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第1课时 化学反应速率
专题6 化学反应与能量变化 第一单元 化学反应速率与反应限度
学习 目 标
核 心 素 养
1.掌握化学反应速率的定义及表示方法，能进行化学反应速率的计算与比较
2.认识影响化学反应速率的因素，学会控制化学反应速率的常用方法。
认识化学变化有一定限度，速率是可以调控的，培养学生变化观念与平衡思想的学科核心素养。
思考讨论
日常生活中：不同化学反应进行的快慢差别很大。
新课导入
化学实验中：不同化学反应的剧烈程度不同。
钙、镁、锌、铁与稀盐酸反应
基础实验
碳酸氢钠、碳酸钠
分别与稀盐酸反应
约 10.3 m/s
约 2×10-3 m/s
●物理学
速度：单位时间内物体移动的距离。
用速度表示物体运动的快慢。
温故知新
1. 概念
单位时间内反应物浓度的减少量或生成物浓度的增加量。
t
c
一、化学反应速率
认识新知
v＝
c
Δt
2. 表达式
Δc——某一反应物或生成物浓度的变化量，常用单位：mol/L
Δt——变化所用时间，常用单位：s，min，h
v——化学反应速率，常用单位：mol/(L·s)，mol/(L·min)等
[例1] ①一定条件下，某过氧化氢溶液放置100 min后，H2O2浓度从5×10-2 mol/L下降到4×10-2 mol/L，在此过程中H2O2分解的平均速率是多少？
H2O2浓度减少了： 1×10-2 mol/L
v(H2O2)=
1×10-2 mol/L
100 min
= 1×10-4 mol/(L·min)
解：
学以致用
学以致用
②在一密闭容器中装有N2和H2，反应开始时，N2的浓度为 2 mol/L；H2的浓度为 5 mol/L；反应开始 2 min时，测得容器中N2的浓度为 1.8 mol/L，求这 2 min内N2、H2、NH3的平均速率各是多少？
起始浓度(mol/L)： 2 5 0
2 min后浓度(mol/L)： 1.8
变化浓度(mol/L)： 0.2 0.6 0.4
v(N2)=
0.2 mol/L
2 min
= 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
N2 + 3 H2 2NH3
高温高压
催化剂
4.4 0.4
解：
3. 各物质的速率之比等于方程式计量数之比：
1. 同一反应中用不同的物质来表示反应速率时其数值可能不同(但意义相同)。
mA + n B === p C + q D
v(A)：v (B)：v (C)：v (D)= m ：n ： p ：q
2.无论是用某一反应物表示还是用某一生成物表示化学反应速率都是取正值，且是某一段时间内的平均速率，而不是瞬时速率。
特别提醒
4. 一般不用固体或纯液体物质表示速率(其浓度视为常数)。
5.比较同一个反应的速率快慢时，应将所给的各物质的反应速率转化成同一物质后，再比较大小，即做到“两统一”：统一为用同一种物质表示的化学反应速率；速率单位要统一。
特别提醒
牛刀小试
对于 A2＋3B2 === 2C＋D 反应来说，以下化学反应速率的表示中，反应速率最快的是（ ）
D
A．v(A2)＝0.4 mol/(L·s) B．v(B2)＝0.8 mol/(L·s)
C．v(C)＝0.6 mol/(L·s) D．v(D)＝0.6 mol/(L·min)
实验探究
【问题】哪些条件会影响化学反应速率呢？
提示：化学反应的条件一般有哪些？
条件：加热、催化剂、浓度等
【实验探究】以H2O2制O2为例设计实验探究影响化学反应速率的因素
二、影响化学反应速率的因素
根据所提供的药品或仪器设计实验探究温度对H2O2分解速率的影响。
用品：5% H2O2溶液、1 mol/L FeCl3溶液、冷水、热水
试管、试管夹、烧杯
对比实验注意控制变量
注意语言表述的规范性
(分别取……于……中，再滴加……）
（1）反应温度的影响
二、影响化学反应速率的因素
不同温度环境 实验现象
热水
冷水
升高温度，反应速率增大；
在其他条件相同的情况下，产生气泡较少
降低温度，反应速率减小
在其他条件相同的情况下，产生气泡较多
在相同条件下，
二、影响化学反应速率的因素
（1）反应温度的影响
现象结论
根据所提供的药品或仪器设计实验探究浓度对化学反应速率的影响。
用品： 4% H2O2溶液、 12% H2O2溶液、0.2 mol/L FeCl3溶液
试管、试管夹、烧杯
（2）反应物浓度的影响
二、影响化学反应速率的因素
不同浓度 实验现象
4% H2O2溶液
12% H2O2溶液
浓度大，反应速率快；
在其他条件相同的情况下，产生气泡较快
浓度小，反应速率慢
在其他条件相同的情况下，产生气泡较慢
在相同条件下，
二、影响化学反应速率的因素
（2）反应物浓度的影响
现象结论
用品： 4% H2O2溶液、 MnO2粉末
试管、试管夹、烧杯
设计实验：
（3）催化剂
二、影响化学反应速率的因素
4% H2O2溶液
无MnO2粉末 加MnO2粉末
实验现象
无催化剂
有催化剂
催化剂显著增大反应速率。
在其他条件相同的情况下，产生大量气泡
在其他条件相同的情况下，产生少量气泡
在相同条件下，
二、影响化学反应速率的因素
（3）催化剂
现象结论
注意：无其他条件说明，一般催化剂是正催化剂。
（4）压强的影响
二、影响化学反应速率的因素
思考探讨
N2 + 3 H2 2NH3
高温高压
催化剂
在 1 L密闭容器中充入一定量的N2和H2，在一定的温度和压强下反应生成氨气。当使容器的体积缩小时，化学反应的速率会发生如何变化？
结论：
对于有气体参加的反应，反应体系的压强越大，化学反应速率越快。
二、影响化学反应速率的因素
（5）其他因素的影响
用品：4 mol/L的盐酸、块状大理石、粉末状大理石
试管、试管夹、烧杯
4 mol/L 盐酸
A B
块状 粉末状
结论：与同浓度的盐酸反应，粉末状的接触面积大，反应速率快。
此外，还有光照、磁场、辐射等条件也对一些反应速率有一定影响。
影响因素 如何影响
催化剂
温度
浓度
压强
在其他条件相同的情况下，温度越高，反应速率越快
催化剂可以改变化学反应速率
在其他条件相同的情况下，反应物的浓度越大，化学反应速率越快
在其他条件相同的情况下，反应体系的压强越大，化学反应速率越快
二、影响化学反应速率的因素
知识梳理
变量控制
科学研究中，对于多因素（多变量）的问题，常常采用改变其中的某一个因素，控制其他因素不变的研究方法，最后再将几个单因素问题的研究结果加以综合。
例如，在比较不同温度对化学反应速率的影响时，控制浓度和其他影响因素相同；而比较不同浓度对化学反应速率的影响时，则控制温度和其他影响因素相同；最后综合得出影响化学反应速率的多种因素。
二、影响化学反应速率的因素
学科提炼
思考与讨论
下列调控反应速率的措施或实验中，分别利用或体现了哪些影响反应速率的因素？
（1）向炉膛内鼓风，用煤粉代替煤块可以使炉火更旺。
二、影响化学反应速率的因素
（2）把食物存放在冰箱里，在糕点包装内放置除氧剂可以延长食品保质期。
思考与讨论
下列调控反应速率的措施或实验中，分别利用或体现了哪些影响反应速率的因素？
二、影响化学反应速率的因素
（3）在化学实验时将块状或颗粒状的固体药品研细并混匀，或将固体试剂溶于水配成溶液后再进行实验。
思考与讨论
下列调控反应速率的措施或实验中，分别利用或体现了哪些影响反应速率的因素？
二、影响化学反应速率的因素
（4）铁在空气中和在纯氧中反应的剧烈程度明显不同。
思考与讨论
下列调控反应速率的措施或实验中，分别利用或体现了哪些影响反应速率的因素？
二、影响化学反应速率的因素
在日常生活和化学实验中，你还知道哪些影响化学反应速率的因素呢？
1.实验室常用30%左右硫酸溶液与锌粒反应制取氢气，当反应进行一段时间后，气泡变得稀少了(锌还有剩余)，若添加一些较浓的硫酸，气泡又重新增多起来，原因是什么？
2.燃烧含硫矿石制备SO2时需要把矿石粉碎成颗粒状，在沸腾炉中鼓入强大空气流把矿石吹得剧烈翻腾，为什么？
3.1977年12月22日，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？
二、影响化学反应速率的因素
思维拓展
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。剧统计，有80%以上的化工生产过程使用了催化剂，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，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。
催化剂神奇面纱至今尚未完全解开，对催化剂的研究是当代化学一个极具魅力和应用前景的重要课题。
拓展视野
化学反应的速率
化学反应速率
影响因素
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
课堂小结
温度
浓度
压强
催化剂
1. 下列各组反应(表中金属粉末均为0.1 mol)，在反应刚开始时，放出H2的速率最大的是(　　)
金属(粉末状) 酸的浓度及体积 反应温度/℃
A Mg 6 mol·L－1硝酸10 mL 60
B Mg 3 mol·L－1盐酸10 mL 60
C Fe 3 mol·L－1盐酸10 mL 60
D Mg 3 mol·L－1硫酸10 mL 60
D
当堂巩固
2. 在2 L的密闭容器中，发生下列反应： 3A(g)+ B(g) === 2C(g)+D(g)。若最初加入的A 和B 都是 4 mol，在前10 s A 的平均反应速率为0.12 mol/(L·s)，则10 s 时，容器中B的物质的量为 。
3.2 mol
3. 一定温度下，向一个容积为2 L的事先装入催化剂的真空密闭容器中通入1 mol N2和3 mol H2，3 min末测此容器内压强是起始时压强的0.9倍。在此时间内用 H2的量的变化来表示该反应的平均反应速率是（ ）
C
0.2 mol/(L·min)
0.6 mol/(L·min)
0.1 mol/(L·min)
0.1 mol/(L·min)
(1)夏天里露置在空气中的牛奶很快就变质了_______。
(2)加酶洗衣粉去污能力比普通洗衣粉强得多 。
(3)蜂窝煤比大块状的煤容易燃烧__________________。
(4)大小相同的锌粒分别在1 mol/L的盐酸和3 mol/L的盐酸中反应速率不同_________。
(5)向分别装有表面积相等的镁片和锌片的试管中加入同体积同浓度的盐酸，产生气体快慢不同 。
反应物的性质
温度
浓度
反应物的接触面积
催化剂
4. 根据你的生活和学习经验判断，是什么因素影响了它们的反应速率 ？
本节内容结束

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