高中人教版 (2019)第六章化學(xué)反應(yīng)與能量第二節(jié) 化學(xué)反應(yīng)的速率與限度學(xué)案設(shè)計-學(xué)案下載-教習(xí)網(wǎng)

一、化學(xué)反應(yīng)速率及其表示方法
1．概念
化學(xué)反應(yīng)速率是表示化學(xué)反應(yīng)過程進行________的物理量。
2．表示方法
(1)表示：用單位時間內(nèi)反應(yīng)物________________或生成物________________ (均取正值)表示。
(2)表達式：v＝________或v＝________
(3)單位：________________或________________。
3．實例探究
已知合成氨反應(yīng)N2(g)＋3H2(g)eq \(,\s\up7(高溫、高壓),\s\d5(催化劑))2NH3(g)，其濃度數(shù)據(jù)如下：
(1)2 s末，N2、H2、NH3的物質(zhì)的量濃度變化各為多少？則2 s內(nèi)用N2、H2、NH3表示的化學(xué)反應(yīng)速率v(N2)、v(H2)、v(NH3)分別為多少？
(2)同一反應(yīng)在相同時間內(nèi)，用不同物質(zhì)表示的反應(yīng)速率，其數(shù)值是否相同？表示的反應(yīng)快慢是否相同？用不同物質(zhì)表示同一反應(yīng)的反應(yīng)速率其數(shù)值有什么規(guī)律？
二、影響化學(xué)反應(yīng)速率的因素
1．實驗探究——外界條件對化學(xué)反應(yīng)速率的影響
(1)溫度對化學(xué)反應(yīng)速率影響的探究
(2)濃度對化學(xué)反應(yīng)速率影響的探究
(3)催化劑對化學(xué)反應(yīng)速率影響的探究
2．影響化學(xué)反應(yīng)速率的因素
(1)內(nèi)因
反應(yīng)物本身的________是影響化學(xué)反應(yīng)速率的主要因素。
(2)外因(其他條件不變，只改變一個條件)
①濃度：增大反應(yīng)物的濃度，化學(xué)反應(yīng)速率________，反之________。
②壓強：對有氣體參加的反應(yīng)，增大壓強，化學(xué)反應(yīng)速率________，反之________。
③溫度：升高溫度，化學(xué)反應(yīng)速率________，反之________。
④使用催化劑，能改變化學(xué)反應(yīng)速率。
⑤其他因素：固體反應(yīng)物的________、光照、電磁波、溶劑等。
?問題一化學(xué)反應(yīng)速率及其表示方法
【典例1】(1)在反應(yīng)A(g)＋3B(g)===2C(g)中，若以物質(zhì)A表示該反應(yīng)的化學(xué)反應(yīng)速率為0.2 ml·L－1·min－1，則以物質(zhì)B表示此反應(yīng)的化學(xué)反應(yīng)速率為______ ml·L－1·min－1。
(2)在2 L的密閉容器中，充入2 ml N2和3 ml H2，在一定條件下發(fā)生反應(yīng)，3 s后測得N2的物質(zhì)的量為1.9 ml，則以H2的濃度變化表示的反應(yīng)速率為________________________。
(3)將10 ml A和5 ml B放入容積為10 L的密閉容器中，某溫度下發(fā)生反應(yīng)：3A(g)＋B(g)2C(g)，在最初2 s內(nèi)，消耗A的平均速率為0.06 ml·L－1·s－1，則在2 s 時，容器中有______ ml A，此時C的物質(zhì)的量濃度為________。
【歸納小結(jié)】
1．對化學(xué)反應(yīng)速率的理解
(1)在同一化學(xué)反應(yīng)中，用不同物質(zhì)表示的化學(xué)反應(yīng)速率可能不同，但意義相同，故描述反應(yīng)速率時必須指明具體物質(zhì)。
(2)固體或純液體的濃度為常數(shù)，Δc=0，因此不用固體或純液體的濃度表示化學(xué)反應(yīng)速率。
(3)化學(xué)反應(yīng)速率是一段時間內(nèi)的平均反應(yīng)速率，不是某一時刻的速率。
(4)用不同物質(zhì)表示化學(xué)反應(yīng)速率時：化學(xué)反應(yīng)速率之比=化學(xué)計量數(shù)之比。
2．化學(xué)反應(yīng)速率的計算方法
(1)定義式法：利用公式v＝ eq \f(Δc,Δt) ＝ eq \f(Δn,VΔt) 計算化學(xué)反應(yīng)速率，也可以利用公式計算物質(zhì)的量或物質(zhì)的量濃度變化或時間等。
(2)關(guān)系式法：同一反應(yīng)中，化學(xué)反應(yīng)速率之比＝物質(zhì)的量濃度變化量之比＝物質(zhì)的量變化量之比＝化學(xué)計量數(shù)之比。另外，也可以利用該等量關(guān)系書寫未知的化學(xué)方程式或找各物質(zhì)的速率關(guān)系。
【變式練1-1】下列關(guān)于化學(xué)反應(yīng)速率的說法中，不正確的是( )
A．化學(xué)反應(yīng)速率是衡量化學(xué)反應(yīng)進行快慢程度的物理量
B．在容積不變的反應(yīng)容器中，化學(xué)反應(yīng)速率通常用單位時間內(nèi)反應(yīng)物濃度的減小或生成物濃度的增來表示
C．若某化學(xué)反應(yīng)在某段時間內(nèi)的反應(yīng)速率為0.5 ml·L－1·s－1，就是指在該段時間內(nèi)反應(yīng)物和生成物的濃度變化量都為0.5 ml·L－1
D．化學(xué)反應(yīng)速率是可以通過實驗測定的
【變式練1-2】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 ml·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 ml·L－1·min－1
B．用B、C、D分別表示反應(yīng)的速率，其比值是3∶2∶1
C．在2 min末的反應(yīng)速率用B表示是0.3 ml·L－1·min－1
D．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
【變式練1-3】某溫度下，濃度都是1 ml·L－1的兩種氣體X2和Y2，在密閉容器中反應(yīng)生成Z，反應(yīng)2 min后，測得參加反應(yīng)的X2為0.6 ml·L－1，用Y2變化表示的反應(yīng)速率v(Y2)＝0.1 ml·L－1·min－1，生成的c(Z)＝0.4 ml·L－1，則該反應(yīng)方程式為( )
A．3X2＋Y22X3YB．2X2＋Y22X2Y
C．X2＋2Y22XY2D．X2＋3Y22XY3
?問題二化學(xué)反應(yīng)速率的大小比較
【典例2】已知反應(yīng)4CO＋2NO2eq \(=====,\s\up7(催化劑))N2＋4CO2在不同條件下的化學(xué)反應(yīng)速率如下：
①v(CO)＝1.5 ml·L－1·min－1②v(NO2)＝0.01 ml·L－1·s－1
③v(N2)＝0.4 ml·L－1·min－1④v(CO2)＝1.1 ml·L－1·min－1
請比較上述4種情況反應(yīng)的快慢：________(由大到小的順序)。
【歸納小結(jié)】化學(xué)反應(yīng)速率大小的比較方法
(1)歸一法：若單位不統(tǒng)一，則要換算成相同的單位；若為不同物質(zhì)表示的反應(yīng)速率，則要換算成同一物質(zhì)來表示反應(yīng)速率，再比較數(shù)值的大小。
(2)比值法：比較化學(xué)反應(yīng)速率與化學(xué)計量數(shù)的比值，如aA(g)＋bB(g)===cC(g)＋dD(g)，比較eq \f(v?A?,a)與eq \f(v?B?,b)，若eq \f(v?A?,a)＞eq \f(v?B?,b)，則說明用A表示的化學(xué)反應(yīng)速率大于用B表示的化學(xué)反應(yīng)速率。
【變式練2-1】H2、N2合成NH3的反應(yīng)中，當分別用以下各種物質(zhì)表示反應(yīng)速率時，則反應(yīng)速率最快的是( )
A．v(N2)＝0.6 ml·L－1·min－1
B．v(NH3)＝0.9 ml·L－1·min－1
C．v(H2)＝1.2 ml·L－1·min－1
D．v(H2)＝0.025 ml·L－1·s－1
?問題三影響化學(xué)反應(yīng)速率的因素
【典例3】在帶有活塞的密閉容器中發(fā)生如下反應(yīng)：3Fe(s)＋4H2O(g)eq \(=====,\s\up7(高溫))Fe3O4(s)＋4H2(g)，分析改變下列條件化學(xué)反應(yīng)速率如何改變(填“變大”“變小”或“不變”)，闡述理由。
(1)增加鐵片的質(zhì)量(不考慮表面積的變化)________，理由_____________________________。
(2)保持容器的體積不變，增加水蒸氣的通入量______，理由___________________________。
(3)保持容器內(nèi)壓強不變，充入一定量的氬氣________，理由___________________________。
(4)保持容器的容積不變，充入一定量的氬氣________，理由____________________________。
【歸納小結(jié)】外界因素對化學(xué)反應(yīng)速率的影響
(1)在濃度對化學(xué)反應(yīng)速率的影響中，“濃度”是指反應(yīng)物的濃度，但不包括固體或純液體的濃度。另外注意，濃度改變不能過猶不及，如金屬鋁與稀硫酸反應(yīng)生成氫氣，若變成濃硫酸則發(fā)生鈍化現(xiàn)象。
(2)壓強對化學(xué)反應(yīng)速率的影響是通過改變濃度實現(xiàn)的，所以分析壓強的改變對反應(yīng)速率的影響時要從濃度是否發(fā)生改變的角度來分析，若改變總壓強而各物質(zhì)的濃度不改變，則反應(yīng)速率不變。
(3)升高溫度，反應(yīng)速率一定加快。溫度每升高10℃，速率一般變?yōu)樵瓉淼?～4倍。
(4)壓強對速率影響的幾種情況
有氣體參加的反應(yīng)，改變壓強對反應(yīng)速率的影響實質(zhì)是改變體積，使反應(yīng)物的濃度改變。
①壓縮體積或充入氣態(tài)反應(yīng)物，使壓強增大，都能加快化學(xué)反應(yīng)速率。
②充入非反應(yīng)氣體對化學(xué)反應(yīng)速率的影響
a.恒容時：充入非反應(yīng)氣體→壓強增大，但各物質(zhì)濃度不變→反應(yīng)速率不變。
b.恒壓時：充入非反應(yīng)氣體→壓強不變→體積增大→各物質(zhì)濃度減小→反應(yīng)速率減慢。
【變式練3-1】下列條件一定能使化學(xué)反應(yīng)速率增大的是( )
①增加反應(yīng)物的物質(zhì)的量 ②升高溫度 ③縮小反應(yīng)容器的體積 ④加入生成物
A．只有② B．②③ C．①② D．全部
【變式練3-2】容積可變的密閉容器中加入WO3和H2進行反應(yīng)：WO3(s)＋3H2(g)eq \(=====,\s\up7(高溫))W(s)＋3H2O(g)，下列說法不正確的是( )
A．將容器的體積縮小一半，其反應(yīng)速率增大
B．保持體積不變，充入氬氣，其反應(yīng)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
?問題四變量控制探究影響化學(xué)反應(yīng)速率的因素
【典例4】下列條件下的反應(yīng)，放出氫氣最快的是( )
【歸納小結(jié)】變量控制探究影響化學(xué)反應(yīng)速率的因素
變量控制探究影響化學(xué)反應(yīng)速率因素的一般原則是“定多變一”，即要保持其他變量不變，改變其中一個變量的值進行實驗，測定數(shù)據(jù)，通過系統(tǒng)實驗，找出變量對反應(yīng)速率的影響。
【變式練4-1】金屬Zn與酸反應(yīng)產(chǎn)生H2的反應(yīng)速率最大的是( )
【變式練4-2】為了探究溫度對化學(xué)反應(yīng)速率的影響，下列實驗方案可行的是( )
A．
B．
C．
D．
【基礎(chǔ)強化】
1．下列說法正確的是( )
A．化學(xué)反應(yīng)速率是對可逆反應(yīng)而言的，非可逆反應(yīng)不談化學(xué)反應(yīng)速率
B．在可逆反應(yīng)中，正反應(yīng)的化學(xué)反應(yīng)速率是正值，逆反應(yīng)的化學(xué)反應(yīng)速率是負值
C．同一化學(xué)反應(yīng)中，化學(xué)反應(yīng)速率可用反應(yīng)物濃度的改變表示，也可用生成物濃度的改變表示，其值可能相同，也可能不同
D．化學(xué)反應(yīng)速率的單位通常是g·L－1·s－1，也可以是kg·L－1·s－1
2．不同溫度下，在兩個密閉容器中同時進行化學(xué)反應(yīng)：2A(g)＋3B(g)2C(g)＋D(g)，1 min內(nèi)甲容器中消耗掉2 ml A物質(zhì)，乙容器內(nèi)消耗6 ml A物質(zhì)，則兩容器內(nèi)的反應(yīng)速率大小關(guān)系為 ( )
A．甲容器內(nèi)反應(yīng)速率快
B．乙容器內(nèi)反應(yīng)速率快
C．甲乙兩容器內(nèi)反應(yīng)速率相等
D．無法比較
3．在N2＋3H2eq \(,\s\up7(高溫、高壓),\s\d5(催化劑))2NH3的反應(yīng)中，經(jīng)過一段時間后，NH3的濃度增加了0.6 ml·L－1，在該段時間內(nèi)用H2表示的平均反應(yīng)速率為0.45 ml·L－1·s－1。則反應(yīng)所經(jīng)過的時間是( )
A．2 s B．2 min C．3 s D．3 min
4．一定條件下反應(yīng)N2(g)＋3H2(g)2NH3(g)在10 L的密閉容器中進行，測得2 min內(nèi)，N2的物質(zhì)的量由20 ml減小到8 ml，則2 min內(nèi)N2的反應(yīng)速率為( )
A．1.2 ml·L－1·min－1B．6 ml·L－1·min－1
C．0.6 ml·L－1·min－1D．0.4 ml·L－1·min－1
5．對于反應(yīng)4NH3(g)＋5O2(g)===4NO(g)＋6H2O(g)，下列反應(yīng)速率的關(guān)系正確是( )
A．eq \f(4,5)v(NH3)＝v(O2) B．eq \f(5,6)v(O2)＝v(H2O)
C．eq \f(2,3)v(NH3)＝v(H2O) D．eq \f(4,5)v(O2)＝v(NO)
6．下列做法增大了化學(xué)反應(yīng)速率的是( )
A．將糕點存放在冰箱里，并在其包裝袋中放入脫氧劑，以延長保質(zhì)期
B．足量鋅粒與稀硫酸反應(yīng)制氫氣時，加入少量硫酸銅溶液
C．合成氨工業(yè)中，將氨氣及時液化分離
D．鮮花店內(nèi)放置高錳酸鉀溶液，降低空氣中乙烯濃度，便于鮮花保鮮
7．向四個體積相同的密閉容器中分別充入一定量的SO2和O2，開始反應(yīng)時，按正反應(yīng)速率由大到小排列順序正確的是( )
甲：500 ℃，10 ml SO2和5 ml O2的反應(yīng)
乙：500 ℃，用V2O5作催化劑，10 ml SO2和5 ml O2的反應(yīng)
丙：450 ℃，8 ml SO2和5 ml O2的反應(yīng)
?。?00 ℃，8 ml SO2和5 ml O2的反應(yīng)
A．甲、乙、丙、丁 B．乙、甲、丁、丙
C．乙、甲、丙、丁 D．丁、丙、乙、甲
8．等質(zhì)量的鐵與過量的鹽酸在不同的實驗條件下進行反應(yīng)，測得在不同時間(t)內(nèi)產(chǎn)生氣體體積(V)的數(shù)據(jù)如圖所示，根據(jù)圖示分析實驗條件，下列說法一定不正確的是( )
A．第4組實驗的反應(yīng)速率最慢
B．第1組實驗中鹽酸的濃度大于2.5 ml·L－1
C．第2組實驗中鹽酸的濃度等于2.5 ml·L－1
D．第3組實驗的反應(yīng)溫度低于30 ℃
9．在下列事實中，各是什么因素影響了化學(xué)反應(yīng)速率？
(1)集氣瓶中有H2和Cl2的混合氣體，在瓶外點燃鎂條時發(fā)生爆炸：_________________。
(2)黃鐵礦煅燒時要粉碎成細小的礦粒：____________________。
(3)熔化的KClO3放出氣泡很慢，加入少量MnO2后很快產(chǎn)生氣體：__________。
(4)同濃度、同體積的鹽酸中放入同樣大小的鋅粒和鎂塊，產(chǎn)生氣體的速率有快有慢：__________。
(5)同樣大小的石灰石分別在0.1 ml·L－1的鹽酸和1 ml·L－1的鹽酸中反應(yīng)，反應(yīng)速率不同：____________。
(6)夏天食品容易變質(zhì)，冬天就不易發(fā)生該現(xiàn)象：_________________________________。
10．將氣體A、B置于固定容積為2 L的密閉容器中，發(fā)生如下反應(yīng)：3A(g)＋B(g)2C(g)＋2D(g)。反應(yīng)進行到10 s末時，測得A的物質(zhì)的量為1.8 ml，B的物質(zhì)的量為0.6 ml，C的物質(zhì)的量為0.8 ml，則：
(1)用C表示10 s內(nèi)正反應(yīng)的平均反應(yīng)速率為__________。
(2)反應(yīng)前A的物質(zhì)的量濃度是__________________。
(3)10 s末，生成物D的濃度為____________________。
(4)10 s末時，若改變下列條件，生成D的速率如何變化(填“增大”“減小”或“不變”)。
【能力提升】
1．為了說明影響化學(xué)反應(yīng)快慢的因素，甲、乙、丙、丁四位學(xué)生分別設(shè)計了如下A～D四個實驗，你認為結(jié)論不正確的是( )
A．相同溫度下，將大小、形狀相同的鎂條和鋁條與相同濃度的稀鹽酸反應(yīng)時，兩者速率一樣大
B．在相同條件下，等質(zhì)量的大理石塊和大理石粉與相同濃度的鹽酸反應(yīng)，大理石粉反應(yīng)快
C．將濃硝酸分別放在冷暗處和強光照射下，會發(fā)現(xiàn)光照可以加快濃硝酸的分解
D．兩支試管中分別加入相同質(zhì)量的氯酸鉀，其中一支試管中再加入少量二氧化錳，同時加熱，產(chǎn)生氧氣的快慢不同
2．將4 ml A和2 ml B在2 L的密閉容器內(nèi)混合，并在一定條件下發(fā)生如下反應(yīng)：2A(s)＋B(g)2C(g)，若經(jīng)2 s后測得C的濃度為0.6 ml·L－1，現(xiàn)有下列幾種說法：①用物質(zhì)A表示的反應(yīng)的平均速率為0.3 ml·L－1·s－1；②用物質(zhì)B表示的反應(yīng)的平均速率為0.6 ml·L－1·s－1；③2 s時物質(zhì)A的轉(zhuǎn)化率為30%；④2 s時物質(zhì)B的濃度為0.7 ml·L－1。其中正確的是( )
A．①③ B．①④ C．②③ D．③④
3．研究反應(yīng)2X(g)Y(g)＋Z(g)的速率影響因素，在不同條件下進行4組實驗，Y、Z起始濃度為0，反應(yīng)物X的濃度(ml·L－1)隨反應(yīng)時間(min)的變化情況如圖所示。下列說法不正確的是( )
A．比較實驗②④得出：升高溫度，化學(xué)反應(yīng)速率加快
B．比較實驗①②得出：增大反應(yīng)物濃度，化學(xué)反應(yīng)速率加快
C．若實驗②③只有一個條件不同，則實驗③使用了催化劑
D．在0～10 min之間，實驗②的平均速率v(Y)＝0.04 ml·L－1·min－1
4．CaCO3與稀鹽酸反應(yīng)(放熱反應(yīng))生成CO2的量與反應(yīng)時間的關(guān)系如圖所示。下列結(jié)論不正確的是( )
A．反應(yīng)開始4 min內(nèi)溫度對反應(yīng)速率的影響比濃度大
B．一段時間后，反應(yīng)速率減小的原因是c(H＋)減小
C．反應(yīng)在2～4 min內(nèi)平均反應(yīng)速率最大
D．反應(yīng)在2～4 min內(nèi)生成CO2的平均反應(yīng)速率為v(CO2)＝0.06 ml·L－1·s－1
5．某同學(xué)在用稀硫酸與鋅制取氫氣的實驗中，發(fā)現(xiàn)加入少量硫酸銅溶液可加快氫氣的生成速率。請回答下列問題：
(1)上述實驗中發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式有_____________________________________________。
(2)硫酸銅溶液可以加快氫氣生成速率的原因是____________________________________________。
(3)要加快上述實驗中氣體產(chǎn)生的速率，還可采取的措施有___________________________________(答兩種)。
(4)為了進一步研究硫酸銅的量對氫氣生成速率的影響，該同學(xué)設(shè)計了如下一系列的實驗。將表中所給的混合溶液分別加入6個盛有過量Zn粒的反應(yīng)瓶中，收集產(chǎn)生的氣體，記錄獲得相同體積的氣體所需時間。
①請完成此實驗設(shè)計，其中V1＝______________，V6＝____________，V9＝____________。
②該同學(xué)最后得出的結(jié)論為：當加入少量CuSO4溶液時，生成氫氣的速率會大大提高，但當加入的CuSO4溶液超過一定量時，生成氫氣的速率反而會下降。請分析生成氫氣速率下降的主要原因：
_______________________________________________________________________________。
1．知道化學(xué)反應(yīng)速率的表示方法。
2．通過實驗探究影響化學(xué)反應(yīng)速率的因素。
3．認識化學(xué)變化是有條件的，學(xué)會運用變量控方法研究化學(xué)反應(yīng)。
N2
H2
NH3
起始濃度/(ml·L－1)
1.0
3.0
0
2 s末濃度/(ml·L－1)
0.6
1.8
0.8
實驗操作
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
對于反應(yīng)2H2O2eq \(=====,\s\up7(催化劑))2H2O＋O2↑來說，溫度升高，H2O2的分解速率________
實驗操作
實驗現(xiàn)象
裝有12% H2O2溶液的試管中產(chǎn)生氣泡的速率較快
實驗結(jié)論
增大反應(yīng)物濃度能使H2O2分解速率________
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________
選項
金屬(相同粉末狀)
和物質(zhì)的量(ml)
酸的濃度和體積(mL)
反應(yīng)溫度
A
Fe
0.1
3 ml·L－1HCl
10
20 ℃
B
Al
0.1
3 ml·L－1HCl
10
20 ℃
C
Cu
0.1
4 ml·L－1H2SO4
10
20 ℃
D
Mg
0.1
6 ml·L－1稀HNO3
10
20 ℃
選項
溫度
金屬
酸
A
25 ℃
Zn粒
0.1 ml·L－1鹽酸
B
25 ℃
Zn粒
0.1 ml·L－1硫酸
C
50 ℃
Zn粉
0.1 ml·L－1硫酸
D
50 ℃
Zn粉
0.1 ml·L－1鹽酸
組別
對應(yīng)曲線
c(HCl)/(ml·L－1)
反應(yīng)溫度/℃
鐵的狀態(tài)
1
a
30
粉末狀
2
b
30
粉末狀
3
c
2.5
塊狀
4
d
2.5
30
塊狀
編號
改變的條件
生成D的速率
①
增大A的濃度
②
使用催化劑
③
恒容下充入Ne(不參與體系反應(yīng))
實驗
混合溶液
A
B
C
D
E
F
4 ml·L－1H2SO4/mL
30
V1
V2
V3
V4
V5
飽和CuSO4溶液/mL
0
0.5
2.5
5
V6
20
H2O/mL
V7
V8
V9
V10
10
0

相關(guān)學(xué)案

相關(guān)學(xué)案更多

相關(guān)學(xué)案

相關(guān)學(xué)案 更多

相關(guān)學(xué)案更多