高中化学专题2化学反应与能量变化第一单元化学反应速率与反应限度第1课时教学案苏教版必修22.docx
《高中化学专题2化学反应与能量变化第一单元化学反应速率与反应限度第1课时教学案苏教版必修22.docx》由会员分享，可在线阅读，更多相关《高中化学专题2化学反应与能量变化第一单元化学反应速率与反应限度第1课时教学案苏教版必修22.docx（19页珍藏版）》请在冰点文库上搜索。
高中化学专题2化学反应与能量变化第一单元化学反应速率与反应限度第1课时教学案苏教版必修22
第1课时 化学反应的速率
知识条目
必考要求
加试要求
1.化学反应速率及其简单计算
a
b
2.影响化学反应速率的因素，控制反应条件在生产和科学研究中的作用
a
b
能力要求
1.通过实验认识化学反应速率及其影响因素。
2.能进行化学反应速率的计算、转化与比较，学会控制化学反应速率的常用方法。
一、化学反应速率
1．观察下列图片，说说哪些图片表示的过程中化学反应较快？
哪些表示的化学反应较慢？
答案 火箭发射、汽油的燃烧过程中化学反应较快；溶洞的形成、铁制品生锈过程中化学反应较慢。
2．如何定性判断下列化学反应进行的快慢？
（1）Zn＋H2SO4===ZnSO4＋H2↑
（2）Ca（OH）2＋CO2===CaCO3↓＋H2O
（3）Fe3＋＋3SCN－===Fe（SCN）3
答案 常通过化学反应现象变化的快慢来定性判断化学反应速率的快慢：
（1）观察气泡逸出的快慢；
（2）观察沉淀产生的快慢；（3）观察溶液颜色变化的快慢。
3．化学反应速率
（1）概念：
化学反应速率是用来衡量化学反应过程进行快慢程度的物理量。
（2）表示方法：
通常用单位时间内反应物浓度的减少或生成物浓度的增加（均取正值）来表示。
（3）计算：
表达式为v＝
或v＝
。
式中：
Δc为浓度的变化量，一般以mol·L－1为单位；Δt为时间，一般以s或min为单位。
（4）常用单位mol·L－1·s－1或mol·L－1·min－1。
4．在一个体积为2L的密闭容器中发生反应2SO2＋O22SO3，经过5s后，测得SO3的物质的量为0.8mol。
填写下表：
有关反
应物质
SO2
O2
SO3
物质的量浓度变化
0.4_mol·L－1
0.2_mol·L－1
0.4_mol·L－1
化学反
应速率
0.08_mol·L－1·s－1
0.04_mol·L－1·s－1
0.08_mol·L－1·s－1
化学反应速率之比
2∶1∶2
5.某一化学反应在第5s时的反应速率是0.2mol·L－1·s－1的说法正确吗？
答案 不正确。
通常所说的化学反应速率是指一段时间内的平均反应速率，而不是某一时刻的瞬时速率。
6．一个化学反应的速率可以用任何一种反应物或生成物来表示吗？
答案 由于Δc表示的是物质的物质的量浓度的变化，而固态物质和纯液态物质的浓度在一定温度下是常数，所以这种表示化学反应速率的方法不适合固态物质和纯液态物质。
1.表示化学反应速率时，必须指明具体的物质，因为同一化学反应，用不同的物质表示的反应速率，其数值可能不同。
例如，化学反应N2＋3H22NH3，用H2表示该反应的反应速率时应写成v（H2）。
2．对于有固体或纯液体参加的反应，由于固体或纯液体的浓度为一常数，即Δc＝0（无意义），所以不用固体或纯液体表示反应速率。
3．对于一个具体的化学反应，反应物和生成物的物质的量的变化是按化学方程式中化学计量数之比进行的，所以化学反应中各物质的反应速率之比等于化学方程式中各物质的化学计量数之比。
对于反应aA＋bB===cC＋dD（A、B、C、D均不是固体或纯液体），v（A）∶v（B）∶v（C）∶v（D）＝Δn（A）∶Δn（B）∶Δn（C）∶Δn（D）＝Δc（A）∶Δc（B）∶Δc（C）∶Δc（D）＝a∶b∶c∶d。
4．在同一时间内的同一个化学反应里，虽然用不同物质表示的化学反应速率不一定相同，但它们表示的意义相同，即一种物质的化学反应速率就代表了整个化学反应的反应速率。
5．化学反应速率的计算模式
设amol·L－1、bmol·L－1分别为A、B两物质的起始浓度，mxmol·L－1为反应物A的转化浓度，nxmol·L－1为反应物B的转化浓度，则：
mA（g）＋nB（g）pC（g）＋qD（g）
起始浓度/mol·L－1ab00
变化浓度/mol·L－1mxnxpxqx
终态浓度/mol·L－1a－mxb－nxpxqx
1．下列关于化学反应速率的说法正确的是（ ）
A．对于任何化学反应来说，反应速率越大，反应现象就越明显
B．化学反应速率通常表示一定时间内任何一种反应物浓度的减少或任何一种生成物浓度的增加
C．化学反应速率为0.8mol·L－1·s－1是指1s时某物质的浓度为0.8mol·L－1
D．根据化学反应速率的大小可以知道化学反应进行的快慢
答案 D
解析 A项，化学反应速率越大，反应现象不一定越明显，如盐酸与氢氧化钠溶液的反应；B项，固体或纯液体的浓度可视为常数，一般不用固体或纯液体表示化学反应速率；C项，0.8mol·L－1·s－1表示1s的时间内，某物质的浓度变化了0.8mol·L－1；D项，化学反应速率就是表示化学反应进行快慢的物理量。
2．反应：
3A（g）＋B（g）===2C（g）＋2D（g），在不同条件下，用不同物质表示其反应速率，分别为
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，则此反应在不同条件下进行最快的是（ ）
A．②③B．①③C．②④D．②
答案 D
解析 化学反应速率之比等于化学反应方程式中的化学计量数之比，即v（A）∶v（B）∶v（C）∶v（D）＝3∶1∶2∶2，则用A表示的化学反应速率分别为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）＝
v（C）＝
×0.015mol·L－1·min－1＝0.0225mol·L－1·min－1；④中v（A）＝
v（D）＝
×0.45mol·L－1·min－1＝0.675mol·L－1·min－1；所以在不同条件下，进行最快的是②，D项正确。
思维启迪化学反应速率的转化、计算与比较
（1）计算速率时要把物质的量转化为浓度，同时注意时间及物质状态。
（2）在比较速率大小时要转化成同一种物质的速率，同时要注意时间的单位。
（3）用公式v＝
求算出的是一段时间内的平均速率。
二、影响化学反应速率的因素
1．温度对化学反应速率影响的探究
实验操作
试管中均为2～3mL相同浓度的滴有FeCl3溶液的H2O2溶液
实验现象
①产生气泡速率最慢
②产生气泡速率较快
③产生气泡速率最快
实验结论
对于反应2H2O2
2H2O＋O2↑来说，温度越高，H2O2的分解速率越快
2.催化剂对化学反应速率影响的探究
实验操作
实验现象
①有少量气泡出现
②产生大量气泡
③产生大量气泡
实验结论
MnO2、FeCl3可以使H2O2分解的速率加快
3.浓度对化学反应速率影响的探究
实验操作
实验现象
装有12%H2O2溶液的试管中先产生气泡
实验结论
增大反应物浓度能使H2O2分解速率加快
4.影响化学反应速率的因素除温度、催化剂和反应物浓度外，还有反应物的状态、固体的表面积、压强、溶剂、光照等许多因素。
人们可以通过这些因素来调控化学反应速率。
1.影响化学反应速率的主要因素（内因）
不同的化学反应，具有不同的反应速率，因此，参加反应的物质的性质是决定化学反应速率的主要因素。
2．影响化学反应速率的外界因素（外因）
（1）温度：
当其他条件不变时，升高温度，可以增大化学反应速率；降低温度，可以减小化学反应速率。
提醒：
不论是吸热反应还是放热反应，升高温度都能增大化学反应速率，故不能认为升高温度只会增大吸热反应的反应速率，如木炭燃烧是放热反应，温度越高，燃烧越快。
（2）催化剂：
当其他条件不变时，使用适当的催化剂通常能极大地加快化学反应速率。
（3）溶液的浓度：
当其他条件不变时，增大反应物的浓度，可以增大化学反应速率；减小反应物的浓度，可以减小化学反应速率。
（4）压强：
对于有气体参加的反应，当其他条件不变时，增大气体的压强，可以增大化学反应速率；减小气体的压强，可以减小化学反应速率。
（5）固体表面积：
固体颗粒越小，其单位质量的表面积越大，与其他反应物的接触面积越大，化学反应速率越大。
（6）反应物状态：
一般来说，配成溶液或反应物是气体，都能增大反应物之间的接触面积，有利于增大反应速率。
（7）形成原电池，可以增大氧化还原反应的反应速率。
3．把下列四种X溶液分别加入四个盛有10mL2mol·L－1盐酸的烧杯中，均加水稀释到50mL，此时，X和盐酸缓慢地进行反应，其中反应最快的是（ ）
A．10℃20mL3mol·L－1的X溶液
B．20℃30mL2mol·L－1的X溶液
C．20℃10mL4mol·L－1的X溶液
D．10℃10mL2mol·L－1的X溶液
答案 B
解析 在化学反应中，当其他条件不变时，浓度越大，反应速率越快；温度越高，反应速率越快。
本题中要综合考虑浓度和温度的影响。
先比较浓度的大小，这里的浓度应该是混合以后的浓度，由于混合后各烧杯中盐酸的浓度相等，因此只要比较X的浓度即可，X浓度越大，反应速率越快。
因为反应后溶液的体积均为50mL，所以X的物质的量越大，浓度就越大。
通过观察可知，混合后A、B选项中X的浓度相等，且比C、D两项的大，但B中温度更高，因此B的反应速率最大。
思维启迪 分析判断影响化学反应速率大小因素时应遵循以下思路
（1）先看内因
在内因不相同的情况下（即反应物不相同），只能根据反应事实及实验现象定性分析反应的快慢。
（2）内因相同时，再看外因
在内因相同的情况下（即反应物相同），可根据外界条件对反应速率的影响来定量判断反应速率的大小。
4．在下列事实中，判断什么因素影响了化学反应的速率。
（1）集气瓶中有H2和Cl2的混合气体，在瓶外点燃镁条时发生爆炸：
________________________________________________________________________。
（2）黄铁矿煅烧时需粉碎成细小的矿粒：
________________________________________________________________________。
（3）KI晶体和HgCl2晶体混合后无明显现象，若一起投入水中，很快生成红色的HgI2：
________________________________________________________________________。
（4）熔化的KClO3放出气泡很慢，撒入少量MnO2很快产生气体：
________________________________________________________________________。
（5）同浓度、同体积的盐酸中放入同样大小的锌粒和镁块，产生气体有快有慢：
________________________________________________________________________。
（6）同样大小的石灰石分别在0.1mol·L－1的盐酸和1mol·L－1的盐酸中反应速率不同：
________________________________________________________________________。
（7）夏天的食品易霉变，冬天就不易发生该现象：
____________________________________
________________________________________________________________________。
（8）葡萄糖在空气中燃烧时需要较高的温度，可是在人体内，正常体温（37℃）下，就可以被氧化，这是因为：
__________________________________________________________。
答案
（1）光
（2）反应物的表面积
（3）水作溶剂，增大了反应物的接触面积
（4）催化剂 （5）反应物本身的性质
（6）反应物的浓度 （7）反应温度
（8）人体内的生物酶起催化作用
解析 影响化学反应速率的因素除了浓度、温度、压强、催化剂以外，光、电磁波、超声波、反应物颗粒的大小、溶剂的性质等也会对化学反应速率产生影响。
1．下列关于化学反应速率的说法正确的是（ ）
A．化学反应速率是指一定时间内任何一种反应物浓度的减少或任何一种生成物浓度的增加
B．化学反应速率为“0.8mol·L－1·s－1”所表示的意思是时间为1s时，某物质的浓度为0.8mol·L－1
C．根据化学反应速率的大小可以知道化学反应进行的快慢
D．对于任何化学反应来说，反应速率越大，反应现象越明显
答案 C
解析 化学反应速率是指单位时间内反应物浓度的减少或生成物浓度的增加，是正值，是反应的平均速率，其中反应物和生成物为固体、纯液体时，其浓度都视为1，所以A、B错误；对于无明显现象的化学反应来说，无法通过现象比较反应速率的大小，所以D错误。
2．已知合成氨反应的浓度数据如下：
N2＋3H22NH3
N2
H2
NH3
起始浓度/mol·L－1
1.0
3.0
0
2s末浓度/mol·L－1
0.6
1.8
0.8
当用氨气浓度的增加来表示该化学反应的速率时，其速率为（ ）
A．0.2mol·L－1·s－1B．0.4mol·L－1·s－1
C．0.6mol·L－1·s－1D．0.8mol·L－1·s－1
答案 B
解析 v（NH3）＝
＝0.4mol·L－1·s－1，B项正确。
3．甲、乙两个容器内都进行A→B的反应，甲容器内每分钟减少4molA，乙容器内每分钟减少2molA，则甲容器内的反应速率比乙容器内的反应速率（ ）
A．快B．慢
C．相等D．无法判断
答案 D
解析 由v＝
可知，v与单位时间内反应物浓度或生成物浓度的变化量有关，未知反应容器的体积，故无法判断二者反应速率的相对快慢。
4．反应4A（s）＋3B（g）===2C（g）＋D（g），2min内B的浓度减少0.6mol·L－1。
对此化学反应速率表示正确的是（ ）
A．用A表示的反应速率是0.4mol·L－1·min－1
B．分别用B、C、D表示的反应速率之比是3∶2∶1
C．在2min末的反应速率，用B表示是0.3mol·L－1·min－1
D．在这2min内B和C两物质的浓度都是逐渐减小的
答案 B
解析 A为固体，一般不用固体表示反应速率，因为固体的浓度一般视为常数，A项错误；同一反应用不同物质表示的反应速率，其数值与方程式中化学计量数成正比，B项正确；v（B）＝0.3mol·L－1·min－1为平均值，并非2min末的速率，C项错误；B为反应物，C为生成物，两者不可能同时减小，D项错误。
5．某探究性学习小组用相同质量的锌和相同浓度的足量的稀盐酸反应得到实验数据如表所示：
实验编号
锌的形态
反应温度/℃
收集100mL氢气所需时间/s
Ⅰ
薄片
15
200
Ⅱ
薄片
25
90
Ⅲ
粉末
25
10
（1）该实验的目的是探究________、________对锌和稀盐酸反应速率的影响。
（2）实验Ⅰ和Ⅱ表明________，化学反应速率越大。
（3）能表明固体的表面积对反应速率有影响的实验编号是________和________。
（4）请设计一个实验方案证明盐酸的浓度对该反应的速率的影响：
_________________
________________________________________________________________________。
答案
（1）固体表面积 温度
（2）温度越高 （3）Ⅱ Ⅲ （4）在相同的温度下，采用相同形态的质量相同的锌片与两种体积相同但浓度不同的盐酸反应
解析
（1）影响化学反应速率的因素有固体表面积、温度、催化剂、浓度，对气体来说还有压强等。
根据表格提供的信息，锌的状态有薄片和粉末两种，反应温度有15℃和25℃。
（2）根据表格提供的信息，实验Ⅰ和实验Ⅱ中锌片的形态相同，温度不同，温度高的收集相同体积的氢气所需时间短，说明化学反应速率大。
（3）探究固体表面积对反应速率的影响，需要温度相同。
（4）探究浓度对化学反应速率的影响，必须其他条件相同，故设计的实验方案为在相同的温度下，采用相同形态的质量相同的锌片与两种体积相同但浓度不同的盐酸反应。
[基础过关]
题组一 化学反应速率及计算
1．下列关于化学反应速率的说法，不正确的是（ ）
A．化学反应速率是衡量化学反应进行快慢程度的物理量
B．化学反应速率的大小主要取决于反应物的性质
C．化学反应速率可以用单位时间内生成某物质的质量的多少来表示
D．化学反应速率常用单位有mol·L－1·s－1和mol·L－1·min－1
答案 C
解析 化学反应速率用单位时间内反应物或生成物的浓度变化量来表示，而不采用物质的质量或物质的量。
2．已知4NH3（g）＋5O2（g）
4NO（g）＋6H2O（g），则关于反应速率正确的关系式为（ ）
A．4v（NH3）＝5v（O2）B．5v（O2）＝6v（H2O）
C．2v（NH3）＝3v（H2O）D．4v（O2）＝5v（NO）
答案 D
解析 在同一化学反应里，各物质的速率之比等于各物质的化学计量数之比。
A选项应为5v（NH3）＝4v（O2）；B选项应为6v（O2）＝5v（H2O）；C选项应为3v（NH3）＝2v（H2O）。
3．（2017·温州市期末）一定条件下反应N2（g）＋3H2（g）2NH3（g）在1L的密闭容器中进行，测得2min内，N2的物质的量由20mol减小到8mol，则2min内N2的反应速率为（ ）
A．12mol·L－1·min－1B．10mol·L－1·min－1
C．6mol·L－1·min－1D．4mol·L－1·min－1
答案 C
解析 Δn（N2）＝20mol－8mol＝12mol，代入v＝
计算，v（N2）＝
＝
＝6mol·L－1·min－1。
4．反应2SO2＋O22SO3经一段时间后，SO3的浓度增加了0.4mol·L－1，在这段时间内用O2表示的反应速率为0.04mol·L－1·s－1，则这段时间为（ ）
A．0.1sB．2.5sC．5sD．10s
答案 C
解析 v（O2）＝0.04mol·L－1·s－1，则v（SO3）＝0.08mol·L－1·s－1，由Δt＝
，代入数据计算得Δt＝5s。
故选C。
5．对于反应2A（g）＋B（g）3C（g）＋4D（g），下列表示的反应速率最快的是（ ）
A．v（A）＝0.5mol·L－1·s－1B．v（B）＝0.3mol·L－1·s－1
C．v（C）＝0.8mol·L－1·s－1D．v（D）＝1mol·L－1·s－1
答案 B
解析 正确的思路应是根据反应速率与化学方程式中化学计量数之间的关系将各物质的反应速率转化为用同一种物质表示的速率。
A项中据v（A）推知v（B）＝0.25mol·L－1·s－1，C项中据v（C）推出v（B）≈0.27mol·L－1·s－1，D项中据v（D）推出v（B）＝0.25mol·L－1·s－1，故反应速率最快的是B选项。
题组二 影响化学反应速率的因素
6．化学反应速率的大小主要取决于（ ）
A．反应物的性质B．反应物的浓度
C．反应的温度D．是否使用催化剂
答案 A
7．（2017·杭州市期末）下列四种X溶液，均能跟盐酸反应，其中反应最快的是（ ）
A．10℃20mL3mol·L－1的X溶液
B．20℃30mL2mol·L－1的X溶液
C．20℃10mL4mol·L－1的X溶液
D．10℃10mL2mol·L－1的X溶液
答案 C
解析 浓度越大，则反应速率越大；温度越高，反应速率越大，可知因为C中温度最高，浓度最大，所以反应速率应该是最大的，故选C。
8．在反应：
C（s）＋CO2（g）===2CO（g）中，可使反应速率增大的措施是（ ）
①增大压强 ②升高温度 ③通入CO2 ④增加碳的量⑤用等量炭粉代替焦炭
A．①②③B．②③④⑤
C．①②③⑤D．②③④
答案 C
解析 因为碳是固体，只增加它的量，不能加快反应速率，但是若用炭粉代替焦炭，能增大与CO2的接触面积，所以反应速率加快。
9．用锌片与1mol·L－1稀盐酸反应制取氢气时，下列措施不能使氢气生成速率增大的是（ ）
A．对该反应体系加热
B．加入少量NaCl溶液
C．不用锌片，改用锌粉
D．加入少量1mol·L－1硫酸
答案 B
解析 B项，NaCl溶液不参与反应且使盐酸浓度变小；C项，改用锌粉能增大接触面积；D项，加入H2SO4能增大H＋浓度。
10．（2017·杭州市期末）下列措施对增大反应速率明显有效的是（ ）
A．Na与水反应时增大水的用量
B．Fe与稀硫酸反应制取H2时，改用浓硫酸
C．在K2SO4与BaCl2两溶液反应时，增大压强
D．Al在氧气中燃烧生成Al2O3，将Al片改成Al粉
答案 D
解析 增大反应物的浓度、接触面积可增大反应速率，对于纯液体改变用量反应速率不变，对于没有气体参加的反应，增大压强反应速率不变，以此来解答。
11．为了探究温度对化学反应速率的影响，下列实验方案可行的是（ ）
答案 D
解析 没有对比实验，A错误；催化剂不同，温度不同，无法比较，B错误；前者没有催化剂，后者有催化剂，且温度不同，无法比较，C错误；只有温度不同，其他条件都相同，该方案可行，D正确。
12．（2017·东阳中学期中）将等质量的两份锌粉a、b分别加入过量的稀硫酸，同时向a中加少量CuSO4溶液，下图中产生H2的体积V（L）与时间t（min）的关系，其中正确的是（ ）
答案 A
解析 等质量的两份锌粉a、b，分别加入过量的稀H2SO4，同时向a中放入少量的CuSO4溶液，发生反应Zn＋Cu2＋===Zn2＋＋Cu，铜－锌－稀硫酸形成原电池，反应速率增大，反应用时少于b，但生成的氢气少于b，图像应为A，故选A。
[能力提升]
13．（2017·宁波期中）可逆反应2A（g）＋B（g）C（g），经过10s后，A的浓度为2mol·L－1，在此同时，B的浓度降低了0.06mol·L－1。
（1）A的起始浓度为多少？
（2）10s内用A的物质浓度变化表示的反应速率是多少？
答案
（1）可逆反应2A（g）＋B（g）C（g），经过10s后，B的浓度降低了0.06mol·L－1，则A的浓度降低了2×0.06mol·L－1＝0.12mol·L－1，因此A的起始浓度为2mol·L－1＋0.12mol·L－1＝2.12mol·L－1。
（2）v（A）＝
＝
＝0.012mol·L－1·s－1。
14．（2017·北仑中学期中）
（1）已知锌与稀硫酸反应为放热反应，某学生为了探究其反应过程中的速率变化，用排水集气法收集反应放出的氢气，实验记录如下：
时间（min）
1
2
3
4
5
氢气体积（mL）
30
120
280
350
370
①反应速率最大的时间段（即0～1、1～2、2～3、3～4、4～5min）为_________，原因是
____________
升级会员 