化學反應的速率與限度(第1、2課時)高一下學期化學人教版（2019）必修第二冊

第1、2課時

化學反應的速率6.2-化學反應的速率及限度【思考】化學反應速率有快有慢，我們可以通過觀察反應的哪些現(xiàn)象來定性判斷反應的快慢？【判斷正誤】對于任何化學反應，反應現(xiàn)象越不明顯，則反應速率越慢?；瘜W反應速率的定性觀察單位時間內氣泡量、顏色變化、固體量減少量、渾濁程度、溫度變化等?！?鹽酸和NaOH溶液的反應速率很快，但無明顯現(xiàn)象)化學反應速率的定量表示速率從直線跑道20米處走到50米處，耗時10秒50m-20m10s=3m/s(平均1s走3m)化學反應速率A+B=C反應中，A從6mol/L降至2mol/L，耗時40s6mol/L-2mol/L40s=0.1mol/(L·s)意義：A平均1s減少0.1mol/L單位時間內ν=ν(A)=濃度的變化值1.化學反應速率的概念(狹義)【思考與交流】廣義的化學反應速率：對于固體反應物A，若要定量表征其參與反應的速率，嘗試列出合適的化學反應速率表達式。定義通常用單位時間內反應物濃度的減少ν(A)=△n(A)△t△m(A)△t等注意①適用于氣體或溶液，不適合固體或純液體；②是平均速率，不是瞬時速率。表達式及單位ν(A)=△c(A)△t△n(A)V=或ν(A)=(取正值)物濃度的增大來表示或生成·△t2.化學反應速率的關系式【分析】向容積為2L的密閉容器中加2molN2、6molH2，反應2min后，測得容器中NH3的物質的量為0.8mol，分別求出2min內N2、H2和NH3表示的化學反應速率。N2+3H2

?2NH3始(mol)260變(mol)0.41.20.8終(mol)1.64.80.8ν(N2)=△n(N2)V·△t=0.1mol/(L·min)ν(H2)=△n(H2)V·△t=0.3mol/(L·min)ν(NH3)=△n(NH3)V·△t=0.2mol/(L·min):

系數(shù)比=反應的n之比=ν之比同一化學反應，相同條件下用不同物質表示的反應速率，其數(shù)值可能不同，但表示的意義相同。三段式計算：3.化學反應速率的比較【例1】不同物質的速率比較：A(g)+3B(g)=2C(g)，不同條件下，分別用A、B、C三種物質表示的反應速率為①ν(A)=0.2mol·L—1·s—1；②ν(B)=0.45mol·L—1·s—1；③ν(C)=0.45mol·L—1·s—1。比較此反應在上述條件下進行的快慢程度。同一物質表示的平均速率單位時間內某量變化值大不同物質表示的平均速率轉化為同一物質表示的速率后再比較，則速率大反應速率：③＞①＞②ν(A)=0.15mol·L—1·s—1ν(A)=0.225mol·L—1·s—11.反應溫度對反應速率的影響【思考】兩支試管同時滴2滴1mol/LFeCl3溶液的目的？影響化學反應速率的因素操作兩支試管均加入2mL5%H2O2溶液，同時滴入2滴1mol/LFeCl3溶液加快反應速率，使現(xiàn)象更明顯，對比效果更好(變量實驗：只改變某一因素，控制其他因素不變)結論現(xiàn)象冷水：極少氣泡產生；熱水：產生大量氣泡其他條件相同時，溫度越高，反應速率越大2.反應物濃度對反應速率的影響用品：5%H2O2溶液、1mol/LFeCl3溶液、0.1mol/L鹽酸、1mol/L鹽酸、大理石碎塊、冷水、熱水、試管、試管夾、燒杯、量筒、膠頭滴管。實驗設計在兩支大小相同的試管中均加入質量相等的大理石碎塊(表面積相同)，分別滴入相同體積的0.1mol/L鹽酸及1mol/L鹽酸結論現(xiàn)象當其他條件相同時，增大反應物濃度，化學反應速率增大。產生氣泡的速率：1mol/L鹽酸更快3.壓強對反應速率的影響理論模型壓縮容器注意②增大壓強對液體及固體體積影響不大，即化學反應速率基本不變。①壓強能夠改變化學反應速率的實質是改變壓強后氣體濃度發(fā)生改變；結論對于氣體來說，增大壓強(減小容器容積)相當于增大反應物的濃度，化學反應速率增大【分析】改變壓強對化學反應速率的影響(1)固定容積的密閉容器中發(fā)生反應2NO+O2=2NO2，如果其他條件不變，向容器中加入稀有氣體增大壓強，化學反應速率會怎么變化？為什么？(2)若上題容器容積可變，在恒壓條件下加入稀有氣體，化學反應速率會怎么變化？為什么？化學反應速率不變。因容器容積未變，各物質濃度不變?；瘜W反應速率減小。恒壓充入氣體將導致容器體積增大，各物質濃度下降?！舅伎寂c討論】書本P45：下列調控反應的措施或實驗中，分別利用或體現(xiàn)了哪些影響反應速率的因素？(1)向爐膛內鼓風，用煤粉代替煤塊可以使爐火更旺。(2)把食物存放在冰箱里，在糕點包裝內放置除氧劑可以延長食品保質期。(3)做化學實驗時，為加速反應的進行，通常將塊狀或顆粒狀的固體試劑研細并混勻。(4)鐵在空氣中和在純氧中反應的劇烈程度明顯不同。增大O2濃度，降低溫度增大接觸面積純氧比空氣中的O2濃度大，反應更劇烈增大反應的接觸面積和反應物濃度【小結】化學反應速率的影響因素反應物反應物性質越活潑，反應速率越快接觸面積、原電池效應、光輻照、放射線輻照、超聲波、電弧、強磁場、高速研磨等。①反應機理：先消耗后生成；②性質：高效性、選擇性。溫度一般，升高溫度，反應速率增大氣體參加反應改變壓強→濃度不變改變壓強→濃度改變濃度一般，增大反應物濃度，反應速率增大→速率不變→速率改變壓強催化劑其他【例2】化學反應速率的影響因素(1)教材P49第3題：下列措施中，不能增大化學反應速率的是A.Zn與稀硫酸反應制取H2時，加入蒸餾水B.Al在O2中燃燒生成Al2O3，用鋁粉代替鋁片C.CaCO3與稀鹽酸反應生成CO2時，適當升高溫度D.KClO3分解制取O2時，添加少量MnO2(2)①若向上題A項中加入一定量的Na2SO4固體，化學反應速率如何變化？為什么？②上題C項中，為了提高反應速率，溫度是否越高越好？A不變，反應實質Zn+2H+=Zn2++H2↑，SO42—不參與反應不是，溫度過高，鹽酸大量揮發(fā)，導致c(HCl)急劇下降，反應速率反而減慢?！纠?】多因素影響下的速率分析：足量Zn與硫酸的反應，反應速率隨時間的變化如圖所示，t＜c時，速率逐漸提高。t＞c后，速率逐漸下降，提出合理的解析。①隨著反應的進行，反應物濃度下②當t＜c時，濃度下降對速率的降低小于溫度上升對速③當t＞c時，濃度下降對速率的降低大于溫度上升對速率的提高。率的提高；降使得速率逐漸下降，反應放熱使得速率逐漸提高?！拘〗Y】多因素影響下的速率分析速率分析(綜合分析兩因素，結合數(shù)據(jù)分主次)反應過程放熱(速率加快)(速率減慢)放熱

VS

反應物濃度下降反應過程生成催化劑生成催化劑

(速率加快)(速率減慢)反應物濃度下降VS

神奇的催化劑有80%以上的化工生產過程使用了催化劑合成氨N2+3H22NH3工業(yè)制硝酸4NH3+5O24NO+6H2O2NO+O2=2NO23NO2+H2O=2HNO3+NO工業(yè)制硫酸S+O2SO22SO2+O22SO3SO3+H2O=H2SO4催化劑能極大地提高化學反應速率(可使反應速率增大幾個到十幾個數(shù)量級)，而自身的組成、化學性質和質量在反應前后不發(fā)生變化。催化劑和一些反應體系的關系就像鎖與鑰匙的關系一樣，具有一定的選擇性。生物體內幾乎所有的化學反應(如淀粉、脂肪、蛋白質的水解、DNA的復制等)都是由生物體內自身存在的特殊催化劑——酶所催化的。酶比一般的催化劑具有更高的選擇性和催化效率，而且是在正常體溫的條件下發(fā)生作用，反應條件溫和。受酶的啟示，科學家開辟了設計和合成催化劑的新途徑，正在研制具有生物酶某些特性的化學酶，以期實現(xiàn)“仿酶催化”。2018年諾貝爾化學獎：酶的定向進化、肽類和抗體的噬菌體展示技術。書本P50~51的第8、9、10、11、12題。8.①②④；①降低了反應物的濃度，②減小了接觸面積，③降低了溫度，三者都能使化學反應速率減小。9.(1)曲線表示不同濃度的鹽酸與鎂條反應時，產生氣體的壓強隨著時間的變化關系，曲線斜率可表征反應速率。(2)①兩個實驗中鹽酸均過量，鎂條均不足，理論上若時間足夠長，最終反應生成的氣體的量應該相同。②實際上，實驗1中H+的濃度大，反應速率快，表現(xiàn)在圖像上其曲線斜率大，相同時間內比實驗2生成的氣體多，壓強大。課堂練習10.食品變質是由于受到微生物作用或自身被氧化等，溫度、濕度等因素會對食品變質的速率產生影響。11.面粉懸浮在空氣中，細小的面粉顆粒與空氣中氧氣的接觸面積大大增加，一旦遇到明火，就會發(fā)生劇烈的反應，反應能量集中釋放，導致爆炸。12.從反應物純堿方面考慮，