化學(xué)反應(yīng)的速率與限度(第1、2課時(shí))高一下學(xué)期化學(xué)人教版（2019）必修第二冊

第1、2課時(shí)

化學(xué)反應(yīng)的速率6.2-化學(xué)反應(yīng)的速率及限度【思考】化學(xué)反應(yīng)速率有快有慢，我們可以通過觀察反應(yīng)的哪些現(xiàn)象來定性判斷反應(yīng)的快慢？【判斷正誤】對于任何化學(xué)反應(yīng)，反應(yīng)現(xiàn)象越不明顯，則反應(yīng)速率越慢。化學(xué)反應(yīng)速率的定性觀察單位時(shí)間內(nèi)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(yīng)速率很快，但無明顯現(xiàn)象)化學(xué)反應(yīng)速率的定量表示速率從直線跑道20米處走到50米處，耗時(shí)10秒50m-20m10s=3m/s(平均1s走3m)化學(xué)反應(yīng)速率A+B=C反應(yīng)中，A從6mol/L降至2mol/L，耗時(shí)40s6mol/L-2mol/L40s=0.1mol/(L·s)意義：A平均1s減少0.1mol/L單位時(shí)間內(nèi)ν=ν(A)=濃度的變化值1.化學(xué)反應(yīng)速率的概念(狹義)【思考與交流】廣義的化學(xué)反應(yīng)速率：對于固體反應(yīng)物A，若要定量表征其參與反應(yīng)的速率，嘗試列出合適的化學(xué)反應(yīng)速率表達(dá)式。定義通常用單位時(shí)間內(nèi)反應(yīng)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(shí)速率。表達(dá)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(xué)反應(yīng)速率的關(guān)系式【分析】向容積為2L的密閉容器中加2molN2、6molH2，反應(yīng)2min后，測得容器中NH3的物質(zhì)的量為0.8mol，分別求出2min內(nèi)N2、H2和NH3表示的化學(xué)反應(yīng)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(yīng)的n之比=ν之比同一化學(xué)反應(yīng)，相同條件下用不同物質(zhì)表示的反應(yīng)速率，其數(shù)值可能不同，但表示的意義相同。三段式計(jì)算：3.化學(xué)反應(yīng)速率的比較【例1】不同物質(zhì)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(zhì)表示的反應(yīng)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(yīng)在上述條件下進(jìn)行的快慢程度。同一物質(zhì)表示的平均速率單位時(shí)間內(nèi)某量變化值大不同物質(zhì)表示的平均速率轉(zhuǎn)化為同一物質(zhì)表示的速率后再比較，則速率大反應(yīng)速率：③＞①＞②ν(A)=0.15mol·L—1·s—1ν(A)=0.225mol·L—1·s—11.反應(yīng)溫度對反應(yīng)速率的影響【思考】兩支試管同時(shí)滴2滴1mol/LFeCl3溶液的目的？影響化學(xué)反應(yīng)速率的因素操作兩支試管均加入2mL5%H2O2溶液，同時(shí)滴入2滴1mol/LFeCl3溶液加快反應(yīng)速率，使現(xiàn)象更明顯，對比效果更好(變量實(shí)驗(yàn)：只改變某一因素，控制其他因素不變)結(jié)論現(xiàn)象冷水：極少氣泡產(chǎn)生；熱水：產(chǎn)生大量氣泡其他條件相同時(shí)，溫度越高，反應(yīng)速率越大2.反應(yīng)物濃度對反應(yīng)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(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)在兩支大小相同的試管中均加入質(zhì)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(jié)論現(xiàn)象當(dāng)其他條件相同時(shí)，增大反應(yīng)物濃度，化學(xué)反應(yīng)速率增大。產(chǎn)生氣泡的速率：1mol/L鹽酸更快3.壓強(qiáng)對反應(yīng)速率的影響理論模型壓縮容器注意②增大壓強(qiáng)對液體及固體體積影響不大，即化學(xué)反應(yīng)速率基本不變。①壓強(qiáng)能夠改變化學(xué)反應(yīng)速率的實(shí)質(zhì)是改變壓強(qiáng)后氣體濃度發(fā)生改變；結(jié)論對于氣體來說，增大壓強(qiáng)(減小容器容積)相當(dāng)于增大反應(yīng)物的濃度，化學(xué)反應(yīng)速率增大【分析】改變壓強(qiáng)對化學(xué)反應(yīng)速率的影響(1)固定容積的密閉容器中發(fā)生反應(yīng)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(qiáng)，化學(xué)反應(yīng)速率會(huì)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(xué)反應(yīng)速率會(huì)怎么變化？為什么？化學(xué)反應(yīng)速率不變。因容器容積未變，各物質(zhì)濃度不變。化學(xué)反應(yīng)速率減小。恒壓充入氣體將導(dǎo)致容器體積增大，各物質(zhì)濃度下降?！舅伎寂c討論】書本P45：下列調(diào)控反應(yīng)的措施或?qū)嶒?yàn)中，分別利用或體現(xiàn)了哪些影響反應(yīng)速率的因素？(1)向爐膛內(nèi)鼓風(fēng)，用煤粉代替煤塊可以使?fàn)t火更旺。(2)把食物存放在冰箱里，在糕點(diǎn)包裝內(nèi)放置除氧劑可以延長食品保質(zhì)期。(3)做化學(xué)實(shí)驗(yàn)時(shí)，為加速反應(yīng)的進(jìn)行，通常將塊狀或顆粒狀的固體試劑研細(xì)并混勻。(4)鐵在空氣中和在純氧中反應(yīng)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(yīng)更劇烈增大反應(yīng)的接觸面積和反應(yīng)物濃度【小結(jié)】化學(xué)反應(yīng)速率的影響因素反應(yīng)物反應(yīng)物性質(zhì)越活潑，反應(yīng)速率越快接觸面積、原電池效應(yīng)、光輻照、放射線輻照、超聲波、電弧、強(qiáng)磁場、高速研磨等。①反應(yīng)機(jī)理：先消耗后生成；②性質(zhì)：高效性、選擇性。溫度一般，升高溫度，反應(yīng)速率增大氣體參加反應(yīng)改變壓強(qiáng)→濃度不變改變壓強(qiáng)→濃度改變濃度一般，增大反應(yīng)物濃度，反應(yīng)速率增大→速率不變→速率改變壓強(qiáng)催化劑其他【例2】化學(xué)反應(yīng)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(xué)反應(yīng)速率的是A.Zn與稀硫酸反應(yīng)制取H2時(shí)，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(yīng)生成CO2時(shí)，適當(dāng)升高溫度D.KClO3分解制取O2時(shí)，添加少量MnO2(2)①若向上題A項(xiàng)中加入一定量的Na2SO4固體，化學(xué)反應(yīng)速率如何變化？為什么？②上題C項(xiàng)中，為了提高反應(yīng)速率，溫度是否越高越好？A不變，反應(yīng)實(shí)質(zhì)Zn+2H+=Zn2++H2↑，SO42—不參與反應(yīng)不是，溫度過高，鹽酸大量揮發(fā)，導(dǎo)致c(HCl)急劇下降，反應(yīng)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(yīng)，反應(yīng)速率隨時(shí)間的變化如圖所示，t＜c時(shí)，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(yīng)的進(jìn)行，反應(yīng)物濃度下②當(dāng)t＜c時(shí)，濃度下降對速率的降低小于溫度上升對速③當(dāng)t＞c時(shí)，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(yīng)放熱使得速率逐漸提高?！拘〗Y(jié)】多因素影響下的速率分析速率分析(綜合分析兩因素，結(jié)合數(shù)據(jù)分主次)反應(yīng)過程放熱(速率加快)(速率減慢)放熱

VS

反應(yīng)物濃度下降反應(yīng)過程生成催化劑生成催化劑

(速率加快)(速率減慢)反應(yīng)物濃度下降VS

神奇的催化劑有80%以上的化工生產(chǎn)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(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。催化劑和一些反應(yīng)體系的關(guān)系就像鎖與鑰匙的關(guān)系一樣，具有一定的選擇性。生物體內(nèi)幾乎所有的化學(xué)反應(yīng)(如淀粉、脂肪、蛋白質(zhì)的水解、DNA的復(fù)制等)都是由生物體內(nèi)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(yīng)條件溫和。受酶的啟示，科學(xué)家開辟了設(shè)計(jì)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(xué)酶，以期實(shí)現(xiàn)“仿酶催化”。2018年諾貝爾化學(xué)獎(jiǎng)：酶的定向進(jìn)化、肽類和抗體的噬菌體展示技術(shù)。書本P50~51的第8、9、10、11、12題。8.①②④；①降低了反應(yīng)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(xué)反應(yīng)速率減小。9.(1)曲線表示不同濃度的鹽酸與鎂條反應(yīng)時(shí)，產(chǎn)生氣體的壓強(qiáng)隨著時(shí)間的變化關(guān)系，曲線斜率可表征反應(yīng)速率。(2)①兩個(gè)實(shí)驗(yàn)中鹽酸均過量，鎂條均不足，理論上若時(shí)間足夠長，最終反應(yīng)生成的氣體的量應(yīng)該相同。②實(shí)際上，實(shí)驗(yàn)1中H+的濃度大，反應(yīng)速率快，表現(xiàn)在圖像上其曲線斜率大，相同時(shí)間內(nèi)比實(shí)驗(yàn)2生成的氣體多，壓強(qiáng)大。課堂練習(xí)10.食品變質(zhì)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(huì)對食品變質(zhì)的速率產(chǎn)生影響。11.面粉懸浮在空氣中，細(xì)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(huì)發(fā)生劇烈的反應(yīng)，反應(yīng)能量集中釋放，導(dǎo)致爆炸。12.從反應(yīng)物純堿方面考慮，