化學(xué)反應(yīng)速率高一化學(xué)系列

人教版必修第二冊(cè)網(wǎng)科學(xué)第六章化學(xué)反應(yīng)與能量第2節(jié)化學(xué)反應(yīng)的速率和限度學(xué)習(xí)目標(biāo)化學(xué)反應(yīng)速率及影響因素1、知道化學(xué)反應(yīng)速率的概念和表示方法。2、學(xué)會(huì)進(jìn)行化學(xué)反應(yīng)速率的簡(jiǎn)單計(jì)算。3、了解影響化學(xué)反應(yīng)速率的因素及規(guī)律。

核心素養(yǎng)1、變化觀念：懂得反應(yīng)條件對(duì)化學(xué)反應(yīng)速率的影響（控制變量）。2、模型認(rèn)知：能用一定的理論模型指出外界條件改變對(duì)反應(yīng)速率的影響。在化學(xué)實(shí)驗(yàn)和日常生活中，我們經(jīng)常觀察到有些反應(yīng)進(jìn)行得快，有些反應(yīng)進(jìn)行得慢。爆炸牛奶變質(zhì)鋼鐵生銹溶洞形成哪個(gè)反應(yīng)更快呢？初中我們通過(guò)觀察對(duì)比實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象來(lái)定性描述化學(xué)反應(yīng)的快慢①冒氣泡快慢②顏色變化快慢③固體物質(zhì)的減少快慢④出現(xiàn)渾濁的快慢⑤溫度變化快慢如何定量描述化學(xué)反應(yīng)的快慢呢只能粗略估計(jì)化學(xué)反應(yīng)進(jìn)行的快慢（定性角度）準(zhǔn)確測(cè)定化學(xué)反應(yīng)的快慢需要統(tǒng)一的定量標(biāo)準(zhǔn)學(xué)習(xí)任務(wù)一化學(xué)反應(yīng)速率自主學(xué)習(xí)1、概念2、公式3、單位mol/

(L·min)

和

mol/

(L·s)

mol·L-1·min-1

和mol·L-1·s-1用來(lái)衡量化學(xué)反應(yīng)快慢程度的物理量速度單位時(shí)間物體運(yùn)動(dòng)的位移化學(xué)反應(yīng)速率物質(zhì)的量濃度的改變反應(yīng)物濃度的減少生成物濃度的增加v(B)=——=——Δc(B)ΔtΔtΔn(B)V——互動(dòng)探究例1、在某一化學(xué)反應(yīng)中，已知反應(yīng)物A的濃度在10s內(nèi)從4mol/L變成1mol/L。則在這10s內(nèi)用A表示的化學(xué)反應(yīng)速率為多少？v(A)?c(A)?t==4mol·L-1–1mol·L-110s3mol·L-110s0.3mol·L-1·s-1==問(wèn)：第10s的反應(yīng)速率為多少？無(wú)法確定注意：1、反應(yīng)速率要指明具體物質(zhì)并取正值;2、表示氣體或溶液反應(yīng)速率,不能用于表示固體和純液體;3、指平均速率.1、在某一化學(xué)反應(yīng)中，生成物B的濃度在5s內(nèi)從0.5mol/L變成2.0mol/L，在這5s內(nèi)B的化學(xué)反應(yīng)速率為_________。2、一個(gè)5L的容器中，盛入8.0mol某氣體反應(yīng)物，5min后，測(cè)得這種氣體反應(yīng)物還剩余6.8mol，這種反應(yīng)物的化學(xué)反應(yīng)速率為___________。0.3mol/(L·S)0.048mol/(L·min)【例2】在1L的密閉容器中，加入8molN2和20molH2，發(fā)生N2

+3H2

2NH3，在5min末時(shí)，測(cè)得容器中含有6mol的N2，求該反應(yīng)的化學(xué)反應(yīng)速率。N2+3H2

2NH3起始濃度(mol/L)82005min末濃度(mol/L)6v(N2)=2/5=0.4mol/(L·min)v(H2)=6/5=1.2mol/(L·min)v(NH3)=4/5=0.8mol/(L·min)

4

2

△C(mol/L)

6結(jié)論1:同一反應(yīng)的反應(yīng)速率可以用不同的物質(zhì)表示，其數(shù)值可能不同，但所表示的意義是相同的。在表示反應(yīng)速率時(shí)，應(yīng)注明是由哪種物質(zhì)表示的。由以上可知∶V（N2）:V（H2

）:V（NH3）=0.4:1.2:0.8=1:3:2結(jié)論2:

同一反應(yīng)中，各物質(zhì)的反應(yīng)速率之比等于其化學(xué)方程式中的化學(xué)計(jì)量數(shù)之比。即對(duì)于反應(yīng)：aA+bB=cC+dD

vA:vB:vC:vD=a:b:c:d

化學(xué)反應(yīng)中各物質(zhì)濃度的計(jì)算模式——“三段式”（1)寫化學(xué)方程式。

（2)列各物質(zhì)的起始量、變化量、終了量。（3）計(jì)算。①3A（g）+B（g）=2C（g）3A（g）+B（g）=2C（g）例3、對(duì)于反應(yīng)3A（g）+B（g）=2C（g），在不同條件下，用A、B表示的反應(yīng)速率分別為條件①v（A）=0.6mol·L-1·min-1；條件②v（B）=0.45mol·L-1·min-1；比較反應(yīng)在條件①和條件②的速率快慢②v（A）=0.6mol·L-1·min-1v（B）=0.45mol·L-1·min-1v（B）=0.2mol·L-1·min-1v①v②<提示：比較不同過(guò)程反應(yīng)速率，轉(zhuǎn)變成同一物質(zhì)的速率進(jìn)行比較例4.反應(yīng)A(g)+3B(g)=2C(g)+2D(g)在四種不同情況下的反應(yīng)速率為：①v(A)=0.45mol·L-1·min-1②v(B)=0.6mol·L-1·s-1

③v(C)=0.4mol·L-1·s-1④v(D)=0.45mol·L-1·s-1則該反應(yīng)速率的快慢順序?yàn)?)A.④>③=②>①B.④<③=②<①C.①>②=③>④D.④>③>②>①A比較同一個(gè)化學(xué)反應(yīng)的反應(yīng)速率的相對(duì)大小時(shí)，應(yīng)先轉(zhuǎn)化為同一物質(zhì)、同一單位，然后再比較其數(shù)值大小，數(shù)值越大表明反應(yīng)越快。提煉歸納想一想？典題精練1.某溫度下，濃度都是1mol/L的兩種氣體X2和Y2，在密閉容器中反應(yīng)生成氣體Z，經(jīng)過(guò)tmin后，測(cè)得物質(zhì)的量濃度分別為：c(X2)=0.4mol/L,c(Y2)=0.8mol/L,c(Z)=0.4mol/L,則反應(yīng)的化學(xué)方程式可表示為：3X2+Y2=2Z3X2+Y2=2X3Y2.已知反應(yīng)N2+3H22NH3，根據(jù)下圖判斷①A是______物質(zhì)的量濃度變化情況②C是______物質(zhì)的量濃度變化情況③2分鐘內(nèi)N2的平均速率是多少？H2NH30.5mol/(L·min)4.反應(yīng)A+3B==2C+2D在四種不同的情況下的反應(yīng)速率分別為：①ひ（A）=0.15mol/(L·S)

②ひ（B）=0.6mol/(L·S)③ひ（C）=0.4mol/(L·S)

④ひ（D）=0.45mol/(L·S)該反應(yīng)在四種情況下的快慢順序?yàn)開__________.分析：

1、根據(jù)反應(yīng)速率之比等于物質(zhì)的計(jì)量數(shù)之比來(lái)判斷。2、將不同物質(zhì)表示的反應(yīng)速率換算成同一物質(zhì)表示的反應(yīng)速率來(lái)判斷。④>③=②>①3.已知4NH3+5O2===4NO+6H2O,則下列關(guān)系式正確的是(

)4/5v(NH3)=v(O2)

B.4/5v(NH3)=v(H2O)C.5/6v(O2)=v(H2O)

D.4/5v(O2)=v(NO)D學(xué)習(xí)任務(wù)二

影響化學(xué)反應(yīng)速率的因素【思考與討論】對(duì)于下列反應(yīng)，你是希望其反應(yīng)速率越快越好還是越慢越好？■鋼鐵腐蝕■食物腐壞■煉鋼■合成氨調(diào)控化學(xué)反應(yīng)速率常常是決定化學(xué)實(shí)驗(yàn)成敗或化工生產(chǎn)成本的關(guān)鍵。有哪些因素能夠影響化學(xué)反應(yīng)速率呢？?jī)?nèi)因(決定因素)→物質(zhì)本身如爆炸與石油形成、鋼鐵生銹與不銹鋼等外因影響因素（1）反應(yīng)體系的溫度

冰箱、金屬與酸反應(yīng)等（2）反應(yīng)物的濃度

硫在空氣、氧氣中的燃燒等（3）反應(yīng)體系的壓強(qiáng)

→適用對(duì)象是氣體（4）催化劑（默認(rèn)正催化劑）MnO2、合成氨、氨的催化氧化等（5）反應(yīng)物的表面積

粉塵爆炸等其他……【實(shí)驗(yàn)探究】【假設(shè)】影響化學(xué)反應(yīng)速率的因素可能有反應(yīng)溫度、反應(yīng)物濃度等?！居闷贰?%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。（1）反應(yīng)溫度的影響（2）反應(yīng)物濃度的影響變量控制科學(xué)研究中，對(duì)于多因素（多變量）的問(wèn)題，常常采用只改變其中的某一個(gè)因素，控制其他因素不變的研究方法.

①準(zhǔn)確變量在研究影響化學(xué)反應(yīng)速率的因素時(shí)，由于外界影響因素較多，故為弄清某個(gè)因素的影響均需控制其他因素相同或不變，再進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，從而理清影響實(shí)驗(yàn)探究結(jié)果的因素。②定多變一在探究時(shí)，應(yīng)先確定其他因素不變，只變化一種因素，看這種因素與探究的問(wèn)題存在怎樣的關(guān)系，這樣確定一種因素的影響結(jié)果以后，再確定另一種因素的影響結(jié)果，通過(guò)分析每種因素與所探究問(wèn)題之間的關(guān)系，得出所有影響因素與所探究問(wèn)題之間的關(guān)系。(1)反應(yīng)溫度的影響在兩支大小相同的試管中均加入2mL5%H2O2溶液，同時(shí)滴入2滴1mol/LFeCl3，溶液。待試管中均有適量氣泡出現(xiàn)時(shí)，將其中一支試管放入盛有冷水的燒杯中，另一支試管放入盛有熱水的燒杯中，觀察現(xiàn)象并進(jìn)行對(duì)比。溫度環(huán)境實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象冷水熱水生成氣泡速率變慢生成氣泡速率加快結(jié)論：當(dāng)其它條件不變時(shí)，升高溫度，反應(yīng)速率加快；降低溫度，反應(yīng)速率變慢。(2)反應(yīng)物濃度的影響步驟與試劑比較各試管中的現(xiàn)象結(jié)論試管15ml4%的H2O2溶液；各加入3滴0.2mol·L-1FeCl3溶液試管25ml12%的H2O2溶液；試管1有較多氣泡產(chǎn)生試管2有大量氣泡產(chǎn)生其他條件相同時(shí)，反應(yīng)物的濃度越大，反應(yīng)速率越大。面粉爆炸事件據(jù)媒體報(bào)道：在美國(guó)威斯威科市的一個(gè)面粉廠發(fā)生爆炸。在這次爆炸中，共炸死了36人，炸傷9人，有48個(gè)貯糧倉(cāng)的大糧庫(kù)被夷為平地，連附近的一座辦公樓也徹底炸毀，經(jīng)濟(jì)損失約1億美元。為什么面粉也會(huì)發(fā)生如此劇烈的爆炸？大理石碎塊、大理石粉末與1mol/L的鹽酸反應(yīng)誰(shuí)快誰(shuí)慢？為什么？結(jié)論：當(dāng)其它條件不變時(shí)，增大固體表面積可以加快反應(yīng)速率（接觸充分）。狀態(tài)實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象大理石碎塊大理石粉末產(chǎn)生氣泡速率較慢產(chǎn)生氣泡速率較快現(xiàn)象結(jié)論加入MnO2加入FeCl3不加其他試劑氣泡冒出速率增大MnO2能加快反應(yīng)速率氣泡冒出速率增大FeCl3能加快反應(yīng)速率有氣泡冒出，較慢無(wú)催化劑反應(yīng)較慢結(jié)論4：其他條件不變時(shí)，加入（正）催化劑可以加快反應(yīng)速率。(3)固體表面積的影響(4)催化劑對(duì)反應(yīng)速率的影響神奇的催化劑催化劑是現(xiàn)代化學(xué)中關(guān)鍵而神奇的物質(zhì)之一。據(jù)統(tǒng)計(jì)，有80%以上的化工生產(chǎn)過(guò)程（如氨、硫酸、硝酸的合成，乙烯、丙烯、苯乙烯的聚合，煤、石油、天然氣的綜合利用，等等）使用了催化劑，目的是增大反應(yīng)速率，提高生產(chǎn)效率。在資源利用、能源開發(fā)、醫(yī)藥制造、環(huán)境保護(hù)等領(lǐng)域，催化劑有著廣泛的應(yīng)用。催化劑十分神奇，它能極大地提高化學(xué)反應(yīng)速率（可使反應(yīng)速率增大幾個(gè)到十幾個(gè)數(shù)量級(jí)），而自身的組成、化學(xué)性質(zhì)和質(zhì)量在反應(yīng)前后不發(fā)生變化；它和一些反應(yīng)體系的關(guān)系就像鑰匙與鎖的關(guān)系，具有一定的選擇性。催化劑能極大地改變反應(yīng)速率，而自身的組成、化學(xué)性質(zhì)和質(zhì)量在反應(yīng)前后不發(fā)生變化，具有高度的選擇性（或?qū)Ｒ恍裕┐呋瘎┲卸荆捍呋瘎┑拇呋阅芡蚪佑|少量的雜質(zhì)而明顯下降甚至遭破壞，這種現(xiàn)象叫催化劑中毒。催化劑只有在一定的溫度下才能最大限度的顯示其催化作用，不同的催化劑對(duì)溫度的要求不一樣。在恒溫下，使反應(yīng)C(s)+H2O(g)====CO(g)+H2(g)在一容積可變的密閉容器中進(jìn)行，改變下列條件，其反應(yīng)速率如何變化？(科學(xué)探究與創(chuàng)新意識(shí))①若加壓將容器的體積縮小一半_____。

②若保持體積不變，充入N2使體系壓強(qiáng)增大_____。

③若保持壓強(qiáng)不變，充入N2使容器體積變大_____。

提示：①加壓后體積減半，氣體濃度增大，反應(yīng)速率增大；②若保持體積不變，充入N2使體系壓強(qiáng)增大，但原體系中各氣體的濃度未變，反應(yīng)速率不變；③保持壓強(qiáng)不變，充入N2使容器體積變大，體系中各氣體的濃度減小，反應(yīng)速率減小。增大不變減小典題精練影響因素規(guī)律內(nèi)因反應(yīng)物本身的性質(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；反之化學(xué)反應(yīng)速率越慢外因濃度【壓強(qiáng)】增大反應(yīng)物的濃度，化學(xué)反應(yīng)速率增大；減小反應(yīng)物的濃度，化學(xué)反應(yīng)速率減小溫度升高溫度，化學(xué)反應(yīng)速率增大；降低溫度，化學(xué)反應(yīng)速率減小催化劑一般地，使用催化劑能極大地加快反應(yīng)速率固體的表面積增大固體反應(yīng)物的表面積，化學(xué)反應(yīng)速率加快其他光照、溶劑、形成原電池等，也能影響化學(xué)反應(yīng)速率其他條件不變時(shí)【總結(jié)】影響程度：催化劑溫度其他＞＞2、一定條件下，分別對(duì)反應(yīng)C(s)＋CO2(g)2CO(g)進(jìn)行如下操作：①升高反應(yīng)體系的溫度； ②減小CO2的濃度；③縮小反應(yīng)體系的體積； ④減小壓強(qiáng)。上述措施中一定能使反應(yīng)速率顯著變大的是（）A.①②③④ B.①③④C.①② D.①③?D1.在下列事實(shí)中，各是什么因素影響了化學(xué)反應(yīng)速率。(1)集氣瓶中H2和Cl2的混合氣體，在瓶外點(diǎn)燃鎂條時(shí)發(fā)生爆炸。(2)黃鐵礦煅燒時(shí)要粉碎成礦粒。(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粒，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。光反應(yīng)物的接觸面積催化劑反應(yīng)物本身的性質(zhì)反應(yīng)物的濃度反應(yīng)溫度典題精練3.把鎂條投入盛有鹽酸的敞口容器中,產(chǎn)生氫氣的速率變化曲線如圖所示。下列因素中,影響該反應(yīng)速率的是(

)。①鹽酸的濃度②鎂條的表面積③溶液的溫度

④Cl-的濃度A.①④

B.③④C.①③

D.②③解析:鎂與鹽酸反應(yīng)的離子方程式為Mg+2H+==Mg2++H2↑,與H+有關(guān),與Cl-無(wú)關(guān)。在鎂與鹽酸的反應(yīng)中,剛開始時(shí)H+的濃度最大,反應(yīng)速率應(yīng)最大,但由于此反應(yīng)為放熱反應(yīng),溫度升高,化學(xué)反應(yīng)速率還會(huì)增大,隨著化學(xué)反應(yīng)的進(jìn)行,H+濃度逐漸減小,化學(xué)反應(yīng)速率又逐漸減小。C4．某化學(xué)興趣小組為了研究在溶液中進(jìn)行的反應(yīng)A＋B―→C＋D的反應(yīng)速率，他們將A、B在一定條件下反應(yīng)并測(cè)定反應(yīng)中生成物C的濃度隨反應(yīng)時(shí)間的變化情況，繪制出如圖所示的曲線。據(jù)此，請(qǐng)完成以下問(wèn)題：(1)在0～t1min、t1～t2min、t2～t3min各相同的時(shí)間段里，反應(yīng)速率最大的時(shí)間段是__________