學(xué)案化學(xué)反應(yīng)速率與反應(yīng)限度1化學(xué)反應(yīng)速率影響化學(xué)反應(yīng)速率的因素

7/7化學(xué)反應(yīng)速率與反應(yīng)限度【第一學(xué)時】【學(xué)習內(nèi)容】化學(xué)反應(yīng)速率影響化學(xué)反應(yīng)速率的因素【學(xué)習目標】1．能從內(nèi)因、外因兩個方面認識化學(xué)反應(yīng)速率。2．學(xué)會運用控制變量方法研究影響化學(xué)反應(yīng)速率的因素。3．初步建立變化觀念與平衡思想，能運用動態(tài)平衡的觀點看待和分析化學(xué)變化。4．認識化學(xué)反應(yīng)速率的研究在生產(chǎn)、生活中的重要作用。【學(xué)習重難點】1．能從內(nèi)因、外因兩個方面認識化學(xué)反應(yīng)速率。2．學(xué)會運用控制變量方法研究影響化學(xué)反應(yīng)速率的因素。【學(xué)習過程】一、【知識梳理】（一）化學(xué)反應(yīng)速率1．化學(xué)反應(yīng)速率及其表示方法（1）概念：化學(xué)反應(yīng)的快慢通常用化學(xué)反應(yīng)速率來定量表示。（2）表示方法：可用單位時間內(nèi)反應(yīng)物濃度的減少或者生成物濃度的增加(均取正值)來表示。（3）計算：表達式為v＝eq\f(Δc,Δt)或v＝eq\f(Δn,V·Δt)。式中：Δc為濃度的變化量，一般以mol·L－1為單位；Δt為時間，一般以s或min為單位。（4）常用單位：mol·L－1·s－1或mol·L－1·min－1。2．規(guī)律對于同一反應(yīng)，用不同的物質(zhì)來表示反應(yīng)速率，其比值一定等于化學(xué)方程式中相應(yīng)的化學(xué)計量數(shù)之比。如對于反應(yīng)：mA(g)＋nb(g)pC(g)＋qD(g)，v（A）∶v（B）∶v（C）∶v（D）＝m∶n∶p∶q。微點撥：（1）一個確定的化學(xué)反應(yīng)涉及反應(yīng)物、生成物等多種物質(zhì)，因而定量表示一個化學(xué)反應(yīng)的反應(yīng)速率時，必須指明是用哪一種反應(yīng)物或哪一種生成物來表示。（2）無論是用某一反應(yīng)物表示還是用某一生成物表示，其化學(xué)反應(yīng)速率都取正值，而且是某一段時間內(nèi)的平均速率，不是某一時刻的瞬時速率。（3）在一定溫度下，對于固體和純液體物質(zhì)來說，其單位體積里的物質(zhì)的量不會改變，即它們的物質(zhì)的量濃度為常數(shù)，故一般不用固體或純液體物質(zhì)來表示反應(yīng)速率。微思考：在體積為100mL的溶液中，發(fā)生下列反應(yīng)：16H＋＋2MnO4-＋10Br－===2Mn2＋＋5Br2＋8H2O。已知，反應(yīng)開始時，Br－的物質(zhì)的量為0.01mol；經(jīng)過10s后，Br－的物質(zhì)的量變?yōu)?.002mol。假設(shè)反應(yīng)過程中溶液的體積保持不變，則在這10s內(nèi)，Br－消耗的平均速率是多少？（二）影響化學(xué)反應(yīng)速率的因素1．【基礎(chǔ)實驗】化學(xué)反應(yīng)速率的影響因素實驗1．催化劑對化學(xué)反應(yīng)速率的影響實驗操作實驗現(xiàn)象①有少量氣泡出現(xiàn)②產(chǎn)生大量氣泡實驗結(jié)論MnO2可以使H2O2分解的速率加快微點撥：催化劑有正、負之分，正催化劑能加快反應(yīng)速率，負催化劑減慢反應(yīng)速率，不特別指明的條件下，均指正催化劑。催化劑只對某一特定反應(yīng)具有催化作用，即有專一性。實驗2．溫度對化學(xué)反應(yīng)速率的影響實驗操作試管中均為5mL12%的H2O2溶液實驗現(xiàn)象①產(chǎn)生氣泡速率較慢②產(chǎn)生氣泡速率較快實驗結(jié)論其他條件相同時，用水浴加熱，化學(xué)反應(yīng)速率增大，常溫，化學(xué)反應(yīng)速率減小實驗3．濃度對化學(xué)反應(yīng)速率的影響實驗操作實驗現(xiàn)象①產(chǎn)生氣泡速率較慢②產(chǎn)生氣泡速率較快實驗結(jié)論其他條件相同時，增大濃度，化學(xué)反應(yīng)速率增大，減小濃度，化學(xué)反應(yīng)速率減小實驗4．反應(yīng)物狀態(tài)對化學(xué)反應(yīng)速率的影響實驗操作取兩支試管，向其中一支加入約5g塊狀大理石，另一支加入約5g粉末狀大理石，再各加入5mL4mol·L－1鹽酸，觀察并記錄實驗現(xiàn)象現(xiàn)象與結(jié)論塊狀大理石與鹽酸反應(yīng)的速率較慢，粉末狀大理石與鹽酸反應(yīng)的速率快，說明增大反應(yīng)物的接觸面積，能增大反應(yīng)速率微點撥：影響化學(xué)反應(yīng)速率的因素除溫度、催化劑和反應(yīng)物濃度外，還有反應(yīng)物的狀態(tài)、固體的表面積等許多因素。2．控制變量法受多因素影響的問題每次只改變其中的一個因素，而控制其余幾個因素不變，研究被改變的因素對事物發(fā)展的影響。這樣，就將多因素問題拆解為多個單因素問題分別開展研究，化繁為簡，再進行綜合分析，最后得出結(jié)論。這種方法稱為控制變量法。二、初試身手（一）自主診斷1．判斷正誤(正確的打“√”，錯誤的打“×”)（1）對于任何化學(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v＝eq\f(Δc,Δt)計算平均速率，用反應(yīng)物表示為正值，用生成物表示為負值。 (×)（3）化學(xué)反應(yīng)速率為0.8mol·L－1·s－1是指1s時某物質(zhì)的濃度為0.8mol·L－1。 (×)（4）升溫時不論吸熱反應(yīng)還是放熱反應(yīng)，反應(yīng)速率都增大。 （√）2．在某一化學(xué)反應(yīng)中，反應(yīng)物A的濃度在10s內(nèi)從0.8mol·L－1變?yōu)?.2mol·L－1，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－1·s－1C．0.06mol·L－1·s－1 D．0.06mol·L－1·min－1C【10s內(nèi)A的化學(xué)反應(yīng)速率為(0.8mol·L－1－0.2mol·L－1)÷10s＝0.06mol·L－1·s－1?！?．反應(yīng)A＋3B2C＋2D在四種不同情況下的反應(yīng)速率分別為①v（A）＝0.15mol/(L·s)②v（B）＝0.6mol/(L·s)③v（C）＝0.4mol/(L·s)④v（D）＝0.45mol/(L·s)，該反應(yīng)進行的快慢順序為______________________________。【答案】④＞③＝②＞①（二）合作探究1．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①v（A）＝0.6mol·L－1·min－1；②v（B）＝0.45mol·L－1·min－1；③v（C）＝0.015mol·L－1·min－1；④v（D）＝0.45mol·L－1·min－1。則此反應(yīng)在不同條件下進行最快的是()A．②③ B．①③C．②④ D．②D【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)計量數(shù)之比，即v（A）∶v（B）∶v（C）∶v（D）＝3∶1∶2∶2，則用A表示的化學(xué)反應(yīng)速率分別為：①中v（A）＝0.6mol·L－1·min－1；②中v（A）＝3v（B）＝0.45mol·L－1·min－1×3＝1.35mol·L－1·min－1；③中v（A）＝eq\f(3,2)v（C）＝eq\f(3,2)×0.015mol·L－1·min－1＝0.0225mol·L－1·min－1；④中v（A）＝eq\f(3,2)v（D）＝eq\f(3,2)×0.45mol·L－1·min－1＝0.675mol·L－1·min－1．所以在不同條件下，進行最快的是②，D項正確?！?．反應(yīng)4NH3(g)＋5O2(g)4NO(g)＋6H2O(g)在10L密閉容器中進行，半分鐘后，水蒸氣的物質(zhì)的量增加了0.45mol，則此反應(yīng)的速率可表示為()A．v(NH3)＝0.01mol·L－1·s－1B．v(O2)＝0.001mol·L－1·s－1C．v(NO)＝0.001mol·L－1·s－1D．v(H2O)＝0.045mol·L－1·s－1C【根據(jù)化學(xué)反應(yīng)速率的計算公式：v(H2O)＝0.45mol/(10L×30s)＝0.0015mol·L－1·s－1，則v(NH3)＝v(NO)＝eq\f(4,6)v(H2O)＝0.001mol·L－1·s－1，v(O2)＝eq\f(5,6)v(H2O)＝0.00125mol·L－1·s－1。】3．NO和CO都是汽車尾氣里的有害物質(zhì)，它們能緩慢地起反應(yīng)生成氮氣和二氧化碳氣體：2NO＋2CO===N2＋2CO2．對此反應(yīng)，下列敘述正確的是()A．使用催化劑能加快反應(yīng)速率B．壓強增大不影響化學(xué)反應(yīng)速率C．冬天氣溫低，反應(yīng)速率降低，對人體危害減小D．無論外界條件怎樣改變，均對此化學(xué)反應(yīng)的速率無影響A【使用(正)催化劑能加快反應(yīng)速率，A正確；增大壓強反應(yīng)速率增大，B錯誤；冬天氣溫低，反應(yīng)速率降低，因為NO、CO都有毒，對人類危害增大，C錯誤；改變溫度、壓強等外界條件，化學(xué)反應(yīng)速率會改變，D錯誤。】4．反應(yīng)3Fe(s)＋4H2O(g)eq\o(=====,\s\up10(高溫))Fe3O4(s)＋4H2(g)在一可變?nèi)莘e的密閉容器中進行，試回答：（1）增加Fe的量，其反應(yīng)速率________(填“增大”“不變”或“減小”，下同)。（2）將容器的體積縮小一半，其反應(yīng)速率________。（3）保持體積不變，充入N2使體系壓強增大，其反應(yīng)速率_______。（4）保持壓強不變，充入N2使容器的體積增大，其反應(yīng)速率_____?！窘馕觥浚?）由于Fe是固體，改變Fe的量，反應(yīng)物濃度不變，故反應(yīng)速率不變。（2）將容器體積縮小一半，則反應(yīng)物濃度增大，故反應(yīng)速率增大。（3）容器體積不變，充入N2，反應(yīng)物濃度不變，故反應(yīng)速率不變。（4）保持容器內(nèi)壓強不變，充入N2容器體積增大，即反應(yīng)物和生成物濃度均減小，故反應(yīng)速率減小。【答案】（1）不變（2）增大（3）不變（4）減小【精煉反饋】1．下列關(guān)于化學(xué)反應(yīng)速率的說法不正確的是()A．化學(xué)反應(yīng)速率是衡量化學(xué)反應(yīng)進行快慢程度的物理量B．化學(xué)反應(yīng)速率的大小主要取決于反應(yīng)物的性質(zhì)C．化學(xué)反應(yīng)速率可以用單位時間內(nèi)生成某物質(zhì)的質(zhì)量的多少來表示D．化學(xué)反應(yīng)速率常用單位有mol·L－1·s－1和mol·L－1·min－1C【化學(xué)反應(yīng)速率用單位時間內(nèi)反應(yīng)物或生成物的濃度變化來表示，而不采用物質(zhì)的質(zhì)量或物質(zhì)的量來表示。】2．將4molA和2molB在2L的密閉容器中混合，并在一定條件下發(fā)生如下反應(yīng)：2A(s)＋B(g)2C(g)，反應(yīng)2s后測得C的濃度為0.6mol·L－1。下列說法正確的是()A．用物質(zhì)A表示2s內(nèi)的平均反應(yīng)速率為0.3mol·L－1·s－1B．用物質(zhì)B表示2s內(nèi)的平均反應(yīng)速率為0.6mol·L－1·s－1C．2s時v（C）＝0.3mol·L－1·s－1D．2s時物質(zhì)B的濃度為0.7mol·L－1D【不能用固體物質(zhì)的濃度表示化學(xué)反應(yīng)速率，A錯誤；化學(xué)反應(yīng)速率是平均值不是瞬時值，C錯誤；據(jù)題目條件知v（C）＝0.6mol·L－1÷2s＝0.3mol·L－1·s－1，則v（B）＝0.3mol·L－1·s－1÷2＝0.15mol·L－1·s－1，則2s時物質(zhì)B的濃度為2mol÷2L－0.6mol·L－1÷2＝0.7mol·L－1，B錯誤，D正確?！?．在反應(yīng)：C(s)＋CO2(g)===2CO(g)中，可使反應(yīng)速率增大的措施是()①增大壓強②升高溫度③通入CO2④增加碳的量⑤用等量炭粉代替焦炭A．①②③ B．②③④⑤C．①②③⑤ D．②③④C【因為碳是固體，只增加它的量，不能加快反應(yīng)速率，但是若用炭粉代替焦炭，能增大與CO2的接觸面積，故反應(yīng)速率加快。】4．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()①鹽酸的濃度②鎂條的表面積③溶液的溫度④Cl－的濃度A．①④ B．③④C．①③ D．②③C【鎂與鹽酸反應(yīng)的離子方程式為Mg＋2H＋===Mg2＋＋H2↑，與H＋有關(guān)，與Cl－無關(guān)。在鎂與鹽酸的反應(yīng)中，剛開始時H＋的濃度最大，反應(yīng)速率應(yīng)最大，但由于此反應(yīng)為放熱反應(yīng)，溫度升高，化學(xué)反應(yīng)速率還會增大，隨著化學(xué)反應(yīng)的進行，H＋濃度逐漸減小，化學(xué)反應(yīng)速率又逐漸減慢?！?．某溫度下，在2L密閉容器中，X、Y、Z三種氣態(tài)物質(zhì)發(fā)生化學(xué)反應(yīng)時，物質(zhì)的量隨時間變化的關(guān)系曲線如圖所示：（1）由圖中的數(shù)據(jù)分析，該反應(yīng)的化學(xué)方程式為_____________________________________________________________________________________。（2）5min內(nèi)用Z表示的平均反應(yīng)速率為________。（3）