化學(xué)反應(yīng)的速率

第三節(jié)化學(xué)反應(yīng)的速率和限度第1課時(shí)化學(xué)反應(yīng)的速率情景設(shè)疑目標(biāo)定位北京的故宮是世界著名的古建筑群，是世界珍貴的文化遺產(chǎn)。在保和殿后，有一塊巨大的“云龍陛石”，上面雕有精美的蟠龍圖案，近些年浮雕已開(kāi)始受損，一些細(xì)小的花紋已變得模糊不清。在太和殿周圍的漢白玉護(hù)欄的蟠龍柱以及吐水龍頭上的花紋，也不同程度地受到腐蝕。石雕的腐蝕屬于化學(xué)反應(yīng)，這說(shuō)明外界條件變了，化學(xué)反應(yīng)速率會(huì)受影響。外界條件的變化是如何影響化學(xué)反應(yīng)速率的呢？

1.了解化學(xué)反應(yīng)速率的含義及其表示方法。2．了解影響化學(xué)反應(yīng)速率的因素。3．初步了解控制化學(xué)反應(yīng)速率的方法。3.Δc(A)表示A物質(zhì)的濃度變化量，只取正值，故反應(yīng)速率只取正值；又因?yàn)楣腆w或純液體的濃度為一常數(shù)，即Δc(A)＝0(無(wú)意義)，所以不用固體或純液體表示反應(yīng)速率。4．關(guān)于反應(yīng)速率計(jì)算的關(guān)系式(據(jù)v∝Δc∝Δn)反應(yīng)速率之比＝濃度變化之比＝物質(zhì)的量變化之比＝化學(xué)計(jì)量數(shù)之比。A．v(N2)＝0.25mol/(L·min)B．v(H2)＝0.75mol/(L·min)C．v(NH3)＝1mol/(L·min)D．v(N2)＝0.5mol/(L·min)答案：

CD實(shí)驗(yàn)操作試管中均為2mL～3mL相同濃度的滴有FeCl3溶液的H2O2溶液實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象溶液中產(chǎn)生氣泡速率的相對(duì)大小為_(kāi)________________實(shí)驗(yàn)結(jié)論其它條件不變時(shí)，溫度越高，反應(yīng)速率越快熱水>常溫>冷水2.催化劑對(duì)化學(xué)反應(yīng)速率的影響的探究實(shí)驗(yàn)操作實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象產(chǎn)生氣泡的速率的相對(duì)大小為

________實(shí)驗(yàn)結(jié)論催化劑能加快H2O2分解的反應(yīng)速率②③>①3.影響化學(xué)反應(yīng)速率的其他因素影響化學(xué)反應(yīng)速率的因素除_____________外，

還有__________、反應(yīng)物的狀態(tài)、固體______、

壓強(qiáng)、溶劑、光照等許多因素。人們可以通過(guò)

這些因素來(lái)調(diào)控化學(xué)反應(yīng)速率。溫度和催化劑反應(yīng)物濃度表面積影響因素規(guī)律內(nèi)因反應(yīng)物自身的性質(zhì)反應(yīng)物的化學(xué)性質(zhì)越活潑，化學(xué)反應(yīng)速率越快；反應(yīng)物的化學(xué)性質(zhì)越不活潑，化學(xué)反應(yīng)速率越慢外因催化劑一般地，使用催化劑能極大地加快反應(yīng)速率溫度升高溫度，化學(xué)反應(yīng)速率加快；降低溫度，化學(xué)反應(yīng)速率減慢反應(yīng)物的濃度增大反應(yīng)物的濃度，化學(xué)反應(yīng)速率加快；減小反應(yīng)物的濃度，化學(xué)反應(yīng)速率減慢外因氣態(tài)反應(yīng)物的壓強(qiáng)增大氣態(tài)反應(yīng)物的壓強(qiáng)，化學(xué)反應(yīng)速率加快；減小氣態(tài)反應(yīng)物的壓強(qiáng)，化學(xué)反應(yīng)速率減慢固體反應(yīng)物的表面積增大固體反應(yīng)物的表面積，化學(xué)反應(yīng)速率加快其他光波、電磁波、超聲波、溶劑等，也能影響化學(xué)反應(yīng)的速率[特別提醒]

(1)中學(xué)階段一般只討論在其他條件相同時(shí)，改變一個(gè)因素對(duì)反應(yīng)速率的影響。(2)對(duì)于有氣體參加的化學(xué)反應(yīng)，壓強(qiáng)的改變實(shí)際是體積的改變引起反應(yīng)物濃度的改變從而對(duì)化學(xué)反應(yīng)速率產(chǎn)生影響的，如果壓強(qiáng)的改變不能引起濃度的改變，則不會(huì)對(duì)反應(yīng)速率產(chǎn)生影響。2．鹽酸與碳酸鈣固體反應(yīng)時(shí)，能使反應(yīng)的最初反應(yīng)速率明顯增大的是(雙選)(

)A．增加碳酸鈣固體的量B．鹽酸的用量增加一倍C．鹽酸的用量減半，濃度加倍D．溫度升高40℃解析：增大反應(yīng)物濃度，可以增大化學(xué)反應(yīng)速率。CaCO3是固態(tài)反應(yīng)物，增加其用量并不影響其濃度，對(duì)于一定濃度的鹽酸，增加鹽酸的用量并不能增大其濃度，C中雖然鹽酸用量減半，但因濃度加倍，會(huì)使最初反應(yīng)速率加快，故C正確；溫度每升高10℃，反應(yīng)速率增加2～4倍，D正確；A、B不正確。答案：CD(1)據(jù)此可推算出上述方程式中各物質(zhì)的化學(xué)計(jì)量數(shù)之比是________。A．9∶3∶4

B．3∶1∶2C．2∶1∶3 D．3∶2∶1(2)v(A)＝________。答案：

(1)B

(2)0.6mol·L－1·s－1[規(guī)律方法]

應(yīng)用“三段法”進(jìn)行有關(guān)化學(xué)反應(yīng)速率的計(jì)算(1)計(jì)算模式：設(shè)a

mol·L－1、b

mol·L－1分別為A、B兩物質(zhì)的起始濃度，mx

mol·L－1為反應(yīng)物A的轉(zhuǎn)化濃度，n

x

mol·L－1為B的轉(zhuǎn)化濃度，則(2)基本步驟：①確定反應(yīng)物或生成物的起始加入量。②確定反應(yīng)過(guò)程中各物質(zhì)的變化量。③確定反應(yīng)進(jìn)行至某時(shí)刻時(shí)各物質(zhì)的量。④依據(jù)題干中的條件建立等式關(guān)系進(jìn)行解答。⑤應(yīng)用化學(xué)反應(yīng)速率之比＝濃度變化之比＝物質(zhì)的量變化之比＝化學(xué)計(jì)量數(shù)之比。答案：

D(3)熔化的KClO3放出氣泡很慢，撒入少量MnO2則很快產(chǎn)生氣體：________。(4)同濃度、同體積的鹽酸放入同樣大小的鋅粒和鎂條，產(chǎn)生氣體有快有慢________。(5)同樣大小的石灰石分別與0.1mol·L－1鹽酸和1mol·L－1鹽酸反應(yīng)，速率不同：________。(6)夏天食品容易變質(zhì)，而冬天不易發(fā)生該現(xiàn)象：

______________________________________________________________________________

_________________________。(Ⅱ)反應(yīng)E＋F===G在溫度T1下進(jìn)行，反應(yīng)M＋N===K在溫度T2下進(jìn)行，已知：T1>T2，且E和F的濃度均大于M和N的濃度，則兩者的反應(yīng)速率________。A．前者大 B．后者大C一樣大 D．無(wú)法判斷解析：

(Ⅰ)影響化學(xué)反應(yīng)速率的因素除了濃度、溫度、壓強(qiáng)、催化劑以外，光、電磁波、超聲波、反應(yīng)物顆粒的大小、溶劑的性質(zhì)等，也會(huì)對(duì)化學(xué)反應(yīng)速率產(chǎn)生影響。(Ⅱ)因?yàn)檫@兩個(gè)反應(yīng)是不同的反應(yīng)，而決定反應(yīng)速率的主要因素是內(nèi)因，故盡管前者的反應(yīng)溫度高、濃度大，但反應(yīng)速率不一定大于后者，如合成氨反應(yīng)在高溫、高壓且有催化劑的條件下進(jìn)行，其速率也不如低溫下的酸堿中和反應(yīng)進(jìn)行的快。故兩者的反應(yīng)速率無(wú)法判斷。答案：

(Ⅰ)(1)光(2)反應(yīng)物的接觸面積(3)催化劑(4)反應(yīng)物本身的性質(zhì)(5)反應(yīng)物的濃度(6)反應(yīng)溫度(Ⅱ)D[規(guī)律方法]

解答本題(Ⅱ)時(shí)易誤選A，誤選原因：忽視了內(nèi)因，只看到了第一個(gè)反應(yīng)進(jìn)行的溫度高，反應(yīng)物濃度大，就認(rèn)為反應(yīng)速率大。在進(jìn)行分析判斷影響化學(xué)反應(yīng)速率大小的因素時(shí)應(yīng)遵循以下思路：①先看內(nèi)因；②內(nèi)因相同者，再看外界因素(溫度、濃度、壓強(qiáng)、催化劑等)。2.用純凈的碳酸鈣跟稀鹽酸反應(yīng)制取二氧化碳?xì)怏w，請(qǐng)回答：(1)實(shí)驗(yàn)過(guò)程如圖所示，分析判斷：________段化學(xué)反應(yīng)速率最快。(2)為了減緩上述反應(yīng)的化學(xué)反應(yīng)速率，欲向溶液中加入下列物質(zhì)，你認(rèn)為可行的是(

)A．蒸餾水 B．NaCl固體C．NaCl溶液 D．濃鹽酸(3)除了上述方法外，你認(rèn)為還可以采取哪些措施來(lái)減緩化學(xué)反應(yīng)速率_________________。解析：化學(xué)反應(yīng)速率是用單位時(shí)間內(nèi)反應(yīng)物濃度的減少量或生成物濃度的增加量來(lái)表示，單位時(shí)間內(nèi)改變量越多，反應(yīng)速率越快。由圖象可知，EF段，單位時(shí)間內(nèi)CO2的生成量最多，反應(yīng)速率最快。減緩反應(yīng)速率可采用降低反應(yīng)物濃度、降低反應(yīng)溫度、減小固體表面積等措施。答案：

(1)EF

(2)AC(3)用塊狀大理石或石灰石代替純凈的碳酸鈣，降低鹽酸濃度熱點(diǎn)實(shí)驗(yàn)催化劑對(duì)化學(xué)反應(yīng)速率的影響[探究舉例]

Ⅰ.試寫出中學(xué)階段常見(jiàn)的兩種不同加熱的方法制取O2的化學(xué)方程式：__________________；________________。Ⅱ.實(shí)驗(yàn)室通常用MnO2作催化劑分解H2O2，已知CuSO4溶液對(duì)過(guò)氧化氫的分解也具有催化作用，某實(shí)驗(yàn)興趣小組同學(xué)猜想其他鹽溶液也可能在這個(gè)反應(yīng)中起同樣的作用，于是他們做了以下探究。請(qǐng)你幫助他們完成實(shí)驗(yàn)報(bào)告：(1)實(shí)驗(yàn)過(guò)程：在一支試管中加入5mL5%的H2O2溶液，然后滴入適量的FeCl3溶液，把帶火星的木條伸入試管。實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象：________________________________________________________________________。實(shí)驗(yàn)結(jié)論：FeCl3溶液可以催化分解H2O2。(2)已知FeCl3在水中可電離出Fe3＋和Cl－，同學(xué)們提出以下猜想：促進(jìn)H2O2分解的微粒甲同學(xué)H2O乙同學(xué)Fe3＋丙同學(xué)Cl－你認(rèn)為最不可能的是____________同學(xué)的猜想，理由是______________________________。(3)同學(xué)們對(duì)余下的兩個(gè)猜想，用實(shí)驗(yàn)進(jìn)行了探究，請(qǐng)你仔細(xì)分析后填表：實(shí)驗(yàn)過(guò)程實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象結(jié)論向盛有5mL5%的H2O2溶液的試管中加入少量的HCl，把帶火星的木條伸入試管向盛有5mL5%的H2O2溶液的試管中加入少量的Fe2(SO4)3溶液，把帶火星的木條伸入試管解析：

Ⅰ.中學(xué)階段常見(jiàn)的不用加熱的方法制取氧氣的反應(yīng)有H2O2催化分解、Na2O2與H2O或CO2反應(yīng)。Ⅱ.(1)根據(jù)實(shí)驗(yàn)結(jié)論可知，F(xiàn)eCl3溶液可作H2O2溶液分解的催化劑，因此試管中產(chǎn)生氧氣，使帶火星的木條復(fù)燃。(2)根據(jù)提出的猜想分析，H2O2溶液中自身有水，因此真正起催化作用的最不可能的是FeCl3溶液中的H2O，甲同學(xué)的猜想最不可能。(3)根據(jù)前面的實(shí)驗(yàn)過(guò)程，要驗(yàn)證余下的兩個(gè)猜想，最關(guān)鍵的是選用恰當(dāng)?shù)脑噭?，可選用HCl驗(yàn)證丙同學(xué)的猜想，選用Fe2(SO4)3溶液驗(yàn)證乙同學(xué)的猜想。結(jié)合CuSO4溶液可作為催化劑的事實(shí)分析，F(xiàn)eCl3溶液中真正起催化作用的是Fe3＋，據(jù)此寫出相關(guān)結(jié)論。實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象結(jié)論無(wú)明顯現(xiàn)象起催化作用的不是Cl－試管中有大量氣泡產(chǎn)生，帶火星的木條復(fù)燃起催化作用的是Fe3＋1．決定化學(xué)反應(yīng)速率的主要因素是(

)A．反應(yīng)物的濃度 B．反應(yīng)溫度C．使用催化劑 D．反應(yīng)物的性質(zhì)解析：反應(yīng)物的性質(zhì)是決定化學(xué)反應(yīng)速率的主要因素；反應(yīng)物的濃度、反應(yīng)溫度、催化劑等是影響化學(xué)反應(yīng)速率的外界因素。答案：

D2.通過(guò)控制或改變反應(yīng)條件可以加快、減緩甚至阻止反應(yīng)的進(jìn)行，使化學(xué)反應(yīng)有利于人類的生存和提高生活質(zhì)量。下列各圖所示的措施中，能加快化學(xué)反應(yīng)速率的是(

)解析：用扇子可以增大氧氣的濃度，使?fàn)t火更旺。答案：

C3．(2010·海南高考)對(duì)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)解析：對(duì)于任一化學(xué)反應(yīng)，用不同的物質(zhì)表示該反應(yīng)的速率，其數(shù)值之比等于其化學(xué)計(jì)量數(shù)之比，v(W)∶v(X)∶v(Y)∶v(Z)＝3∶2∶4∶3。v(W)＝v(Z)，A錯(cuò)誤；3v(X)＝2v(Z)，B錯(cuò)誤；2v(X)＝v(Y)，C正確；2v(W)＝3v(X)，D錯(cuò)誤。答案：

C4.(2009·上海化學(xué))鎂和鋁分別與等濃度、等體積的過(guò)量稀硫酸反應(yīng)，產(chǎn)生氣體的體積(V)與時(shí)間(t)關(guān)系如右圖。反應(yīng)中鎂和鋁的(

)A．物質(zhì)的量之比為3∶2B．質(zhì)量之比為3∶2C．摩爾質(zhì)量之比為2∶3D．反應(yīng)速率之比為2∶3解析：由圖象可知，兩個(gè)反應(yīng)中生成的氫氣一樣多，說(shuō)明兩種金屬提供的電子數(shù)目一樣多，則鎂、鋁的物質(zhì)的量之比為3∶2，質(zhì)量之比為4∶3，故A項(xiàng)正確，B項(xiàng)錯(cuò)誤。鎂、鋁的摩爾質(zhì)量之比為8∶9，C項(xiàng)錯(cuò)誤。由圖象可知鎂、鋁與硫酸反應(yīng)需要的時(shí)間之比為2∶3，則二者的速率之比為3∶2，D項(xiàng)錯(cuò)誤。答案：

A5．下表是稀硫酸與某金屬反應(yīng)的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)：實(shí)驗(yàn)序號(hào)金屬質(zhì)量/g金屬狀態(tài)c(H2SO4)/mol·L－1V(H2SO4)/mL溶液溫度/℃金屬消失的時(shí)間/s反應(yīng)前反應(yīng)后10.10絲0.550203450020.10粉末0.55020355030.10絲0.750203625040.10絲0.850203520050.10粉末0.85020362560.10絲1.050203512570.1