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第六章
化学反应与能量
第二节 化学反应速率与限度
第1课时 化学反应的速率
1.了解化学反应速率的表示方法及基本计算。
2.通过实验探究影响化学反应速率的因素，并了解“变量控制”法探究影响化学反应速
率的因素，培养“变化观念与平衡思想”的核心素养。
一、化学反应速率及其表示方法
1.意义：用来衡量化学反应进行的__________的物理量。
2.表示方法：用单位时间内____________的减少或____________的增大来表示
（均取正值）。
快慢程度
反应物浓度
生成物浓度
3.表达式：若以表示反应速率，（绝对值）表示物质浓度的变化量， 表示变化
的时间，则指定物质的化学反应速率的计算公式为 ___。
4.单位：_____________或________________。
5.某反应物A的浓度在内由变成，则 ________________
______。
二、影响化学反应速率的因素
1.内因：__________________是影响反应速率的主要因素。
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，就是增加单位体积内反应物
的__________，即增大反应物的______，因而可以______化学反应速率。改变体系的
压强时，固态和液态物质受压强的影响很小，可以忽略不计。
反应物本身的性质
反应物
增大
气体
物质的量
浓度
增大
（3）温度：当其他条件不变时，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______。
（5）其他因素：反应物之间的__________，粉末状的物质比块状的物质反应速率大，
此外，还有光辐射、放射线辐照、超声波等因素。
增大
增大
接触面积
1.判断正误（正确的打“√”，错误的打“×”）。
（1） 化学反应速率可用某时刻生成物的物质的量来表示。( )
×
（2） 可用单位时间内氢离子的物质的量浓度的变化来表示氢氧化钠和硫酸的反应速
率。( )
√
（3） 对于任何化学反应来说，反应速率越大，反应现象就越明显。( )
×
（4） 由 计算化学反应的平均速率，用反应物表示为正值，用生成物表示为负
值。( )
×
（5） 化学反应速率为是指时某物质的浓度为 。( )
×
（6） 升温时，不论是吸热反应还是放热反应，反应速率都增大。( )
√
（7） 与水反应时，增大水的用量可增大反应速率。( )
×
（8） 与硫酸反应制取 时，选用浓硫酸可增大反应速率。( )
×
2.如何定性描述下列化学反应进行的快慢？
[答案] 通常可通过化学反应现象变化的快慢来定性判断化学反应进行的快慢：①观察
气泡逸出的快慢；②观察沉淀生成的快慢；③观察溶液颜色变化的快慢。
3.日常生活和生产中我们会遇到很多化学反应，有的反应瞬间完成（如图1烟花的燃
放），而有些反应却是缓慢完成的（如图2铁的生锈），还有的则需要上亿年的时间
才能完成（如煤、石油的形成）。为什么有的化学反应进行得快，有的化学反应进行
得慢呢？
图1 烟花的燃放
图2 铁的生锈
[答案] 不同的化学反应的反应速率不同，说明化学反应速率的大小取决于反应物本身
的结构和性质，反应物本身的性质是影响化学反应速率的内因。
任务1 化学反应速率的概念和简单计算
对于速度这个概念，相信大家都不陌生了。世
界上最快的飞机，速度可达7 274千米/小时；蜗牛
即使全速疾爬，速度也仅为8.5米/小时。对于化学反
应而言，不同的反应，其速率也是不一样的。如火药的爆炸，可以在瞬间完成；而溶
洞的形成，则需要百年甚至千年才能完成。所以有的化学反应进行得快，有的化学反
应进行得慢，那么，怎样判断一个化学反应的快慢呢？如何表示化学反应速率呢？
1.观察上述图片，说说哪些图片所表示的化学反应速率较大？哪些表示的化学反应速
率较小？
[答案] 爆炸、牛奶变质的过程中化学反应速率较大，铁桥生锈、溶洞形成的过程中化
学反应速率较小。
2.我们研究的化学反应速率是瞬时速率还是平均速率？
[答案] 化学反应速率一般是指一段时间内的平均反应速率，而非瞬时速率。
3.对于反应 ，能否用B物质浓度的变化表示该反应的反应速率？
为什么？
[答案] 不能，因为B物质为固体，其浓度视为常数，不能表示反应速率。
4.同一反应在相同时间内，用不同物质表示的化学反应速率，其数值是否相同？用不
同物质表示的同一反应的化学反应速率，其数值有什么规律？
[答案] 同一反应在相同时间内，用不同物质表示的化学反应速率，其数值可能不同;
化学反应速率之比等于各物质化学计量数之比，即对于反应
， 。
1.正确理解化学反应速率
2.化学反应速率的计算方法
（1）公式法：
对于反应

（2）“三段式”法
①写出有关反应的化学方程式；
②找出各物质的起始量、转化量、某时刻量；
③根据已知条件列方程式计算。
合成的反应为。向某的容器中充入和 ，反
应后，容器中的的物质的量减少。则求算 内三者的化学反应速率
的过程如下
例1 反应在密闭容器中进行，时 减少了
，则 内此反应的平均速率为( ) 。
C
A. B.
C. D.
[解析] 内， ，各物质的化学反应速
率之比等于化学计量数之比，故 ，
， 。
例2 反应 在不同条件下，用不同物质表示其反应速率
如下：
① ②
③ ④
则此反应在不同条件下进行最快的是( ) 。
D
A.②③ B.①③ C.②④ D.②
[解析] 化学反应速率之比等于化学方程式中的化学计量数之比，即
，则用A表示的化学反应速率分别为①中
； 中
；③中
； 中
，所以此反应在不
同条件下，进行最快的是②。
方法技巧
比较反应速率大小的方法
（1）归一法：若单位不统一，则要换算成相同的单位；若为不同物质表示的化学反
应速率，则要换算成同一物质来表示化学反应速率；再比较数值的大小。
（2）比值法：比较化学反应速率与化学计量数的比值，如
，比较与，若，则说明用A表示的化
学反应速率大于用B表示的化学反应速率。
任务2 影响化学反应速率的因素
在周朝时期,古人就发明了一种东西——冰
鉴,专门用来保存冰。最开始的时候,冰鉴只是用
来保存冰,让皇帝解暑用的,而到了后面,有个御膳
房的厨师发现，在北方,冬天下雪的时候,寒气可
以让食物“更长久”地保鲜,而冰也是一种寒气,所
以就用冰鉴进行保鲜。古代的“冰鉴”和现代的冰
箱能够较长时间保存食物的原理是什么
1.实验探究温度对化学反应速率的影响
实验操作 _______________________________________________________________________________________________
实验现象 产生气泡的速率：_____________
实验结论 对于反应 来说，温度升高， 的分解速率
______
增大
2.实验探究催化剂对化学反应速率的影响
实验操作 ____________________________________________________________________________
实验现象 产生气泡的速率:________,________
实验结论 、可以使 的分解速率______
增大
向两支盛有少量溶液的试管中分别加入5滴 溶液和5滴
溶液，发现加入 溶液的试管生成气体的速率更大，说明
催化效果更强。这种观点对吗？
[答案] 不对。催化剂不同、催化剂的浓度不同，两个变量不能说明催化剂的催化效果。
3.实验探究浓度和固体表面积对化学反应速率的影响
实验操作 ______________________________________________________________________________________
实验现象 产生气泡的速率:_________________
实验结论 其他条件相同时，浓度越大化学反应速率______；固体反应物表面
积越大，化学反应速率______
，
越大
越大
（1） 为什么不用盐酸、 盐酸、大理石碎块来探究浓度对化学
反应速率的影响？
[答案] 因为反应物的接触面积也会影响化学反应速率，而大理石碎块很难保证表面积
相等。
（2） 生活中用煤粉代替煤块并向炉膛鼓风，可以使炉火更旺，原理是什么？
[答案] 增大煤与空气的接触面积，可增大化学反应速率。
4.探究压强对化学反应速率的影响
在一密闭容器中充入和，压强为 ，并在
一定温度下使其发生反应： 。该密闭容器
有一个可移动的活塞（如图所示）。
（1） 向下压缩活塞，容器内气体压强如何变化？气体浓度如何
变化？化学反应速率如何变化？
[答案] 向下压缩活塞，气体压强增大，浓度增大，化学反应速率增大。
（2） 保持容器的容积不变，向其中充入氦气 ，化学反应速率如何变化？
[答案] 充入氦气，尽管压强增大，但反应物浓度不变，化学反应速率不变。
（3） 保持容器内气体压强不变，向其中充入氦气 ，化学反应速率如何变化？
[答案] 充入氦气，尽管压强不变，但容器的体积增大，反应物浓度减小，化学反应速
率减小。
影响化学反应速率的因素
影响因素 条件变化 速率变化 注意事项
外 因 浓度 其他条 件不变 时 增大反应物浓度 增大 固体或纯液体浓度视为常 数，改变其用量, 不变 减小反应物浓度 减小 温度 升高温度 增大 — 降低温度 减小 催化剂 使用催化剂 通常增大 催化剂具有选择性和专一性 压强 增大压强 增大 通过改变容器容积来改变压 强（有气体参加的反应） 减小压强 减小 例3 下列措施中，不能增大化学反应速率的是( ) 。
D
A.用分解制取时，加入少量
B.、 合成氨气时，减小容器体积
C.与稀盐酸反应生成 时，适当升高温度
D.与稀硫酸反应制取 时，将稀硫酸换成浓硫酸
[解析] 用分解制取时，少量 可作为该反应的催化剂，大大提高反应速率，
A项不符合题意；、 合成氨气时，减小容器体积，相当于增大反应物浓度，会增
大反应速率，B项不符合题意；升高温度，分子间的有效碰撞增多，反应速率增大，C
项不符合题意；与稀硫酸反应制取时， 与浓硫酸反应生成二氧化硫，D项符合
题意。
例4 在恒容密闭容器中发生反应： 。下列说
法正确的是( ) 。
C
A.增加 的量，反应速率增大 B.升高温度，反应速率不一定变化
C.充入，反应速率增大 D.充入 使压强增大，反应速率增大
[解析] 为固体，增加固体的量，浓度未发生改变，化学反应速率不变，A项错
误；温度对任何反应都有影响，B项错误；充入后， 增大，反应速率增大，C
项正确；充入 虽然使压强增大，但并未引起反应物浓度的变化，因此化学反应速率
不变，D项错误。
方法技巧
理解压强对化学反应速率的影响
1.对无气体参加的化学反应，改变压强，化学反应速率基本不变。如
。
2.对有气体参加的反应，压强对化学反应速率的影响可简化理解为
物质浓度改度→反应速率改变
物质浓度不变→反应速率不变
（1）恒温时：增大压强使体积缩小，反应速率增大。
（2）气体反应体系中充入惰性气体（不参与反应）时对反应速率的影响
恒容：充入“惰性气体” 总压增大 反应物浓度不变 反应速率不变。
恒压：充入“惰性气体” 体积增大 反应物浓度减小 反应速率减小。
压强改变→
任务3 控制变量法研究外界条件对化学反应速率的影响
化学探究实验中控制变量法的思路
在进行探究实验时，应该先确定其他
的因素不变，只改变一种因素，看这种因
素与所探究的问题之间存在怎样的关系。
这样确定一种因素以后，再确定另一种因素，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。
例5 草酸与高锰酸钾在酸性条件下能够发生反应
。用
溶液与 溶液，研究反应的温度、
反应物的浓度与催化剂等因素对化学反应速率的影响。改变的条件如表所示：
实验 硫酸体积/ 温度/ 其他物质
Ⅰ 2 20 —
Ⅱ 2 20 10滴饱和 溶液
Ⅲ 2 30 —
Ⅳ 1 20 蒸馏水
（1） 实验Ⅰ和Ⅱ可得出的结论：影响化学反应速率的因素是________；如果研究温度
对化学反应速率的影响，使用实验Ⅰ和____。
催化剂
Ⅲ
[解析] 由实验Ⅰ和Ⅱ可知，影响化学反应速率的因素是催化剂；实验Ⅰ和Ⅲ可研究温度
对化学反应速率的影响。
（2） 实验Ⅳ中加入 蒸馏水的目的是______________________________________
___________________________________________________。
确保所有实验中、不变和溶液总体积不变，实验Ⅳ中与实验Ⅰ中不同
例6 某探究性学习小组用相同质量的锌和相同浓度的足量稀盐酸反应得到的实验数据
如表所示：
实验 锌的形态 反应温度/ 收集氢气所需时间/
Ⅰ 薄片 15 200
Ⅱ 薄片 25 90
Ⅲ 粉末 25 10
（1） 该实验的目的是探究____________、______对锌和稀盐酸反应速率的影响。
（2） 实验Ⅰ和Ⅱ表明，__________，化学反应速率越大。
（3） 实验___和____能表明固体的表面积对化学反应速率有影响。
固体表面积
温度
温度越高
Ⅱ
Ⅲ
（4） 请设计一个实验方案证明盐酸的浓度对该反应的化学反应速率的影响：______
_______________________________________________________________________。
在相同的温度下，采用相同形态、质量的锌片分别与体积相同但浓度不同的盐酸反应
[解析]证明盐酸的浓度对该反应的化学反应速率的影响，应利用相同的锌片与不同浓
度的盐酸反应。
1.下列说法不正确的是( ) 。
C
A.化学反应速率是用来表示一段时间内化学反应快慢的物理量
B.化学反应速率通常用反应物或生成物的物质的量浓度随时间的变化表示
C.对于同一时间、同一个反应，化学反应速率用不同物质表示时数值不同
D.同一反应用不同物质表示化学反应速率时，其数值之比等于化学方程式中化学计量
数之比
[解析] 化学反应速率是用来表示一段时间内化学反应快慢的物理量，A项正确；化学
反应速率通常用反应物或生成物的物质的量浓度随时间的变化表示，B项正确；对于
同一时间、同一个反应，化学反应速率用不同物质表示时数值可能不同，用不同物质
表示化学反应速率时，其数值之比等于化学方程式中对应物质的化学计量数之比，若
化学计量数相同，也可能出现用不同物质表示化学反应速率，而速率数值相同的情况，
C项错误，D项正确。
2.现有化学反应， 后物质B的浓度减少
。对此反应速率的表示正确的是( ) 。
D
A.用A表示的反应速率是
B.内，（B）和 （C）表示的反应速率的值都是逐渐减小的
C.末的反应速率用B表示是
D.分别用B、C、D表示的反应速率之比是
[解析] 物质A是固体，浓度不变，不能用A表示该反应的反应速率，A项错误；B是反
应物，浓度降低，（B）逐渐减小，C是生成物，浓度增大， （C）逐渐增大，B
项错误； 末的反应速率为瞬时反应速率，用B表示的反应速率
是 内的平均反应速率，C项错误；反应速率之比等于化学方
程式中相应物质的化学计量数之比，则 ，D项正确。
3.金属与酸反应产生 的反应速率最大的是( ) 。
选项 温度 金属 酸
A 粒 盐酸
B 粒 硫酸
C 粉 硫酸
D 粉 盐酸
C
[解析] 金属与酸反应的离子方程式为 ，温度越高，金属
表面积越大， 浓度越大，反应速率越大。结合表格可知，C项符合题意。
4.为了探究温度对化学反应速率的影响，下列实验方案可行的是( ) 。
D
A.
B.
C.
D.
[解析] 没有对比实验，A项不符合题意；除温度外，还存在催化剂这一变量，B、C两
项不符合题意；只有温度不同，其他条件都相同，该方案可行，D项符合题意。
5.在下列事实中，判断是什么因素影响了化学反应的速率。
（1） 集气瓶中有和 的混合气体，在瓶外点燃镁条时发生爆炸：____。
（2） 黄铁矿煅烧时需粉碎成细小的矿粒：________________。
（3） 晶体和 晶体混合后无明显现象，若将该混合物投入水中，很快生成红
色 ____________________________________________。
（4） 熔化的放出气泡的速率很慢，但加入少量 后很快产生气体：______
__。
（5） 在同浓度、同体积的盐酸中放入同样大小的锌粒和镁块，生成气体的速率有快
有慢：__________________。
光
反应物的表面积
水作溶剂，反应物溶解增大了反应物的接触面积
催化剂
反应物本身的性质
（6） 同样大小的石灰石分别在盐酸和 盐酸中的反应速率不同：
______________。
（7） 食品在夏天易变质，而冬天就不易发生该现象：__________。
（8） 葡萄糖在空气中燃烧时需要较高的温度，可是在人体内，在正常体温 时
就可以被氧化，这是因为__________________________。
反应物的浓度
反应温度
人体内的生物酶起催化作用
[解析] 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。6.2 课时1 化学反应的速率
【学习目标】 1.了解化学反应速率的表示方法及基本计算。 2.通过实验探究影响化学反应速率的因素,并了解“变量控制”法探究影响化学反应速率的因素,培养“变化观念与平衡思想”的核心素养。
【自主预习】
一、化学反应速率及其表示方法
1.意义:用来衡量化学反应进行的　　　　　　的物理量。
2.表示方法:用单位时间内　　　　　　　的减少或　　　　　　　的增大来表示(均取正值)。
3.表达式:若以v表示反应速率,Δc(绝对值)表示物质浓度的变化量,Δt表示变化的时间,则指定物质的化学反应速率的计算公式为v=　　　　　　。
4.单位:　　　　　　　　　或　　　　　　　　　　　　　　　。
5.某反应物A的浓度在5 min内由6 mol·L-1变成2 mol·L-1,则vA=　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。
二、影响化学反应速率的因素
1.内因:　　　　　　　　　　是影响反应速率的主要因素。
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,就是增加单位体积内反应物的　　　　　　,即增大反应物的　　　　,因而可以　　　　化学反应速率。改变体系的压强时,固态和液态物质受压强的影响很小,可以忽略不计。
(3)温度:当其他条件不变时,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　　　　。
(5)其他因素:反应物之间的　　　　　　,粉末状的物质比块状的物质反应速率大,此外,还有光辐射、放射线辐照、超声波等因素。
1.判断正误(正确的打“√”,错误的打“×”)。
(1)化学反应速率可用某时刻生成物的物质的量来表示。 (　　)
(2)可用单位时间内氢离子的物质的量浓度的变化来表示氢氧化钠和硫酸的反应速率。 (　　)
(3)对于任何化学反应来说,反应速率越大,反应现象就越明显。 (　　)
(4)由v=计算化学反应的平均速率,用反应物表示为正值,用生成物表示为负值。 (　　)
(5)化学反应速率为0.8 mol·L-1·s-1是指1 s时某物质的浓度为0.8 mol·L-1。 (　　)
(6)升温时,不论是吸热反应还是放热反应,反应速率都增大。 (　　)
(7)Na与水反应时,增大水的用量可增大反应速率。 (　　)
(8)Fe与硫酸反应制取H2时,选用浓硫酸可增大反应速率。 (　　)
2.如何定性描述下列化学反应进行的快慢
①Zn+H2SO4ZnSO4+H2↑
②Ca(OH)2+CO2CaCO3↓+H2O
③Fe3++3SCN-Fe(SCN)3
3.日常生活和生产中我们会遇到很多化学反应,有的反应瞬间完成(如图1烟花的燃放),而有些反应却是缓慢完成的(如图2铁的生锈),还有的则需要上亿年的时间才能完成(如煤、石油的形成)。为什么有的化学反应进行得快,有的化学反应进行得慢呢
【合作探究】
　化学反应速率的概念和简单计算
　　对于速度这个概念,相信大家都不陌生了。世界上最快的飞机,速度可达7 274千米/小时;蜗牛即使全速疾爬,速度也仅为8.5米/小时。对于化学反应而言,不同的反应,其速率也是不一样的。如火药的爆炸,可以在瞬间完成;而溶洞的形成,则需要百年甚至千年才能完成。所以有的化学反应进行得快,有的化学反应进行得慢,那么,怎样判断一个化学反应的快慢呢 如何表示化学反应速率呢
1.观察上述图片,说说哪些图片所表示的化学反应速率较大 哪些表示的化学反应速率较小
2.我们研究的化学反应速率是瞬时速率还是平均速率
3.对于反应A(g)+B(s)2C(g),能否用B物质浓度的变化表示该反应的反应速率 为什么
4.同一反应在相同时间内,用不同物质表示的化学反应速率,其数值是否相同 用不同物质表示的同一反应的化学反应速率,其数值有什么规律
1.正确理解化学反应速率
2.化学反应速率的计算方法
(1)公式法:v==
对于反应aA(g)+bB(g)cC(g)+dD(g)
===
(2)“三段式”法
①写出有关反应的化学方程式;
②找出各物质的起始量、转化量、某时刻量;
③根据已知条件列方程式计算。
合成NH3的反应为N2+3H22NH3。向某2 L的容器中充入2 mol N2和5 mol H2,反应5 min后,容器中的N2的物质的量减少1 mol。则求算5 min内三者的化学反应速率的过程如下:
　　　　　N2　　+　　3H2　　　2NH3
起始量/mol 2 5 0
转化量/mol 1 3 2
5 min后/mol 1 2 2
v(N2)=0.1 mol·L-1·min-1
v(H2)=0.3 mol·L-1·min-1
v(NH3)=0.2 mol·L-1·min-1
反应3X(g)+Y(g)2Z(g)+2W(g)在2 L密闭容器中进行,5 min时Y减少了0.5 mol,则0~5 min内此反应的平均速率为(　　)。
A.v(X)=0.05 mol·L-1·min-1
B.v(Y)=0.10 mol·L-1·min-1
C.v(Z)=0.10 mol·L-1·min-1
D.v(W)=0.05 mol·L-1·s-1
反应3A(g)+B(g)2C(g)+2D(g)在不同条件下,用不同物质表示其反应速率如下:
①v(A)=0.6 mol·L-1·min-1
②v(B)=0.45 mol·L-1·min-1
③v(C)=0.015 mol·L-1·min-1
④v(D)=0.45 mol·L-1·min-1
则此反应在不同条件下进行最快的是(　　)。
A.②③ B.①③ C.②④ D.②
方法技巧 比较反应速率大小的方法 (1)归一法:若单位不统一,则要换算成相同的单位;若为不同物质表示的化学反应速率,则要换算成同一物质来表示化学反应速率;再比较数值的大小。 (2)比值法:比较化学反应速率与化学计量数的比值,如aA(g)+bB(g)cC(g)+dD(g),比较与,若>,则说明用A表示的化学反应速率大于用B表示的化学反应速率。
　影响化学反应速率的因素
　　在周朝时期,古人就发明了一种东西——冰鉴,专门用来保存冰。最开始的时候,冰鉴只是用来保存冰,让皇帝解暑用的,而到了后面,有个御膳房的厨师发现,在北方,冬天下雪的时候,寒气可以让食物“更长久”地保鲜,而冰也是一种寒气,所以就用冰鉴进行保鲜。古代的“冰鉴”和现代的冰箱能够较长时间保存食物的原理是什么
1.实验探究温度对化学反应速率的影响
实验操作
实验现象 产生气泡的速率:　　　　　　　
实验结论 对于反应2H2O22H2O+O2↑来说,温度升高,H2O2的分解速率　　　　
2.实验探究催化剂对化学反应速率的影响
实验操作
实验现象 产生气泡的速率:　　　　　　　　　
实验结论 MnO2、FeCl3可以使H2O2的分解速率　　　　
　　向两支盛有少量H2O2溶液的试管中分别加入5滴0.1 mol·L-1 FeCl3溶液和5滴0.01 mol·L-1 CuSO4溶液,发现加入FeCl3溶液的试管生成气体的速率更大,说明FeCl3催化效果更强。这种观点对吗
3.实验探究浓度和固体表面积对化学反应速率的影响
实验 操作
实验 现象 产生气泡的速率:　　　　　　　　　
实验 结论 其他条件相同时,浓度越大化学反应速率　　　　;固体反应物表面积越大,化学反应速率　　　　
(1)为什么不用0.1 mol·L-1盐酸、1 mol·L-1盐酸、大理石碎块来探究浓度对化学反应速率的影响
(2)生活中用煤粉代替煤块并向炉膛鼓风,可以使炉火更旺,原理是什么
4.探究压强对化学反应速率的影响
在一密闭容器中充入1 mol H2和1 mol I2,压强为p(Pa),并在一定温度下使其发生反应:H2(g)+I2(g)2HI(g)。该密闭容器有一个可移动的活塞(如图所示)。
(1)向下压缩活塞,容器内气体压强如何变化 气体浓度如何变化 化学反应速率如何变化
(2)保持容器的容积不变,向其中充入氦气(He),化学反应速率如何变化
(3)保持容器内气体压强不变,向其中充入氦气(He),化学反应速率如何变化
影响化学反应速率的因素
影响因素 条件变化 速率变化 注意事项
外因 浓度 其他条件不变时 增大反应物浓度 增大 固体或纯液体浓度视为常数,改变其用量,v不变
减小反应物浓度 减小
温度 升高温度 增大 —
降低温度 减小
催化剂 使用催化剂 通常增大 催化剂具有选择性和专一性
压强 增大压强 增大 通过改变容器容积来改变压强(有气体参加的反应)
减小压强 减小
下列措施中,不能增大化学反应速率的是(　　)。
A.用H2O2分解制取O2时,加入少量MnO2
B.N2、H2合成氨气时,减小容器体积
C.CaCO3与稀盐酸反应生成CO2时,适当升高温度
D.Zn与稀硫酸反应制取H2时,将稀硫酸换成浓硫酸
在恒容密闭容器中发生反应:3CO(g)+Fe2O3(s)3CO2(g)+2Fe(s)。下列说法正确的是(　　)。
A.增加Fe2O3的量,反应速率增大
B.升高温度,反应速率不一定变化
C.充入CO,反应速率增大
D.充入N2使压强增大,反应速率增大
方法技巧 理解压强对化学反应速率的影响 1.对无气体参加的化学反应,改变压强,化学反应速率基本不变。如MgO+2HClMgCl2+H2O。 2.对有气体参加的反应,压强对化学反应速率的影响可简化理解为 压强改变→
(1)恒温时:增大压强使体积缩小,反应速率增大。 (2)气体反应体系中充入惰性气体(不参与反应)时对反应速率的影响 恒容:充入“惰性气体”总压增大反应物浓度不变反应速率不变。 恒压:充入“惰性气体”体积增大反应物浓度减小反应速率减小。
　控制变量法研究外界条件对化学反应速率的影响
化学探究实验中控制变量法的思路
在进行探究实验时,应该先确定其他的因素不变,只改变一种因素,看这种因素与所探究的问题之间存在怎样的关系。这样确定一种因素以后,再确定另一种因素,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。
草酸与高锰酸钾在酸性条件下能够发生反应2Mn+5H2C2O4+6H+2M+10CO2↑+8H2O。用4 mL 0.001 mol·L-1 KMnO4溶液与2 mL 0.01 mol·L-1 H2C2O4溶液,研究反应的温度、反应物的浓度与催化剂等因素对化学反应速率的影响。改变的条件如表所示:
实验 10%硫酸 体积/mL 温度/℃ 其他物质
Ⅰ 2 20 —
Ⅱ 2 20 10滴饱和MnSO4溶液
Ⅲ 2 30 —
Ⅳ 1 20 1 mL蒸馏水
(1)实验Ⅰ和Ⅱ可得出的结论:影响化学反应速率的因素是　　　　　;如果研究温度对化学反应速率的影响,使用实验Ⅰ和　　　。
(2)实验Ⅳ中加入1 mL蒸馏水的目的是　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。
某探究性学习小组用相同质量的锌和相同浓度的足量稀盐酸反应得到的实验数据如表所示:
实验 锌的形态 反应温度/℃ 收集100 mL氢气所需时间/s
Ⅰ 薄片 15 200
Ⅱ 薄片 25 90
Ⅲ 粉末 25 10
(1)该实验的目的是探究　　　　　　　、　　　　对锌和稀盐酸反应速率的影响。
(2)实验Ⅰ和Ⅱ表明,　　　　　　,化学反应速率越大。
(3)实验　　　和　　　能表明固体的表面积对化学反应速率有影响。
(4)请设计一个实验方案证明盐酸的浓度对该反应的化学反应速率的影响:　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。
【随堂检测】
1.下列说法不正确的是(　　)。
A.化学反应速率是用来表示一段时间内化学反应快慢的物理量
B.化学反应速率通常用反应物或生成物的物质的量浓度随时间的变化表示
C.对于同一时间、同一个反应,化学反应速率用不同物质表示时数值不同
D.同一反应用不同物质表示化学反应速率时,其数值之比等于化学方程式中化学计量数之比
2.现有化学反应4A(s)+3B(g)2C(g)+D(g),2 min后物质B的浓度减少0.6 mol·L-1。对此反应速率的表示正确的是(　　)。
A.用A表示的反应速率是0.4 mol·L-1·min-1
B.2 min内,v正(B)和v逆(C)表示的反应速率的值都是逐渐减小的
C.2 min末的反应速率用B表示是0.3 mol·L-1·min-1
D.分别用B、C、D表示的反应速率之比是3∶2∶1
3.金属Zn与酸反应产生H2的反应速率最大的是(　　)。
选项 温度 金属 酸
A 25 ℃ Zn粒 0.1 mol·L-1盐酸
B 25 ℃ Zn粒 0.1 mol·L-1硫酸
C 50 ℃ Zn粉 0.1 mol·L-1硫酸
D 50 ℃ Zn粉 0.1 mol·L-1盐酸
4.为了探究温度对化学反应速率的影响,下列实验方案可行的是(　　)。
A.
B.
C.
D.
5.在下列事实中,判断是什么因素影响了化学反应的速率。
(1)集气瓶中有H2和Cl2的混合气体,在瓶外点燃镁条时发生爆炸:　　　　　　　。
(2)黄铁矿煅烧时需粉碎成细小的矿粒:　　　　　　　。
(3)KI晶体和HgCl2晶体混合后无明显现象,若将该混合物投入水中,很快生成红色HgI2:　。
(4)熔化的KClO3放出气泡的速率很慢,但加入少量MnO2后很快产生气体:　　　　　　　　　。
(5)在同浓度、同体积的盐酸中放入同样大小的锌粒和镁块,生成气体的速率有快有慢:　　　　　　　。
(6)同样大小的石灰石分别在0.1 mol·L-1盐酸和1 mol·L-1盐酸中的反应速率不同:　　　　　。
(7)食品在夏天易变质,而冬天就不易发生该现象:　　　　　　　　　　。
(8)葡萄糖在空气中燃烧时需要较高的温度,可是在人体内,在正常体温(37 ℃)时就可以被氧化,这是因为　　　　　　　　　　　　。
参考答案
自主预习·悟新知
一、1.快慢程度
2.反应物浓度　生成物浓度
3.　4.mol·L-1·s-1　mol·L-1·min-1
5.0.8 mol·L-1·min-1
二、1.反应物本身的性质
2.(1)反应物　增大　(2)气体　物质的量　浓度　增大　(3)增大　(4)增大　(5)接触面积
效果检测
1.(1)×　(2)√　(3)×　(4)×　(5)×　(6)√
(7)×　(8)×
2.通常可通过化学反应现象变化的快慢来定性判断化学反应进行的快慢:①观察气泡逸出的快慢;②观察沉淀生成的快慢;③观察溶液颜色变化的快慢。
3.不同的化学反应的反应速率不同,说明化学反应速率的大小取决于反应物本身的结构和性质,反应物本身的性质是影响化学反应速率的内因。
合作探究·提素养
任务1　化学反应速率的概念和简单计算
活动探究
1.爆炸、牛奶变质的过程中化学反应速率较大,铁桥生锈、溶洞形成的过程中化学反应速率较小。
2.化学反应速率一般是指一段时间内的平均反应速率,而非瞬时速率。
3.不能,因为B物质为固体,其浓度视为常数,不能表示反应速率。
4.同一反应在相同时间内,用不同物质表示的化学反应速率,其数值可能不同;化学反应速率之比等于各物质化学计量数之比,即对于反应mA(g)+nB(g)pC(g)+qD(g),v(A)∶v(B)∶v(C)∶v(D)=m∶n∶p∶q。
典型例题
例1　C　
解析　0~5 min内,v(Y)==0.05 mol·L-1·min-1,各物质的化学反应速率之比等于化学计量数之比,故v(X)=0.15 mol·L-1·min-1,v(Z)=0.10 mol·L-1·min-1,v(W)=0.10 mol·L-1·min-1。
例2　D
解析　化学反应速率之比等于化学方程式中的化学计量数之比,即v(A)∶v(B)∶v(C)∶v(D)=3∶1∶2∶2,则用A表示的化学反应速率分别为①中v(A)=0.6 mol·L-1·min-1;②中v(A)=3v(B)=0.45 mol·L-1·min-1×3=1.35 mol·L-1·min-1;③中v(A)=v(C)=×0.015 mol·L-1·min-1=0.022 5 mol·L-1·min-1;④中v(A)=v(D)=×0.45 mol·L-1·min-1=0.675 mol·L-1·min-1,所以此反应在不同条件下,进行最快的是②。
任务2　影响化学反应速率的因素
实验探究
1.③>②>①　增大
2.③>①,②>①　增大　
不对。催化剂不同、催化剂的浓度不同,两个变量不能说明催化剂的催化效果。
3.①>②,③<④　越大　越大
(1)因为反应物的接触面积也会影响化学反应速率,而大理石碎块很难保证表面积相等。
(2)增大煤与空气的接触面积,可增大化学反应速率。
4.(1)向下压缩活塞,气体压强增大,浓度增大,化学反应速率增大。
(2)充入氦气,尽管压强增大,但反应物浓度不变,化学反应速率不变。
(3)充入氦气,尽管压强不变,但容器的体积增大,反应物浓度减小,化学反应速率减小。
典型例题
例3　D　
解析　用H2O2分解制取O2时,少量MnO2可作为该反应的催化剂,大大提高反应速率,A项不符合题意;N2、H2合成氨气时,减小容器体积,相当于增大反应物浓度,会增大反应速率,B项不符合题意;升高温度,分子间的有效碰撞增多,反应速率增大,C项不符合题意;Zn与稀硫酸反应制取H2时,Zn与浓硫酸反应生成二氧化硫,D项符合题意。
例4　C　
解析　Fe2O3为固体,增加固体的量,浓度未发生改变,化学反应速率不变,A项错误;温度对任何反应都有影响,B项错误;充入CO后,c(CO)增大,反应速率增大,C项正确;充入N2虽然使压强增大,但并未引起反应物浓度的变化,因此化学反应速率不变,D项错误。
任务3　控制变量法研究外界条件对化学反应速率的影响
典型例题
例5　(1)催化剂　Ⅲ　(2)确保所有实验中c(KMnO4)、c(H2C2O4)不变和溶液总体积不变,实验Ⅳ中c(H+)与实验Ⅰ中c(H+)不同
解析　(1)由实验Ⅰ和Ⅱ可知,影响化学反应速率的因素是催化剂;实验Ⅰ和Ⅲ可研究温度对化学反应速率的影响。
例6　(1)固体表面积　温度　(2)温度越高　(3)Ⅱ　Ⅲ　(4)在相同的温度下,采用相同形态、质量的锌片分别与体积相同但浓度不同的盐酸反应
解析　(4)证明盐酸的浓度对该反应的化学反应速率的影响,应利用相同的锌片与不同浓度的盐酸反应。
随堂检测·精评价
1.C　解析　化学反应速率是用来表示一段时间内化学反应快慢的物理量,A项正确;化学反应速率通常用反应物或生成物的物质的量浓度随时间的变化表示,B项正确;对于同一时间、同一个反应,化学反应速率用不同物质表示时数值可能不同,用不同物质表示化学反应速率时,其数值之比等于化学方程式中对应物质的化学计量数之比,若化学计量数相同,也可能出现用不同物质表示化学反应速率,而速率数值相同的情况,C项错误,D项正确。
2.D　解析　物质A是固体,浓度不变,不能用A表示该反应的反应速率,A项错误;B是反应物,浓度降低,v正(B)逐渐减小,C是生成物,浓度增大,v逆(C)逐渐增大,B项错误;2 min末的反应速率为瞬时反应速率,用B表示的反应速率0.3 mol·L-1·min-1是2 min内的平均反应速率,C项错误;反应速率之比等于化学方程式中相应物质的化学计量数之比,则v(B)∶v(C)∶v(D)=3∶2∶1,D项正确。
3.C　解析　金属Zn与酸反应的离子方程式为Zn+2H+Zn2++H2↑,温度越高,金属表面积越大,H+浓度越大,反应速率越大。结合表格可知,C项符合题意。
4.D　解析　没有对比实验,A项不符合题意;除温度外,还存在催化剂这一变量,B、C两项不符合题意;只有温度不同,其他条件都相同,该方案可行,D项符合题意。
5.(1)光　(2)反应物的表面积　(3)水作溶剂,反应物溶解增大了反应物的接触面积　(4)催化剂　(5)反应物本身的性质　(6)反应物的浓度　(7)反应温度
(8)人体内的生物酶起催化作用
解析　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。

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