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文檔簡(jiǎn)介

第3節(jié)化學(xué)反應(yīng)的快慢和限度

第1課時(shí)化學(xué)反應(yīng)的快慢

學(xué)業(yè)要求核心素養(yǎng)對(duì)接

1.了解化學(xué)反應(yīng)速率的含義及其表示方1.通過對(duì)化學(xué)反應(yīng)速率的學(xué)習(xí),培養(yǎng)學(xué)

法。生變化觀念與平衡思想。

2.了解影響化學(xué)反應(yīng)速率的因素。初步2.通過對(duì)影響化學(xué)反應(yīng)速率的因素的探

了解控制化學(xué)反應(yīng)速率的方法。究,培養(yǎng)學(xué)生科學(xué)探究與創(chuàng)新意識(shí)。

基礎(chǔ)?自主學(xué)習(xí)預(yù)習(xí)基礎(chǔ)知識(shí)

知識(shí)點(diǎn)一化學(xué)反應(yīng)速率

通過上圖我們可以發(fā)現(xiàn)化學(xué)反應(yīng)有快有慢,怎樣表示化學(xué)反應(yīng)的快慢呢?請(qǐng)完成

下列知識(shí)點(diǎn):

1.含義

化學(xué)反應(yīng)速率是用來描述化學(xué)反應(yīng)怏慢的物理量。

2.表示方法

通常用單位時(shí)間某反應(yīng)物濃度的減少量(絕對(duì)值)或某生成物濃度的增加量來表

示。

3.表達(dá)式

Ar,(yA)

0(A)=加一,Ac(A)表示反應(yīng)物(或生成物)A濃度的變化量,表示濃度變化

的時(shí)間。

4.單位

化學(xué)反應(yīng)速率的常用單位為mol-Lmolllmini或mol.LLh!

5.實(shí)例

在一個(gè)體積為2L的密閉容器中發(fā)生反應(yīng)2so2+O2催夫劑2so3,經(jīng)過5s后,

測(cè)得S03的物質(zhì)的量為0.8molo填寫下表:

反應(yīng)物或生成物

S0202so3

物質(zhì)的量濃度變化/mob廠|0.40.20.4

化學(xué)反應(yīng)速率/moll—sT0.080.040.08

化學(xué)反應(yīng)速率之比2_:1:2

知識(shí)點(diǎn)二影響化學(xué)反應(yīng)速率的因素

1.探究影響化學(xué)反應(yīng)速率的因素

實(shí)驗(yàn)方案實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象結(jié)論

決定化學(xué)反應(yīng)速率大小的

鎂條、鐵片與鹽酸反應(yīng),

內(nèi)因是反應(yīng)物本身的內(nèi)在

鎂片產(chǎn)生氣泡的速率快

試管中均為0.5mol?L-'HCI(aq)性質(zhì)

粉狀碳酸鈣比塊狀碳酸鈣增大反應(yīng)物的接觸面積,

3mobL'1HCI(aq)

w

塊狀產(chǎn)生氣泡的速率怏可以加快化學(xué)反應(yīng)速率

一碳酸鈣

1

Mg>-Mg3mol-LHCl(aq)與Mg反應(yīng)物濃度越大,化學(xué)反

_0.5mobL'1_3moi廿

3-HCi(aq)3-HCl(aq)反應(yīng)產(chǎn)生氣泡的速率快應(yīng)速率越快

I用酒精燈加熱的試管中產(chǎn)溫度越高,化學(xué)反應(yīng)速率

0.5

生氣泡的速率快越快

,MM)?粉末7

加入MnCh粉末的試管中催化劑可以加怏化學(xué)反應(yīng)

3%H,O

2產(chǎn)生氣泡的速率較怏速率

2.影響化學(xué)反應(yīng)速率的因素

(1)內(nèi)因

不同的化學(xué)反應(yīng),具有不同的反應(yīng)速率,這說明化學(xué)反應(yīng)速率的大小主要取決于

反應(yīng)物本身的內(nèi)在性質(zhì)。

(2)外因

條件改變反應(yīng)速率變化

增加反應(yīng)物濃度加快

濃度

減少反應(yīng)物濃度減慢

升高溫度加快

溫度

降低溫度減慢

增大壓強(qiáng)加快

壓強(qiáng)有氣體物質(zhì)

減小壓強(qiáng)減慢

催化劑加入合適的催化劑加快

接觸面積增大反應(yīng)物間的接觸面積加快

微判斷

(1)對(duì)于任何化學(xué)反應(yīng)來說,反應(yīng)速率越大,反應(yīng)現(xiàn)象就越明顯()

(2)由辭計(jì)算平均速率,用反應(yīng)物表示為正值,用生成物表示為負(fù)值()

⑶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()

(4)化學(xué)反應(yīng)速率為0.8mol-L-'-s-1是指1s時(shí)某物質(zhì)的濃度為0.8molL-'()

(5)升溫時(shí)不論吸熱反應(yīng)還是放熱反應(yīng),反應(yīng)速率都增大()

(6)一定量的鋅與過量的稀硫酸反應(yīng)制取氫氣,為減慢反應(yīng)速率而又不影響生成

比的量,可向其中加入KNO3溶液()

(7)碳酸鈣與鹽酸反應(yīng)的過程中,再增加CaCCh固體,反應(yīng)速率不變,但把CaCCh

固體粉碎,可以加快反應(yīng)速率()

[答案](1)X(2)X(3)V(4)X(5)V

⑹義(7)V

微訓(xùn)練

1.下列有關(guān)化學(xué)反應(yīng)速率的說法正確的是()

A.用鐵片和稀硫酸反應(yīng)制氫氣時(shí),改用98%的硫酸可以加快反應(yīng)速率

B.100mL2moi的鹽酸與鋅片反應(yīng),加入適量的氯化鈉溶液,反應(yīng)速率不

C.SO2的催化氧化反應(yīng)是一個(gè)放熱反應(yīng),所以升高溫度,反應(yīng)速率減小

D.汽車尾氣中的NO和CO可以緩慢反應(yīng)生成N2和CO2,減小壓強(qiáng)時(shí)反應(yīng)速率

減小

[解析]鐵在濃硫酸中會(huì)發(fā)生鈍化,A項(xiàng)錯(cuò)誤;加入氯化鈉溶液,鹽酸的濃度減

小,反應(yīng)速率減小,B項(xiàng)錯(cuò)誤;升高溫度,反應(yīng)速率增大,C項(xiàng)錯(cuò)誤。

[答案]D

2.在某一化學(xué)反應(yīng)中,反應(yīng)物A的濃度在10s內(nèi)從0.8mollT變?yōu)?.2mol-L-

,,則在這10s內(nèi)A的化學(xué)反應(yīng)速率為()

A.0.02mol-L-1

B.0.02mol-L'-s-1

C.0.06mol-L-I-s_|

D.0.06mol-L'-min1

[解析]10s內(nèi)A的化學(xué)反應(yīng)速率為(0.8mol-L'-0.2mol-L')^10s=0.06mol.L

-1-1

,So

[答案]c

3.在下列事實(shí)中,什么因素影響了化學(xué)反應(yīng)的速率?

⑴集氣瓶中有氏和C12的混合氣體,在瓶外點(diǎn)燃鎂條時(shí)發(fā)生爆炸:

(2)黃鐵礦燃燒時(shí)需粉碎成細(xì)小的礦粒:___________________________________

⑶KI晶體和HgCk晶體混合后無明顯現(xiàn)象,若一起投入水中,很快生成紅色HgL:

(4)熔化的KC1O3放出氣泡很慢,撒入少量MnO2很快產(chǎn)生氣體:

(5)同濃度、同體積的鹽酸中放入同樣大小的鋅粒和鎂塊,產(chǎn)生氣體有快有慢:

(6)同樣大小的石灰石分別在0.1mol-L1的鹽酸和1mol.Lt的鹽酸中反應(yīng)速率不

同:_____________________________________________________________

(7)夏天的食品易變霉,冬天就不易發(fā)生該現(xiàn)象:0

(8)葡萄糖在空氣中燃燒時(shí)需要較高的溫度,可是在人體內(nèi),在正常體溫(37℃)

時(shí),就可以被氧化,這是因?yàn)椋骸?/p>

[解析]影響化學(xué)反應(yīng)速率的因素除了濃度、溫度、壓強(qiáng)、催化劑以外,光、電

磁波、超聲波、反應(yīng)物顆粒的大小、溶劑的性質(zhì)等,也會(huì)對(duì)化學(xué)反應(yīng)速率產(chǎn)生影

響。

[答案](1)光(2)反應(yīng)物的接觸面積(3)在溶液中,水作溶劑,增大了接觸面

積(4)催化劑(5)反應(yīng)物本身的性質(zhì)(6)反應(yīng)物的濃度

(7)反應(yīng)溫度(8)人體里的生物酶起催化作用,可以降低葡萄糖氧化反應(yīng)所需要

的能量,所以在人體溫度的范圍內(nèi)就可以發(fā)生反應(yīng)

微思考

1.請(qǐng)從化學(xué)反應(yīng)快慢的角度解釋人們?yōu)槭裁词褂秒姳浔4媸澄铮?/p>

提示食物腐敗是因?yàn)榘l(fā)生了化學(xué)反應(yīng),在其他條件相同時(shí),溫度越低,化學(xué)反

應(yīng)越慢,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.工業(yè)生產(chǎn)硫酸時(shí),要先將黃鐵礦礦石(主要成分為FeS-粉碎后,再投入沸騰

爐,為什么?

提示將鐵礦石粉碎,是為了增大與空氣的接觸面積,加快反應(yīng)速率。

3.鐵粉與一定濃度的稀鹽酸反應(yīng)時(shí),增加鐵粉的用量能否加快化學(xué)反應(yīng)速率?

提示不能。對(duì)于固態(tài)或純液態(tài)物質(zhì),濃度可視為常數(shù),改變其用量,濃度不發(fā)

生改變,不影響化學(xué)反應(yīng)速率。

核心?互動(dòng)探究突破核心任務(wù)

學(xué)習(xí)任務(wù)/化學(xué)反應(yīng)速率的正確理解及計(jì)算方法

資料:

資料一:化學(xué)反應(yīng)速率就是化學(xué)反應(yīng)進(jìn)行的快慢程度(平均反應(yīng)速率),用單位時(shí)

間內(nèi)反應(yīng)物或生成物的物質(zhì)的量濃度變化量來表示。在容積不變的反應(yīng)容器中,

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。如時(shí)間用s,

則化學(xué)反應(yīng)速率的單位是molL-,-s-lo

資料二:測(cè)量一個(gè)化學(xué)反應(yīng)的速率,需要測(cè)定某一時(shí)間段內(nèi)某物質(zhì)濃度的改變量。

但是,一般來說在測(cè)量時(shí)化學(xué)反應(yīng)仍在進(jìn)行,應(yīng)用一般化學(xué)分析方法測(cè)定反應(yīng)速

率存在困難。一個(gè)近似的辦法是使反應(yīng)立即停止(如果可以),如通過稀釋、降溫、

加入阻化劑或除去催化劑等方法可以使反應(yīng)進(jìn)行得非常慢,便于進(jìn)行化學(xué)分析。

但這樣既費(fèi)時(shí)費(fèi)力,又不準(zhǔn)確,可以研究的反應(yīng)也有限?,F(xiàn)在廣泛使用的方法是

測(cè)量物質(zhì)的性質(zhì),如壓力、電導(dǎo)率、吸光度等,通過它們與物質(zhì)濃度的關(guān)系實(shí)現(xiàn)

連續(xù)測(cè)定。

交流討論》

請(qǐng)結(jié)合上述資料完成下列討論:

1.一個(gè)化學(xué)反應(yīng)的速率可以用任何一種反應(yīng)物或生成物來表示嗎?

提示由于Ac表示的是物質(zhì)的物質(zhì)的量濃度的變化,而固態(tài)物質(zhì)和純液態(tài)物質(zhì)

的濃度在一定溫度下是常量,所以這種表示化學(xué)反應(yīng)速率的方法不適合固態(tài)物質(zhì)

和純液態(tài)物質(zhì)。

2.探究在同一化學(xué)反應(yīng)中,用不同物質(zhì)表示該反應(yīng)的速率時(shí),各數(shù)據(jù)之間有什

么關(guān)系?

提示同一化學(xué)反應(yīng),用不同物質(zhì)表示的化學(xué)反應(yīng)速率之比等于化學(xué)方程式中相

應(yīng)物質(zhì)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)。

3.思考用。=辭計(jì)算出來的速率,是某一時(shí)刻的瞬時(shí)速率還是某段時(shí)間內(nèi)的平

均速率?

提示化學(xué)反應(yīng)速率實(shí)際上指的是某一段時(shí)間內(nèi)化學(xué)反應(yīng)的平均速率,而不是某

一時(shí)刻的瞬時(shí)速率。

4.已知反應(yīng)A(g)+3B(g)2C(g),在不同條件下,分別用A、B、C三種物質(zhì)

表示的速率為:

①0(A)=0.2mol/(L-s)

②0(B)=0.45mol/(L-s)

③o(C)=0.45mol/(L.s),則通過所學(xué)知識(shí)比較此反應(yīng)在上述條件下進(jìn)行的快慢程

度。

提示用不同物質(zhì)比較化學(xué)反應(yīng)速率快慢時(shí),要轉(zhuǎn)化為同種物質(zhì)表示的反應(yīng)速率,

然后再進(jìn)行比較。根據(jù)化學(xué)反應(yīng)速率之比等于化學(xué)方程式中的化學(xué)計(jì)量數(shù)之比,

將②、③中的反應(yīng)速率都用A表示為:

②0(A)=0.15mol/(Ls),

③o(A)=0.225mol/(L-s),故三者速率大小為③,①〉②。

名師歸納》

1.化學(xué)反應(yīng)速率的正確理解

(1)在同一化學(xué)反應(yīng)里,用不同的物質(zhì)表

I----------示的反應(yīng)速率可能不同.但意義相同,故

I_____描述反應(yīng)速率時(shí)必須指明具體的物質(zhì)

AHA)L(2)固體或純液體的濃度視為常數(shù),A0=0,

l'<A)=Ar因此不用固體或純液體表示化學(xué)反應(yīng)速率

\I(3)化學(xué)反應(yīng)速率是一段時(shí)間內(nèi)的平均反應(yīng)

一速率,而不是某一時(shí)刻的瞬時(shí)速率

___________(4)用不同反應(yīng)物表示化學(xué)反應(yīng)速率時(shí):化

一學(xué)反應(yīng)速率之比=化學(xué)計(jì)最數(shù)之比

2.化學(xué)反應(yīng)速率的計(jì)算方法

⑴根據(jù)研川=―;:)-計(jì)算。

⑵根據(jù)同一化學(xué)反應(yīng)不同物質(zhì)的速率之比等于化學(xué)方程式中的化學(xué)計(jì)量數(shù)之比

計(jì)算。

3.反應(yīng)速率大小比較的兩種方法

同一化學(xué)反應(yīng)的速率用不同物質(zhì)表示時(shí)數(shù)值可能不同,比較化學(xué)反應(yīng)速率的快慢

不能只看數(shù)值大小,還要進(jìn)行一定的轉(zhuǎn)化:

(1)換算成用同一物質(zhì)、同一單位表示,再比較數(shù)值大小。

(2)比較化學(xué)反應(yīng)速率與化學(xué)計(jì)量數(shù)的比值。如反應(yīng)aA+bBcC,要比較不同

情況下。(A)與0(B)的相對(duì)大小,即比較號(hào)一與匕不一的相對(duì)大小,若看—

>—^―,則用o(A)表示的反應(yīng)速率比用o(B)表示的反應(yīng)速率大。

【例題】在2L密閉容器中,發(fā)生以下反應(yīng):2A(g)+B(g)2C(g)+D(g)o

若最初加入的A和B都是4mol,在前10sA的平均反應(yīng)速率為0.12molf'-s

t,則10s時(shí),容器中B的物質(zhì)的量是()

A.1.6molB.2.8mol

C.2.4molD.1.2mol

[解析]根據(jù)化學(xué)反應(yīng)速率之比等于對(duì)應(yīng)物質(zhì)的化學(xué)計(jì)量數(shù)之比,可得v(B)=

0.50(A)=0.5X0.12molL^-s-^0.06mol-L'-s',則△c(B)=0.06molL-|-s-

'X10s=0.6mol-L_1,A/7(B)=0.6mol-L_1X2L=1.2mol,故10s時(shí)容器中B的

物質(zhì)的量為4mol—1.2mol=2.8mol。

[答案]B

變式訓(xùn)練反應(yīng):3A(g)+B(g)2C(g)+2D(g),在不同條件下,用不同物質(zhì)表

示其反應(yīng)速率,分別為

①o(A)=0.6molLLmin1

②貝B)=0.45mol-L1-min-1

③o(C)=0.015mol-L-1min-1

④。(D)=0.45mol-L-1-min-1

則此反應(yīng)在不同條件下進(jìn)行最快的是()

A.②③B.①③

C.②④D.②

[解析]化學(xué)反應(yīng)速率之比等于化學(xué)反應(yīng)方程式中的化學(xué)計(jì)量數(shù)之比,即

o(A):0(B):0(C):“D)=3:1:2:2,則用A表示的化學(xué)反應(yīng)速率分別為①磯A)

=0.6mol-LLmin';②中u(A)=3u(B)=0.45mol-LLmin1X3=1.35mol-L

33

'-min';③中0(A)=R(C)=5XO.O15moll'min1=0.0225mol-L'min';(4)

33

中o(A)=^(D)=2X0.45mol-L'-min1=0.675mol-L'-min1,所以在不同條件

下,進(jìn)行最快的是②,D項(xiàng)正確。

[答案]D

學(xué)習(xí)任務(wù)2(核心素養(yǎng))影響化學(xué)反應(yīng)速率的因素

一、知識(shí)要點(diǎn)

化學(xué)反應(yīng)速率影響因素的注意點(diǎn)

1.主要因素(內(nèi)因)

不同的化學(xué)反應(yīng),具有不同的反應(yīng)速率,因此,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.外界因素(外因)

⑴溫度:當(dāng)其他條件不變時(shí),升高溫度,可以增大化學(xué)反應(yīng)速率;降低溫度,

可以減小化學(xué)反應(yīng)速率。

⑵催化劑:當(dāng)其他條件不變時(shí),使用適當(dāng)?shù)拇呋瘎┩ǔD軜O大地加快化學(xué)反應(yīng)

速率。

⑶濃度:當(dāng)其他條件不變時(shí),增大反應(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。

⑷壓強(qiáng):對(duì)于有氣體參加的反應(yīng),當(dāng)其他條件不變時(shí),增大氣體的壓強(qiáng),可以

增大化學(xué)反應(yīng)速率;減小氣體的壓強(qiáng),可以減小化學(xué)反應(yīng)速率。

(5)固體表面積:固體顆粒越小,其單位質(zhì)量的表面積越大,與其他反應(yīng)物的接

觸面積越大,化學(xué)反應(yīng)速率越大。

(6)反應(yīng)物狀態(tài):一般來說,配成溶液或反應(yīng)物是氣體,都能增大反應(yīng)物之間的

接觸面積,有利于增大反應(yīng)速率。

(7)形成原電池,可以增大氧化還原反應(yīng)的反應(yīng)速率。

二'核心素養(yǎng)

通過對(duì)影響化學(xué)反應(yīng)速率的因素的探究=培養(yǎng)學(xué)生科學(xué)探究與

創(chuàng)新意識(shí)

通過對(duì)影響化學(xué)反應(yīng)速率的因素的應(yīng)用=培養(yǎng)學(xué)生變化觀念與

平衡思想

【素養(yǎng)解題】

[典例示范]下列各組反應(yīng)(表中金屬粉末均為0.1mol),在反應(yīng)剛開始時(shí),放出

比的速率最大的是()

金屬(粉末狀)酸的濃度及體積反應(yīng)溫度/℃

AMg6moi硝酸10mL60

BMg3mol-L1鹽酸10mL60

CFe3mol-L-1鹽酸10mL60

DMg3mol-L-1硫酸10mL60

[解題思路]

①金屬粉末均為0.1mol②反應(yīng)剛開始

讀題干

③放出H2④速率最大

辨題型對(duì)比實(shí)驗(yàn)

①A、B、D均為Mg

找相同②B、C均為3moi鹽酸

③反應(yīng)溫度均為60℃

找不同①C為Fe②A為6moi1一1硝酸③D為3moiH2so4

①M(fèi)g比Fe快

細(xì)分析②HNCh無法產(chǎn)生H2

③3molL~'H2SO4中c(H卜)大于3moi?L1鹽酸中的c(H')

得[答案]D

三、對(duì)點(diǎn)訓(xùn)練

I.下列關(guān)于影響化學(xué)反應(yīng)速率的條件的說法正確的是()

A.增大壓強(qiáng)一定能加快化學(xué)反應(yīng)速率

B.使用催化劑,使反應(yīng)的活化能降低,反應(yīng)速率加快,但不改變反應(yīng)的歷程

C.反應(yīng)物濃度是決定化學(xué)反應(yīng)速率的主要因素

D.升高溫度,一般能加快化學(xué)反應(yīng)速率

[解析]A項(xiàng),壓強(qiáng)對(duì)反應(yīng)速率的影響只適用于有氣體參與的反應(yīng),即改變壓強(qiáng),

反應(yīng)速率不一定改變,A項(xiàng)不正確。B項(xiàng),催化劑能改變反應(yīng)的歷程,B項(xiàng)不正

確。C項(xiàng),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,C項(xiàng)不正確。

D項(xiàng),升高溫度,一般能加快化學(xué)反應(yīng)速率,D項(xiàng)正確。

[答案]D

2.在一定條件下,反應(yīng)N2(g)+3H2(g)2NH3(g),在2L密閉容器中進(jìn)行,5min

內(nèi)氨的質(zhì)量增加了1.7g,則反應(yīng)

速率為()

A.U(NHB)=0.1mol-L'-min1

B.U(N2)=0.02mol-L'-min1

-1

C.V(H2)=0.015mol-L-'-min

D.U(NH3)=0.17mol-L'-min1

[解析]根據(jù)題意知,5min內(nèi)氨的質(zhì)量增加了1.7g,物質(zhì)的量增加0.1mol,"N%)

=△〃/(%〃)=/&3一=0.0]mol-Lmin利用化學(xué)反應(yīng)速率之比等于對(duì)應(yīng)

-l-1-

物質(zhì)的化學(xué)計(jì)量數(shù)之比計(jì)算得v(N2)=0.005molLmin,v(H2)=0.015mol-L

'-min1,C項(xiàng)正確。

[答案]C

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()

產(chǎn)

H

的2

的溫

溶液

積③

表面

條的

②鎂

濃度

酸的

①鹽

濃度

廠的

④C

B.③

A.①

D.②

C.①

2+

+

關(guān),

+有

與H

t,

+H

g

=M

2H

Mg+

式為

方程

離子

應(yīng)的

酸反

與鹽

]鎂

[解析

2

大,

應(yīng)最

速率

,反應(yīng)

最大

濃度

H+的

始時(shí)

剛開

中,

反應(yīng)

酸的

與鹽

。在鎂

無關(guān)

與C「

應(yīng)的

化學(xué)反

,隨著

增大

還會(huì)

速率

反應(yīng)

化學(xué)

高,

度升

應(yīng),溫

熱反

為放

反應(yīng)

于此

但由

慢。

漸減

又逐

速率

反應(yīng)

,化學(xué)

減小

逐漸

濃度

,H+

進(jìn)行

]C

[答案

,物

應(yīng)時(shí)

學(xué)反

生化

質(zhì)發(fā)

態(tài)物

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