2024-2025學(xué)年新教材高中化學(xué)第六章化學(xué)反應(yīng)與能量第2節(jié)第1課時化學(xué)反應(yīng)的速率學(xué)案新人教版必修2

PAGE1-第1課時化學(xué)反應(yīng)的速率學(xué)習(xí)目標(biāo)核心素養(yǎng)1．通過對反應(yīng)平均速率的學(xué)習(xí)，了解化學(xué)反應(yīng)平均速率的表示方法。2．通過試驗(yàn)探究，了解影響化學(xué)反應(yīng)速率的因素，能從化學(xué)反應(yīng)快慢的角度說明生產(chǎn)、生活中簡潔的化學(xué)現(xiàn)象。宏觀辨識與微觀探析：能從宏觀角度相識化學(xué)反應(yīng)的快慢。變更觀念和平衡思想：相識反應(yīng)條件對化學(xué)反應(yīng)速率的影響，能運(yùn)用化學(xué)反應(yīng)原理分析影響化學(xué)變更的因素，初步學(xué)會運(yùn)用變量限制的方法探討化學(xué)反應(yīng)科學(xué)探究和創(chuàng)新意識：能對化學(xué)反應(yīng)速率的影響因素提出可能的假設(shè)，依據(jù)假設(shè)設(shè)計試驗(yàn)方案，完成試驗(yàn)操作，基于試驗(yàn)事實(shí)得出結(jié)論，提出自己的看法。新課情景呈現(xiàn)日常生活和生產(chǎn)中我們會遇到許多化學(xué)反應(yīng)，有的反應(yīng)進(jìn)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)，有的則須要上億年的時間(如煤、石油的形成)。所以有的化學(xué)反應(yīng)進(jìn)行得快，有的化學(xué)反應(yīng)進(jìn)行得慢，那么我們在日常生活中怎樣推斷一個化學(xué)反應(yīng)的快慢呢？我們?nèi)绾文芨淖兏鼘W(xué)反應(yīng)的快慢呢？課前素能奠基新知預(yù)習(xí)一、化學(xué)反應(yīng)速率的含義及表示方法：eq\x(含義)—eq\a\vs4\al(表示化學(xué)反應(yīng)進(jìn)行__快慢__的物理量)|eq\x(表示方法)—eq\a\vs4\al(單位時間內(nèi)反應(yīng)物濃度的__削減量__或生成物濃度,的__增加量__)|eq\x(表達(dá)式)—__v＝eq\f(Δc,Δt)__|eq\x(單位)—eq\a\vs4\al(__mol·L－1·s－1__或__mol·L－1·min－1__)|eq\x(實(shí)例)—eq\a\vs4\al(某反應(yīng)物在5min內(nèi)由6mol·L－1變成2mol·L－1，則vH2＝,__0.8mol·L－1·min－1__)點(diǎn)撥：(1)在肯定溫度下，固體和純液體的濃度是恒定常數(shù)，故不能用固體和純液體物質(zhì)表示化學(xué)反應(yīng)速率。(2)在同一化學(xué)反應(yīng)里，用不同的物質(zhì)表示的反應(yīng)速率數(shù)值可能不同，但意義相同。(3)化學(xué)反應(yīng)速率是一段時間內(nèi)的平均反應(yīng)速率，而不是瞬時速率。二、影響化學(xué)反應(yīng)速率的因素：1．內(nèi)因：影響化學(xué)反應(yīng)速率的主要因素是反應(yīng)物本身的性質(zhì)。2．外因：(1)試驗(yàn)探究：①催化劑的影響：試驗(yàn)操作試驗(yàn)現(xiàn)象__加入FeCl3溶液產(chǎn)生氣泡的速率明顯加快__試驗(yàn)結(jié)論__催化劑可以加快反應(yīng)速率__②溫度的影響：試驗(yàn)操作試驗(yàn)現(xiàn)象__浸在熱水里的試管中產(chǎn)生氣泡的速率明顯快于浸在冷水中的試管__試驗(yàn)結(jié)論__溫度越高速率越快__③濃度的影響：試驗(yàn)操作試驗(yàn)現(xiàn)象__不加水的試管中產(chǎn)生氣泡的速率更快__試驗(yàn)結(jié)論__濃度越大反應(yīng)速率越快__(2)外界因素對速率的影響：其他條件不變時，變更某一條件：影響因素速率變更催化劑__加快__溫度上升__加快__降低__降低__濃度增大__加快__減小__降低__壓強(qiáng)(對有氣體參與的反應(yīng))增大(縮小容器體積)__加快__減小(增大容器體積)__降低__預(yù)習(xí)自測1．關(guān)于化學(xué)反應(yīng)速率的說法正確的是(D)A．化學(xué)反應(yīng)速率可表示反應(yīng)進(jìn)行的程度B．化學(xué)反應(yīng)速率是指肯定時間內(nèi)，任何一種反應(yīng)物濃度的削減或任何一種生成物濃度的增加C．對于任何化學(xué)反應(yīng)來說，反應(yīng)速率越快，反應(yīng)現(xiàn)象就越明顯D．依據(jù)反應(yīng)速率的大小可知化學(xué)反應(yīng)進(jìn)行的相對快慢解析：化學(xué)反應(yīng)速率表示反應(yīng)進(jìn)行的快慢，不能表示反應(yīng)進(jìn)行的程度，A錯誤；反應(yīng)中固體和純液體不能表示反應(yīng)速率，B錯誤；酸堿中和反應(yīng)，如鹽酸和NaOH溶液的反應(yīng)瞬間完成，速率大，但現(xiàn)象不明顯，C錯誤；化學(xué)反應(yīng)速率的大小是衡量反應(yīng)快慢的物理量，D正確。2．對于化學(xué)反應(yīng)3W(g)＋2X(g)=4Y(g)＋3Z(g)，下列反應(yīng)速率關(guān)系中，正確的是(C)A．v(W)＝3v(Z) B．2v(X)＝3v(Z)C．2v(X)＝v(Y) D．3v(W)＝2v(X)解析：化學(xué)反應(yīng)中，用不同物質(zhì)表示的反應(yīng)速率與方程式對應(yīng)物質(zhì)系數(shù)成正比，只有C項(xiàng)正確。3．下列有關(guān)化學(xué)反應(yīng)速率的說法中正確的是(A)A．氫氣與氮?dú)饽軌蚓徛胤磻?yīng)生成氨氣，運(yùn)用合適的催化劑可以提高化學(xué)反應(yīng)速率B．等質(zhì)量的鋅粉和鋅片與相同體積、相同濃度的鹽酸反應(yīng)，反應(yīng)速率相等C．用鐵片與硫酸制備氫氣時，濃硫酸可以加快產(chǎn)生氫氣的速率D．增大反應(yīng)CO2(g)＋H2(g)CO(g)＋H2O(g)的壓強(qiáng)，反應(yīng)速率不變解析：運(yùn)用合適催化劑能加快反應(yīng)速率，A項(xiàng)正確；鋅粉與鋅片接觸面積不相等，速率不同，B項(xiàng)錯誤；常溫下，鐵遇濃硫酸發(fā)生鈍化且不生成氫氣，C項(xiàng)錯誤；對有氣體參與的反應(yīng)，加壓時速率增大，D項(xiàng)錯誤。4．硝酸是工業(yè)生產(chǎn)中的重要原料，工業(yè)制備硝酸的流程為NH3→NO→NO2→HNO3．其中一個重要反應(yīng)4NH3(g)＋5O2(g)=4NO(g)＋6H2O(g)在10L密閉容器中進(jìn)行，半分鐘后，水蒸氣的物質(zhì)的量增加了0.45mol，則此反應(yīng)的速率v(X)(反應(yīng)物的消耗速率或產(chǎn)物的生成速率)可表示為(C)A．v(NH3)＝0.010mol·L－1·s－1B．v(O2)＝0.0010mol·L－1·s－1C．v(NO)＝0.0010mol·L－1·s－1D．v(H2O)＝0.045mol·L－1·s－1解析：反應(yīng)中用不同物質(zhì)表示的速率比與方程式中對應(yīng)物質(zhì)系物成正比，因v(H2O)＝eq\f(0.45mol,10L×30s)＝0.0015mol·L－1·s－1v(NH3)＝v(NO)＝0.0015mol·L－1·s－1×eq\f(4,6)＝0.001mol·L－1·s－1v(O2)＝0.0015mol·L－1·s－1×eq\f(5,6)＝0.00125mol·L－1·s－1，只有C項(xiàng)正確。5．古代皇室專用版冰箱——“冰鑒”。在周朝的時候，古人就獨(dú)創(chuàng)了一種東西，特地用來保存“冰”。最起先的時候，冰鑒只是用來保存冰，讓皇帝解暑用的，而到了后面，有個御膳房的廚師發(fā)覺：在北方，冬天下雪的時候，寒氣可以讓食物“更許久”的保鮮，而冰也是一種寒氣，所以就獨(dú)創(chuàng)了用冰鑒進(jìn)行保鮮。(1)古代的“冰鑒”和現(xiàn)代的冰箱能夠較長時間保存食物的原理是什么？__通過降低溫度，降低化學(xué)反應(yīng)的速率，起到延長食品保存時間的作用。__(2)生活中用煤粉代替煤塊并向爐膛鼓風(fēng)，可以使?fàn)t火更旺，原理是什么？__增大煤與空氣的接觸面積，加快反應(yīng)速率。__課堂素能探究化學(xué)反應(yīng)速率的正確理解與比較,學(xué)問點(diǎn)問題探究1．鋅與稀硫酸反應(yīng)制取氫氣反應(yīng)中，哪些物質(zhì)可以表示該反應(yīng)的速率？提示：硫酸、硫酸鋅。硫酸、硫酸鋅溶解于水中，濃度可以表示；鋅是固體，濃度幾乎不變；由于氫氣脫離了溶液，故其濃度無法表示。2．對于反應(yīng)3A(g)＋B(g)=2C(g)＋2D(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；則該反應(yīng)在條件①的速率比條件②的速率快嗎？提示：同一個化學(xué)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(xué)反應(yīng)的反應(yīng)速率的相對大小時，不能干脆比較數(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。將條件①的速率換算成用B表示的速率為v(B)＝0.2mol·L－1·min－1，即條件②的速率比條件①的速率快。學(xué)問歸納總結(jié)1．正確理解化學(xué)反應(yīng)速率2．化學(xué)反應(yīng)速率的比較方法：(1)歸一法：(2)比值法：比較化學(xué)反應(yīng)速率與化學(xué)計量數(shù)的比值。如反應(yīng)aA＋bBcC，要比較v(A)與v(B)的相對大小：若eq\f(vA,a)>eq\f(vB,b)→v(A)>v(B)3．化學(xué)反應(yīng)速率的計算：(1)公式法：v(A)＝eq\f(ΔcA,Δt)＝eq\f(ΔnA,V·Δt)(2)“三段式”法：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、某時刻量。③依據(jù)已知條件列方程式計算。例如，反應(yīng)mA＋nBpCt0s/mol·L－1 a b轉(zhuǎn)化/mol·L－1 x eq\f(nx,m) eq\f(px,m)t1s/mol·L－1 a－x b－eq\f(nx,m) eq\f(px,m)則：v(A)＝eq\f(x,t1－t0)mol·L－1·s－1、v(B)＝eq\f(nx,mt1－t0)mol·L－1·s－1、v(C)＝eq\f(px,mt1－t0)mol·L－1·s－1。┃┃典例剖析__■典例1肯定溫度下，向容積為2L的密閉容器中通入兩種氣體發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，反應(yīng)中各物質(zhì)的物質(zhì)的量變更如圖所示，下列對該反應(yīng)的推斷合理的是(C)A．該反應(yīng)的化學(xué)方程式為3B＋4D6A＋2CB．反應(yīng)進(jìn)行到1s時，v(A)＝v(D)C．反應(yīng)進(jìn)行到6s時，B的平均反應(yīng)速率為0.05mol·L－1·s－1D．反應(yīng)進(jìn)行到6s時，各物質(zhì)的反應(yīng)速率相等解析：由圖知，A、D分別增加了1.2mol和0.4mol，B、C分別削減了0.6mol和0.8mol，所以A、D為生成物，B、C為反應(yīng)物，A、B、C、D變更的物質(zhì)的量比為6∶3∶4∶2，反應(yīng)方程式為3B＋4C=6A＋2D，A錯；反應(yīng)到1s時，v(A)＝0.3mol·L－1·s－1，v(D)＝0.1mol·L－1·s－1，B錯；反應(yīng)到6s時，v(B)＝0.05mol·L－1·s－1，C正確；由于方程式中各物質(zhì)系數(shù)不相等，用各物質(zhì)表示的反應(yīng)速率也不相等，D錯。┃┃變式訓(xùn)練__■1．在2A＋B=3C＋4D反應(yīng)中，表示該反應(yīng)速率最快的是(B)A．v(A)＝0.5mol·L－1·s－1B．v(B)＝0.3mol·L－1·s－1C．v(C)＝0.8mol·L－1·s－1D．v(D)＝1mol·L－1·s－1解析：反應(yīng)速率之比等于化學(xué)計量數(shù)之比，則化學(xué)反應(yīng)速率與化學(xué)計量數(shù)的比值越大，反應(yīng)速率越快，A．eq\f(0.5,2)＝0.25；B．eq\f(0.3,1)＝0.3；C．eq\f(0.8,3)＝0.267；D．eq\f(1,4)＝0.25；所以反應(yīng)速率大小依次為B>C>A＝D，反應(yīng)速率最快的是B?；瘜W(xué)反應(yīng)速率的影響因素,學(xué)問點(diǎn)問題探究1．試驗(yàn)室常用30%左右的硫酸與足量的鋅粒反應(yīng)制取H2，當(dāng)反應(yīng)一段時間后，氣泡變得稀有了，假如添加一些適當(dāng)濃度的硫酸溶液到反應(yīng)容器中，氣泡又會重新增多起來，緣由是什么？提示：反應(yīng)的離子方程式為Zn＋2H＋=Zn2＋＋H2↑。c(H＋)的大小影響著該反應(yīng)的反應(yīng)速率。氣泡變稀有了，是因?yàn)閏(H＋)減小了，反應(yīng)速率減慢。添加一些適當(dāng)濃度的硫酸溶液，由于溶液中c(H＋)又快速增大，因而反應(yīng)速率加快，產(chǎn)生氣泡的速率又加快了。2．在恒壓條件下，發(fā)生反應(yīng)N2(g)＋3H2(g)2NH3(g)，向容器中通入氦氣，化學(xué)反應(yīng)速率如何變更？提示：減小?？倝簭?qiáng)不變，通入氦氣體積增大，反應(yīng)物的濃度減小，反應(yīng)速率減小。3．在恒容條件下，發(fā)生反應(yīng)N2(g)＋3H2(g)2NH3(g)，向容器中通入氦氣，化學(xué)反應(yīng)速率如何變更？提示：不變。容器體積不變，通入氦氣，反應(yīng)物的濃度不變，反應(yīng)速率不變。學(xué)問歸納總結(jié)1．內(nèi)因2．外因在其他條件相同時，變更某一條件：影響因素影響結(jié)果濃度增大反應(yīng)物的濃度，速率加快；減小反應(yīng)物的濃度，速率減慢溫度上升溫度，速率加快；降低溫度，速率減慢壓強(qiáng)增大氣態(tài)反應(yīng)物的壓強(qiáng)，速率加快；減小氣態(tài)反應(yīng)物的壓強(qiáng)，速率減慢催化劑運(yùn)用催化劑能極大地加快反應(yīng)速率固體反應(yīng)物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；減小固體反應(yīng)物的表面積，化學(xué)反應(yīng)速率減慢其他形成原電池、運(yùn)用合適的溶劑等也影響化學(xué)反應(yīng)速率點(diǎn)撥：(1)由于增大反應(yīng)物濃度造成的反應(yīng)速率減慢，此時要考慮常溫下鐵和鋁在濃硫酸和濃硝酸中的鈍化。例如，鐵和稀硫酸生成氫氣的反應(yīng)，若將稀硫酸換成濃硫酸，發(fā)生鈍化，反應(yīng)不進(jìn)行。(2)中學(xué)階段一般只探討其他條件相同時，變更一個條件對化學(xué)反應(yīng)速率的影響。┃┃典例剖析__■典例2下列條件下的反應(yīng)，放出氫氣最快的是(B)金屬(相同粉末狀)和物質(zhì)的量(mol)酸的濃度和體積(mL)反應(yīng)溫度AFe0.13mol·L－1HCl1020℃BAl0.13mol·L－1HCl1020℃CCu0.14mol·L－1H2SO41020℃DMg0.16mol·L－1HNO3(稀)1020℃解析：因確定化學(xué)反應(yīng)速率的因素是反應(yīng)物本身的性質(zhì)，在上述金屬中鎂的活潑性最強(qiáng)，但硝酸與金屬反應(yīng)得不到氫氣，4mol·L－1H2SO4中氫離子的濃度為8mol·L－1，但Cu不與稀硫酸反應(yīng)，金屬與酸反應(yīng)的本質(zhì)是與氫離子反應(yīng)，3mol·L－1HCl中氫離子的濃度為3mol·L－1，Al比Fe活潑，所以放出氫氣最快的是Al。┃┃變式訓(xùn)練__■2．下列條件肯定能使化學(xué)反應(yīng)速率增大的是(A)①增加反應(yīng)物的物質(zhì)的量②上升溫度③縮小反應(yīng)容器的體積④加入生成物A．只有② B．②③C．①② D．全部解析：若增加固體反應(yīng)物的物質(zhì)的量，不會引起速率變更，①錯；升溫會使全部反應(yīng)速率加快，②正確；縮小反應(yīng)容器的體積，即增大壓強(qiáng)，僅適用于有氣體參與的反應(yīng)，③錯；加入固體生成物，不會引起速率變更，④錯；所以選A。名師博客呈現(xiàn)1．分析影響化學(xué)反應(yīng)速率因素的一般步驟