春化学 必修 第二册 鲁科版新教材第1课时 化学反应的快慢.docx
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春化学必修第二册鲁科版新教材第1课时化学反应的快慢
第3节 化学反应的快慢和限度
第1课时 化学反应的快慢
学业要求
核心素养对接
1.了解化学反应速率的含义及其表示方法。
2．了解影响化学反应速率的因素。
初步了解控制化学反应速率的方法。
1.通过对化学反应速率的学习，培养学生变化观念与平衡思想。
2．通过对影响化学反应速率的因素的探究，培养学生科学探究与创新意识。
知识点一 化学反应速率
通过上图我们可以发现化学反应有快有慢，怎样表示化学反应的快慢呢？
请完成下列知识点：
1．含义
化学反应速率是用来描述化学反应快慢的物理量。
2．表示方法
通常用单位时间某反应物浓度的减少量（绝对值）或某生成物浓度的增加量来表示。
3．表达式
v（A）＝
，Δc（A）表示反应物（或生成物）A浓度的变化量，Δt表示浓度变化的时间。
4．单位
化学反应速率的常用单位为mol·L－1·s－1、mol·L－1·min－1或mol·L－1·h－1。
5．实例
在一个体积为2L的密闭容器中发生反应2SO2＋O2
2SO3，经过5s后，测得SO3的物质的量为0.8mol。
填写下表：
反应物或生成物
SO2
O2
SO3
物质的量浓度变化/mol·L－1
0.4
0.2
0.4
化学反应速率/mol·L－1·s－1
0.08
0.04
0.08
化学反应速率之比
2∶1∶2
知识点二 影响化学反应速率的因素
1．探究影响化学反应速率的因素
实验方案
实验现象
结论
镁条、铁片与盐酸反应，镁片产生气泡的速率快
决定化学反应速率大小的内因是反应物本身的内在性质
粉状碳酸钙比块状碳酸钙产生气泡的速率快
增大反应物的接触面积，可以加快化学反应速率
3mol·L－1HCl（aq）与Mg反应产生气泡的速率快
反应物浓度越大，化学反应速率越快
用酒精灯加热的试管中产生气泡的速率快
温度越高，化学反应速率越快
加入MnO2粉末的试管中产生气泡的速率较快
催化剂可以加快化学反应速率
2.影响化学反应速率的因素
（1）内因
不同的化学反应，具有不同的反应速率，这说明化学反应速率的大小主要取决于反应物本身的内在性质。
（2）外因
条件改变
反应速率变化
浓度
增加反应物浓度
加快
减少反应物浓度
减慢
温度
升高温度
加快
降低温度
减慢
压强
有气体物质
增大压强
加快
减小压强
减慢
催化剂
加入合适的催化剂
加快
接触面积
增大反应物间的接触面积
加快
微判断
（1）对于任何化学反应来说，反应速率越大，反应现象就越明显（ ）
（2）由v＝
计算平均速率，用反应物表示为正值，用生成物表示为负值（ ）
（3）同一化学反应，相同条件下用不同物质表示的反应速率，其数值可能不同，但表示的意义相同（ ）
（4）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（ ）
（5）升温时不论吸热反应还是放热反应，反应速率都增大（ ）
（6）一定量的锌与过量的稀硫酸反应制取氢气，为减慢反应速率而又不影响生成H2的量，可向其中加入KNO3溶液（ ）
（7）碳酸钙与盐酸反应的过程中，再增加CaCO3固体，反应速率不变，但把CaCO3固体粉碎，可以加快反应速率（ ）
答案
（1）×
（2）× （3）√ （4）× （5）√
（6）× （7）√
微训练
1．下列有关化学反应速率的说法正确的是（ ）
A．用铁片和稀硫酸反应制氢气时，改用98%的硫酸可以加快反应速率
B．100mL2mol·L－1的盐酸与锌片反应，加入适量的氯化钠溶液，反应速率不变
C．SO2的催化氧化反应是一个放热反应，所以升高温度，反应速率减小
D．汽车尾气中的NO和CO可以缓慢反应生成N2和CO2，减小压强时反应速率减小
解析 铁在浓硫酸中会发生钝化，A项错误；加入氯化钠溶液，盐酸的浓度减小，反应速率减小，B项错误；升高温度，反应速率增大，C项错误。
答案 D
2．在某一化学反应中，反应物A的浓度在10s内从0.8mol·L－1变为0.2mol·L－1，则在这10s内A的化学反应速率为（ ）
A．0.02mol·L－1
B．0.02mol·L－1·s－1
C．0.06mol·L－1·s－1
D．0.06mol·L－1·min－1
解析 10s内A的化学反应速率为（0.8mol·L－1－0.2mol·L－1）÷10s＝0.06mol·L－1·s－1。
答案 C
3．在下列事实中，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）夏天的食品易变霉，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，在正常体温（37℃）时，就可以被氧化，这是因为：
________________________________________。
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。
答案
（1）光
（2）反应物的接触面积 （3）在溶液中，水作溶剂，增大了接触面积 （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）人体里的生物酶起催化作用，可以降低葡萄糖氧化反应所需要的能量，所以在人体温度的范围内就可以发生反应
微思考
1．请从化学反应快慢的角度解释人们为什么使用电冰箱保存食物？
提示 食物腐败是因为发生了化学反应，在其他条件相同时，温度越低，化学反应越慢，人们用电冰箱把食物放置在低温下保存，以减缓食物的腐败。
2．工业生产硫酸时，要先将黄铁矿矿石（主要成分为FeS2）粉碎后，再投入沸腾炉，为什么？
提示 将铁矿石粉碎，是为了增大与空气的接触面积，加快反应速率。
3．铁粉与一定浓度的稀盐酸反应时，增加铁粉的用量能否加快化学反应速率？
提示 不能。
对于固态或纯液态物质，浓度可视为常数，改变其用量，浓度不发生改变，不影响化学反应速率。
学习任务1 化学反应速率的正确理解及计算方法
资料：
资料一：
化学反应速率就是化学反应进行的快慢程度（平均反应速率），用单位时间内反应物或生成物的物质的量浓度变化量来表示。
在容积不变的反应容器中，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来表示。
如时间用s，则化学反应速率的单位是mol·L－1·s－1。
资料二：
测量一个化学反应的速率，需要测定某一时间段内某物质浓度的改变量。
但是，一般来说在测量时化学反应仍在进行，应用一般化学分析方法测定反应速率存在困难。
一个近似的办法是使反应立即停止（如果可以），如通过稀释、降温、加入阻化剂或除去催化剂等方法可以使反应进行得非常慢，便于进行化学分析。
但这样既费时费力，又不准确，可以研究的反应也有限。
现在广泛使用的方法是测量物质的性质，如压力、电导率、吸光度等，通过它们与物质浓度的关系实现连续测定。
请结合上述资料完成下列讨论：
1．一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？
提示 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量，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。
2．探究在同一化学反应中，用不同物质表示该反应的速率时，各数据之间有什么关系？
提示 同一化学反应，用不同物质表示的化学反应速率之比等于化学方程式中相应物质的化学计量数之比，这是有关化学反应速率的计算或换算的依据。
3．思考用v＝
计算出来的速率，是某一时刻的瞬时速率还是某段时间内的平均速率？
提示 化学反应速率实际上指的是某一段时间内化学反应的平均速率，而不是某一时刻的瞬时速率。
4．已知反应A（g）＋3B（g）2C（g），在不同条件下，分别用A、B、C三种物质表示的速率为：
①v（A）＝0.2mol/（L·s）
②v（B）＝0.45mol/（L·s）
③v（C）＝0.45mol/（L·s），则通过所学知识比较此反应在上述条件下进行的快慢程度。
提示 用不同物质比较化学反应速率快慢时，要转化为同种物质表示的反应速率，然后再进行比较。
根据化学反应速率之比等于化学方程式中的化学计量数之比，将②、③中的反应速率都用A表示为：
②v（A）＝0.15mol/（L·s），
③v（A）＝0.225mol/（L·s），故三者速率大小为③＞①＞②。
1．化学反应速率的正确理解
2．化学反应速率的计算方法
（1）根据v（A）＝
计算。
（2）根据同一化学反应不同物质的速率之比等于化学方程式中的化学计量数之比计算。
3．反应速率大小比较的两种方法
同一化学反应的速率用不同物质表示时数值可能不同，比较化学反应速率的快慢不能只看数值大小，还要进行一定的转化：
（1）换算成用同一物质、同一单位表示，再比较数值大小。
（2）比较化学反应速率与化学计量数的比值。
如反应aA＋bBcC，要比较不同情况下v（A）与v（B）的相对大小，即比较
与
的相对大小，若
＞
，则用v（A）表示的反应速率比用v（B）表示的反应速率大。
【例题】 在2L密闭容器中，发生以下反应：
2A（g）＋B（g）
2C（g）＋D（g）。
若最初加入的A和B都是4mol，在前10sA的平均反应速率为0.12mol·L－1·s－1，则10s时，容器中B的物质的量是（ ）
A．1.6molB．2.8mol
C．2.4molD．1.2mol
解析 根据化学反应速率之比等于对应物质的化学计量数之比，可得v（B）＝0.5v（A）＝0.5×0.12mol·L－1·s－1＝0.06mol·L－1·s－1，则Δc（B）＝0.06mol·L－1·s－1×10s＝0.6mol·L－1，Δn（B）＝0.6mol·L－1×2L＝1.2mol，故10s时容器中B的物质的量为4mol－1.2mol＝2.8mol。
答案 B
变式训练 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．①③
C．②④D．②
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①v（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。
答案 D
学习任务2 （核心素养）影响化学反应速率的因素
一、知识要点
化学反应速率影响因素的注意点
1．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．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。
（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）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。
二、核心素养
通过对影响化学反应速率的因素的探究⇒培养学生科学探究与创新意识
通过对影响化学反应速率的因素的应用⇒培养学生变化观念与平衡思想
【素养解题】
[典例示范] 下列各组反应（表中金属粉末均为0.1mol），在反应刚开始时，放出H2的速率最大的是（ ）
金属（粉末状）
酸的浓度及体积
反应温度/℃
A
Mg
6mol·L－1硝酸10mL
60
B
Mg
3mol·L－1盐酸10mL
60
C
Fe
3mol·L－1盐酸10mL
60
D
Mg
3mol·L－1硫酸10mL
60
[解题思路]
读题干
①金属粉末均为0.1mol ②反应刚开始
③放出H2 ④速率最大
辨题型
对比实验
找相同
①A、B、D均为Mg
②B、C均为3mol·L－1盐酸
③反应温度均为60℃
找不同
①C为Fe ②A为6mol·L－1硝酸 ③D为3mol·L－1H2SO4
细分析
①Mg比Fe快
②HNO3无法产生H2
③3mol·L－1H2SO4中c（H＋）大于3mol·L－1盐酸中的c（H＋）
得答案
D
三、对点训练
1．下列关于影响化学反应速率的条件的说法正确的是（ ）
A．增大压强一定能加快化学反应速率
B．使用催化剂，使反应的活化能降低，反应速率加快，但不改变反应的历程
C．反应物浓度是决定化学反应速率的主要因素
D．升高温度，一般能加快化学反应速率
解析 A项，压强对反应速率的影响只适用于有气体参与的反应，即改变压强，反应速率不一定改变，A项不正确。
B项，催化剂能改变反应的历程，B项不正确。
C项，参加反应的物质的性质是决定化学反应速率的主要因素，C项不正确。
D项，升高温度，一般能加快化学反应速率，D项正确。
答案 D
2．在一定条件下，反应N2（g）＋3H2（g）2NH3（g），在2L密闭容器中进行，5min内氨的质量增加了1.7g，则反应
速率为（ ）
A．v（NH3）＝0.1mol·L－1·min－1
B．v（N2）＝0.02mol·L－1·min－1
C．v（H2）＝0.015mol·L－1·min－1
D．v（NH3）＝0.17mol·L－1·min－1
解析 根据题意知，5min内氨的质量增加了1.7g，物质的量增加0.1mol，v（NH3）＝Δn/（VΔt）＝
＝0.01mol·L－1·min－1，利用化学反应速率之比等于对应物质的化学计量数之比计算得v（N2）＝0.005mol·L－1·min－1，v（H2）＝0.015mol·L－1·min－1，C项正确。
答案 C
3．把镁条投入盛有盐酸的敞口容器中，产生氢气的速率变化曲线如图所示。
下列因素中，影响该反应速率的是（ ）
①盐酸的浓度 ②镁条的表面积 ③溶液的温度
④Cl－的浓度
A．①④B．③④
C．①③D．②③
解析 镁与盐酸反应的离子方程式为Mg＋2H＋===Mg2＋＋H2↑，与H＋有关，与Cl－无关。
在镁与盐酸的反应中，刚开始时H＋的浓度最大，反应速率应最大，但由于此反应为放热反应，温度升高，化学反应速率还会增大，随着化学反应的进行，H＋浓度逐渐减小，化学反应速率又逐渐减慢。
答案 C
4．某温度下，在2L密闭容器中，X、Y、Z三种气态物质发生化学反应时，物质的量随时间变化的关系曲线如图所示：
（1）由图中的数据分析，该反应的化学方程式为______________________________
______________________________________________________________。
（2）5min内用Z表示的平均反应速率为_______________________________。
（3）化学反应速率受到很多因素的影响，例如：
实验室制取氢气时一般用粗锌替代纯锌和稀硫酸反应，这是利用________原理加快了氢气生成的速率。
解析
（1）据图可知，X、Y是反应物，Z是生成物，三者的物质的量变化量分别是0.6mol、0.2mol、0.6mol，且该反应是可逆反应，故该反应的化学方程式是3X＋Y3Z。
（2）5min内Z的反应速率是0.6mol÷2L÷5min＝0.06mol·L－1·min－1。
（3）粗锌中含碳，与锌、稀硫酸构成原电池，加快电子的转移，从而加快了化学反应速率。
答案
（1）3X＋Y3Z
（2）0.06mol·L－1·min－1 （3）原电池
[学考练]
1．下列关于化学反应速率的说法中，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小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所表示的意义是时间为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．对任何化学反应来说，反应速率越大，反应现象越明显
解析 固体或纯液体的浓度视为常数，A不正确；化学反应速率是单位时间内物质的量浓度的变化量，B不正确；对于无明显现象的化学反应来说，无法通过现象判断反应速率的大小，D不正确。
答案 C
2．在2L的密闭容器中，发生以下反应：
2A（g）＋B（g）2C（g）＋D（g）。
v（A）＝0.12mol·L－1·s－1若最初加入的A和B都是4mol，在第10sC的物质的量是（ ）
A．1.6molB．2.8mol
C．2.4molD．1.2mol
解析 同一个反应中，化学反应速率之比等于化学方程式中系数之比，即v（C）＝v（A），10s时，C的物质的量n（C）＝Δn（C）＝Δc（C）×V＝v（C）×t×V＝0.12mol·L－1·s－1×10s×2L＝2.4mol。
答案 C
3．反应A2＋3B22C，以下化学反应速率的表示中，反应速率最快的是（ ）
A．v（B2）＝0.8mol/（L·s）
B．v（A2）＝0.4mol/（L·s）
C．v（C）＝0.6mol/（L·s）
D．v（B2）＝4.2mol/（L·min）
解析 根据“速率用不同物质表示时，其数值之比等于化学计量数之比”，转化为v（B2）可得B项为1.2mol/（L·s）、C项为0.9mol/（L·s），而D项的单位须换算，则为0.07mol/（L·s）。
答案 B
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．2.5s
C．5sD．10s
解析 v（O2）＝0.04mol·L－1·s－1，则v（SO3）＝0.08mol·L－1·s－1，由Δt＝Δc（SO3）/v（SO3），代入数据计算得Δt＝5s。
故选C。
答案 C
5．把下列四种X溶液分别倒入四个盛有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。
其中化学反应速率最大的是（ ）
选项
温度
体积
浓度
A
10℃
20mL
3mol·L－1
B
20℃
30mL
2mol·L－1
C
20℃
10mL
4mol·L－1
D
10℃
20mL
2mol·L－1
解析 先比较混合后浓度的大小，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。
混合后A、B选项中X的物质的量相等，且比C、D的大，而B中温度更高，因此B的反应速率最大。
答案 B
6．NO和CO都是汽车尾气中的有害物质，它们能缓慢地反应生成N2和CO2。
对此反应的下列叙述中正确的是（ ）
A．浓度、温度、催化剂等都是决定化学反应速率大小的因素
B．使用适当的催化剂，能改变化学反应速率
C．升高温度，降低化学反应速率
D．改变压强对反应速率没有影响
解析 浓度、温度、压强、催化剂等外界条件都能影响反应速率，但它们都不是化学反应速率的决定因素，决定化学反应速率的因素是反应物本身的性质，A不正确；加入适当的催化剂，化学反应速率加快，B正确；不论反应是放热的还是吸热的，升高温度都能加快反应速率，降低温度都能减慢反应速率，C不正确；本反应的化学方程式为2CO（g）＋2NO（g）===N2（g）＋2CO2（g），因有气体参加反应，故压强的改变对反应速率有影响，且增大压强会加快反应速率，减小压强会减慢反应速率，D不正确。
答案 B
7．用铁片与稀硫酸反应制取氢气时，下列措施不能使氢气生成速率加快的是（ ）
A．加热
B．不用稀硫酸，改用98%浓硫酸
C．滴加少量CuSO4溶液
D．不用铁片，改用铁粉
解析 加热、发生原电池反应、增大固体反应物的表面积，都能加快反应速率。
答案 B
8．反应C（s）＋H2O（g）
CO（g）＋H2（g）在一可变体积的容器中进行，则下列条件的改变使其反应速率增大的是（ ）
A．增加C的量
B．将容器的体积缩小一半
C．保持温度和容器体积不变，充入氦气
D．保持温度和压强不变，充入氦气
解析 因C为固体，当增加C的量时，其浓度不会改变，则不会对速率产生影响，A错误；将容器的体积缩小一半，气态物质的浓度均增大一倍，一定会加快反应的进行，B正确；当保持温度和容器体积不变，充入氦气时，原来各种物质的浓度没有发生
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