6-2-1-化學(xué)反應(yīng)的速率(解析版)

第六章化學(xué)反應(yīng)與能量第二節(jié)化學(xué)反應(yīng)的速率與限度第1課時化學(xué)反應(yīng)的速率學(xué)習(xí)目標(biāo)核心素養(yǎng)變化觀念與平衡思想1．理解化學(xué)反應(yīng)速率的含義。2．了解影響化學(xué)反應(yīng)速率的因素?？茖W(xué)態(tài)度與社會責(zé)任根據(jù)化學(xué)反應(yīng)速率的影響因素應(yīng)用與生產(chǎn)與生活之中。預(yù)習(xí)導(dǎo)學(xué)一、化學(xué)反應(yīng)的速率1．不同的化學(xué)反應(yīng)進行的快慢千差萬別，快與慢是相對而言的，化學(xué)反應(yīng)過程進行的快慢用________來表示。2．化學(xué)反應(yīng)速率通常用單位時間內(nèi)反應(yīng)物濃度的________或生成物濃度的________(均取正值)來表示?；瘜W(xué)反應(yīng)速率的單位為________或________。二、影響化學(xué)反應(yīng)速率的因素升高溫度，化學(xué)反應(yīng)速率________；降低溫度，化學(xué)反應(yīng)速率________。催化劑能極大地________化學(xué)反應(yīng)速率。溫度、________、________、________、催化劑等都是影響化學(xué)反應(yīng)速率的因素。【答案】一、1、反應(yīng)速率2、減少量增加量mol·L－1·s－1mol·L－1·min－1加快減慢增大固體的表面積反應(yīng)物的狀態(tài)溶液的濃度重難突破重點1化學(xué)反應(yīng)速率的概念及計算1．化學(xué)反應(yīng)速率的概念：化學(xué)反應(yīng)速率是用來衡量化學(xué)反應(yīng)進行快慢程度的物理量。其數(shù)學(xué)表達式可表示為v＝eq\f(Δc,Δt)。其中Δc是某物質(zhì)濃度的變化量，可以指溶液中的某一溶質(zhì)，也可以指在密閉容器中的某一氣體，反應(yīng)速率是某段時間內(nèi)的平均反應(yīng)速率，而不是瞬時速率。2．化學(xué)反應(yīng)速率與化學(xué)計量數(shù)的關(guān)系同一反應(yīng)在相同條件下可用不同物質(zhì)來表示其反應(yīng)速率，其比值等于化學(xué)方程式中相應(yīng)的化學(xué)計量數(shù)之比。如：aA(g)＋bB(g)=cC(g)＋dD(g)，則v(A)∶v(B)∶v(C)∶v(D)＝a∶b∶c∶d或eq\f(v(A),a)＝eq\f(v(B),b)＝eq\f(v(C),c)＝eq\f(v(D),d)。3．比較同一化學(xué)反應(yīng)速率的快慢時，要將用不同物質(zhì)表示的反應(yīng)速率轉(zhuǎn)化成用同一物質(zhì)表示的反應(yīng)速率。4、注意事項：①對于有固體或純液體參加的反應(yīng)，由于在一定條件下，固體的密度是固定不變的，所以固體物質(zhì)在化學(xué)反應(yīng)中的濃度不變(可視為常數(shù))，因此，不能用固體物質(zhì)來表示化學(xué)反應(yīng)速率。②對于同一化學(xué)反應(yīng)，在相同的反應(yīng)時間內(nèi)，用不同的物質(zhì)來表示其反應(yīng)速率，其數(shù)值可能不同，但表示的意義是相同的，即一種物質(zhì)的化學(xué)反應(yīng)速率也就代表了整個反應(yīng)的化學(xué)反應(yīng)速率?！纠?】將1molN2和3molH2通入4L的密閉容器中反應(yīng)，半分鐘后測得H2的物質(zhì)的量為2.1mol，現(xiàn)用如下三種物質(zhì)在單位時間內(nèi)的濃度變化來表示該反應(yīng)速率：①v(N2)＝0.15mol·L－1·min－1②v(H2)＝1.05mol·L－1·min－1③v(NH3)＝0.30mol·L－1·min－1，其中正確的是()A．①② B．②③ C．①③ D．①②③【解析】根據(jù)N2＋3H2eq\o(,\s\up11(高溫、高壓),\s\do4(催化劑))2NH3可知，Δn(N2)＝0.3mol，Δn(H2)＝0.9mol，Δn(NH3)＝0.6mol，所以Δc(N2)＝eq\f(0.3mol,4L)＝0.075mol·L－1，Δc(H2)＝eq\f(0.9mol,4L)＝0.225mol·L－1，Δc(NH3)＝eq\f(0.6mol,4L)＝0.15mol·L－1，則v(N2)＝eq\f(0.075mol·L－1,0.5min)＝0.15mol·L－1·min－1，v(H2)＝eq\f(0.225mol·L－1,0.5min)＝0.45mol·L－1·min－1，v(NH3)＝eq\f(0.15mol·L－1,0.5min)＝0.30mol·L－1·min－1。【答案】C重點2影響化學(xué)反應(yīng)速率的因素1．內(nèi)因(主要因素)對于不同的化學(xué)反應(yīng)，參加反應(yīng)的物質(zhì)的性質(zhì)是決定化學(xué)反應(yīng)速率的主要因素。2．外因(外界條件)對于同一化學(xué)反應(yīng)，外界條件不同，反應(yīng)速率也不同，其中常見的外界條件有濃度、壓強、溫度、催化劑等。影響因素影響效果原理運用(1)溫度對化學(xué)反應(yīng)速率的影響在其他條件不變的情況下，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。溫度對化學(xué)反應(yīng)速率的影響，與反應(yīng)物狀態(tài)無關(guān)。通常采用調(diào)控溫度的方法控制化學(xué)反應(yīng)速率，如用電冰箱儲藏食物等(2)催化劑對化學(xué)反應(yīng)速率的影響加入催化劑能極大地增大化學(xué)反應(yīng)速率。有的催化劑(正催化劑)能夠增大反應(yīng)速率，有的催化劑(負催化劑)能夠減小化學(xué)反應(yīng)速率，若無特殊說明，通常所說的催化劑都是正催化劑。據(jù)統(tǒng)計，約有80%的化工生產(chǎn)過程都要用到催化劑，以增大反應(yīng)速率，提高生產(chǎn)效率。(3)濃度對化學(xué)反應(yīng)速率的影響當(dāng)其他條件不變時，增加反應(yīng)物的濃度，可以增大化學(xué)反應(yīng)速率；減小反應(yīng)物的濃度，可以減小化學(xué)反應(yīng)速率。對于純液體或固體物質(zhì)，可認為其濃度為“常數(shù)”，它們的量的改變不會影響化學(xué)反應(yīng)速率。(4)其他影響因素①固體表面積對化學(xué)反應(yīng)速率的影響：固體顆粒越小，其表面積越大，與其他反應(yīng)物的接觸面積也越大，則化學(xué)反應(yīng)速率就越大。②反應(yīng)物的狀態(tài)對化學(xué)反應(yīng)速率的影響：一般來說，配成溶液反應(yīng)，或反應(yīng)物是氣體，都能增大反應(yīng)物之間的接觸機會，有利于增大反應(yīng)速率。③壓強對化學(xué)反應(yīng)速率的影響：對于有氣體參加的化學(xué)反應(yīng)來講，其他條件不變時，壓縮容器以增大反應(yīng)體系的壓強，相當(dāng)于增大反應(yīng)物濃度，則化學(xué)反應(yīng)速率加快。④化學(xué)反應(yīng)形成原電池，也能增大化學(xué)反應(yīng)速率。保持容器容積不變，充入惰性氣體(或不參加反應(yīng)的氣體)，由于反應(yīng)物的濃度不變，故化學(xué)反應(yīng)速率不變；若容器容積可變(壓強不變)，充入惰性氣體(或不參加反應(yīng)的氣體)，則化學(xué)反應(yīng)速率減慢?！纠?】100mL6mol·L－1H2SO4與過量的鐵粉反應(yīng)，在一定溫度下，為了減緩反應(yīng)進行的速率，但又不影響生成H2的總量，可向反應(yīng)物中加入適量的()A．Na2CO3溶液 B．Na2SO4溶液C．鹽酸 D．K2SO4固體【解析】A項中H2SO4和Na2CO3溶液反應(yīng)消耗H＋，會使生成H2的量減少；B項中加入Na2SO4溶液，使c(H＋)減小，但n(H＋)不變，所以反應(yīng)速率減慢，但產(chǎn)生H2的總量不變；C項中加入鹽酸會使n(H＋)增大，從而使產(chǎn)生H2的量增大；D項中加入K2SO4固體對反應(yīng)速率無影響。【答案】B重點3化學(xué)反應(yīng)速率快慢的判斷與測定1．定性判斷：對于現(xiàn)象明顯的反應(yīng)，通?？梢酝ㄟ^觀察反應(yīng)物消失的快慢或生成物出現(xiàn)的快慢對這個反應(yīng)的快慢進行判斷。例如：Mg＋2HCl=MgCl2＋H2↑產(chǎn)生氣泡快，反應(yīng)速率大；Zn＋2HCl=ZnCl2＋H2↑產(chǎn)生氣泡慢，反應(yīng)速率小。2．定量測定：可以設(shè)計適當(dāng)?shù)膶嶒灧桨竵頊y定化學(xué)反應(yīng)速率，如Mg和鹽酸反應(yīng)，根據(jù)生成的H2難溶于水，可組裝實驗裝置，讓產(chǎn)生的H2將容器中的水排入測量器中，就可計算出氫氣的生成速率，還可以依據(jù)反應(yīng)關(guān)系計算出鹽酸的消耗速率。3、化學(xué)反應(yīng)速率快慢的判斷與測定（1）基本思路因為化學(xué)反應(yīng)中發(fā)生變化的是體系中的化學(xué)物質(zhì)(包括反應(yīng)物和生成物)，所以與其中任何一種化學(xué)物質(zhì)的濃度(或質(zhì)量)相關(guān)的性質(zhì)在測量反應(yīng)速率時都可以可以加以利用（2）基本性質(zhì)=1\*GB3①直接可觀察的性質(zhì)，如釋放氣體的體積和體系的壓強=2\*GB3②依靠科學(xué)儀器才能測量的性質(zhì)，如顏色的深淺、光的吸收、光的發(fā)射、導(dǎo)電能力等=3\*GB3③在溶液中，當(dāng)反應(yīng)物或產(chǎn)物本身有比較明顯的顏色時，常常利用顏色深淺和顯色物質(zhì)濃度間的正比關(guān)系來跟蹤反應(yīng)的過程和測量反應(yīng)速率【例3】“碘鐘”實驗中，3I－＋＝I＋2SO－的反應(yīng)速率可以用I與加入的淀粉溶液顯藍色的時間t來度量，t越小，反應(yīng)速率越大。某探究性學(xué)習(xí)小組在20℃進行實驗，得到的數(shù)據(jù)如下表：實驗編號①②③④⑤c(I－)/mol·L－10.0400.0800.0800.1600.120c()/mol·L－10.0400.0400.0800.0200.040t/s88.044.022.044.0t1回答下列問題：(1)該實驗的目的是___________________________________________________。(2)顯色時間t1＝______________。(3)溫度對該反應(yīng)的反應(yīng)速率的影響符合一般規(guī)律，若在40℃下進行編號③對應(yīng)濃度的實驗，顯色時間t2的范圍為______(填字母)。(A)＜22.0s(B)22.0s～44.0s(C)＞44.0s(D)數(shù)據(jù)不足，無法判斷(4)通過分析比較上表數(shù)據(jù)，得到的結(jié)論是_________________________________________。【解析】由題目中表格數(shù)據(jù)可分析出c(I－)、c(S2O32-)濃度越大，反應(yīng)速率越快，顯藍色所需時間越少，故實驗?zāi)康膽?yīng)是研究反應(yīng)物I－與S2O82－的濃度對反應(yīng)速率的影響，因反應(yīng)速率與反應(yīng)物起始濃度乘積成正比（或顯色時間與反應(yīng)物起始濃度乘積成反比），由①⑤中數(shù)據(jù)可列關(guān)系：顯色時間t2＝0.040?0.040?88.0/0.120?0.040=29.3s，升高溫度，反應(yīng)速率加快，故顯色時間t2<22.0s?！敬鸢浮浚?）研究反應(yīng)物I－與S2O32-的濃度對反應(yīng)速率的影響（2）29.3s

（3）A反應(yīng)速率與反應(yīng)物起始濃度乘積成正比（或顯色時間與反應(yīng)物起始濃度乘積成反比）課堂演練1．下列變化過程中如果加快化學(xué)反應(yīng)速率,對環(huán)境保護有利的是()A．橡膠的老化B．白色垃圾塑料的分解C．食物腐敗D．鋼鐵的腐蝕【答案】B【解析】白色垃圾塑料易造成白色污染，加快分解速率對環(huán)境保護有利。2.在相同條件下，等質(zhì)量的下列金屬（金屬顆粒大小相當(dāng)）與足量的1mol.L-1的鹽酸反應(yīng)，反應(yīng)速率最大的是（）A．鎂B．鋁C．鈉D．鐵【答案】C【解析】四種金屬數(shù)鈉最活潑，所以數(shù)它與鹽酸反應(yīng)速率最快。3.在反應(yīng)：C+CO2=2CO中，可使反應(yīng)速率增大的措施是()①增大壓強②升高溫度③通入CO2④增加碳的量⑤降低壓強A．①②③④B．②③④⑤C．①②③D．②③④【答案】C【解析】增大壓強氣體的濃度增大，反應(yīng)速率增大；降低壓強則反應(yīng)速率減小。升高溫度能使任何反應(yīng)的速率加快。通入CO2使其濃度增大，反應(yīng)速率增大。增加碳的量不會引起其濃度的變化，不影響反應(yīng)速率。4.反應(yīng)4NH3(g)+5O2(g)＝4NO(g)+6H2O(g)在10L密閉容器中進行，半分鐘后，水蒸氣的物質(zhì)的量增加了0.45mol，則此反應(yīng)的速率可表示為（）A.v（NH3）＝0.01mol/(L·s)B.v（O2）＝0.001mol/(L·s)C.v（NO）＝0.001mol/(L·s)D.v（H2O）＝0.045mol/(L·s)【答案】C【解析】根據(jù)化學(xué)反應(yīng)速率的計算公式v（H2O）＝0.45mol/(10L×30s)＝0.0015mol/(L·s)則v（NH3）＝v(NO)＝4/6v(H2O)＝0.001mol/(L·s),v(O2)＝5/6v(H2O)＝0.00125mol/L，C正確。5．在28℃時，鮮牛奶約4h變酸，但在5℃的冰箱內(nèi)，鮮牛奶要48h后才變酸。試分析其原因。【答案】溫度升高，反應(yīng)速率加快，所以28℃時鮮奶變質(zhì)快?！窘馕觥靠紤]溫度對反應(yīng)速率的影響。課后學(xué)習(xí)評價基礎(chǔ)鞏固1.對于反應(yīng)N2+O22NO在密閉容器中進行，下列哪些條件能加快反應(yīng)的速率（）A.縮小體積使壓強增大B.體積不變充入氦氣使壓強增大C.體積不變充入H2使壓強增大D.壓強不變充入氦氣使體積增大【答案】A【解析】對有氣體參加的化學(xué)反應(yīng)，增大壓強如果能增大反應(yīng)物的濃度，則可以加快反應(yīng)速率，A對；B中各物質(zhì)的濃度沒有變化，反應(yīng)速率不變；C選項充入氫氣，雖然壓強增大，但反應(yīng)物濃度不變；D選項體積增大，減小了氧氣的濃度，也不加快反應(yīng)。2．把鋁條放入盛有過量鹽酸的試管中，不影響氫氣產(chǎn)生速率的因素是（）A．鹽酸的濃度B.鋁條的表面積C.溶液的溫度D.加少量的Na2SO4固體【答案】D【解析】鋁與鹽酸反應(yīng)的濃度、鋁條的表面積、溶液的溫度有關(guān)。加少量的Na2SO4固體沒有引起速率變化的因素。3．下列措施可提高燃料燃燒效率的是()①固體燃料粉碎后燃燒②液體燃料霧化③煤經(jīng)氣化或液化處理④通入盡可能多得空氣A．①④B。①②③C。①③④D。全部【答案】B【解析】①、②、③都可以提高燃料與空氣的接觸面積，使燃料能充分燃燒，因此B正確，而D氧氣過多會帶走一部分熱量，因此適量就可以了。4．對反應(yīng)A+B==AB來說，常溫時按以下情況進行反應(yīng)：①20mL溶液中含A、B各0.01mol②50mL溶液中含A、B各0.05mol③0.1mol·L-1的A、B溶液各10mL④0.5mol·L-1的A、B溶液各50mL，四者反應(yīng)速率大小關(guān)系是（）A．②>①>④>③B．④>③>②>①C．①>②>④>③D．①>②>③>④【答案】A【解析】濃度越大反應(yīng)速率越快，只要比較它們混合后的濃度大小。5．在2L的密閉容器中，發(fā)生反應(yīng)3A（g）+B(g)==2C(g)，若最初加入A和B都是4mol,10s后,v(A)=0.12mol/（L·s），則此時容器中B的物質(zhì)的量()A．1.6molB．2.8molC．3.2molD．3.6mol【答案】C【解析】v（B）=1/3v（A）=0.04mol/（L·s）△n（B）=0.04mol/（L·s）×2L×10s=0.8mol則10S后n（B）=（4-0.8）mol=3.2mol，C正確。6.下列實例，根據(jù)已有的知識和經(jīng)驗，填寫下表。實例影響速率的因素如何影響夏天食物易變質(zhì)硫在氧氣中比在空氣中燃燒快粉狀的碳酸鈣與鹽酸反應(yīng)比塊狀的碳酸鈣反應(yīng)快氯酸鉀與二氧化錳混合共熱可快速產(chǎn)生氧氣氯酸鉀與二氧化錳混合共熱可快速產(chǎn)生氧氣工業(yè)合成氨通常要在高壓下進行【答案】實例影響速率的因素如何影響夏天食物易變質(zhì)溫度升高溫度，反應(yīng)速率增大硫在氧氣中比在空氣中燃燒快濃度增大反應(yīng)物濃度，反應(yīng)速率增大粉狀的碳酸鈣與鹽酸反應(yīng)比塊狀的碳酸鈣反應(yīng)快固體的比表面積

增大固體的比表面積，反應(yīng)速率增大

氯酸鉀與二氧化錳混合共熱可快速產(chǎn)生氧氣催化劑

使用催化劑，反應(yīng)速率增大

氯酸鉀與二氧化錳混合共熱可快速產(chǎn)生氧氣催化劑

使用催化劑，反應(yīng)速率增大

工業(yè)合成氨通常要在高壓下進行壓強增大氣體物質(zhì)的壓強，反應(yīng)速率增大【解析】分析所述問題，挖掘影響反應(yīng)速率的外界因素。7．反應(yīng)A＋3B=2C＋2D在四種不同情況下的反應(yīng)速率分別為：①v（A）=0.15mol/（L·s） ②v（B）=0.6mol/（L·s）③v（C）=0.4mol/（L·s） ④v（D）=0.45mol/（L·s）該反應(yīng)進行的快慢順序為_____________?！敬鸢浮竣?gt;③=②>①【解析】同一個反應(yīng)中，各物質(zhì)的反應(yīng)速率之比等于化學(xué)計量數(shù)之比。8．某反應(yīng)在催化劑的作用下，按以下兩步進行：第一步：X+Y=Z，第二步：Y+Z=M+N+X。此反應(yīng)的總反應(yīng)的化學(xué)方程式是，反應(yīng)的催化劑是。【答案】2Y=M+N；X【解析】催化劑參與化學(xué)反應(yīng)，但在化學(xué)反應(yīng)前后化學(xué)性質(zhì)不變，所以它是第一個反應(yīng)的反應(yīng)物，最后一個反應(yīng)的生成物。9．氯酸鉀與亞硫酸氫鈉發(fā)生氧化還原反應(yīng)生成Cl（－1價）和S（＋6價）的速率如下圖所示，又知這個反應(yīng)速率隨著溶液c(H+)增大而加快。（1）寫出該反應(yīng)的化學(xué)方程式______________。

（2）反應(yīng)開始時速率加快的原因是______________。

（3）反應(yīng)后期反應(yīng)速率慢的原因是______________?！敬鸢浮浚?）2KClO3+6NaSO3=3Na2SO4+2KCl+3Na2SO4+2KCl+3H2SO4，（2）離子方程式為：2ClO3-+6HSO3-=6SO42-+2Cl-+6H+，溶液中c(H+)增大,化學(xué)反應(yīng)速率加快;(3)隨反應(yīng)進行,反應(yīng)物濃度減小,所以反應(yīng)速率下降。【解析】（1）該反應(yīng)的化學(xué)方程式是：2KClO3+6NaHSO3==3Na2SO4+2KCl+3H2SO4。開始時，隨著反應(yīng)的進行，不斷有強酸H2SO4生成，c(H+)不斷增大，反應(yīng)速率也隨之增大。（2）隨著時間的延長，KClO3和NaHSO3被消耗而愈來愈少，濃度愈來愈小，因此反應(yīng)速率下降。10．在一定條件下，N2O5按下式分解：2N2O54NO2＋O2，經(jīng)實驗測定，在不同時刻N2O5的濃度見下表，問：時間（0）01003007001000170021002800c（N2O5）mol·L－12.101.951.701.311.080.760.560.37（1）N2O5的分解反應(yīng)在開始100s內(nèi)的平均速度是多少？請分別用N2O5、NO2、O2濃度的變化來表示，這三個速率數(shù)值之比有什么關(guān)系？（2）N2O5的分解速率隨時間的延續(xù)如何變化？通過計算加以說明。【答案】（1）v（N2O5）=1.5×10-3mol/（L·s）；v（N2O5）︰v（NO2）︰v（O2）==2︰4︰1（2）反應(yīng)過程時間的延續(xù)，化學(xué)反應(yīng)速率會逐漸減慢【解析】找準(zhǔn)圖表中各時刻對應(yīng)的濃度，求出在要求時間內(nèi)的濃度差△c。（1）起始濃度（mol·L－1）2N2O54NO2＋O2起始：2.1000100s：1.95變化：0.15v（N2O5）=（2.01-1.95）/100=1.5×10-3mol/（L·s）v（NO2）=2v（V2O5）=3×10-3mol/（L·s）v（O2）=0.75×10-3mol/（L·s）所以v（