化学反应的速率

第三节化学反应的速率和限度第1课时化学反应的速率情景设疑目标定位北京的故宫是世界著名的古建筑群，是世界珍贵的文化遗产。在保和殿后，有一块巨大的“云龙陛石”，上面雕有精美的蟠龙图案，近些年浮雕已开始受损，一些细小的花纹已变得模糊不清。在太和殿周围的汉白玉护栏的蟠龙柱以及吐水龙头上的花纹，也不同程度地受到腐蚀。石雕的腐蚀属于化学反应，这说明外界条件变了，化学反应速率会受影响。外界条件的变化是如何影响化学反应速率的呢？

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。3．初步了解控制化学反应速率的方法。3.Δc(A)表示A物质的浓度变化量，只取正值，故反应速率只取正值；又因为固体或纯液体的浓度为一常数，即Δc(A)＝0(无意义)，所以不用固体或纯液体表示反应速率。4．关于反应速率计算的关系式(据v∝Δc∝Δn)反应速率之比＝浓度变化之比＝物质的量变化之比＝化学计量数之比。A．v(N2)＝0.25mol/(L·min)B．v(H2)＝0.75mol/(L·min)C．v(NH3)＝1mol/(L·min)D．v(N2)＝0.5mol/(L·min)答案：

CD实验操作试管中均为2mL～3mL相同浓度的滴有FeCl3溶液的H2O2溶液实验现象溶液中产生气泡速率的相对大小为_________________实验结论其它条件不变时，温度越高，反应速率越快热水>常温>冷水2.催化剂对化学反应速率的影响的探究实验操作实验现象产生气泡的速率的相对大小为

________实验结论催化剂能加快H2O2分解的反应速率②③>①3.影响化学反应速率的其他因素影响化学反应速率的因素除_____________外，

还有__________、反应物的状态、固体______、

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。温度和催化剂反应物浓度表面积影响因素规律内因反应物自身的性质反应物的化学性质越活泼，化学反应速率越快；反应物的化学性质越不活泼，化学反应速率越慢外因催化剂一般地，使用催化剂能极大地加快反应速率温度升高温度，化学反应速率加快；降低温度，化学反应速率减慢反应物的浓度增大反应物的浓度，化学反应速率加快；减小反应物的浓度，化学反应速率减慢外因气态反应物的压强增大气态反应物的压强，化学反应速率加快；减小气态反应物的压强，化学反应速率减慢固体反应物的表面积增大固体反应物的表面积，化学反应速率加快其他光波、电磁波、超声波、溶剂等，也能影响化学反应的速率[特别提醒]

(1)中学阶段一般只讨论在其他条件相同时，改变一个因素对反应速率的影响。(2)对于有气体参加的化学反应，压强的改变实际是体积的改变引起反应物浓度的改变从而对化学反应速率产生影响的，如果压强的改变不能引起浓度的改变，则不会对反应速率产生影响。2．盐酸与碳酸钙固体反应时，能使反应的最初反应速率明显增大的是(双选)(

)A．增加碳酸钙固体的量B．盐酸的用量增加一倍C．盐酸的用量减半，浓度加倍D．温度升高40℃解析：增大反应物浓度，可以增大化学反应速率。CaCO3是固态反应物，增加其用量并不影响其浓度，对于一定浓度的盐酸，增加盐酸的用量并不能增大其浓度，C中虽然盐酸用量减半，但因浓度加倍，会使最初反应速率加快，故C正确；温度每升高10℃，反应速率增加2～4倍，D正确；A、B不正确。答案：CD(1)据此可推算出上述方程式中各物质的化学计量数之比是________。A．9∶3∶4

B．3∶1∶2C．2∶1∶3 D．3∶2∶1(2)v(A)＝________。答案：

(1)B

(2)0.6mol·L－1·s－1[规律方法]

应用“三段法”进行有关化学反应速率的计算(1)计算模式：设a

mol·L－1、b

mol·L－1分别为A、B两物质的起始浓度，mx

mol·L－1为反应物A的转化浓度，n

x

mol·L－1为B的转化浓度，则(2)基本步骤：①确定反应物或生成物的起始加入量。②确定反应过程中各物质的变化量。③确定反应进行至某时刻时各物质的量。④依据题干中的条件建立等式关系进行解答。⑤应用化学反应速率之比＝浓度变化之比＝物质的量变化之比＝化学计量数之比。答案：

D(3)熔化的KClO3放出气泡很慢，撒入少量MnO2则很快产生气体：________。(4)同浓度、同体积的盐酸放入同样大小的锌粒和镁条，产生气体有快有慢________。(5)同样大小的石灰石分别与0.1mol·L－1盐酸和1mol·L－1盐酸反应，速率不同：________。(6)夏天食品容易变质，而冬天不易发生该现象：

______________________________________________________________________________

_________________________。(Ⅱ)反应E＋F===G在温度T1下进行，反应M＋N===K在温度T2下进行，已知：T1>T2，且E和F的浓度均大于M和N的浓度，则两者的反应速率________。A．前者大 B．后者大C一样大 D．无法判断解析：

(Ⅰ)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。(Ⅱ)因为这两个反应是不同的反应，而决定反应速率的主要因素是内因，故尽管前者的反应温度高、浓度大，但反应速率不一定大于后者，如合成氨反应在高温、高压且有催化剂的条件下进行，其速率也不如低温下的酸碱中和反应进行的快。故两者的反应速率无法判断。答案：

(Ⅰ)(1)光(2)反应物的接触面积(3)催化剂(4)反应物本身的性质(5)反应物的浓度(6)反应温度(Ⅱ)D[规律方法]

解答本题(Ⅱ)时易误选A，误选原因：忽视了内因，只看到了第一个反应进行的温度高，反应物浓度大，就认为反应速率大。在进行分析判断影响化学反应速率大小的因素时应遵循以下思路：①先看内因；②内因相同者，再看外界因素(温度、浓度、压强、催化剂等)。2.用纯净的碳酸钙跟稀盐酸反应制取二氧化碳气体，请回答：(1)实验过程如图所示，分析判断：________段化学反应速率最快。(2)为了减缓上述反应的化学反应速率，欲向溶液中加入下列物质，你认为可行的是(

)A．蒸馏水 B．NaCl固体C．NaCl溶液 D．浓盐酸(3)除了上述方法外，你认为还可以采取哪些措施来减缓化学反应速率_________________。解析：化学反应速率是用单位时间内反应物浓度的减少量或生成物浓度的增加量来表示，单位时间内改变量越多，反应速率越快。由图象可知，EF段，单位时间内CO2的生成量最多，反应速率最快。减缓反应速率可采用降低反应物浓度、降低反应温度、减小固体表面积等措施。答案：

(1)EF

(2)AC(3)用块状大理石或石灰石代替纯净的碳酸钙，降低盐酸浓度热点实验催化剂对化学反应速率的影响[探究举例]

Ⅰ.试写出中学阶段常见的两种不同加热的方法制取O2的化学方程式：__________________；________________。Ⅱ.实验室通常用MnO2作催化剂分解H2O2，已知CuSO4溶液对过氧化氢的分解也具有催化作用，某实验兴趣小组同学猜想其他盐溶液也可能在这个反应中起同样的作用，于是他们做了以下探究。请你帮助他们完成实验报告：(1)实验过程：在一支试管中加入5mL5%的H2O2溶液，然后滴入适量的FeCl3溶液，把带火星的木条伸入试管。实验现象：________________________________________________________________________。实验结论：FeCl3溶液可以催化分解H2O2。(2)已知FeCl3在水中可电离出Fe3＋和Cl－，同学们提出以下猜想：促进H2O2分解的微粒甲同学H2O乙同学Fe3＋丙同学Cl－你认为最不可能的是____________同学的猜想，理由是______________________________。(3)同学们对余下的两个猜想，用实验进行了探究，请你仔细分析后填表：实验过程实验现象结论向盛有5mL5%的H2O2溶液的试管中加入少量的HCl，把带火星的木条伸入试管向盛有5mL5%的H2O2溶液的试管中加入少量的Fe2(SO4)3溶液，把带火星的木条伸入试管解析：

Ⅰ.中学阶段常见的不用加热的方法制取氧气的反应有H2O2催化分解、Na2O2与H2O或CO2反应。Ⅱ.(1)根据实验结论可知，FeCl3溶液可作H2O2溶液分解的催化剂，因此试管中产生氧气，使带火星的木条复燃。(2)根据提出的猜想分析，H2O2溶液中自身有水，因此真正起催化作用的最不可能的是FeCl3溶液中的H2O，甲同学的猜想最不可能。(3)根据前面的实验过程，要验证余下的两个猜想，最关键的是选用恰当的试剂，可选用HCl验证丙同学的猜想，选用Fe2(SO4)3溶液验证乙同学的猜想。结合CuSO4溶液可作为催化剂的事实分析，FeCl3溶液中真正起催化作用的是Fe3＋，据此写出相关结论。实验现象结论无明显现象起催化作用的不是Cl－试管中有大量气泡产生，带火星的木条复燃起催化作用的是Fe3＋1．决定化学反应速率的主要因素是(

)A．反应物的浓度 B．反应温度C．使用催化剂 D．反应物的性质解析：反应物的性质是决定化学反应速率的主要因素；反应物的浓度、反应温度、催化剂等是影响化学反应速率的外界因素。答案：

D2.通过控制或改变反应条件可以加快、减缓甚至阻止反应的进行，使化学反应有利于人类的生存和提高生活质量。下列各图所示的措施中，能加快化学反应速率的是(

)解析：用扇子可以增大氧气的浓度，使炉火更旺。答案：

C3．(2010·海南高考)对于化学反应3W(g)＋2X(g)===4Y(g)＋3Z(g)，下列反应速率关系中，正确的是(

)A．v(W)＝3v(Z) B．2v(X)＝3v(Z)C．2v(X)＝v(Y) D．3v(W)＝2v(X)解析：对于任一化学反应，用不同的物质表示该反应的速率，其数值之比等于其化学计量数之比，v(W)∶v(X)∶v(Y)∶v(Z)＝3∶2∶4∶3。v(W)＝v(Z)，A错误；3v(X)＝2v(Z)，B错误；2v(X)＝v(Y)，C正确；2v(W)＝3v(X)，D错误。答案：

C4.(2009·上海化学)镁和铝分别与等浓度、等体积的过量稀硫酸反应，产生气体的体积(V)与时间(t)关系如右图。反应中镁和铝的(

)A．物质的量之比为3∶2B．质量之比为3∶2C．摩尔质量之比为2∶3D．反应速率之比为2∶3解析：由图象可知，两个反应中生成的氢气一样多，说明两种金属提供的电子数目一样多，则镁、铝的物质的量之比为3∶2，质量之比为4∶3，故A项正确，B项错误。镁、铝的摩尔质量之比为8∶9，C项错误。由图象可知镁、铝与硫酸反应需要的时间之比为2∶3，则二者的速率之比为3∶2，D项错误。答案：

A5．下表是稀硫酸与某金属反应的实验数据：实验序号金属质量/g金属状态c(H2SO4)/mol·L－1V(H2SO4)/mL溶液温度/℃金属消失的时间/s反应前反应后10.10丝0.550203450020.10粉末0.55020355030.10丝0.750203625040.10丝0.850203520050.10粉末0.85020362560.10丝1.050203512570.1