1、第二章 化学反应与能量 第三节 化学反应的速率和限度第 1 课时 化学反应的速率及其影响因素学习目标 1.知道化学反应平均速率的表示方法，通过实验探究影响化学反应速率的因素。2.了解影响化学反应速率的因素，初步了解控制化学反应速率的方法。知识衔接1一定温度下，将 1 mol N2 和 3 mol H2 充入 2 L 的密闭容器中发生反应，经过一段时间后，N2 的物质的量为 0.4 mol，则 H2 的物质的量为 1.2 mol，生成 NH3 的物质的量为 1.2 mol，N2 浓度的变化量是 0.3 molL1，NH3浓度的变化量是 0.6 molL1。2相同温度下，相同形状、大小的镁条和铝条
2、与等浓度的盐酸反应，镁反应进行得快，试分析其原因。答案：镁的活动性比铝强自主学习一、化学反应速率的含义及表示方法 易错提醒1在同一化学反应里，用不同的物质表示的反应速率数值可能不同，但意义相同。2不用固体或纯液体表示化学反应速率。3化学反应速率是一段时间内的平均反应速率，而不是瞬时速率。4对于同一反应，用不同的物质来表示反应速率，其比值一定等于化学方程式中相应的化学计量数之比。如对于反应：mA(g)nB(g)pC(g)qD(g)，v(A)v(B)v(C)v(D)mnpq。二、外界条件对化学反应速率的影响1温度。实验操作3 mL 5%的 H2O2 溶液(均滴有 2 滴 FeCl3 溶液)实验现象
3、产生气泡速率最慢产生气泡速率较快产生气泡速率最快实验结论对于反应 2H2O2=催化剂2H2OO2来说，温度越高，H2O2 的分解速率越大，反应越快2.催化剂对化学反应速率影响的探究。实验操作实验现象有少量气泡出现产生大量气泡产生大量气泡实验结论 催化剂可以增大 H2O2 的分解速率3.浓度对化学反应速率影响的探究。实验操作实验现象装有12%H2O2溶液的试管中先产生气泡实验结论增大反应物浓度能使H2O2分解速率增大4.影响化学反应速率的因素除温度、催化剂和反应物浓度外，还有反应物的状态、固体的表面积、压强、溶剂、光照等许多因素。人们可以通过这些因素来调控化学反应速率。自我检测1下列关于化学反应
4、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的减少或任何一种生成物的增加B“化学反应速率为0.8 molL1s1”所表示的含义是时间为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判断化学反应进行的快慢D对于任何化学反应来说，反应现象越明显，反应速率越大答案：C2在某一化学反应中，反应物 A 的浓度在 10 s 内从0.8 molL1 变为 0.2 molL1，则在这 10 s 内 A 的化学反应速率为()A0.02 molL1B0.02 molL1s1C0.06 molL1s1D0.06 molL1min1答案：C3已知反应：4NH35O24NO6
5、H2O(g)，若化学反应速率分别用 v(NH3)、v(O2)、v(NO)、v(H2O)(单位 molL1min1)表示，则正确的关系是()A.45v(NH3)v(O2)B.56v(O2)v(H2O)C.23v(NH3)v(H2O)D.45v(O2)v(NO)解析：对于同一化学反应，用不同物质表示的化学反应速率之比等于方程式中相应物质的化学计量数之比。答案：D4在一定条件下，若要使反应 CO(g)NO2(g)CO2(g)NO(g)的反应速率增大可采取的措施有()A降低温度B增大容器体积C减少 NO D选用高效催化剂解析：降低温度使化学反应速率减小，A 错误；增大容器体积，使物质的浓度减小，化学反
6、应速率减小，B 错误；减少生成物，反应速率不增大，C 错误；选用高效催化剂，可以使化学反应速率增大，D 正确。答案：D要点一 化学反应速率的计算问题 1：化学反应速率计算的常用方法有哪些？答案：(1)定义式法：根据“vct”进行计算。(2)比例式法：根据“化学反应速率之比等于化学计量数之比”进行计算。(3)三段式法：具体步骤如下：写出有关反应的化学方程式；找出各物质的起始量、转化量、某时刻量；根据已知条件列方程式计算。则：v(A)xt1t0 molL1s1、v(B)nxm（t1t0）molL1s1、v(C)pxm（t1t0）molL1s1。问题2：如何比较化学反应速率的大小？答案：化学反应速率
7、大小比较的关键是“一看二转三比较”：(1)看单位是否统一，若不统一，换算成相同的单位。(2)转换成同一物质表示的速率，再比较数值的大小。(3)比较化学反应速率与化学计量数的比值，即对于一般反应aAbB=cCdD，比较 v（A）a与 v（B）b，若v（A）av（B）b，则A表示的反应速率比B大。例1 在容积为2 L的密闭容器中进行如下反应：A(g)2B(g)3C(g)nD(g)，开始时A为4 mol，B为6 mol，5 min时测得C的物质的量为3 mol，用D表示的化学反应速率v(D)为0.2 molL1min1。计算：(1)5 min时A的物质的量浓度为_。(2)前5 min内用B表示的化学
8、反应速率v(B)为_。(3)化学方程式中n值为_。(4)此反应在四种不同情况下的反应速率分别为：v(A)5 molL1min1v(B)6 molL1min1v(C)4.5 molL1min1v(D)8 molL1min1其中反应速率最大的是_(填序号)解析：(1)A(g)2B(g)3C(g)nD(g)起始4 mol 6 mol转化1 mol 2 mol 3 mol5 min末 3 mol 4 mol 3 molc(A)nV1.5 molL1。(2)v(B)nVt2 mol2 L5 min0.2 molL1min1。(3)根据同一反应中、同一时间段内，各物质的反应速率之比等于计算数之比；所以，v
9、(B)v(D)0.2 molL1min10.2 molL1min12n，n2。(4)把所有速率都换算成A的反应速率；v(A)5 molL1min1由v(B)6 molL1min1知，v(A)3 molL1min1由v(C)4.5 molL1min1知，v(A)1.5 molL1min1由v(D)8 molL1min1知，v(A)4 molL1min1故选。答案：(1)1.5 molL1(2)0.2 molL1min1(3)2(4)解题归纳应用“三段式”进行化学反应速率的计算步骤1确定反应物或生成物的起始加入量、确定反应过程中各物质的变化量、确定反应进行至某时刻时各物质的量。2依据题干中的条件建
10、立等式关系进行解答。3应用化学反应速率之比浓度变化之比物质的量变化之比化学计量数之比。1将N2、H2的混合气体分别充入甲、乙、丙三个容器后，测得反应速率分别为甲：v(H2)3 molL1min1；乙：v(N2)2 molL1min1；丙：v(NH3)1 molL1min1。则三个容器中合成氨的速率()Av(甲)v(乙)v(丙)Bv(乙)v(丙)v(甲)Cv(丙)v(甲)v(乙)Dv(乙)v(甲)v(丙)解析：N2、H2合成氨的反应：N2(g)3H2(g)高温、高压催化剂2NH3(g)，三个容器中的反应速率都转化为N2的反应速率分别为甲：v(N2)13v(H2)1 molL1 min1，乙：v(
11、N2)2 molL1min1；丙：v(N2)12v(NH3)0.5 molL1min1；即v(乙)v(甲)v(丙)。答案：D要点二 影响化学反应速率的外界因素问题：试总结一下化学反应速率的影响因素及其影响规律。答案：影响因素一般规律内因(主要因素)反应物自身的性质反应物的化学性质越活泼，化学反应速率越大；反应物的化学性质越不活泼，化学反应速率越小外因(次要因素)催化剂一般情况下，使用合适的催化剂能极大地加快反应速率外因(次要因素)温度升高温度，化学反应速率增大；降低温度，化学反应速率减小反应物的浓度增大反应物的浓度，化学反应速率增大；减小反应物的浓度，化学反应速率减小气体反应物的压强增大气体反
12、应物的压强，化学反应速率增大；减小气体反应物的压强，化学反应速率减小固体反应物的表面积增大固体反应物的表面积，化学反应速率增大原电池可增大氧化还原反应的反应速率其他光波、电磁波、超声波、溶剂等，也能影响化学反应的速率例2 为了探究影响化学反应快慢的因素，甲、乙、丙、丁四位学生分别设计了如下AD四个实验，你认为结论不正确的是()A将相同大小、形状的镁条和铝条与相同浓度的盐酸反应时，两者反应速率一样大B在相同条件下，等质量的大理石块和大理石粉末与相同浓度的盐酸反应，大理石粉末反应快C将浓硝酸分别放在冷暗处和强光照射下，会发现光照可以加快浓硝酸的分解D两支试管中分别加入相同质量的氯酸钾，其中一支试管
13、中再加入少量二氧化锰，同时加热，产生氧气的快慢不同解析：A中Mg、Al性质不同，在相同外界条件下反应速率不同；B、C、D均为外因影响因素，增大固体反应物的表面积、光照、加入催化剂均可使化学反应加快。答案：A解题归纳分析判断影响化学反应速率大小因素的思路1先看内因。在内因不相同的情况下(即反应不相同)，只能根据反应事实及实验现象定性分析反应的快慢。2内因相同时，再看外因。在内因相同的情况下(即反应相同)，可根据外界条件对反应速率的影响来定量判断反应速率的大小。2把镁条投入到盛有盐酸的敞口容器中，产生H2的速率可由如图所示图象表示。在下列因素中对产生H2速率有影响的是()盐酸的浓度 镁条的表面积溶液的温度 Cl的浓度A BCD全部解析：盐酸的浓度、镁条的表面积、溶液的温度会影响化学反应速率，因该反应的实质是Mg2H=Mg2H2，与Cl的浓度无关，选C。答案：C