīng)都有影響，B錯；充入CO后，c(CO)增大，反應(yīng)速率加快，C正確；充入N2雖然壓強(qiáng)增大，但并未引起濃度的變化，反應(yīng)速率不變，D錯。]5．下列有關(guān)化學(xué)反應(yīng)速率的說法正確的是(　　)A．用鐵片和稀硫酸反應(yīng)制取氫氣時，改用鐵片和濃硫酸可以加快產(chǎn)生氫氣的速率B．100 mL 2 mol·L－1的鹽酸與鋅反應(yīng)時，加入適量的氯化鈉溶液，生成氫氣的速率不變C．二氧化硫的催化氧化是一個放熱反應(yīng)，所以升高溫度，反應(yīng)減慢D．汽車尾氣中的CO和NO可以緩慢反應(yīng)生成N2和CO2，減小壓強(qiáng)，反應(yīng)速率減小D　[鐵遇濃硫酸鈍化，鐵片與濃硫酸反應(yīng)不能生成氫氣，故A錯誤；向鹽酸中加入氯化鈉溶液，相當(dāng)于稀釋了鹽酸，鹽酸濃度減小，反應(yīng)速率減小，故B錯誤；升高溫度，反應(yīng)速率增大，與反應(yīng)是吸熱還是放熱無關(guān)，故C錯誤；有氣體參加的反應(yīng)，體系壓強(qiáng)越小反應(yīng)速率越小，故D正確。]1．下列關(guān)于化學(xué)反應(yīng)速率的說法，不正確的是(　　)A．化學(xué)反應(yīng)速率是衡量化學(xué)反應(yīng)進(jìn)行快慢程度的物理量B．化學(xué)反應(yīng)速率的大小主要取決于反應(yīng)物的性質(zhì)C．化學(xué)反應(yīng)速率可以用單位時間內(nèi)生成某物質(zhì)的質(zhì)量的多少來表示D.化學(xué)反應(yīng)速率常用單位有mol·L－1·s－1或mol·L－1·min－1C　[化學(xué)反應(yīng)速率用單位時間內(nèi)反應(yīng)物或生成物的濃度變化來表示，而不采用物質(zhì)的質(zhì)量或物質(zhì)的量。]2．對于化學(xué)反應(yīng)3W(g)＋2X(g)===4Y(g)＋3Z(g)，下列反應(yīng)速率關(guān)系中，正確的是(　　)A．v(W)＝3v(Z) B．2v(X)＝3v(Z)C．2v(X)＝v(Y)   D．3v(W)＝2v(X)C　[速率之比等于化學(xué)方程式中的化學(xué)計量數(shù)之比。A項，v(W)＝v(Z)；B項，3v(X)＝2v(Z)；C項，2v(X)＝v(Y)；D項，2v(W)＝3v(X)。]3．反應(yīng)3X(g)＋Y(g)2Z(g)＋2W(g)在2 L密閉容器中進(jìn)行，5 min后Y減少了0.5 mol，則此反應(yīng)的速率為(　　)A．v(X)＝0.05 mol·L－1·min－1B．v(Z)＝0.10 mol·L－1·min－1C．v(Y)＝0.10 mol·L－1·min－1D．v(W)＝0.05 mol·L－1·min－1B　[根據(jù)v＝＝，求出用Y表示的化學(xué)反應(yīng)速率，再根據(jù)在同一化學(xué)反應(yīng)中，不同物質(zhì)的化學(xué)反應(yīng)速率之比等于化學(xué)計量數(shù)之比進(jìn)行比較。v(Y)＝＝＝0.05 mol·L－1·min－1。＝＝，得v(X)＝0.15 mol·L－1·min－1，A錯誤；＝＝，得v(Z)＝0.10 mol·L－1·min－1，B正確；v(Y)＝0.05 mol·L－1·min－1，C錯誤；＝＝，得v(W)＝0.10 mol·L－1·min－1，D錯誤。]4．(素養(yǎng)題)NO和CO都是汽車尾氣里的有害物質(zhì)，它們能緩慢地反應(yīng)生成氮?dú)夂投趸細(xì)怏w：2NO＋2CO===N2＋2CO2。對此反應(yīng)，下列敘述正確的是(　　)A．使用催化劑能加快反應(yīng)速率B．壓強(qiáng)增大不影響化學(xué)反應(yīng)速率C．冬天氣溫低，反應(yīng)速率降低，對人體危害減小D．無論外界條件怎樣改變，均對此化學(xué)反應(yīng)的速率無影響A　[中學(xué)階段，一般催化劑默認(rèn)為正催化劑，使用(正)催化劑能加快反應(yīng)速率，A正確；增大壓強(qiáng)反應(yīng)速率增大，B錯誤；冬天氣溫低，反應(yīng)速率降低，因為NO、CO都有毒，對人類危害增大，C錯誤；改變溫度、壓強(qiáng)等外界條件，化學(xué)反應(yīng)速率會改變，D錯誤。]5．反應(yīng)3Fe(s)＋4H2O(g)Fe3O4(s)＋4H2(g)，在一可變?nèi)莘e的密閉容器中進(jìn)行，試回答：(1)增加Fe的量，其反應(yīng)速率________(填“增大”“不變”或“減小”，下同)。(2)將容器的體積縮小一半，其反應(yīng)速率_______________。(3)保持體積不變，充入N2使體系壓強(qiáng)增大，其反應(yīng)速率_______。(4)保持壓強(qiáng)不變，充入N2使容器的體積增大，其反應(yīng)速率________。[解析]　(1)由于Fe是固體，改變Fe的量，反應(yīng)物濃度不變，故反應(yīng)速率不變。(2)將容器的體積縮小一半，則反應(yīng)物濃度增大，故反應(yīng)速率增大。(3)容器的體積不變，充入N2，反應(yīng)物濃度不變，故反應(yīng)速率不變。(4)保持容器內(nèi)壓強(qiáng)不變，充入N2容器體積增大，即反應(yīng)物和生成物濃度均減小，故反應(yīng)速率減小。[答案]　(1)不變　(2)增大　(3)不變　(4)減小  

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第二節(jié) 化學(xué)反應(yīng)的速率與限度

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