第2章化學反應(yīng)與能量第3節(jié)化學反應(yīng)的速率和限度(第1課時)化學反應(yīng)的速率課件新人教版必修2

成才之路·化學路漫漫其修遠兮吾將上下而求索人教版·必修②化學反應(yīng)與能量第二章第三節(jié)化學反應(yīng)的速率和限度第1課時化學反應(yīng)的速率第二章新知識·預習探究2新思維·名師講堂3新考題·隨堂自測4新視點·專家博客6新提升·達標作業(yè)5新情境·激趣入題1新情境·激趣入題日常生活和生產(chǎn)中我們會遇到很多化學反應(yīng)，有的反應(yīng)進行地轟轟烈烈瞬間完成(如圖1煙花的燃放)，而有些反應(yīng)卻是在潛移默化中完成的(如圖2鐵的生銹)，有的則需要上億年的時間(如煤、石油的形成)。所以有的化學反應(yīng)進行得快，有的化學反應(yīng)進行得慢，那么我們在日常生活中怎樣判斷一個化學反應(yīng)的快慢呢？我們?nèi)绾文芨淖兓瘜W反應(yīng)的快慢呢？新知識·預習探究●學習目標1．了解化學反應(yīng)速率的含義及其表示方法。2．了解影響化學反應(yīng)速率的因素，初步了解控制化學反應(yīng)速率的方法?！裥轮A習1．化學反應(yīng)速率(1)表示法：通常用單位時間內(nèi)____________濃度或某種____________濃度的變化來表示。(2)公式：____________式中的△t表示某段時間間隔，△c表示該段時間內(nèi)的反應(yīng)物或生成物的濃度的變化。(3)單位：____________或_______________等。某種反應(yīng)物生成物2．影響化學反應(yīng)速率的因素(1)內(nèi)因：反應(yīng)物的____________。這是一個化學反應(yīng)的反應(yīng)速率的決定性影響因素。(2)外因：①濃度：增大____________的濃度可以____________化學反應(yīng)速率。②壓強：對于有____________參加的反應(yīng)來說，增大壓強，就是增加單位體積里反應(yīng)物的____________，即增大反應(yīng)物的__________，因而可以____________化學反應(yīng)速率。結(jié)構(gòu)和性質(zhì)反應(yīng)物增大氣體物質(zhì)的量濃度增大③溫度：當其他條件不變，升高溫度一般可以使化學反應(yīng)速率____________。④催化劑：當其他條件不變時，加入催化劑一般可以使化學反應(yīng)速率____________。增大增大●自主探究1．請從化學反應(yīng)快慢的角度解釋為什么使用電冰箱保存食物？提示：食物腐敗是因為發(fā)生了化學反應(yīng)，在其他條件相同時，溫度越低，化學反應(yīng)越慢，所以人們用電冰箱把食物放置在低溫下保存，以減緩食物的腐敗。2．改變外界條件對化學反應(yīng)速率有什么樣的影響？提示：實驗證明：增加反應(yīng)物的濃度、升高溫度、增大壓強、增大反應(yīng)物的接觸面積、使用適當?shù)拇呋瘎┒伎梢蕴岣呋瘜W反應(yīng)速率。3．對于同一個化學反應(yīng)，(1)用不同物質(zhì)的濃度變化來表示的反應(yīng)速率與化學計量數(shù)有何關(guān)系？(2)用不同物質(zhì)表示其反應(yīng)速率時，其數(shù)值相同、意義一樣嗎？(3)反應(yīng)速率有無負值？提示：(1)例如：aA＋bB===cC＋dD中v(A)∶v(B)∶v(C)∶v(D)＝a∶b∶c∶d即化學反應(yīng)速率與其化學計量數(shù)成正比。(2)同一化學反應(yīng)中，不同物質(zhì)表示的反應(yīng)速率數(shù)值可能相同(化學計量數(shù)相等)，也可能不同(計量數(shù)不等)，但意義一樣。(3)反應(yīng)速率是平均值，只有正值，無負值。新思維·名師講堂化學反應(yīng)速率的概念及簡單計算(4)單位：mol/(L·min)或mol/(L·s)或mol·L－1·min－1或mol·L－1·s－1。溫馨提示：化學反應(yīng)速率的正確理解特別提醒：①表示化學反應(yīng)速率時，不論是用反應(yīng)物濃度的減少，還是用生成物濃度的增加表示，化學反應(yīng)速率均取正值。②進行化學反應(yīng)速率的有關(guān)計算時，一定要注意單位的一致。(3)主要題型①計算用某物質(zhì)的濃度變化表示的化學反應(yīng)速率。②同一化學反應(yīng)中，用不同物質(zhì)表示的化學反應(yīng)速率間的相互轉(zhuǎn)換。③根據(jù)反應(yīng)速率，計算反應(yīng)進行的時間或確定某物質(zhì)的變化量。④根據(jù)不同物質(zhì)的反應(yīng)速率關(guān)系確定反應(yīng)的化學方程式。⑤比較同一個化學反應(yīng)在不同條件下化學反應(yīng)速率的相對大小。溫馨提示：同一個化學反應(yīng)，用不同物質(zhì)表示其反應(yīng)速率時，數(shù)值可能不同，所以比較同一個化學反應(yīng)的反應(yīng)速率的相對大小時，不能直接比較數(shù)值大小，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。下面的變式訓練2解法簡單，可供借鑒。 (2015·浙江省杭州地區(qū)重點中學高一第二學期期中)反應(yīng)C(s)＋H2O(g)CO(g)＋H2(g)，在10L密閉容器中進行5分鐘后，水蒸氣的物質(zhì)的量減少了0.45mol，則此反應(yīng)的平均反應(yīng)速率v(X)可表示為()A．v(H2)＝0.009mol·(L·s)－1B．v(CO)＝0.009mol·(L·min)－1C．v(C)＝0.00015mol·(L·s)－1D．v(H2O)＝0.09mol·(L·min)－1●典例透析【解析】C為固體，不能用濃度的變化表示化學反應(yīng)速率，v(H2O)＝Δc(H2O)/Δt＝0.45mol÷10L÷5min＝0.009mol·(L·min)－1，因為化學反應(yīng)速率之比等于化學方程式的計量數(shù)之比，所以v(H2O)＝v(CO)＝v(H2)＝0.009mol·(L·min)－1＝0.00015mol·(L·s)－1，故B項正確?！敬鸢浮?/p>

B (2015·浙江省杭州地區(qū)七校高一下學期期中)對于A2＋3B22C的反應(yīng)來說，以下化學反應(yīng)速率的表示中，反應(yīng)速率最快的是()A．v(B2)＝0.8mol/(L·s)B．v(B2)＝3mol/(L·min)C．v(C)＝0.6mol/(L·s)D．v(A2)＝0.4mol/(L·s)【解析】同一個化學反應(yīng)，用不同的物質(zhì)表示其反應(yīng)速率時，速率數(shù)值可能不同，但表示的意義是相同的，所以比較反應(yīng)速率快慢時，應(yīng)該根據(jù)速率之比是相應(yīng)的化學計量數(shù)之比先換算成用同一種物質(zhì)表示，然后才能直接比較速率數(shù)值，則根據(jù)方程式可知如果都用B物質(zhì)表示，則反應(yīng)速率分別是0.8mol/(L·s)、0.05mol/(L·s)、0.9mol/(L·s)、1.2mol/(L·s)，答案選D。【答案】

D(2015·湖北省武漢市部分重點中學高一下學期期中)反應(yīng)2SO2(g)＋O2(g)===2SO3(g)經(jīng)一段時間后，SO3的濃度增加了0.4mol·L－1，在這段時間內(nèi)用O2表示的反應(yīng)速率為0.04mol·L－1·s－1，則這段時間為()A．0.1s B．2.5sC．5s D．10s【解析】根據(jù)化學反應(yīng)速率之比等于化學計量數(shù)之比，用O2表示的反應(yīng)速率為0.04mol·L－1·s－1，那么SO3的化學反應(yīng)速率為0.08mol·L－1·s－1，反應(yīng)的時間為0.4mol·L－1÷0.08mol·L－1·s－1＝5s，選C?！敬鸢浮?/p>

C(2015·山東省淄博市第一中學高一下學期期中)反應(yīng)A＋3B===2C＋2D在不同條件下反應(yīng)速率如下，其中最快的是()A．v(A)＝0.15mol/(L·min)B．v(B)＝0.6mol/(L·min)C．v(C)＝0.4mol/(L·min)D．v(D)＝0.0075mol/(L·s)【解析】將反應(yīng)速率轉(zhuǎn)化為同一物質(zhì)的反應(yīng)速率，例如都轉(zhuǎn)化為B的反應(yīng)速率。A.速率為0.45mol/(L·min)；B.速率為0.6mol/(L·min)；C.0.6mol/(L·min)；D.速率為0.675mol/(L·min)，所以最快的為D。【答案】

D●教材點撥1．影響化學反應(yīng)速率的因素(1)內(nèi)因：化學反應(yīng)速率主要由反應(yīng)物本身的性質(zhì)決定。反應(yīng)物的化學性質(zhì)越活潑，化學反應(yīng)速率越快，反之化學反應(yīng)速率越慢。影響化學反應(yīng)速率的因素(2)外因①溫度對化學反應(yīng)速率的影響：【探究活動1】溫度對雙氧水(H2O2)分解反應(yīng)速率的影響實驗步驟：a.在2支大小相同的試管中，裝入2～3mL約5%的H2O2溶液，分別滴入1～2滴1mol·L－1的FeCl3溶液。b．待試管中均有適量氣泡出現(xiàn)時，將其中一支試管放入盛有5℃左右冷水的燒杯中，另一支試管放入盛有40℃左右熱水的燒杯中，觀察現(xiàn)象并進行對比。c．待放入盛有熱水的燒杯中的試管里出現(xiàn)大量氣泡時，用帶火星的火柴梗檢驗放出的氣體。②催化劑對化學反應(yīng)速率的影響：【探究活動2】催化劑對H2O2分解反應(yīng)過程的影響實驗步驟：在3支大小相同的試管中各裝入2～3mL約5%的H2O2溶液，再向其中2支試管中分別加入少量MnO2粉末、1～2滴1mol·L－1FeCl3溶液。觀察現(xiàn)象。實驗現(xiàn)象及結(jié)論：現(xiàn)象結(jié)論加入MnO2立即產(chǎn)生大量氣泡催化劑MnO2能加快化學反應(yīng)速率加入FeCl3立即產(chǎn)生大量氣泡催化劑FeCl3能加快化學反應(yīng)速率不加入其他試劑溶液中有少量氣泡出現(xiàn)不使用催化劑，化學反應(yīng)速率較慢溫馨提示：溫度和催化劑對化學反應(yīng)速率的影響并不是絕對的。如：發(fā)酵過程必須在一定溫度范圍內(nèi)進行，溫度過高，反而對發(fā)酵不利。有些負催化劑可以使反應(yīng)速率減慢，但是如果不特別指明，一般指的是正催化劑?！咎骄炕顒?】③濃度對化學反應(yīng)速率的影響實驗步驟：取2支試管分別加入表面積大致相同的鋁片，在其中一支試管里滴入2mL3mol/L的HCl，另外一支試管里滴入2mL0.5mol/L的HCl，對比觀察現(xiàn)象。鹽酸現(xiàn)象結(jié)論3mol/L的HCl產(chǎn)生氣泡的速度快濃度大，反應(yīng)速率快0.5mol/L的HCl產(chǎn)生氣泡的速度慢濃度小，反應(yīng)速率慢歸納總結(jié)：在溶液中進行的反應(yīng)(或有氣體參加的反應(yīng))，反應(yīng)物的濃度越大，化學反應(yīng)速率越快(但濃硫酸，濃硝酸與鐵、鋁反應(yīng)例外)。注意：溶液濃度的大小對化學反應(yīng)速率有影響，但溶液體積的大小對化學反應(yīng)速率無影響。如相同體積、相同形狀的鐵與2L1mol/L的硫酸和4L1mol/L的硫酸反應(yīng)，生成氫氣的速率是相同的?！咎骄炕顒?】④壓強對化學反應(yīng)速率的影響對于有氣體參加的反應(yīng)來說，當溫度一定時，一定量氣體的體積與其所受的壓強成反比。因此，增大體系壓強，氣體體積縮小，濃度增大，化學反應(yīng)速率增大；減小體系壓強，氣體體積增大，濃度減小，化學反應(yīng)速率減小。溫馨提示：速率快慢看內(nèi)因，同一反應(yīng)比條件，濃度、溫度、催化劑，氣體還要看壓強。⑤其他因素對化學反應(yīng)速率的影響。a．固體的表面積大小也是影響化學反應(yīng)速率的因素。一般來說，固體顆粒越小，與其他物質(zhì)的接觸面積越大，反應(yīng)速率越快。b．反應(yīng)物的狀態(tài)也能影響化學反應(yīng)速率。一般來說，配成溶液或使反應(yīng)物成為氣體，都能增大反應(yīng)物之間的接觸機會，有利于加快反應(yīng)速率。c．溶劑的性質(zhì)、光、超聲波、磁場等也會對化學反應(yīng)速率產(chǎn)生影響。溫馨提示：①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反應(yīng)速率。②如果參加反應(yīng)的物質(zhì)都是固體、液體或溶液時，由于改變壓強對它們的體積改變很小，因而它們的濃度變化也很小，可以認為壓強與它們的反應(yīng)速率無關(guān)。壓強對反應(yīng)速率的影響是通過改變濃度而影響反應(yīng)速率的，在分析壓強對反應(yīng)速率的影響時，應(yīng)最終歸結(jié)到濃度上，將壓強問題轉(zhuǎn)化為濃度問題。③不論是吸熱反應(yīng)還是放熱反應(yīng)，升高溫度都能加快反應(yīng)速率，溫度每升高10℃，化學反應(yīng)速率將提高到原來的2～4倍。④催化劑可以使一些化學反應(yīng)在較低的溫度下取得較高的反應(yīng)速率，有效地提高化工生產(chǎn)的效益，有些負催化劑可以使反應(yīng)速率減慢，如果不特別指明，一般指的是正催化劑。2．影響化學反應(yīng)速率的實例分析舉例分析與結(jié)論人們使用電冰箱儲存食物溫度越低，食物變質(zhì)腐敗的速率越慢。這也是溫度對化學反應(yīng)速率的影響在生活中的應(yīng)用實驗室通常要將兩種塊狀或顆粒狀的固體藥品研細，并混勻后再進行反應(yīng)固體藥品研得越細，其表面積越大，混勻后反應(yīng)物之間接觸的面積也越大，反應(yīng)也越迅速、充分實驗室進行化學反應(yīng)時，通常把一些固體物質(zhì)溶于水配成溶液再進行反應(yīng)固體物質(zhì)溶于水后，發(fā)生了電解質(zhì)的電離，離子在溶液里受水分子作用而運動，增大了離子之間接觸反應(yīng)的機會，從而提高了化學反應(yīng)速率舉例分析與結(jié)論實驗室常用約30%左右的硫酸溶液(約3.7mol/L)與鋅粒反應(yīng)制取H2，當反應(yīng)一段時間后，氣泡變得稀少了(鋅粒還有剩余)。如果添加一些適當濃度的硫酸溶液到反應(yīng)容器中，氣泡又會重新增多起來Zn＋H2SO4===ZnSO4＋H2↑，Zn＋2H＋===Zn2＋＋H2↑，c(H＋)的大小影響著該反應(yīng)的反應(yīng)速率，氣泡變少了，是因為c(H＋)減小了，反應(yīng)速率減慢。如果添加適當濃度的硫酸溶液時，由于溶液中c(H＋)又迅速增大，因而反應(yīng)速率加快，產(chǎn)生氣泡的速率又加快了3.影響化學反應(yīng)速率的因素歸納如下表影響化學反應(yīng)速率的因素規(guī)律(在其他條件相同時)內(nèi)因化學性質(zhì)反應(yīng)物的化學性質(zhì)越活潑，化學反應(yīng)速率越快；反之則越慢外因溫度升高溫度，化學反應(yīng)速率加快；反之減慢催化劑使用催化劑，化學反應(yīng)速率改變反應(yīng)物的濃度增大反應(yīng)物的濃度，化學反應(yīng)加快，反之減慢氣態(tài)反應(yīng)物的壓強增大氣態(tài)反應(yīng)物的壓強，化學反應(yīng)速率加快；反之減慢固體反應(yīng)物的表面積增大固體反應(yīng)物的表面積，化學反應(yīng)速率加快；反之減慢其他光波、電磁波、超聲波、溶劑等4.判斷化學反應(yīng)進行快慢常用的方法 (2015·江蘇省沭陽縣高一下學期期中)下列四支試管中，雙氧水分解的化學反應(yīng)速率最大的是()●典例透析試管溫度過氧化氫濃度催化劑A室溫(25℃)12%MnO2B室溫(25℃)4%無C水浴加熱(50℃)12%無D水浴加熱(50℃)12%MnO2【解析】在其它條件不變時，增大反應(yīng)物濃度或升高溫度或使用催化劑等均可用加快反應(yīng)速率。因此過氧化氫的濃度越高，反應(yīng)溶液的溫度越高，使用催化劑均可以加快反應(yīng)速率，則雙氧水分解速率最大的是選項D，答案選D?！敬鸢浮?/p>

D【解析】鎂與鹽酸的反應(yīng)實質(zhì)是：Mg＋2H＋===Mg2＋＋H2↑，Mg為固體，鎂條的質(zhì)量對反應(yīng)速率無影響，表面積增大能加快反應(yīng)速率，Cl－不參加離子反應(yīng)，對反應(yīng)速率無影響，反應(yīng)物無氣體，壓強對反應(yīng)速率無影響，故B項正確?！敬鸢浮?/p>

B(2015·江西省臨川市一中高一下學期期中)在C(s)＋CO2(g)2CO(g)反應(yīng)中可使反應(yīng)速率增大的措施是()①減小容器體積增大壓強②增加碳的量③恒容時通入CO2④恒壓下充入N2⑤恒容下充入N2A．①③⑤ B．②④C．①③ D．③⑤【解析】①減小容器體積，增大壓強，反應(yīng)速率加快，故①正確；②C是固體，增加C的量，不影響反應(yīng)速率，故②錯誤；③恒容下通入CO2，CO2濃度增大，反應(yīng)速率加快，故③正確；④恒壓下充入N2，體積增大，參加反應(yīng)的氣體的濃度減小，反應(yīng)速率減小，故④錯誤；⑤恒容下充入N2，參加反應(yīng)的氣體的濃度不變，反應(yīng)速率不變，故⑤錯誤?！敬鸢浮?/p>

C(2)曲線b→c段產(chǎn)生氫氣的速率增加較快的主要原因是________________________。(3)向溶液中加入下列物質(zhì)，能加快上述化學反應(yīng)速率的是________。A．蒸餾水 B．改用鋁粉C．飽和氯化鈉溶液 D．濃鹽酸E．少量硫酸銅溶液【解析】(1)由于鋁是活潑的金屬，其表面有氧化膜，因此曲線O→a段不產(chǎn)生氫氣，有關(guān)反應(yīng)的化學方程式為Al2O3＋6HCl===2AlCl3＋3H2O。(2)影響反應(yīng)速率的因素一般是溫度和濃度，隨之反應(yīng)的進行濃度是逐漸降低，則曲線b→c段產(chǎn)生氫氣的速率增加較快的主要原因應(yīng)該是反應(yīng)放熱，溶液溫度升高，反應(yīng)速率加快。(3)A.加入蒸餾水，反應(yīng)物濃度降低，反應(yīng)速率減小，A錯誤；B.改用鋁粉增大反應(yīng)物的接觸面積。反應(yīng)速率加快，B正確；C.加入飽和氯化鈉溶液相當于是稀釋，反應(yīng)物濃度降低，反應(yīng)速率減小，C錯誤；D.加入濃鹽酸反應(yīng)物濃度增大，反應(yīng)速率增大，D正確；E.加入少量硫酸銅溶液鋁置換出銅，構(gòu)成原電池加快反應(yīng)速率，E正確，答案選BDE?！敬鸢浮?/p>

(1)Al2O3＋6HCl===2AlCl3＋3H2O(2)反應(yīng)放熱，溶液溫度升高，反應(yīng)速率加快(3)BDE新考題·隨堂自測1．(2015·山東省濰坊市五縣高一下學期期中)下列說法中正確的有的是()A．決定化學反應(yīng)速率的主要因素是參加反應(yīng)的物質(zhì)的性質(zhì)B．催化劑可以使不起反應(yīng)的物質(zhì)發(fā)生反應(yīng)C．可以找到一種催化劑使水變成汽油D．催化劑是決定化學反應(yīng)速率的主要因素【解析】A．決定反應(yīng)速率的主要因素是參加反應(yīng)的物質(zhì)的性質(zhì)，故A正確；B.催化劑可以改變化學反應(yīng)速率，故B錯誤；C.催化劑只改變速率，但反應(yīng)前后質(zhì)量不變，故C錯誤；D.A正確，故D錯誤，此題選A?！敬鸢浮?/p>

A2．(2015·山西省浮山中學高一下學期期中)在一個0.5L密閉容器中，盛有N2和H2，它們的起始濃度分別是1.8mol·L－1和5.4mol·L－1，在一定的條件下發(fā)生反應(yīng)N2(g)＋3H2(g)2NH3(g)。10min后測得N2的濃度是0.8mol·L－1，則在這10min內(nèi)NH3的平均反應(yīng)速率是()A．0.1mol·L－1·min－1B．0.6mol·L－1·min－1C．0.3mol·L－1·min－1D．0.2mol·L－1·min－1【答案】

D3．(2015·山西省浮山中學高一下學期期中)影響化學反應(yīng)速率的因素很多，下列措施肯定不能加快化學反應(yīng)速率的是()A．降低溫度 B．升高溫度C．使用催化劑 D．增加反應(yīng)物濃度【解析】A．降低溫度降低反應(yīng)速率，A正確；B.升高溫度加快反應(yīng)速率，B不符合；C.催化劑能改變化學反應(yīng)速率，故C不符合；D.增加反應(yīng)物濃度，加快反應(yīng)速率，故D不符合，此題選A?！敬鸢浮?/p>

A組別c(HCl)/(mol·L－1)溫度/(℃)狀態(tài)12.030塊狀22.530塊狀32.020塊狀42.530粉末狀A.4、3、2、1 B．4、2、1、3C．3、4、2、1 D．4、1、2、3【解析】當反應(yīng)物的濃度越大、溫度越高且為粉末狀時反應(yīng)速率越大，從而確定答案為B?！敬鸢浮?/p>

B5．(2015·浙江省杭州地區(qū)七校高一下學期期中)下列措施對增大反應(yīng)速率明顯有效的是()A．在K2SO4與BaCl2兩溶液反應(yīng)時，增大壓強B．Fe與稀硫酸反應(yīng)制取H2時，改用濃硫酸C．Al在氧氣中燃燒生成Al2O3，將Al片改成Al粉D．Na與水反應(yīng)時增大水的用量【解析】A．K