1、合作探究 自主预习 第第 2 节节 化学反应的快慢和限度化学反应的快慢和限度 合作探究 自主预习 第 1 课时 化学反应的快慢 合作探究 自主预习 目标导航 预习导引 1.了解化学反应速率的概念和表示方法。 2.掌握化学反应速率的计算。 3.知道浓度、温度、催化剂等条件对化学反应 速率的影响。 1.能通过化学反应速率的计算,理解化学反应 速率的概念。 2.通过实验认识浓度、温度、催化剂等条件对 化学反应速率的影响。 合作探究 自主预习 目标导航 预习导引 1 2 1.化学反应速率 (1)定义:用来描述化学反应快慢的物理量。 (2)表示方法:用单位时间里反应物浓度或生成物浓度的变化量来表示。 合
2、作探究 自主预习 目标导航 预习导引 1 2 2.影响化学反应速率的因素 (1)内因:反应物本身的性质。 (2)外因: 当其他条件不变时,只改变一个条件,对化学反应速率的影响,如下表所示: 条件 改变 对化学反应速率的影响 浓度 增大反应物的浓度 提高 减小反应物的浓度 降低 温度 升高温度 提高 降低温度 降低 催化剂 多数情况下,使用催化剂能够提高化学反应速 率 合作探究 自主预习 目标导航 预习导引 1 2 条件 改变 对化学反应速率的影响 压强(对有气体参 加的化学反应) 增大压强 提高 减小压强 降低 反应物间的接触面 积 反应物间的接触面积越大,化学反应速率越大 其他 光波、电磁波
3、、超声波、溶剂等也会对化学反 应速率产生影响 合作探究 自主预习 目标导航 预习导引 1 2 预习交流预习交流 研究化学反应速率在生产实践中有什么意义? 答案:调控化学反应速率的意义: 合作探究 自主预习 问题导学 即时检测 一 二 一、化学反应速率 活动与探究 回顾生活中熟悉的炸药爆炸、金属锈蚀等现象,可知化学反应发生的快慢不同, 该如何表示一个化学反应的快慢呢? 思考1 在甲、乙两支试管中分别加入同体积3 mol L-1的稀硫酸。向甲试管中 加入一定量的NaOH,经过8 s反应停止,测得H2SO4变为1 mol L-1;向乙试管中加入 等量的NaOH,经过5 s反应停止,测得H2SO4变为
4、1.5 mol L-1。假设反应前后溶液体 积不变,比较甲、乙两试管中的反应哪一个更快? 答案:甲试管中1 s内稀硫酸的浓度减少0.25 mol L-1,而乙试管中1 s内稀硫酸的 浓度减少0.3 mol L-1,故乙试管中的反应更快。 合作探究 自主预习 问题导学 即时检测 一 二 思考2 上题的甲试管中,当H2SO4由3 mol L-1变为1 mol L-1时,NaOH的浓度减 少了多少? 答案:根据H2SO4+2NaOH Na2SO4+2H2O,可知NaOH浓度减少的是H2SO4 的两倍,即4 mol L-1。 思考3 如果用NaOH来表示思考1甲试管中反应的快慢的话,与用H2SO4表示
5、的 数值有何关系? 答案:用NaOH表示的数值是用H2SO4表示的数值的2倍。 思考4 同一反应中,用不同物质表示的化学反应速率之间有何关系? 答案:同一反应中,用不同物质表示的化学反应速率之比等于化学方程式中各物 质的计量数之比。 合作探究 自主预习 问题导学 即时检测 一 二 迁移与应用 例1在一定条件下,反应N2(g)+3H2(g) 2NH3(g)在10 L恒容密闭容器中进行, 测得2 min内,H2的物质的量由20 mol减少到8 mol,则2 min内H2的化学反应速率为 ( ) A.1.2 mol L-1 min-1 B.1.8 mol L-1 min-1 C.0.6 mol L-
6、1 min-1 D.0.2 mol L-1 min-1 解析:2 min 内 H2减少的浓度为20mol -8mol 10 L =1.2 mol L-1 v(H2)=1.2mol L -1 2min =0.6 mol L-1 min-1。 答案:C 合作探究 自主预习 问题导学 即时检测 一 二 迁移训练 1(1)求例 1 中,2 min 内 NH3的化学反应速率。 (2)若在另一条件下,反应N2(g)+3H2(g)2NH3(g)用N2表示的 反应速率为 0.005 mol L-1 s-1,与例 1 相比哪一反应进行得快? 解析:(1)v(NH3)=2 3v(H2)= 2 3 0.6 mol
7、L -1 min-1=0.4 mol L-1 min-1。 (2)v(N2)=0.005 mol L-1 s-1 =0.00560 mol L-1 min-1 =0.3 mol L-1 min-1 该条件下v(H2)=3v(N2)=30.3 mol L-1 min-1=0.9 mol L-1 min-1 由于0.9 mol L-1 min-10.6 mol L-1 min-1,故该条件下的反应比例1中的反应快。 答案:(1)v(NH3)=0.4 mol L-1 min-1 (2)该条件下的反应比例1中的反应快。 合作探究 自主预习 问题导学 即时检测 一 二 对化学反应速率的理解与注意事项 1
8、.无负值。无论是用反应物表示还是用生成物表示,化学反应速率都是正值。 2.使用范围。由于在一定条件下,固体的密度是固定的,所以固态物质在反应中 的浓度保持不变(可视为常数),而纯液态物质的浓度可视为1,也为常量,所以表示 化学反应速率时,不能选用固态物质或纯液态物质。 3.只表示平均反应速率。化学反应速率通常是指在某一段时间内的平均反应 速率,而不是某一时刻的瞬时反应速率。 4.注明具体物质。对于同一化学反应,在相同的反应时间内,用不同的物质表示 其反应速率,其数值可能不同,但这些不同的数值表示的都是同一个反应的反应速 率。因此,表示化学反应速率时,必须指明是用反应体系中的哪种物质作标准。 合
9、作探究 自主预习 问题导学 即时检测 一 二 5.化学反应速率与化学方程式的联系。各物质表示的化学反应速率之比等于 该化学方程式中各物质的化学计量数之比,也等于各物质的浓度变化量之比,这是 有关化学反应速率计算或换算的依据。 6.比较同一个化学反应的反应速率的大小时,应将不同物质的反应速率转化为 同一种物质,然后进行比较。要做到“两统一”:统一用同一种物质表示的化学反应 速率;单位要统一。 合作探究 自主预习 问题导学 即时检测 一 二 二、影响化学反应速率的因素 活动与探究 请你按以下实验方案探究影响化学反应速率的因素,并记录实验现象,归纳实验 结论。 实验目的 实验内容 实验现象 实验结论
10、 探究不同金 属与相同浓 度某种酸反 应的速率 铁片上产生气 泡但较慢,镁片 上产生气泡且 较快 在相同条 件下,金属 越活泼,与 酸反应速 率越快 合作探究 自主预习 问题导学 即时检测 一 二 实验目的 实验内容 实验现象 实验结论 探究反应物 浓度对化学 反应速率的 影响 加 0.5 mol L-1 盐酸的试管中 产生气泡较慢, 加 3 mol L-1盐 酸的试管中产 生气泡较快 其他条件 相同时,反 应物浓度 越大,反应 速率越快 探究温度对 化学反应速 率的影响 加热的试管中 产生气泡较快, 不加热的试管 中产生气泡较 慢 其他条件 相同时,体 系温度越 高,反应速 率越快 合作探究
11、 自主预习 问题导学 即时检测 一 二 实验目的 实验内容 实验现象 实验结论 探究固体反 应物表面积 对化学反应 速率的影响 加粉末状碳酸 钙的试管内产 生气泡较快,加 块状碳酸钙的 试管内产生气 泡较慢 其他条件 相同时,固 体反应物 表面积越 大,反应速 率越快 合作探究 自主预习 问题导学 即时检测 一 二 实验目的 实验内容 实验现象 实验结论 探究催化剂 对化学反应 速率的影响 1 号试管内无 明显变化,其余 三支试管内都 有大量气泡产 生,该气体可使 带火星的木条 复燃 MnO2等是 H2O2分解 反应的催 化剂,可明 显加快 H2O2的分 解 合作探究 自主预习 问题导学 即时
12、检测 一 二 迁移与应用 例2下列三个实验:10 时,各取5 mL 0.1 mol L-1 NaHCO3溶液和0.1 mol L-1 稀硫酸混合;10 时,各取10 mL 0.05 mol L-1 NaHCO3溶液和0.05 mol L-1稀硫酸 混合;20 时,各取5 mL 0.1 mol L-1 NaHCO3溶液和0.1 mol L-1稀硫酸混合。忽 略两溶液混合体积的变化,则化学反应速率由快到慢的顺序是( ) A. B. C. D. 思路点拨:本题综合考查温度、浓度对化学反应速率的影响,可采取“定一议一” 法,即确定温度,比较浓度;或者确定浓度,比较温度。 合作探究 自主预习 问题导学
13、即时检测 一 二 解析:混合后溶液具体分析如下: 答案:D 实验 温度 NaHCO3溶液 (mol L-1) 稀硫酸 (mol L-1) 影响 结论 10 0.05 0.05 温度低,浓度大 居中 10 0.025 0.025 温度低,浓度小 最慢 20 0.05 0.05 温度高,浓度大 最快 合作探究 自主预习 问题导学 即时检测 一 二 迁移训练2在相同温度下,下列溶液混合后化学反应速率最小的是( ) A.10 mL 0.1 mol L-1的Na2S2O3溶液与10 mL 0.1 mol L-1的H2SO4溶液 B.5 mL 0.1 mol L-1的Na2S2O3溶液与5 mL 0.1
14、mol L-1的H2SO4溶液 C.5 mL 0.1 mol L-1的Na2S2O3溶液与5 mL 0.05 mol L-1的H2SO4溶液 D.10 mL 0.5 mol L-1的Na2S2O3溶液与10 mL 0.05 mol L-1的H2SO4溶液 解析:Na2S2O3和H2SO4反应时的化学反应速率与它们的浓度有关,溶液中反应 物的浓度越大,化学反应速率越大。C项,混合溶液中反应物的物质的量浓度相对 最小,所以化学反应速率最小。 答案:C 合作探究 自主预习 问题导学 即时检测 一 二 有关影响化学反应速率的因素的注意点 1.在影响反应速率的因素中,内因是决定性因素。 2.温度因素适用
15、于所有化学反应,在其他条件一定时,升高温度,化学反应速率加 快;降低温度,化学反应速率减慢。 3.“浓度”是指反应物浓度而不是生成物浓度。“改变反应物的浓度”不包括改变 固体和纯液体反应物的浓度,因为固体和纯液体的浓度是不变的常量。 4.压强只对有气体参加的反应有效,在其他条件相同时,增大压强,化学反应速率 加快;减小压强,化学反应速率减慢。 5.催化剂具有专一性和高效性,使用催化剂能大大地改变化学反应速率。 6.在其他条件相同时,增大反应物间的接触面积,化学反应速率加快;减小反应物 间的接触面积,化学反应速率减慢。 合作探究 自主预习 问题导学 即时检测 一 二 特别提示:(1)有气体参加的
16、反应,改变压强对反应速率影响的实质是通过改变 压强使反应物的浓度改变而引起的。如压缩体积或恒容充入反应物,使压强增大, 都能加快化学反应速率;若体积不变,充入不参与反应的气体,虽然压强增大了,但 反应物浓度没有发生变化,故化学反应速率不变。(2)由于固体的浓度为定值,因而 改变固体的量不影响反应速率,只有改变固体表面积,才影响反应速率。如等量的 铁与同浓度的稀硫酸反应,生成H2的速率为铁粉铁片铁棒。 合作探究 自主预习 问题导学 即时检测 1 2 3 4 5 6 1.关于化学反应速率的说法正确的是( ) A.根据反应速率的大小可知化学反应进行的相对快慢 B.化学反应速率是指一定时间内,任何一种
17、反应物浓度的减少或任何一种生成物 浓度的增加 C.对于任何化学反应来说,反应速率越大,反应现象就越明显 D.化学反应速率为“0.8 molL-1 s-1”所表示的意思是:时间为1 s时,某物质的浓度为 0.8 mol L-1 解析:B项中应设浓度确实有变化,而固体或纯液体一般不考虑;C项中有的化学反 应反应较快但从外观可能观察不到明显现象;D项中应为某物质浓度的变化量为 0.8 mol L-1。 答案:A 合作探究 自主预习 问题导学 即时检测 1 2 3 4 5 6 2.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 答案:D 合作探究
18、自主预习 问题导学 即时检测 1 2 3 4 5 6 3.对于反应:N2+3H2 2NH3,下列操作不能加快其反应速率的是( ) A.压缩反应器的体积 B.恒容时,充入稀有气体Ar C.增大H2的浓度 D.升高温度 解析:压缩容器,体积减小,参与反应的气体浓度增大,化学反应速率加快,A、C都可 以。升高温度反应速率加快,D可以。恒容时充入稀有气体,容器体积不变,反应物 的浓度不变,故反应速率不变,B不可以。 答案:B 合作探究 自主预习 问题导学 即时检测 1 2 3 4 5 6 4.(2015福建理综,12)在不同浓度(c)、温度(T)条件下,蔗糖水解的瞬时速率(v)如下 表。下列判断不正确
19、的是( ) A.a=6.00 B.同时改变反应温度和蔗糖的浓度,v可能不变 C.b318.2 D.不同温度时,蔗糖浓度减少一半所需的时间相同 c/(mol L-1)v/(mmol L-1 min-1)T/K 0.600 0.500 0.400 0.300 318.2 3.60 3.00 2.40 1.80 328.2 9.00 7.50 a 4.50 b 2.16 1.80 1.44 1.08 合作探究 自主预习 问题导学 即时检测 1 2 3 4 5 6 解析:分析328.2 K的瞬时速率与浓度的关系知其成正比,则 ,a=6.00,A 选项正确;从题给数据看,浓度越大、温度越高,反应速率越大
20、,当增大浓度同时降 低温度时,瞬时反应速率可能会不变,B选项正确;浓度不变时,b K下反应速率低于 318.2 K下反应速率,故b318.2 K,C选项正确;题给数据是瞬时速率,而不是平均速 率,故不能作为判断反应所用时间的依据,D选项错误。 答案:D 0.600 0.400 = 9.00 合作探究 自主预习 1 2 3 4 5 6 问题导学 即时检测 5.在下列事实中,各是什么因素影响了化学反应速率。 (1)集气瓶中有氢气和氯气的混合气体,在瓶外点燃镁条时,发生爆炸 。 (2)熔化的KClO3放出气泡速率很慢,撒入少量MnO2很快产生气体 。 (3)同浓度同体积的盐酸中放入同样大小的镁条和铝
21、条,产生气体有快有 慢 。 (4)夏天食品易变质,而冬天不易发生该现象 。 (5)同样大小的石灰石分别在1 mol L-1盐酸和0.1 mol L-1盐酸中反应速率不 同 。 答案:(1)光照 (2)催化剂 (3)反应物本身的性质 (4)温度 (5)浓度 合作探究 自主预习 1 2 3 4 5 6 问题导学 即时检测 6.在恒容密闭容器中进行合成氨的反应,开始时氮气的浓度为8 mol L-1,氢气的浓 度为20 mol L-1,5 min后氮气的浓度为6 mol L-1,求这段时间内v(N2)、v(NH3)、 v(H2)。 解析:在这个反应中,t=5 min,c(N2)=2 mol L-1,所以v(N2)= =2 mol L-15 min=0.4 mol L-1 min-1,再根据v(N2)v(H2)v(NH3)=132,v(NH3)=0.8 mol L- 1 min-1,v(H2)=1.2 mol L-1 min-1。 答案:在此反应中,5 min内N2、H2 、NH3的反应速率分别为0.4 mol L-1 min-1、1.2 mol L-1 min-1、 0.8 mol L-1 min-1。 (N2)
