鲁科版 (2019)必修 第二册第3节 化学反应的快慢和限度学案

这是一份鲁科版 (2019)必修 第二册第3节 化学反应的快慢和限度学案，共8页。学案主要包含了化学反应速率，影响化学反应速率的因素，溶剂等内容，欢迎下载使用。

课时1 化学反应的快慢


目标与素养：1.了解化学反应速率的概念和表示方法。(证据推理)2.掌握化学反应速率的计算。(模型认知)3.知道浓度、温度、催化剂等条件对化学反应速率的影响。(科学探究)








一、化学反应速率


1．定义


描述化学反应快慢的物理量。


2．表示方法


用单位时间某反应物浓度的减少量(绝对值)或某生成物的浓度的增加量来表示。


3．表达式(A为反应物，D为生成物)


v(A)＝eq \f(|ΔcA|,Δt)或v(D)＝eq \f(ΔcD,Δt)。


4．单位


ml·L－1·s－1或ml·L－1·min－1。


微点拨：(1)化学反应速率反映了化学反应进行的快慢。


(2)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。


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





2.影响化学反应速率的因素


(1)内因


化学反应速率的大小主要取决于物质本身的内在性质。


(2)外因


影响化学反应速率的因素除浓度、温度、接触面积、催化剂外，还有压强(对于一些有气态物质参加的反应)、溶剂、光波、电磁波、超声波等。许多因素，人们可以通过这些因素来调控化学反应速率。





1．判断正误(正确的打“√”，错误的打“×”)


(1)反应速率越大，反应现象越明显。( )


(2)反应速率的单位通常为ml·s－1或ml·min－1。( )


(3)可以用任何物质来表示反应速率。( )


(4)压强变化，化学反应速率一定会有变化。( )


(5)化学反应速率的数值大则代表的化学反应进行得一定快。


( )


[答案](1)× (2)× (3)× (4)× (5)×


2．决定化学反应速率的主要因素是( )


①温度 ②压强 ③催化剂 ④浓度 ⑤反应物本身的内在性质


A．①②③④⑤ B．⑤


C．①④ D．①②③④


B [决定化学反应速率的主要因素是内因，即反应物本身的内在性质。]


3．氨分解反应在容积为2 L的密闭容器内进行。已知起始时氨气的物质的量为4 ml,5 s末为2.4 ml，则用氨气表示该反应的速率为( )


A．0.32 ml·L－1·s－1


B．0.16 ml·L－1·s－1


C．1.6 ml·L－1·s－1


D．0.8 ml·L－1·s－1


B [v(NH3)＝eq \f(4 ml－2.4 ml,2 L×5 s)＝0.16 ml·L－1·s－1。]








1.化学反应速率的计算


(1)定义式法：v(A)＝eq \f(|ΔcA|,Δt)或v(D)＝eq \f(ΔcD,Δt)(A为反应物，D为生成物)。


(2)关系式法：对于可逆反应：aA(g)＋bB(g)


cC(g)＋dD(g)，满足如下关系：


v(A)∶v(B)∶v(C)∶v(D)＝a∶b∶c∶d。


上述关系可总结为


化学反应速率数值之比＝化学系数之比。


2．比较反应速率大小


(1)将反应速率用同一种物质表示，然后进行比较。


(2)要做到“两统一”：统一用同一种物质表示化学反应速率；统一单位。


【典例1】 在2 L的容器中，反应N2＋3H22NH3，5 min内生成0.1 ml NH3。


(1)试求5 min内v(NH3)是多少？


(2)5 min内v(H2)、v(N2)分别是多少？


[解析] v(NH3)＝eq \f(ΔcNH3,t)＝eq \f(0.1 ml/2 L,5 min)


＝0.01 ml·L－1·min－1


v(H2)＝eq \f(3,2)v(NH3)＝0.015 ml·L－1·min－1


v(N2)＝eq \f(1,2)v(NH3)＝0.005 ml·L－1·min－1。


[答案](1)0.01 ml·L－1·min－1


(2)0.015 ml·L－1·min－1 0.005 ml·L－1·min－1





化学反应C(s)＋CO2(g)===2CO(g)的反应速率v(C)∶v(CO)＝1∶2，正确吗？


[答案] 不正确。一定温度下，固体或纯液体的浓度为常数，因此不能用固体或纯液体物质来表示化学反应速率。





1．在四个不同的容器中进行合成氨的反应。根据下列在相同时间内测定的结果，判断生成氨的速率最快的是 ( )


A．v(N2)＝0.05 ml·L－1·s－1


B．v(H2)＝0.3 ml·L－1·min－1


C．v(N2)＝0.2 ml·L－1·min－1


D．v(NH3)＝0.3 ml·L－1·min－1


[答案] A


1.浓度


(1)只适用于气体参加或在溶液中进行的化学反应。


(2)在一定温度下，固体或纯液态物质的浓度是一个常数，改变其用量，对化学反应速率无影响。


(3)化学反应速率与固体颗粒的大小有关，颗粒越小，表面积越大，化学反应速率越快。


2．温度


(1)对任何化学反应都适用，且不受反应物状态的影响。


(2)不论是吸热反应还是放热反应，升高温度都能增大化学反应速率，降低温度都能减小化学反应速率。


3．压强


(1)压强对化学反应速率的影响实质是通过改变浓度对化学反应速率的影响实现的。


(2)由于固体或液体的体积受压强的影响很小，所以压强只影响有气体参加的化学反应的反应速率。


(3)改变压强必须引起反应物或生成物的浓度改变才能改变化学反应速率，否则，化学反应速率不变。


如恒温恒容：充入稀有气体→容器压强增大，各反应物的浓度不变→化学反应速率不变。


4．催化剂


催化剂能同等程度地改变正、逆反应的化学反应速率。


【典例2】 在恒容密闭容器中发生反应：3CO(g)＋Fe2O3(s)eq \(=====,\s\up14(高温))3CO2(g)＋2Fe(s)，下列说法正确的是( )


A．增加Fe2O3的量反应速率加快


B．升高温度反应速率不一定变化


C．再充入CO反应速率加快


D．充入N2使压强增大反应速率加快


C [Fe2O3为固体，增加固体的量，浓度未变，反应速率不变，A错；温度对任何反应都有影响，B错；充入CO后，c(CO)增大，反应速率加快，C正确；充入N2虽然压强增大，但并未引起浓度的变化，反应速率不变，D错。]





充入非反应气体对化学反应速率的影响


(1)恒容时：充入非反应气体→压强增大，但各物质浓度不变→反应速率不变。


(2)恒压时：充入非反应气体→压强不变→体积增大→各物质浓度减小→反应速率减慢。








2．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大的是( )


①加热 ②不用稀硫酸，改用98%的浓硫酸 ③增大稀硫酸的用量 ④不用铁片，改用铁粉


A．①② B．①③


C．②③ D．③④


C [用98%的浓硫酸代替稀硫酸，不能增大Fe＋H2SO4===FeSO4＋H2↑的反应速率，其原因是Fe在浓硫酸中钝化，且反应不生成H2。]





1．下列对化学反应速率的理解正确的是( )


A．化学反应速率表示的是化学反应进行的程度


B．化学反应速率可以用单位时间内反应物浓度的变化来表示


C．化学反应速率可以用任何一种反应物或生成物来表示


D．化学反应速率可以是正值，也可以是负值


B [A项，化学反应速率表示化学反应进行的快慢，不表示反应进行的程度，A项错误；B项，化学反应速率可以用单位时间内反应物浓度的减少量来表示，也可以用单位时间内生成物浓度的增加量来表示，B项正确；C项，化学反应速率不能用纯液体或纯固体的物质的量浓度的变化来表示，C项错误；D项，化学反应速率都是正值，无负值，D项错误。]


2．硫代硫酸钠溶液与稀硫酸反应的化学方程式为


Na2S2O3＋H2SO4===Na2SO4＋SO2↑＋S↓＋H2O。


下列各组实验中最先出现浑浊的是( )


D [升高温度，增大反应物的浓度就能提高化学反应速率，即最先出现浑浊，故选D。]


3．在2A(g)＋B(g)3C(g)＋4D(g)反应中，表示该反应速率最快的是( )


A．v(A)＝0.5 ml·L－1·s－1


B．v(B)＝0.3 ml·L－1·s－1


C．v(C)＝0.8 ml·L－1·s－1


D．v(D)＝1 ml·L－1·s－1


B [正确的思路应是根据反应速率与化学方程式中化学系数之间的关系将各物质的反应速率转化为用同一种物质表示的速率。A项中据v(A)推知v(B)＝0.25 ml·L－1·s－1，C项中据v(C)推出v(B)≈0.27 ml·L－1·s－1，D项中据v(D)推出v(B)＝0.25 ml·L－1·s－1，故反应速率最快的是B选项。]


4．一定温度下，对于反应：N2＋O22NO在密闭容器中进行，下列措施能增大反应速率的是( )


①缩小体积使压强增大 ②恒容，充入N2 ③恒容充入氦气 ④恒压充入氦气


A．①② B．②③


C．③④ D．①④


A [①、②都能增大物质的浓度，所以能使反应速率增大，③无影响，④使容器体积增大，反应物浓度减小，反应速率减小。]


5．为了研究碳酸钙与稀盐酸反应的反应速率，某同学通过实验测定反应中生成的CO2气体体积随反应时间变化的情况，绘制出如图所示的曲线。





请分析讨论以下问题。


(1)在0～t1、t1～t2、t2～t3各相同的时间段内，反应速率最大的是 时间段，收集到气体最多的是 时间段。


(2)若CO2的体积是在标准状况下测定，盐酸的体积为100 mL，则t2～t3 min内用盐酸表示的平均速率为 ml·L－1·min－1。(忽略盐酸体积变化，用字母表示)


[解析](1)从图中曲线可看出，t1～t2时间段收集的CO2气体最多。0～t1、t1～t2、t2～t3时间段时间相同，则t1～t2时间段反应速率也最大。


(2)由CaCO3＋2HCl===CaCl2＋CO2↑＋H2O


eq \f(\(\s\up14(2),\s\d5(V3－V2)),11 200) ml eq \f(\(\s\up14(1),\s\d5(V3－V2)),22 400) ml


则v(HCl)＝eq \f(\f(V3－V2,11 200),0.1×t3－t2) ml·L－1·min－1


＝eq \f(V3－V2,1 120t3－t2) ml·L－1·min－1。


[答案](1)t1～t2 t1～t2 (2)eq \f(V3－V2,1 120t3－t2)


实验方案
实验现象
结论
镁片、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物质本身的内在性质
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
3 ml·L－1 HCl(aq)与Mg反应产生气泡的速率快
反应物的浓度越大，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
化学反应速率的计算和比较
影响化学反应速率的因素
实验
反应


温度/℃
Na2S2O3溶液
稀H2SO4
H2O
V/mL
c/(ml·L－1)
V/mL
c/(ml·L－1)
V/mL
A
25
5
0.1
10
0.1
5
B
25
5
0.2
5
0.2
10
C
35
5
0.1
10
0.1
5
D
35
5
0.2
5
0.2
10