1、第一单元 化学反应速率与反应限度第1课时 化学反应速率学习目标核心素养建构1.掌握化学反应速率的定义及表示方法，能进行化学反应速率的计算与比较。2.认识影响化学反应速率的因素，学会控制化学反应速率的常用方法。一、化学反应速率1 含 义：通 常 用 化 学 反 应 速 率 来 衡 量 化 学 反 应 进 行 的_，化 学 反 应 速 率 可 用 单 位 时 间 内 反 应 物_或生成物_来表示。知 识 梳 理快慢浓度的减少浓度的增加2表达式：vct，式中各符号表示的意义：v表示_。c 反 应 物 或 生 成 物 _，单 位：_。t_，单位：_、_、_。3 单 位：_、_、_。浓度的变化量化学反应
2、速率molL1时间smin hmolL1h1 molL1s1 molL1min1 反应物或生成物SO2O2SO3物质的量浓度变化(molL1)_化学反应速率(molL1s1)_化学反应速率之比_4举例：在一个体积为 2 L 的密闭容器中发生反应 2SO2O22SO3，经过 5 s 后，测得 SO3 的物质的量为 0.8 mol。填写下表：0.4 0.2 0.4 0.08 0.04 0.08 212【自主思考】1在描述反应速率时应指明是用哪种物质表示的速率，为什么？提示 在同一反应中，用不同物质来表示反应速率时，其数值不一定相同，这些速率的数值之比等于化学方程式中的计量数之比，故描述反应速率时应
3、指明物质。但无论用哪种物质表示，其意义是相同的，都表示该反应在这一时间段内反应的平均速率。2对同一化学反应，在相同的时间内，用不同的物质来表示其化学反应速率时，数值之间有什么关系？提示 对同一化学反应，在相同的时间内，用不同的物质来表示的化学反应速率，化学反应速率之比等于反应方程式中相应的物质的化学计量数之比。提示 该反应的化学反应速率不能用C表示，可以用H2O(g)表示，固体或纯液体的浓度可视为常数，因此不用固体或纯液体表示化学反应速率。若反应中水为气体，可以用来表示反应速率，若水为溶剂，则不能用水表示反应速率。3对于反应 C(s)H2O(g)=高温 CO(g)H2(g)，能否用 C 和H2
4、O 来表示该反应的化学反应速率？二、影响化学反应速率的因素1内因：化学反应速率的大小主要取决于_。2外因(1)温度对化学反应速率影响的探究反应物本身的性质实验操作试管中均为 23 mL 相同浓度的滴有 FeCl3 溶液的 H2O2 溶液(2)催化剂对化学反应速率影响的探究实验现象_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_，反应越_实验操作产生气泡速率最慢产生气泡速率较快产生气泡速率最快快快(3)影响化学反应速率的因素除 _外，还有_、反应物的_、固体_、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。实验现象_ _ _实验结
5、论MnO2、FeCl3可以使H2O2分解的速率_有少量气泡出现产生大量气泡产生大量气泡加快温度和催化剂反应物浓度状态表面积【自主思考】4人们为什么使用电冰箱储存食物？提示 温度越低，食物变质腐败的速率越慢。这也是温度对化学反应速率影响在生活中的应用。5实验室通常要将两种块状或颗粒状的固体药品研细，并混匀后再进行反应，原因是什么？提示 固体药品研得越细，其表面积越大，混匀后反应物之间接触的面积也越大，反应就越迅速、充分。6对于反应CaCO32H=CO2H2OCa2，能否用增加 CaCO3的量加快该反应速率？(不考虑接触面的变化)提示 否。因为CaCO3为固体，其物质的量浓度视为常数，增加固体物质
6、的量不影响其浓度，化学反应速率不变。1判断(1)化学反应速率表示一定时间内任何一种反应物量的减少或生成物量的增加。()(2)对于任何化学反应来说，反应速率越大，反应现象就越明显。()(3)化学反应速率为0.8 molL1s1是指1 s时某物质的浓度为0.8 molL1。()(4)同一反应不同物质的化学反应速率可能不同，它们表示的意义也不同。()答案(1)(2)(3)(4)效 果 自 测2.(1)炭在火炉中燃烧得很旺时，在往炉膛底内的热炭上喷洒少量水的瞬间，炉子内的火会更旺这是因为_ _。(2)如果欲使炉内炭更充分燃烧，下列措施可行的是()A.向炉内吹空气 B.把块状炭碾碎 C.使用H2O作催化
7、剂 D.提高炉膛内的温度 解析 往炉膛底内的热炭上喷洒少量水，即在高温下炽热的炭与 H2O 反应：C(s)H2O(g)=高温 CO(g)H2(g)，这样炭经反应变成气体燃料，燃烧时与空气接触充分，燃烧充分且快，所以炉火更旺。使用催化剂或提高炉内温度只能更快地完成燃烧过程，而并不能为炭燃烧的更充分提供条件。答案(1)炭与水反应生成CO和H2，燃烧更快，火焰更旺(2)AB 【合作交流】1一定条件下，N23H22NH3,5 min内N2的浓度由0.1 mol/L减少至0.05 mol/L，则N2的反应速率为多少？探究一、化学反应速率计算提示 v(N2)0.1 molL10.05 molL15 min
8、0.01 mol(Lmin)1【点拨提升】1定义式v(A)cAt。已知任意两个量，可求第三个量。2化学计量数转换法对于同一个化学反应，用不同物质的浓度变化表示的反应速率之比等于相应物质在反应方程式中的化学计量数之比。例如：对于反应 aA(g)bB(g)=cC(g)dD(g)，v(A)v(B)v(C)v(D)abcd。3始转平法设 a molL1、b molL1 分别为 A、B 两物质的起始浓度，mx molL1 为反应物 A 的转化浓度，nx molL1 为 B 的转化浓度，则：mA(g)nB(g)=pC(g)qD(g)起始浓度molL1 a b 0 0转化浓度molL1mxnxpxqx某时刻
9、浓度molL1amxbnxpxqx【典题例证 1】在 2 L 密闭容器中，发生以下反应：2A(g)B(g)2C(g)D(g)。若最初加入的 A 和 B 都是 4 mol，在前10 s A 的平均反应速率为 0.12 molL1s1，则 10 s 时，容器中B 的物质的量是()A.1.6 mol B.2.8 molC.2.4 mol D.1.2 mol解析 根据化学反应速率之比等于对应物质的化学计量数之比，可得v(B)0.5v(A)0.50.12 molL1s10.06 molL1s1，则c(B)0.06 molL1s110 s0.6 molL1，n(B)0.6molL12 L1.2 mol，故
10、10 s时容器中B的物质的量为4 mol1.2 mol2.8 mol。答案 B【学以致用 1】反应 A(g)2B(g)=C(g)D(g)，在四种不同情况下的反应速率如下，其中反应进行得最快的是()Av(A)0.15 molL1min1Bv(B)0.6 molL1min1Cv(C)0.4 molL1min1Dv(D)0.02 molL1s1解析 比较不同情况下反应速率的快慢，可以根据同一反应中各物质表示的反应速率之比等于方程式中的化学计量数之比将各反应速率转化为同一物质，再进行比较。将选项中的速率都转化为A的速率分别为：B选项，v(A)0.3 molL1min1；C选项，v(A)0.4 molL
11、1min1；D选项，v(A)1.2 molL1min1。所以四个选项所表示的速率最快的为D选项。答案 D【合作交流】2为了研究碳酸钙与稀盐酸反应的反应速率，某同学通过实验测定反应中生成的CO2气体体积随反应时间变化的情况，绘制出如图所示的曲线。请分析讨论以下问题：探究二、影响化学反应速率的因素CO2 的体积随时间的变化(1)在Ot1、t1t2、t2t3各相同的时间段里，反应速率最大的是_时间段，收集到气体最多的是_时间段。(2)试分析三个时间段里，反应速率不同的可能原因(该反应是放热反应)_。(3)在 t4 后，收 集 到 的 气 体 的 体 积 不 再 增 加 的 原 因_。t1t2 t1t
12、2 温度升高，浓度减小稀盐酸（或碳酸钙）反应完全3在下列事实中，什么因素影响了化学反应速率？(1)同浓度、同体积的盐酸中放入同样大小的锌块和镁块，产生气体有快有慢。(2)黄铁矿煅烧时需粉碎成细小的矿粒。(3)集气瓶中有H2和Cl2的混合气体，在瓶外点燃镁条时发生爆炸。(4)熔化的KClO3放出气泡很慢，撒入少量MnO2很快产生气体。(5)同样大小的石灰石分别在0.1 molL1的盐酸和1 molL1的盐酸中反应速率不同。(6)夏天的食品易变霉，冬天就不易发生该现象。提示(1)反应物本身的性质(2)反应物的接触面积(3)光(4)催化剂(5)反应物的浓度(6)反应温度【点拨提升】1浓度(1)只适用
13、于有气体参加或在溶液中进行的化学反应。(2)在一定温度下，固体或纯液态物质的浓度是一个常数，改变其用量，对化学反应速率无影响。(3)化学反应速率与固体颗粒的大小有关，颗粒越小，表面积越大，化学反应速率越大。2温度(1)对任何化学反应都适用，且不受反应物状态的影响。(2)不论是吸热反应还是放热反应，升高温度都能增大化学反应速率，降低温度都能减小化学反应速率。3压强(1)压强对化学反应速率的影响实质是通过改变浓度对化学反应速率的影响实现的。(2)由于固体或液体的体积受压强的影响很小，所以压强只影响有气体参加的化学反应的反应速率。(3)改变压强必须引起反应物或生成物的浓度改变才能改变化学反应速率，否
14、则，化学反应速率不变。(4)压强改变的常见方式恒温恒容：充入稀有气体容器压强增大各反应物的浓度不变化学反应速率不变。恒温恒压：充入稀有气体容器体积增大各反应物的浓度减小化学反应速率减小。恒温：缩小容器体积容器压强增大反应物浓度增大化学反应速率增大。恒温恒容：充入一种反应物增大反应物浓度化学反应速率增大。4催化剂(1)催化剂参与化学反应，但其化学性质在反应前后保持不变。(2)催化剂只有在适宜的温度下才能最大限度地显示其催化作用，不同的催化剂所需要的适宜温度不一定相同。(3)使用催化剂，可逆反应的正、逆反应速率增大的倍数相同。【典题例证 2】在密闭系统中有反应 C(s)CO2(g)=2CO(g)，
15、能使反应速率加快的措施是()通过减小容器体积增大压强 升高温度 将炭粉碎 通入 CO2 增加炭的量 恒容条件下通入 N2ABCD解析 中，增大压强和通入CO2都是增大了反应物的浓度，使反应速率加快；中升高温度，反应速率一定加快；中将炭粉碎，增大了炭与CO2的接触面积，反应速率加快；中增加炭的量，由于炭是固体，浓度不会改变，故不能使反应速率加快；中恒容条件下通入N2，参与反应的混合物的浓度不变，反应速率不变。答案 C【学以致用 2】反应 C(s)H2O(g)CO(g)H2(g)，在一容积可变的密闭容器中进行。下列条件的改变对其反应速率几乎无影响的是()A.压缩容器体积，增大体系压强B.加入适当的催化剂C.保持压强不变，充入惰性气体使容器容积增大D.保持容器容积不变，充入惰性气体使体系压强增大解析 压缩容器体积会增大气体浓度，增大反应速率，A有影响；使用催化剂同时改变正、逆反应速率，B有影响；保持压强不变，充入惰性气体使容器容积增大后，气体浓度均减小，减小反应速率，C有影响；保持容器容积不变，充入惰性气体使体系压强增大，但气体浓度等都没有改变，反应速率不变，D无影响。答案 D