1、第六章 化学反应与能量 第二节 化学反应的速率与限度 第1课时 化学反应的速率 学习目标学习目标 1了解化学反应速率的表示方法及基本计算，培养“宏观辨识与模型 认知”的核心素养。 2通过实验探究影响化学反应速率的因素，并了解“变量控制”法探究 影响化学反应速率的因素，培养“科学探究与模型认知”的核心素养。 知识体系知识体系 一一、化学反应速率化学反应速率 1表示方法：化学反应速率通常用单位时间内反应物浓度的_ 或生成物浓度的_(均取正值)来表示。 2表达式：_，单位：_或_。 3示例：某反应的反应物浓度在5 min内由6 mol/L变成了2 mol/L， 则以该反应物浓度的变化表示的该反应在这
2、段时间内的平均反应速率 为_。 减少量 增加量 v c t mol/(L min) mol/(L s) 0.8 mol/(L min) 知识梳理知识梳理 知识点拨 (1)无论是用某一反应物表示还是用某一生成物表示，其化学反应速率都取正 值，而且是某一段时间内的平均速率，不是某一时刻的瞬时速率。 (2)在一定温度下，对于固体和纯液体物质来说，其单位体积里的物质的量不 会改变，即它们的物质的量浓度为常数，故一般不用固体或纯液体物质来表 示反应速率。 二、影响化学反应速率的因素二、影响化学反应速率的因素 1调控化学反应速率的意义调控化学反应速率的意义 (1)例如，我们希望反应速率变慢的反应有食物的变
3、质、橡胶和塑料的老化、金 属的锈蚀等。 (2)例如，我们希望反应速率变快的反应有氨、硫酸等化工产品的生产等。 2化学反应速率的影响因素化学反应速率的影响因素 一般条件下，当其他条件相同时， (1)浓度：增大反应物浓度，化学反应速率_。 (2)温度：升高温度，化学反应速率_。 (3)压强：对于气体参加的反应，增大压强(减小容器容积)，气体反应物 浓度_，化学反应速率_。 (4)催化剂：催化剂可以改变化学反应速率，一般加快反应速率。 (5)其他：反应物状态、固体的表面积、溶剂、光照等。 增大 增大 增大 增大 知识运用 1判断正误(正确的打“”，错误的打“”) (1)对于任何化学反应来说，反应速率
4、越大，反应现象就越明显。 ( ) (2)由 vc t 计算化学反应的平均速率，用反应物表示为正值，用生成物表示为 负值。 ( ) (3)化学反应速率为0.8 mol L 1 s1 是指1 s时某物质的浓度为0.8 mol L 1。 ( ) (4)升温时不论吸热反应还是放热反应，反应速率都增大。 ( ) 2对于 N2(g)3H2(g)2NH3(g)，在 2 L 密闭容器中发生反应，5 min 内， NH3生成了 0.2 mol， 则 5 min 内用 NH3表示的反应速率为_。 0.02 mol/(L min) 3下列调控反应速率的措施或实验中，分别利用或体现了哪些影响反应速率 的因素？ (1)
5、向炉膛内鼓风，用煤粉代替煤块可以使炉火更旺。 _。 (2)食物放在冰箱里。_。 (3)氮气与氢气反应生成氨气需加压。_。 (4)H2O2分解需加 MnO2。_。 反应物浓度、固体表面积 温度 压强 催化剂 一一、化学反应速率的有关计算化学反应速率的有关计算“三段式三段式” 问题探究 在一定条件下，向 2 L 密闭容器中充入 2 mol N2和 4 mol H2发生反应 N2(g) 3H2(g)2NH3(g)，10 min 时测定生成 NH3 1 mol，则用 N2、H2、NH3表示的 平均反应速率分别为多少？三者之比为多少？ 能力提升能力提升 提示： N2(g) 3H2(g) 2NH3(g)
6、n(始) 2 mol 4 mol 0 n 0.5 mol 1.5 mol 1 mol 10 min 时 1.5 mol 2.5 mol 1 mol 所以 v(N2) 0.5 mol 2 L10 min0.025 mol/(L min) v(H2) 1.5 mol 2 L10 min0.075 mol/(L min) v(NH3) 1 mol 2 L10 min0.05 mol/(L min) v(N2)v(H2)v(NH3)132。 1正确理解化学反应速率正确理解化学反应速率 核心突破 2“三段式三段式”解答模板解答模板 (1)写出有关反应的化学方程式。 (2)找出各物质的起始量、转化量、某时
7、刻量。 (3)根据已知条件列方程式计算。 例如，反应 mA nB pC t0 s/(mol L 1) a b 0 转化/(mol L 1) x nx m px m t1 s/(mol L 1) ax bnx m px m 则：v(A) x t1t0 mol L 1 s1、 v(B) nx m（t1t0） molL 1 s1、 v(C) px m（t1t0） molL 1 s1。 (A)x a100%。 对点练习 11 L 的密闭容器中，发生反应 4A(s)3B(g)=2C(g)D(g)，经 2 min 后 B 的浓度减少 0.6 mol L 1。对此反应速率的正确表示是( ) A用 A 表示的
8、反应速率是 0.4 mol L 1 min1 B用 B、C、D 分别表示反应的速率，其比值是 321 C在 2 min 末的反应速率用 B 表示是 0.3 mol L 1 min1 D在这 2 min 内用 B 表示的速率的值逐渐减小，用 C 表示的速率的值逐渐 增大 B 【解析】A 为固体，一般不用固体表示反应速率，所以 A 项错误；同一反应 中，用不同物质表示的速率与方程式中各物质的计量数成正比，B 项正确；反 应速率为平均值，并非 2 min 末的速率，所以 C 项错误；同一时间段内，用反 应物、生成物表示的速率的意义是相同的，变化趋势也是一样的，D 项错误。 2一定温度下，向容积为2
9、L的密闭容器中通入两种气体发生化学反应，反 应中各物质的物质的量变化如图所示，下列对该反应的推断合理的是( ) A该反应的化学方程式为 3B4D6A2C B反应进行到 6 s 时 B 的转化率为 40% C反应进行到 6 s 时，B 的平均反应速率为 0.05 mol L 1 s1 D反应进行到 6 s 时，各物质的反应速率相等 C 【解析】n(A)n(B)n(C)n(D)(1.20)mol(1.00.4)mol(1.0 0.2)mol(0.40)mol6342， 所以化学方程式为 3B4C6A2D， A 错误；B 的转化率为（1.00.4）mol 1.0 mol 100%60%，B 错误；不
10、论在什么时 刻，用各物质表示的速率之比等于化学计量数之比，D 错误。 3反应：3A(g)B(g)=2C(g)2D(g)，在不同条件下，用不同物质表示其 反应速率，分别为 v(A)0.6 mol L 1 min1 v(B)0.45 mol L1 min1 v(C)0.015 mol L 1 min1 v(D)0.45 mol L1 min1。则此反应在不同 条件下进行最快的是( ) A B C D D 【解析】各物质其反应速率单位相同时，用各反应速率除去化学计量数，比 值大的反应速率大。 0.6 3 0.2 0.45 1 0.45 0.015 2 0.007 5 0.45 2 0.225， 对应
11、的反应最快，D 正确。 反应速率大小比较的两种方法反应速率大小比较的两种方法 同一化学反应速率用不同物质表示时数值可能不同，比较化学反应速率的快 慢不能只看数值大小，还要进行一定的转化： (1)换算成同一物质、同一单位表示，再比较数值大小。 (2)比较化学反应速率与化学计量数的比值。如反应 aAbBcC，要比较 v(A)与 v(B)的相对大小，即比较v(A) a 与v(B) b 的相对大小，若v(A) a v(B) b ，则用 v(A)表示的反应速率比用 v(B)表示的反应速率大。 思维模型 二二、影响化学反应速率的因素影响化学反应速率的因素 实验探究 1温度对化学反应速率的影响温度对化学反应
12、速率的影响 实验 操作 试管中均为 2 mL 5%的 H2O2溶液，同时滴入 2 滴 FeCl3溶液 实验 现象 产生气泡速率_ 产生气泡速率_ 产生气泡速率_ 实验 结论 其他条件相同时，升高温度，化学反应速率_，降低温度，化 学反应速率_ 最慢 较快 最快 减小 增大 2催化剂对化学反应速率的影响催化剂对化学反应速率的影响 实验操作 实验现象 有_气泡出现 产生_气泡 产生_气泡 实验结论 MnO2、FeCl3可以使 H2O2分解的速率_ 少量 大量 大量 加快 3压强对化学反应速率的影响压强对化学反应速率的影响 在一密闭容器中充入 1 mol H2和 1 mol I2，压强为 p(Pa)
13、，并在一定温度下使 其发生反应：H2(g)I2(g)2HI(g)。该密闭容器有一个可移动的活塞(如 图所示)。 (1)向下压缩活塞， 容器内气体压强如何变化？气体浓度如何变化？反应速率如 何变化？ 提示：向下压缩活塞，气体压强增大，浓度增大，化学反应速率加快。 (2)保持容器的容积不变，向其中充入氦气(He)，反应速率如何变化？ 提示：充入氦气，尽管压强增大，但反应物浓度不变，反应速率不变。 (3)保持容器内气体压强不变，向其中充入氦气(He)，反应速率如何变化？ 提示：充入氦气，尽管压强不变，但容器的体积增大，反应物浓度减小，反 应速率减小。 核心突破 1影响化学反应速率的主要因素影响化学反
14、应速率的主要因素内因内因 反应物本身的性质决定反应速率的大小。 2影响化学反应速率的外界因素影响化学反应速率的外界因素外因外因 (1)浓度 固体或纯液体的浓度为常数，所以增加其用量时，化学反应速率不变。 增大固体的表面积或将固体溶于一定溶剂，能增大化学反应速率。 (2)温度：对任何反应，升高温度，反应速率增大。 (3)催化剂：一般地，使用催化剂能大大加快反应速率。 (4)压强 压强对反应速率的影响，是通过改变气体的浓度来实现的，故一般意义上的 增大压强是指压缩气体的体积。 对无气体参加的化学反应，改变压强时，化学反应速率基本不变。 如 MgO2HCl=MgCl2H2O。 对有气体参加的反应，压
15、强对化学反应速率的影响可简化理解为 压强改变 物质浓度改度反应速率改变 物质浓度不变反应速率不变 a恒容时：增大压强 引起 体积缩小 引起 反应速率增大。 b气体反应体系中充入惰性气体(不参与反应)时对反应速率的影响 恒容：充入“惰性气体”总压增大反应物浓度不变反应速率不变。 恒压：充入“惰性气体”体积增大反应物浓度减小反应速率减小。 对点练习 4在恒容密闭容器中发生反应：3CO(g)Fe2O3(s)= 高温 3CO2(g)2Fe(s)，下 列说法正确的是( ) A增加 Fe2O3的量反应速率加快 B升高温度反应速率不一定变化 C充入 CO 反应速率加快 D充入 N2使压强增大反应速率加快 C
16、 【解析】Fe2O3为固体，增加固体的量，浓度未变，反应速率不变，A 错；温度 对任何反应都有影响，B 错；充入 CO 后，c(CO)增大，反应速率加快，C 正确； 充入 N2虽然压强增大，但并未引起浓度的变化，反应速率不变，D 错。 5下列有关化学反应速率的说法正确的是( ) A用铁片和稀硫酸反应制取氢气时，改用铁片和浓硫酸可以加快产生氢气 的速率 B100 mL 2 mol L 1 的盐酸与锌反应时，加入适量的氯化钠溶液，生成氢气 的速率不变 C二氧化硫的催化氧化是一个放热反应，所以升高温度，反应减慢 D汽车尾气中的 CO 和 NO 可以缓慢反应生成 N2和 CO2，减小压强，反应 速率减
17、小 D 【解析】铁遇浓硫酸钝化，铁片与浓硫酸反应不能生成氢气，故 A 错误；向 盐酸中加入氯化钠溶液，相当于稀释了盐酸，盐酸浓度减小，反应速率减小， 故 B 错误；升高温度，反应速率增大，与反应是吸热还是放热无关，故 C 错 误；有气体参加的反应，体系压强越小反应速率越小，故 D 正确。 1下列关于化学反应速率的说法，不正确的是( ) A化学反应速率是衡量化学反应进行快慢程度的物理量 B化学反应速率的大小主要取决于反应物的性质 C化学反应速率可以用单位时间内生成某物质的质量的多少来表示 D化学反应速率常用单位有 mol L 1 s1 或 mol L 1 min1 【解析】化学反应速率用单位时间
18、内反应物或生成物的浓度变化来表示，而 不采用物质的质量或物质的量。 当堂检测当堂检测 C 2对于化学反应 3W(g)2X(g)=4Y(g)3Z(g)，下列反应速率关系中， 正确的是( ) Av(W)3v(Z) B2v(X)3v(Z) C2v(X)v(Y) D3v(W)2v(X) 【解析】速率之比等于化学方程式中的化学计量数之比。 A 项，v(W)v(Z)；B 项，3v(X)2v(Z)；C 项，2v(X)v(Y)；D 项，2v(W) 3v(X)。 C 3反应 3X(g)Y(g)2Z(g)2W(g)在 2 L 密闭容器中进行，5 min 后 Y 减少了 0.5 mol，则此反应的速率为( ) Av
19、(X)0.05 mol L 1 min1 Bv(Z)0.10 mol L 1 min1 Cv(Y)0.10 mol L 1 min1 Dv(W)0.05 mol L 1 min1 B 【解析】根据 v c t n Vt，求出用 Y 表示的化学反应速率，再根据在同一化 学反应中，不同物质的化学反应速率之比等于化学计量数之比进行比较。v(Y) n Vt 0.5 mol 2 L5 min0.05 mol L 1min1。 v（Y） v（X） 1 3 0.05 mol L 1min1 v（X） ， 得 v(X)0.15 mol L 1min1，A 错误；v（Y） v（Z） 1 2 0.05 mol L
20、 1min1 v（Z） ，得 v(Z)0.10 mol L 1 min1， B 正确； v(Y)0.05 mol L1 min1， C 错误； v（Y） v（W） 1 2 0.05 mol L 1min1 v（W） ，得 v(W)0.10 mol L 1min1，D 错误。 4NO 和 CO 都是汽车尾气里的有害物质，它们能缓慢地反应生成氮气和二氧 化碳气体：2NO2CO=N22CO2。对此反应，下列叙述正确的是( ) A使用催化剂能加快反应速率 B压强增大不影响化学反应速率 C冬天气温低，反应速率降低，对人体危害减小 D无论外界条件怎样改变，均对此化学反应的速率无影响 A 【解析】中学阶段，
21、一般催化剂默认为正催化剂，使用(正)催化剂能加快反应 速率，A 正确；增大压强反应速率增大，B 错误；冬天气温低，反应速率降低， 因为 NO、CO 都有毒，对人类危害增大，C 错误；改变温度、压强等外界条 件，化学反应速率会改变，D 错误。 5反应 3Fe(s)4H2O(g)= 高温 Fe3O4(s)4H2(g)，在一可变容积的密闭容器中进 行，试回答： (1)增加 Fe 的量，其反应速率_(填“增大”“不变”或“减小”，下同)。 (2)将容器的体积缩小一半，其反应速率_。 (3)保持体积不变，充入 N2使体系压强增大，其反应速率_。 (4)保持压强不变，充入 N2使容器的体积增大，其反应速率_。 不变 增大 不变 减小 【解析】(1)由于 Fe 是固体，改变 Fe 的量，反应物浓度不变，故反应速率不变。 (2)将容器的体积缩小一半，则反应物浓度增大，故反应速率增大。 (3)容器的体积不变，充入 N2，反应物浓度不变，故反应速率不变。 (4)保持容器内压强不变， 充入 N2容器体积增大， 即反应物和生成物浓度均减小， 故反应速率减小。