課時(shí)04 化學(xué)反應(yīng)速率 濃度、壓強(qiáng)對反應(yīng)速率的影響（精講）-2022-2023學(xué)年高二化學(xué)精講精練（人教選擇性必修1）

第二章化學(xué)反應(yīng)速率與平衡第一節(jié)化學(xué)反應(yīng)速率課時(shí)精講04化學(xué)反應(yīng)速率濃度、壓強(qiáng)對反應(yīng)速率的影響【目標(biāo)導(dǎo)航】1．理解化學(xué)反應(yīng)速率的概念及表示方法，掌握化學(xué)反應(yīng)速率的簡單計(jì)算。2．了解溫度、濃度、壓強(qiáng)和催化劑等因素對化學(xué)反應(yīng)速率的影響?！局R導(dǎo)圖】一、化學(xué)反應(yīng)速率的概念及其表示方法1．定義：衡量化學(xué)反應(yīng)進(jìn)行快慢的物理量。2．表示方法：(1)化學(xué)反應(yīng)速率可以用單位時(shí)間、單位體積中反應(yīng)物或生成物的物質(zhì)的量變化來表示；(2)如果反應(yīng)體系的體積是恒定的，則通常用單位時(shí)間內(nèi)反應(yīng)物濃度的減少或生成物濃度的增加來表示。3．表達(dá)式：v=eq\f(Δc,Δt)；單位：mol·L-1·s-1或mol/(L·s)、mol·L-1·min-1或mol/(L·min)等。4．化學(xué)反應(yīng)速率的測定(1)測定原理利用與化學(xué)反應(yīng)中任何一種化學(xué)物質(zhì)的濃度相關(guān)的可觀測量進(jìn)行測定。(2)測定方法①直接觀察測定：如釋放出氣體的體積和體系的壓強(qiáng)等。②科學(xué)儀器測定：如反應(yīng)體系顏色的變化。在溶液中，當(dāng)反應(yīng)物或生成物本身有較明顯的顏色時(shí)，可利用顏色變化和顯色物質(zhì)與濃度變化間的比例關(guān)系來跟蹤反應(yīng)的過程和測量反應(yīng)速率。二、影響化學(xué)反應(yīng)速率的因素1．內(nèi)因在相同條件下，不同的化學(xué)反應(yīng)的反應(yīng)速率首先是由反應(yīng)物的組成、結(jié)構(gòu)和性質(zhì)等因素決定的。2．實(shí)驗(yàn)探究濃度對反應(yīng)速率的影響實(shí)驗(yàn)原理Na2S2O3＋H2SO4=Na2SO4＋S↓+H2O+SO2↑實(shí)驗(yàn)步驟實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象兩支試管中的溶液均變渾濁，滴加0.5mol·L-1H2SO4溶液的試管先變渾濁。實(shí)驗(yàn)結(jié)論其他條件相同時(shí)，增大反應(yīng)物濃度，化學(xué)反應(yīng)速率增大。3．壓強(qiáng)對化學(xué)反應(yīng)速率的影響(1)研究對象——?dú)怏w模型的理解對于氣體來說，在一定溫度下，一定質(zhì)量的氣體所占的體積與壓強(qiáng)成反比。如圖所示：由圖可知：其他條件不變時(shí)，增大壓強(qiáng)，氣體體積縮小，濃度增大。(2)影響規(guī)律對于有氣體參加的化學(xué)反應(yīng)，在相同溫度下，增大壓強(qiáng)(減小容器容積)，反應(yīng)速率增大；減小壓強(qiáng)(增大容器容積)，反應(yīng)速率減小。三、有關(guān)化學(xué)反應(yīng)速率的計(jì)算1．計(jì)算依據(jù)(1)平均化學(xué)反應(yīng)速率的公式：v=Δc(2)對于同一個(gè)化學(xué)反應(yīng)，用不同物質(zhì)的濃度變化表示的反應(yīng)速率之比等于相應(yīng)物質(zhì)在化學(xué)方程式中的化學(xué)計(jì)量數(shù)之比，這是有關(guān)化學(xué)反應(yīng)速率的計(jì)算或換算的依據(jù)。例如，對于化學(xué)反應(yīng)aA(g)+bB(g)cC(g)+dD(g)，有下列恒等式：v(A)∶v(B)∶v(C)∶v(D)=a∶b∶c∶d=Δn(A)∶Δn(B)∶Δn(C)∶Δn(D)=Δc(A)∶Δc(B)∶Δc(C)∶Δc(D)2．運(yùn)用“三段式”求解化學(xué)反應(yīng)速率計(jì)算題的一般步驟(1)寫出有關(guān)反應(yīng)的化學(xué)方程式。(2)找出各物質(zhì)的起始量、轉(zhuǎn)化量、某時(shí)刻量。(3)根據(jù)已知條件列方程計(jì)算。例如：mA(g)+nB(g)pC(g)起始濃度(mol·L-1) a b c轉(zhuǎn)化濃度(mol·L-1) x nxm 某時(shí)刻濃度(mol·L-1) a-x b-nxm c+計(jì)算中注意以下關(guān)系：①對于反應(yīng)物：c(起始)-c(轉(zhuǎn)化)=c(某時(shí)刻)②對于生成物：c(起始)+c(轉(zhuǎn)化)=c(某時(shí)刻)③各物質(zhì)的轉(zhuǎn)化量之比等于其化學(xué)計(jì)量數(shù)之比④轉(zhuǎn)化率=c(轉(zhuǎn)化)四、化學(xué)反應(yīng)速率大小的比較方法對于同一化學(xué)反應(yīng)，用不同物質(zhì)表示的反應(yīng)速率數(shù)值可能不同，但比較反應(yīng)速率的大小不能只看數(shù)值的大小，還要進(jìn)行一定的轉(zhuǎn)化。具體比較方法如下：1．“一看”：看化學(xué)反應(yīng)速率的單位是否統(tǒng)一。2．“二化”：將不同物質(zhì)的化學(xué)反應(yīng)速率轉(zhuǎn)化成同一物質(zhì)的化學(xué)反應(yīng)速率或分別除以相應(yīng)物質(zhì)的化學(xué)計(jì)量數(shù)。3．“三比較”：比較同一物質(zhì)的化學(xué)反應(yīng)速率或不同物質(zhì)的化學(xué)反應(yīng)速率除以相應(yīng)化學(xué)計(jì)量數(shù)之后的數(shù)值。數(shù)值越大，反應(yīng)速率越快。如反應(yīng)：aA(g)+bB(g)=cC(g)，比較v(A)a與v(【小試牛刀】判斷正誤(正確的打“√”，錯(cuò)誤的打“×”)(1)化學(xué)反應(yīng)速率適用于可逆反應(yīng)，不適用于非可逆反應(yīng)()(2)達(dá)到化學(xué)平衡時(shí)，正反應(yīng)和逆反應(yīng)的速率都為零()(3)在可逆反應(yīng)中，正反應(yīng)的化學(xué)反應(yīng)速率是正值，逆反應(yīng)的化學(xué)反應(yīng)速率是負(fù)值()(4)在反應(yīng)N2+3H2=2NH3中，3v(H2)=2v(NH3)()(5)在化學(xué)反應(yīng)中，一般不用固體來表示反應(yīng)速率()(6)化學(xué)反應(yīng)速率表示某一時(shí)刻的瞬時(shí)速率()(7)化學(xué)反應(yīng)速率的單位可以是g·L-1·s-1，也可以是kg·L-1·s-1，或t·L-1·s-1等()(8)合成氨反應(yīng)中，5s末v(N2)=0.5mol·L-1·s-1時(shí)，v(NH3)=1mol·L-1·s-1()(9)一定條件下，增大反應(yīng)物的量一定會加快化學(xué)反應(yīng)速率()×(10)增大壓強(qiáng)，肯定會加快化學(xué)反應(yīng)速率()×【答案】(1)×(2)×(3)×(4)×(5)√(6)×(7)×(8)×(9)×(10)×考點(diǎn)一化學(xué)反應(yīng)速率的概念與含義【例1】下列說法正確的是()A．化學(xué)反應(yīng)速率通常用單位時(shí)間內(nèi)反應(yīng)物或生成物質(zhì)量的變化量來表示B．用不同物質(zhì)濃度的變化量表示同一時(shí)間內(nèi)同一反應(yīng)的速率時(shí)，其數(shù)值之比等于化學(xué)方程式中對應(yīng)物質(zhì)的化學(xué)計(jì)量數(shù)之比C．化學(xué)反應(yīng)速率表示化學(xué)反應(yīng)在某時(shí)刻的瞬時(shí)速率D．在反應(yīng)過程中，反應(yīng)物的濃度逐漸變小，所以用反應(yīng)物表示的化學(xué)反應(yīng)速率為負(fù)值【答案】B【解析】反應(yīng)速率通常用單位時(shí)間內(nèi)反應(yīng)物或生成物濃度的變化量來表示，A項(xiàng)錯(cuò)誤；化學(xué)反應(yīng)速率為平均反應(yīng)速率，C項(xiàng)錯(cuò)誤；化學(xué)反應(yīng)速率均為正值，D項(xiàng)錯(cuò)誤?！窘忸}技法】(1)無論是用某一反應(yīng)物表示還是用某一生成物表示，由于Δc是取濃度變化的絕對值，因此，其化學(xué)反應(yīng)速率都取正值，且是某一段時(shí)間內(nèi)的平均速率。(2)化學(xué)反應(yīng)速率可用反應(yīng)體系中一種反應(yīng)物或生成物濃度的變化來表示，一般是以最容易測定的一種物質(zhì)表示，書寫時(shí)應(yīng)標(biāo)明是什么物質(zhì)的反應(yīng)速率。(3)在一定溫度下，固體和純液體物質(zhì)，其單位體積里的物質(zhì)的量保持不變，即物質(zhì)的量濃度為常數(shù)，因此它們的化學(xué)反應(yīng)速率也被視為常數(shù)。由此可知，現(xiàn)在采用的表示化學(xué)反應(yīng)速率的方法還有一定的局限性。(4)在同一反應(yīng)中，用不同的物質(zhì)表示同一時(shí)間的反應(yīng)速率時(shí)，其數(shù)值可能不同，但這些數(shù)值所表達(dá)的意義是相同的即都是表示同一反應(yīng)的速率。各物質(zhì)表示的反應(yīng)速率的數(shù)值有相互關(guān)系，彼此可以根據(jù)化學(xué)方程式中的各化學(xué)計(jì)量數(shù)進(jìn)行換算。(5)一般來說在反應(yīng)過程中都不是等速進(jìn)行的，因此某一時(shí)間內(nèi)的反應(yīng)速率實(shí)際上是這一段時(shí)間內(nèi)的平均速率?！緦c(diǎn)訓(xùn)練1】將5.6g鐵粉投入100mL2mol·L-1硫酸中，2min后恰好完全溶解。下列有關(guān)該反應(yīng)速率的表述正確的是(忽略溶液體積的變化)()A．用鐵表示的反應(yīng)速率為0.5mol·L-1·min-1B．用硫酸表示的反應(yīng)速率為0.5mol·L-1·min-1C．用硫酸亞鐵表示的反應(yīng)速率為0.25mol·L-1·min-1D．用氫氣表示的反應(yīng)速率為0.5mol·L-1·min-1【答案】B【解析】發(fā)生的化學(xué)反應(yīng)為Fe+H2SO4=FeSO4+H2↑，溶液中濃度發(fā)生變化的只有反應(yīng)物硫酸和生成物硫酸亞鐵。5.6gFe的物質(zhì)的量為0.1mol，故反應(yīng)消耗H2SO4的物質(zhì)的量為0.1mol，v(H2SO4)=v(FeSO4)=0.1mol÷(2min×0.1L)=0.5mol·L-1·min-1?？键c(diǎn)二濃度對反應(yīng)速率的影響【例2】下列說法中正確的是()A．增加水的量，可以加快鎂與水反應(yīng)的反應(yīng)速率B．增大硫酸的濃度，一定可以加快鋅與硫酸反應(yīng)制取氫氣的速率C．在反應(yīng)2H++S2O32-=S↓+SO2D．煅燒硫鐵礦時(shí)，把硫鐵礦粉碎或通入純O2可加快反應(yīng)的速率【答案】D【解析】A項(xiàng)，增加水的量不能加快鎂和水反應(yīng)的速率；B項(xiàng)，濃H2SO4與鋅反應(yīng)不會產(chǎn)生氫氣；C項(xiàng)，反應(yīng)物中沒有氣體，增大壓強(qiáng)，不會加快硫析出的速率?！窘忸}技法】對于固體和純液體反應(yīng)物，增加其用量對反應(yīng)速率無影響，但是固體的表面積會對反應(yīng)速率產(chǎn)生影響，一般地，固體的顆粒越細(xì)，表面積就越大，反應(yīng)速率就越快?！緦c(diǎn)訓(xùn)練2】在室溫下，同種規(guī)格的鋁片分別與下列物質(zhì)混合，化學(xué)反應(yīng)速率最大的是()A．15mL0.1mol·L-1的鹽酸B．12mL0.2mol·L-1的鹽酸C．8mL0.15mol·L-1的硫酸溶液D．15mL18mol·L-1的濃硫酸【答案】C【解析】Al與酸反應(yīng)的實(shí)質(zhì)是2Al+6H+=2Al3++3H2↑，影響反應(yīng)速率大小的因素是H+的濃度，H+濃度最大的是0.15mol·L-1H2SO4溶液。Al遇濃H2SO4發(fā)生鈍化?？键c(diǎn)三壓強(qiáng)對反應(yīng)速率的影響【例3】在一容積可變的密閉容器中發(fā)生反應(yīng)3Fe(s)+4H2O(g)Fe3O4(s)+4H2(g)，下列條件的改變對其反應(yīng)速率無影響的是()A．恒容條件下增加水蒸氣的量B．將容器的容積縮小一半C．保持容器體積不變，充入N2D．保持容器內(nèi)壓強(qiáng)不變，充入N2【答案】C【解析】A項(xiàng)，恒容條件下增加水蒸氣的量，化學(xué)反應(yīng)速率增大；B項(xiàng)，容積縮小，壓強(qiáng)增大，化學(xué)反應(yīng)速率增大；C項(xiàng)，N2對于本體系來說是惰性氣體，保持容器體積不變，充入N2，不影響化學(xué)反應(yīng)速率；D項(xiàng)，保持容器內(nèi)壓強(qiáng)不變，充入N2，化學(xué)反應(yīng)速率減小?！窘忸}技法】改變壓強(qiáng)，影響化學(xué)反應(yīng)速率的根本原因是引起了濃度的改變。所以在討論時(shí)，應(yīng)注意引起壓強(qiáng)改變的原因。1．對于沒有氣體參與的化學(xué)反應(yīng)，由于改變壓強(qiáng)時(shí)反應(yīng)物濃度變化很小，可忽略不計(jì)，因此對化學(xué)反應(yīng)速率無影響。2．對于有氣體參與的化學(xué)反應(yīng)，有以下幾種情況：(1)恒溫時(shí)，壓縮體積壓強(qiáng)增大反應(yīng)物濃度增大化學(xué)反應(yīng)速率加快。(2)恒溫時(shí)，對于恒容密閉容器：①充入氣體反應(yīng)物氣體反應(yīng)物濃度增大(壓強(qiáng)也增大)化學(xué)反應(yīng)速率加快。②充入“惰性氣體”總壓強(qiáng)增大反應(yīng)物濃度未改變化學(xué)反應(yīng)速率不變。(3)恒溫恒壓時(shí)充入“惰性氣體”體積增大氣體反應(yīng)物濃度減小化學(xué)反應(yīng)速率減小。【對點(diǎn)訓(xùn)練3】反應(yīng)C(s)＋H2O(g)CO(g)＋H2(g)在一可變?nèi)莘e的密閉容器中進(jìn)行，下