第2章化学反应与能量第3节化学反应的速率和限度(第1课时)化学反应的速率课件新人教版必修2

成才之路·化学路漫漫其修远兮吾将上下而求索人教版·必修②化学反应与能量第二章第三节化学反应的速率和限度第1课时化学反应的速率第二章新知识·预习探究2新思维·名师讲堂3新考题·随堂自测4新视点·专家博客6新提升·达标作业5新情境·激趣入题1新情境·激趣入题日常生活和生产中我们会遇到很多化学反应，有的反应进行地轰轰烈烈瞬间完成(如图1烟花的燃放)，而有些反应却是在潜移默化中完成的(如图2铁的生锈)，有的则需要上亿年的时间(如煤、石油的形成)。所以有的化学反应进行得快，有的化学反应进行得慢，那么我们在日常生活中怎样判断一个化学反应的快慢呢？我们如何能改变化学反应的快慢呢？新知识·预习探究●学习目标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。●新知预习1．化学反应速率(1)表示法：通常用单位时间内____________浓度或某种____________浓度的变化来表示。(2)公式：____________式中的△t表示某段时间间隔，△c表示该段时间内的反应物或生成物的浓度的变化。(3)单位：____________或_______________等。某种反应物生成物2．影响化学反应速率的因素(1)内因：反应物的____________。这是一个化学反应的反应速率的决定性影响因素。(2)外因：①浓度：增大____________的浓度可以____________化学反应速率。②压强：对于有____________参加的反应来说，增大压强，就是增加单位体积里反应物的____________，即增大反应物的__________，因而可以____________化学反应速率。结构和性质反应物增大气体物质的量浓度增大③温度：当其他条件不变，升高温度一般可以使化学反应速率____________。④催化剂：当其他条件不变时，加入催化剂一般可以使化学反应速率____________。增大增大●自主探究1．请从化学反应快慢的角度解释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，所以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．改变外界条件对化学反应速率有什么样的影响？提示：实验证明：增加反应物的浓度、升高温度、增大压强、增大反应物的接触面积、使用适当的催化剂都可以提高化学反应速率。3．对于同一个化学反应，(1)用不同物质的浓度变化来表示的反应速率与化学计量数有何关系？(2)用不同物质表示其反应速率时，其数值相同、意义一样吗？(3)反应速率有无负值？提示：(1)例如：aA＋bB===cC＋dD中v(A)∶v(B)∶v(C)∶v(D)＝a∶b∶c∶d即化学反应速率与其化学计量数成正比。(2)同一化学反应中，不同物质表示的反应速率数值可能相同(化学计量数相等)，也可能不同(计量数不等)，但意义一样。(3)反应速率是平均值，只有正值，无负值。新思维·名师讲堂化学反应速率的概念及简单计算(4)单位：mol/(L·min)或mol/(L·s)或mol·L－1·min－1或mol·L－1·s－1。温馨提示：化学反应速率的正确理解特别提醒：①表示化学反应速率时，不论是用反应物浓度的减少，还是用生成物浓度的增加表示，化学反应速率均取正值。②进行化学反应速率的有关计算时，一定要注意单位的一致。(3)主要题型①计算用某物质的浓度变化表示的化学反应速率。②同一化学反应中，用不同物质表示的化学反应速率间的相互转换。③根据反应速率，计算反应进行的时间或确定某物质的变化量。④根据不同物质的反应速率关系确定反应的化学方程式。⑤比较同一个化学反应在不同条件下化学反应速率的相对大小。温馨提示：同一个化学反应，用不同物质表示其反应速率时，数值可能不同，所以比较同一个化学反应的反应速率的相对大小时，不能直接比较数值大小，应先转化为同一物质、同一单位，然后再比较其数值大小，数值越大表明反应越快。下面的变式训练2解法简单，可供借鉴。 (2015·浙江省杭州地区重点中学高一第二学期期中)反应C(s)＋H2O(g)CO(g)＋H2(g)，在10L密闭容器中进行5分钟后，水蒸气的物质的量减少了0.45mol，则此反应的平均反应速率v(X)可表示为()A．v(H2)＝0.009mol·(L·s)－1B．v(CO)＝0.009mol·(L·min)－1C．v(C)＝0.00015mol·(L·s)－1D．v(H2O)＝0.09mol·(L·min)－1●典例透析【解析】C为固体，不能用浓度的变化表示化学反应速率，v(H2O)＝Δc(H2O)/Δt＝0.45mol÷10L÷5min＝0.009mol·(L·min)－1，因为化学反应速率之比等于化学方程式的计量数之比，所以v(H2O)＝v(CO)＝v(H2)＝0.009mol·(L·min)－1＝0.00015mol·(L·s)－1，故B项正确。【答案】

B (2015·浙江省杭州地区七校高一下学期期中)对于A2＋3B22C的反应来说，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(B2)＝3mol/(L·min)C．v(C)＝0.6mol/(L·s)D．v(A2)＝0.4mol/(L·s)【解析】同一个化学反应，用不同的物质表示其反应速率时，速率数值可能不同，但表示的意义是相同的，所以比较反应速率快慢时，应该根据速率之比是相应的化学计量数之比先换算成用同一种物质表示，然后才能直接比较速率数值，则根据方程式可知如果都用B物质表示，则反应速率分别是0.8mol/(L·s)、0.05mol/(L·s)、0.9mol/(L·s)、1.2mol/(L·s)，答案选D。【答案】

D(2015·湖北省武汉市部分重点中学高一下学期期中)反应2SO2(g)＋O2(g)===2SO3(g)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．0.1s B．2.5sC．5s D．10s【解析】根据化学反应速率之比等于化学计量数之比，用O2表示的反应速率为0.04mol·L－1·s－1，那么SO3的化学反应速率为0.08mol·L－1·s－1，反应的时间为0.4mol·L－1÷0.08mol·L－1·s－1＝5s，选C。【答案】

C(2015·山东省淄博市第一中学高一下学期期中)反应A＋3B===2C＋2D在不同条件下反应速率如下，其中最快的是()A．v(A)＝0.15mol/(L·min)B．v(B)＝0.6mol/(L·min)C．v(C)＝0.4mol/(L·min)D．v(D)＝0.0075mol/(L·s)【解析】将反应速率转化为同一物质的反应速率，例如都转化为B的反应速率。A.速率为0.45mol/(L·min)；B.速率为0.6mol/(L·min)；C.0.6mol/(L·min)；D.速率为0.675mol/(L·min)，所以最快的为D。【答案】

D●教材点拨1．影响化学反应速率的因素(1)内因：化学反应速率主要由反应物本身的性质决定。反应物的化学性质越活泼，化学反应速率越快，反之化学反应速率越慢。影响化学反应速率的因素(2)外因①温度对化学反应速率的影响：【探究活动1】温度对双氧水(H2O2)分解反应速率的影响实验步骤：a.在2支大小相同的试管中，装入2～3mL约5%的H2O2溶液，分别滴入1～2滴1mol·L－1的FeCl3溶液。b．待试管中均有适量气泡出现时，将其中一支试管放入盛有5℃左右冷水的烧杯中，另一支试管放入盛有40℃左右热水的烧杯中，观察现象并进行对比。c．待放入盛有热水的烧杯中的试管里出现大量气泡时，用带火星的火柴梗检验放出的气体。②催化剂对化学反应速率的影响：【探究活动2】催化剂对H2O2分解反应过程的影响实验步骤：在3支大小相同的试管中各装入2～3mL约5%的H2O2溶液，再向其中2支试管中分别加入少量MnO2粉末、1～2滴1mol·L－1FeCl3溶液。观察现象。实验现象及结论：现象结论加入MnO2立即产生大量气泡催化剂MnO2能加快化学反应速率加入FeCl3立即产生大量气泡催化剂FeCl3能加快化学反应速率不加入其他试剂溶液中有少量气泡出现不使用催化剂，化学反应速率较慢温馨提示：温度和催化剂对化学反应速率的影响并不是绝对的。如：发酵过程必须在一定温度范围内进行，温度过高，反而对发酵不利。有些负催化剂可以使反应速率减慢，但是如果不特别指明，一般指的是正催化剂。【探究活动3】③浓度对化学反应速率的影响实验步骤：取2支试管分别加入表面积大致相同的铝片，在其中一支试管里滴入2mL3mol/L的HCl，另外一支试管里滴入2mL0.5mol/L的HCl，对比观察现象。盐酸现象结论3mol/L的HCl产生气泡的速度快浓度大，反应速率快0.5mol/L的HCl产生气泡的速度慢浓度小，反应速率慢归纳总结：在溶液中进行的反应(或有气体参加的反应)，反应物的浓度越大，化学反应速率越快(但浓硫酸，浓硝酸与铁、铝反应例外)。注意：溶液浓度的大小对化学反应速率有影响，但溶液体积的大小对化学反应速率无影响。如相同体积、相同形状的铁与2L1mol/L的硫酸和4L1mol/L的硫酸反应，生成氢气的速率是相同的。【探究活动4】④压强对化学反应速率的影响对于有气体参加的反应来说，当温度一定时，一定量气体的体积与其所受的压强成反比。因此，增大体系压强，气体体积缩小，浓度增大，化学反应速率增大；减小体系压强，气体体积增大，浓度减小，化学反应速率减小。温馨提示：速率快慢看内因，同一反应比条件，浓度、温度、催化剂，气体还要看压强。⑤其他因素对化学反应速率的影响。a．固体的表面积大小也是影响化学反应速率的因素。一般来说，固体颗粒越小，与其他物质的接触面积越大，反应速率越快。b．反应物的状态也能影响化学反应速率。一般来说，配成溶液或使反应物成为气体，都能增大反应物之间的接触机会，有利于加快反应速率。c．溶剂的性质、光、超声波、磁场等也会对化学反应速率产生影响。温馨提示：①对于纯液体或固体物质，可认为其浓度为“常数”，它们的量的改变不会影响化学反应速率。②如果参加反应的物质都是固体、液体或溶液时，由于改变压强对它们的体积改变很小，因而它们的浓度变化也很小，可以认为压强与它们的反应速率无关。压强对反应速率的影响是通过改变浓度而影响反应速率的，在分析压强对反应速率的影响时，应最终归结到浓度上，将压强问题转化为浓度问题。③不论是吸热反应还是放热反应，升高温度都能加快反应速率，温度每升高10℃，化学反应速率将提高到原来的2～4倍。④催化剂可以使一些化学反应在较低的温度下取得较高的反应速率，有效地提高化工生产的效益，有些负催化剂可以使反应速率减慢，如果不特别指明，一般指的是正催化剂。2．影响化学反应速率的实例分析举例分析与结论人们使用电冰箱储存食物温度越低，食物变质腐败的速率越慢。这也是温度对化学反应速率的影响在生活中的应用实验室通常要将两种块状或颗粒状的固体药品研细，并混匀后再进行反应固体药品研得越细，其表面积越大，混匀后反应物之间接触的面积也越大，反应也越迅速、充分实验室进行化学反应时，通常把一些固体物质溶于水配成溶液再进行反应固体物质溶于水后，发生了电解质的电离，离子在溶液里受水分子作用而运动，增大了离子之间接触反应的机会，从而提高了化学反应速率举例分析与结论实验室常用约30%左右的硫酸溶液(约3.7mol/L)与锌粒反应制取H2，当反应一段时间后，气泡变得稀少了(锌粒还有剩余)。如果添加一些适当浓度的硫酸溶液到反应容器中，气泡又会重新增多起来Zn＋H2SO4===ZnSO4＋H2↑，Zn＋2H＋===Zn2＋＋H2↑，c(H＋)的大小影响着该反应的反应速率，气泡变少了，是因为c(H＋)减小了，反应速率减慢。如果添加适当浓度的硫酸溶液时，由于溶液中c(H＋)又迅速增大，因而反应速率加快，产生气泡的速率又加快了3.影响化学反应速率的因素归纳如下表影响化学反应速率的因素规律(在其他条件相同时)内因化学性质反应物的化学性质越活泼，化学反应速率越快；反之则越慢外因温度升高温度，化学反应速率加快；反之减慢催化剂使用催化剂，化学反应速率改变反应物的浓度增大反应物的浓度，化学反应加快，反之减慢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；反之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；反之减慢其他光波、电磁波、超声波、溶剂等4.判断化学反应进行快慢常用的方法 (2015·江苏省沭阳县高一下学期期中)下列四支试管中，双氧水分解的化学反应速率最大的是()●典例透析试管温度过氧化氢浓度催化剂A室温(25℃)12%MnO2B室温(25℃)4%无C水浴加热(50℃)12%无D水浴加热(50℃)12%MnO2【解析】在其它条件不变时，增大反应物浓度或升高温度或使用催化剂等均可用加快反应速率。因此过氧化氢的浓度越高，反应溶液的温度越高，使用催化剂均可以加快反应速率，则双氧水分解速率最大的是选项D，答案选D。【答案】

D【解析】镁与盐酸的反应实质是：Mg＋2H＋===Mg2＋＋H2↑，Mg为固体，镁条的质量对反应速率无影响，表面积增大能加快反应速率，Cl－不参加离子反应，对反应速率无影响，反应物无气体，压强对反应速率无影响，故B项正确。【答案】

B(2015·江西省临川市一中高一下学期期中)在C(s)＋CO2(g)2CO(g)反应中可使反应速率增大的措施是()①减小容器体积增大压强②增加碳的量③恒容时通入CO2④恒压下充入N2⑤恒容下充入N2A．①③⑤ B．②④C．①③ D．③⑤【解析】①减小容器体积，增大压强，反应速率加快，故①正确；②C是固体，增加C的量，不影响反应速率，故②错误；③恒容下通入CO2，CO2浓度增大，反应速率加快，故③正确；④恒压下充入N2，体积增大，参加反应的气体的浓度减小，反应速率减小，故④错误；⑤恒容下充入N2，参加反应的气体的浓度不变，反应速率不变，故⑤错误。【答案】

C(2)曲线b→c段产生氢气的速率增加较快的主要原因是________________________。(3)向溶液中加入下列物质，能加快上述化学反应速率的是________。A．蒸馏水 B．改用铝粉C．饱和氯化钠溶液 D．浓盐酸E．少量硫酸铜溶液【解析】(1)由于铝是活泼的金属，其表面有氧化膜，因此曲线O→a段不产生氢气，有关反应的化学方程式为Al2O3＋6HCl===2AlCl3＋3H2O。(2)影响反应速率的因素一般是温度和浓度，随之反应的进行浓度是逐渐降低，则曲线b→c段产生氢气的速率增加较快的主要原因应该是反应放热，溶液温度升高，反应速率加快。(3)A.加入蒸馏水，反应物浓度降低，反应速率减小，A错误；B.改用铝粉增大反应物的接触面积。反应速率加快，B正确；C.加入饱和氯化钠溶液相当于是稀释，反应物浓度降低，反应速率减小，C错误；D.加入浓盐酸反应物浓度增大，反应速率增大，D正确；E.加入少量硫酸铜溶液铝置换出铜，构成原电池加快反应速率，E正确，答案选BDE。【答案】

(1)Al2O3＋6HCl===2AlCl3＋3H2O(2)反应放热，溶液温度升高，反应速率加快(3)BDE新考题·随堂自测1．(2015·山东省潍坊市五县高一下学期期中)下列说法中正确的有的是()A．决定化学反应速率的主要因素是参加反应的物质的性质B．催化剂可以使不起反应的物质发生反应C．可以找到一种催化剂使水变成汽油D．催化剂是决定化学反应速率的主要因素【解析】A．决定反应速率的主要因素是参加反应的物质的性质，故A正确；B.催化剂可以改变化学反应速率，故B错误；C.催化剂只改变速率，但反应前后质量不变，故C错误；D.A正确，故D错误，此题选A。【答案】

A2．(2015·山西省浮山中学高一下学期期中)在一个0.5L密闭容器中，盛有N2和H2，它们的起始浓度分别是1.8mol·L－1和5.4mol·L－1，在一定的条件下发生反应N2(g)＋3H2(g)2NH3(g)。10min后测得N2的浓度是0.8mol·L－1，则在这10min内NH3的平均反应速率是()A．0.1mol·L－1·min－1B．0.6mol·L－1·min－1C．0.3mol·L－1·min－1D．0.2mol·L－1·min－1【答案】

D3．(2015·山西省浮山中学高一下学期期中)影响化学反应速率的因素很多，下列措施肯定不能加快化学反应速率的是()A．降低温度 B．升高温度C．使用催化剂 D．增加反应物浓度【解析】A．降低温度降低反应速率，A正确；B.升高温度加快反应速率，B不符合；C.催化剂能改变化学反应速率，故C不符合；D.增加反应物浓度，加快反应速率，故D不符合，此题选A。【答案】

A组别c(HCl)/(mol·L－1)温度/(℃)状态12.030块状22.530块状32.020块状42.530粉末状A.4、3、2、1 B．4、2、1、3C．3、4、2、1 D．4、1、2、3【解析】当反应物的浓度越大、温度越高且为粉末状时反应速率越大，从而确定答案为B。【答案】

B5．(2015·浙江省杭州地区七校高一下学期期中)下列措施对增大反应速率明显有效的是()A．在K2SO4与BaCl2两溶液反应时，增大压强B．Fe与稀硫酸反应制取H2时，改用浓硫酸C．Al在氧气中燃烧生成Al2O3，将Al片改成Al粉D．Na与水反应时增大水的用量【解析】A．K