6.1.2原电池工作原理

网科学第六章化学反应与能量第2节化学反应的速率和限度学习目标6.2.1化学反应速率及影响因素1、知道化学反应速率的概念和表示方法。2、学会进行化学反应速率的简单计算。3、了解影响化学反应速率的因素及规律。在化学实验和日常生活中，我们经常观察到有些反应进行得快，有些反应进行得慢。爆炸牛奶变质钢铁生锈溶洞形成哪个反应更快呢？初中我们通过观察对比实验现象来定性描述化学反应的快慢①冒气泡快慢②颜色变化快慢③固体物质的减少快慢④出现浑浊的快慢⑤温度变化快慢如何定量描述化学反应的快慢呢只能粗略估计化学反应进行的快慢（定性角度）准确测定化学反应的快慢需要统一的定量标准一、化学反应速率1、概念2、公式3、单位mol/(L·min)

和

mol/(L·s)

mol·L-1·min-1

和mol·L-1·s-1用来衡量化学反应快慢程度的物理量速度单位时间物体运动的位移化学反应速率物质的量浓度的改变反应物浓度的减少生成物浓度的增加v(B)=——=——Δc(B)ΔtΔtΔn(B)V——互动探究例1、在某一化学反应中，已知反应物A的浓度在10s内从4mol/L变成1mol/L。则在这10s内用A表示的化学反应速率为多少？v(A)∆c(A)∆t==4mol·L-1–1mol·L-110s3mol·L-110s0.3mol·L-1·s-1==问：第10s的反应速率为多少？无法确定注意：1、反应速率要指明具体物质并取正值;2、表示气体或溶液反应速率,不能用于表示固体和纯液体;3、指平均速率.1、在某一化学反应中，生成物B的浓度在5s内从0.5mol/L变成2.0mol/L，在这5s内B的化学反应速率为_________。2、一个5L的容器中，盛入8.0mol某气体反应物，5min后，测得这种气体反应物还剩余6.8mol，这种反应物的化学反应速率为___________。0.3mol/(L·S)0.048mol/(L·min)【例2】在1L的密闭容器中，加入8molN2和20molH2，发生N2

+3H2

2NH3，在5min末时，测得容器中含有6mol的N2，求该反应的化学反应速率。N2+3H2

2NH3起始浓度(mol/L)82005min末浓度(mol/L)6v(N2)=2/5=0.4mol/(L·min)v(H2)=6/5=1.2mol/(L·min)v(NH3)=4/5=0.8mol/(L·min)

4

2

△C(mol/L)

6结论1:同一反应的反应速率可以用不同的物质表示，其数值可能不同，但所表示的意义是相同的。在表示反应速率时，应注明是由哪种物质表示的。由以上可知∶V（N2）:V（H2

）:V（NH3）=0.4:1.2:0.8=1:3:2化学反应中各物质浓度的计算模式——“三段式”（1)写化学方程式。

（2)列各物质的起始量、变化量、终了量。（3）计算。结论2:

同一反应中，各物质的反应速率之比等于其化学方程式中的化学计量数之比。即对于反应：aA+bB=cC+dD

vA:vB:vC:vD=a:b:c:d

=△cA:△cB:△cC:△cD=△nA:△nB:△nC:△nD

①3A（g）+B（g）=2C（g）3A（g）+B（g）=2C（g）例3、对于反应3A（g）+B（g）=2C（g），在不同条件下，用A、B表示的反应速率分别为条件①v（A）=0.6mol·L-1·min-1；条件②v（B）=0.45mol·L-1·min-1；比较反应在条件①和条件②的速率快慢②v（A）=0.6mol·L-1·min-1v（B）=0.45mol·L-1·min-1v（B）=0.2mol·L-1·min-1v①v②<提示：比较不同过程反应速率，转变成同一物质的速率进行比较例4.反应A(g)+3B(g)=2C(g)+2D(g)在四种不同情况下的反应速率为：①v(A)=0.45mol·L-1·min-1②v(B)=0.6mol·L-1·s-1

③v(C)=0.4mol·L-1·s-1④v(D)=0.45mol·L-1·s-1则该反应速率的快慢顺序为()A.④>③=②>①B.③=②<④<①C.①>②=③>④D.④>③>②>①A比较同一个化学反应的反应速率的相对大小时，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。提炼归纳想一想？典题精练1.某温度下，浓度都是1mol/L的两种气体X2和Y2，在密闭容器中反应生成气体Z，经过tmin后，测得物质的量浓度分别为：c(X2)=0.4mol/L,c(Y2)=0.8mol/L,c(Z)=0.4mol/L,则反应的化学方程式可表示为：3X2+Y2=2Z3X2+Y2=2X3Y2.已知反应N2+3H22NH3，根据下图判断①A是______物质的量浓度变化情况②C是______物质的量浓度变化情况③2分钟内N2的平均速率是多少？H2NH30.5mol/(L·min)4.反应A+3B==2C+2D在四种不同的情况下的反应速率分别为：①ひ（A）=0.15mol/(L·S)

②ひ（B）=0.6mol/(L·S)③ひ（C）=0.4mol/(L·S)

④ひ（D）=0.45mol/(L·S)该反应在四种情况下的快慢顺序为___________.分析：

1、根据反应速率之比等于物质的计量数之比来判断。2、将不同物质表示的反应速率换算成同一物质表示的反应速率来判断。④>③=②>①3.已知4NH3+5O2===4NO+6H2O,则下列关系式正确的是()4/5v(NH3)=v(O2)

B.4/5v(NH3)=v(H2O)C.5/6v(O2)=v(H2O)

D.4/5v(O2)=v(NO)D学习任务二影响化学反应速率的因素【思考与讨论】对于下列反应，你是希望其反应速率越快越好还是越慢越好？■钢铁腐蚀■食物腐坏■炼钢■合成氨调控化学反应速率常常是决定化学实验成败或化工生产成本的关键。有哪些因素能够影响化学反应速率呢？内因(决定因素)→物质本身如爆炸与石油形成、钢铁生锈与不锈钢等外因影响因素（1）反应体系的温度

冰箱、金属与酸反应等（2）反应物的浓度

硫在空气、氧气中的燃烧等（3）反应体系的压强

→适用对象是气体（4）催化剂（默认正催化剂）MnO2、合成氨、氨的催化氧化等（5）反应物的表面积

粉尘爆炸等其他……【实验探究】【假设】影响化学反应速率的因素可能有反应温度、反应物浓度等。【用品】5%H2O2溶液、1mol/LFeCl3溶液、0.1mol/L盐酸、1mol/L盐酸、大理石碎块、冷水、热水、试管、试管夹、烧杯。（1）反应温度的影响（2）反应物浓度的影响变量控制科学研究中，对于多因素（多变量）的问题，常常采用只改变其中的某一个因素，控制其他因素不变的研究方法.

①准确变量在研究影响化学反应速率的因素时，由于外界影响因素较多，故为弄清某个因素的影响均需控制其他因素相同或不变，再进行实验，从而理清影响实验探究结果的因素。②定多变一在探究时，应先确定其他因素不变，只变化一种因素，看这种因素与探究的问题存在怎样的关系，这样确定一种因素的影响结果以后，再确定另一种因素的影响结果，通过分析每种因素与所探究问题之间的关系，得出所有影响因素与所探究问题之间的关系。(1)反应温度的影响在两支大小相同的试管中均加入2mL5%H2O2溶液，同时滴入2滴1mol/LFeCl3，溶液。待试管中均有适量气泡出现时，将其中一支试管放入盛有冷水的烧杯中，另一支试管放入盛有热水的烧杯中，观察现象并进行对比。温度环境实验现象冷水热水生成气泡速率变慢生成气泡速率加快结论：当其它条件不变时，升高温度，反应速率加快；降低温度，反应速率变慢。(2)反应物浓度的影响步骤与试剂比较各试管中的现象结论试管15ml4%的H2O2溶液；各加入3滴0.2mol·L-1FeCl3溶液试管25ml12%的H2O2溶液；试管1有较多气泡产生试管2有大量气泡产生其他条件相同时，反应物的浓度越大，反应速率越大。面粉爆炸事件据媒体报道：在美国威斯威科市的一个面粉厂发生爆炸。在这次爆炸中，共炸死了36人，炸伤9人，有48个贮粮仓的大粮库被夷为平地，连附近的一座办公楼也彻底炸毁，经济损失约1亿美元。为什么面粉也会发生如此剧烈的爆炸？大理石碎块、大理石粉末与1mol/L的盐酸反应谁快谁慢？为什么？结论：当其它条件不变时，增大固体表面积可以加快反应速率（接触充分）。状态实验现象大理石碎块大理石粉末产生气泡速率较慢产生气泡速率较快现象结论加入MnO2加入FeCl3不加其他试剂气泡冒出速率增大MnO2能加快反应速率气泡冒出速率增大FeCl3能加快反应速率有气泡冒出，较慢无催化剂反应较慢结论4：其他条件不变时，加入（正）催化剂可以加快反应速率。(3)固体表面积的影响(4)催化剂对反应速率的影响神奇的催化剂催化剂是现代化学中关键而神奇的物质之一。据统计，有80%以上的化工生产过程（如氨、硫酸、硝酸的合成，乙烯、丙烯、苯乙烯的聚合，煤、石油、天然气的综合利用，等等）使用了催化剂，目的是增大反应速率，提高生产效率。在资源利用、能源开发、医药制造、环境保护等领域，催化剂有着广泛的应用。催化剂十分神奇，它能极大地提高化学反应速率（可使反应速率增大几个到十几个数量级），而自身的组成、化学性质和质量在反应前后不发生变化；它和一些反应体系的关系就像钥匙与锁的关系，具有一定的选择性。催化剂能极大地改变反应速率，而自身的组成、化学性质和质量在反应前后不发生变化，具有高度的选择性（或专一性）催化剂中毒：催化剂的催化性能往往因接触少量的杂质而明显下降甚至遭破坏，这种现象叫催化剂中毒。催化剂只有在一定的温度下才能最大限度的显示其催化作用，不同的催化剂对温度的要求不一样。在恒温下，使反应C(s)+H2O(g)====CO(g)+H2(g)在一容积可变的密闭容器中进行，改变下列条件，其反应速率如何变化？(科学探究与创新意识)①若加压将容器的体积缩小一半_____。

②若保持体积不变，充入N2使体系压强增大_____。

③若保持压强不变，充入N2使容器体积变大_____。

提示：①加压后体积减半，气体浓度增大，反应速率增大；②若保持体积不变，充入N2使体系压强增大，但原体系中各气体的浓度未变，反应速率不变；③保持压强不变，充入N2使容器体积变大，体系中各气体的浓度减小，反应速率减小。增大不变减小典题精练影响因素规律内因反应物本身的性质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外因浓度【压强】增大反应物的浓度，化学反应速率增大；减小反应物的浓度，化学反应速率减小温度升高温度，化学反应速率增大；降低温度，化学反应速率减小催化剂一般地，使用催化剂能极大地加快反应速率固体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照、溶剂、形成原电池等，也能影响化学反应速率其他条件不变时【总结】影响程度：催化剂温度其他＞＞2、一定条件下，分别对反应C(s)＋CO2(g)2CO(g)进行如下操作：①升高反应体系的温度； ②减小CO2的浓度；③缩小反应体系的体积； ④减小压强。上述措施中一定能使反应速率显著变大的是（）A.①②③④ B.①③④C.①② D.①③⇋D1.在下列事实中，各是什么因素影响了化学反应速率。(1)集气瓶中H2和Cl2的混合气体，在瓶外点燃镁条时发生爆炸。(2)黄铁矿煅烧时要粉碎成矿粒。(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粒，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。光反应物的接触面积催化剂反应物本身的性质反应物的浓度反应温度典题精练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.①④