资源简介 第3节 化学反应的快慢和限度第1课时 化学反应的快慢学业要求核心素养对接1.了解化学反应速率的含义及其表示方法。2．了解影响化学反应速率的因素。初步了解控制化学反应速率的方法。1.通过对化学反应速率的学习，培养学生变化观念与平衡思想。2．通过对影响化学反应速率的因素的探究，培养学生科学探究与创新意识。知识点一 化学反应速率通过上图我们可以发现化学反应有快有慢，怎样表示化学反应的快慢呢？请完成下列知识点：1．含义化学反应速率是用来描述化学反应快慢的物理量。2．表示方法通常用单位时间某反应物浓度的减少量(绝对值)或某生成物浓度的增加量来表示。3．表达式v(A)＝，Δc(A)表示反应物(或生成物)A浓度的变化量，Δt表示浓度变化的时间。4．单位化学反应速率的常用单位为mol·L－1·s－1、mol·L－1·min－1或mol·L－1·h－1。5．实例在一个体积为2 L的密闭容器中发生反应2SO2＋O22SO3，经过5 s后，测得SO3的物质的量为0.8 mol。填写下表：反应物或生成物SO2O2SO3物质的量浓度变化/mol·L－10.40.20.4化学反应速率/mol·L－1·s－10.080.040.08化学反应速率之比2∶1∶2知识点二 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实验方案实验现象结论镁条、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反应物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 mol·L－1 HCl(aq)与Mg反应产生气泡的速率快反应物浓度越大，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2.影响化学反应速率的因素(1)内因不同的化学反应，具有不同的反应速率，这说明化学反应速率的大小主要取决于反应物本身的内在性质。(2)外因条件改变反应速率变化浓度增加反应物浓度加快减少反应物浓度减慢温度升高温度加快降低温度减慢压强有气体物质增大压强加快减小压强减慢催化剂加入合适的催化剂加快接触面积增大反应物间的接触面积加快微判断(1)对于任何化学反应来说，反应速率越大，反应现象就越明显( )(2)由v＝计算平均速率，用反应物表示为正值，用生成物表示为负值( )(3)同一化学反应，相同条件下用不同物质表示的反应速率，其数值可能不同，但表示的意义相同( )(4)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( )(5)升温时不论吸热反应还是放热反应，反应速率都增大( )(6)一定量的锌与过量的稀硫酸反应制取氢气，为减慢反应速率而又不影响生成H2的量，可向其中加入KNO3溶液( )(7)碳酸钙与盐酸反应的过程中，再增加CaCO3固体，反应速率不变，但把CaCO3固体粉碎，可以加快反应速率( )答案 (1)× (2)× (3)√ (4)× (5)√(6)× (7)√微训练1．下列有关化学反应速率的说法正确的是( )A．用铁片和稀硫酸反应制氢气时，改用98%的硫酸可以加快反应速率B．100 mL 2 mol·L－1的盐酸与锌片反应，加入适量的氯化钠溶液，反应速率不变C．SO2的催化氧化反应是一个放热反应，所以升高温度，反应速率减小D．汽车尾气中的NO和CO可以缓慢反应生成N2和CO2，减小压强时反应速率减小解析 铁在浓硫酸中会发生钝化，A项错误；加入氯化钠溶液，盐酸的浓度减小，反应速率减小，B项错误；升高温度，反应速率增大，C项错误。答案 D2．在某一化学反应中，反应物A的浓度在10 s内从0.8 mol·L－1变为0.2 mol·L－1，则在这10 s内A的化学反应速率为( )A．0.02 mol·L－1B．0.02 mol·L－1·s－1C．0.06 mol·L－1·s－1D．0.06 mol·L－1·min－1解析 10 s内A的化学反应速率为(0.8 mol·L－1－0.2 mol·L－1)÷10 s＝0.06 mol·L－1·s－1。答案 C3．在下列事实中，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，若一起投入水中，很快生成红色HgI2：________________________________________________________________。(4)熔化的KClO3放出气泡很慢，撒入少量MnO2很快产生气体：_______________________________________________________________。(5)同浓度、同体积的盐酸中放入同样大小的锌粒和镁块，产生气体有快有慢：________________________________________________________________。(6)同样大小的石灰石分别在0.1 mol·L－1的盐酸和1 mol·L－1的盐酸中反应速率不同：____________________________________________________________________________________________________________________________。(7)夏天的食品易变霉，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：________________________________________。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。答案 (1)光 (2)反应物的接触面积 (3)在溶液中，水作溶剂，增大了接触面积 (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)人体里的生物酶起催化作用，可以降低葡萄糖氧化反应所需要的能量，所以在人体温度的范围内就可以发生反应微思考1．请从化学反应快慢的角度解释人们为什么使用电冰箱保存食物？提示 食物腐败是因为发生了化学反应，在其他条件相同时，温度越低，化学反应越慢，人们用电冰箱把食物放置在低温下保存，以减缓食物的腐败。2．工业生产硫酸时，要先将黄铁矿矿石(主要成分为FeS2)粉碎后，再投入沸腾炉，为什么？提示 将铁矿石粉碎，是为了增大与空气的接触面积，加快反应速率。3．铁粉与一定浓度的稀盐酸反应时，增加铁粉的用量能否加快化学反应速率？提示 不能。对于固态或纯液态物质，浓度可视为常数，改变其用量，浓度不发生改变，不影响化学反应速率。学习任务1 化学反应速率的正确理解及计算方法资料：资料一：化学反应速率就是化学反应进行的快慢程度(平均反应速率)，用单位时间内反应物或生成物的物质的量浓度变化量来表示。在容积不变的反应容器中，通常用单位时间内反应物浓度的减少或生成物浓度的增加来表示。如时间用s，则化学反应速率的单位是mol·L－1·s－1。资料二：测量一个化学反应的速率，需要测定某一时间段内某物质浓度的改变量。但是，一般来说在测量时化学反应仍在进行，应用一般化学分析方法测定反应速率存在困难。一个近似的办法是使反应立即停止(如果可以)，如通过稀释、降温、加入阻化剂或除去催化剂等方法可以使反应进行得非常慢，便于进行化学分析。但这样既费时费力，又不准确，可以研究的反应也有限。现在广泛使用的方法是测量物质的性质，如压力、电导率、吸光度等，通过它们与物质浓度的关系实现连续测定。请结合上述资料完成下列讨论：1．一个化学反应的速率可以用任何一种反应物或生成物来表示吗？提示 由于Δc表示的是物质的物质的量浓度的变化，而固态物质和纯液态物质的浓度在一定温度下是常量，所以这种表示化学反应速率的方法不适合固态物质和纯液态物质。2．探究在同一化学反应中，用不同物质表示该反应的速率时，各数据之间有什么关系？提示 同一化学反应，用不同物质表示的化学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，这是有关化学反应速率的计算或换算的依据。3．思考用v＝计算出来的速率，是某一时刻的瞬时速率还是某段时间内的平均速率？提示 化学反应速率实际上指的是某一段时间内化学反应的平均速率，而不是某一时刻的瞬时速率。4．已知反应A(g)＋3B(g)??2C(g)，在不同条件下，分别用A、B、C三种物质表示的速率为：①v(A)＝0.2 mol/(L·s)②v(B)＝0.45 mol/(L·s)③v(C)＝0.45 mol/(L·s)，则通过所学知识比较此反应在上述条件下进行的快慢程度。提示 用不同物质比较化学反应速率快慢时，要转化为同种物质表示的反应速率，然后再进行比较。根据化学反应速率之比等于化学方程式中的化学计量数之比，将②、③中的反应速率都用A表示为：②v(A)＝0.15 mol/(L·s)，③v(A)＝0.225 mol/(L·s)，故三者速率大小为③＞①＞②。1．化学反应速率的正确理解2．化学反应速率的计算方法(1)根据v(A)＝计算。(2)根据同一化学反应不同物质的速率之比等于化学方程式中的化学计量数之比计算。3．反应速率大小比较的两种方法同一化学反应的速率用不同物质表示时数值可能不同，比较化学反应速率的快慢不能只看数值大小，还要进行一定的转化：(1)换算成用同一物质、同一单位表示，再比较数值大小。(2)比较化学反应速率与化学计量数的比值。如反应aA＋bB??cC，要比较不同情况下v(A)与v(B)的相对大小，即比较与的相对大小，若＞，则用v(A)表示的反应速率比用v(B)表示的反应速率大。【例题】 在2 L密闭容器中，发生以下反应：2A(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－1·s－1，则10 s时，容器中B的物质的量是( )A．1.6 mol B．2.8 molC．2.4 mol D．1.2 mol解析 根据化学反应速率之比等于对应物质的化学计量数之比，可得v(B)＝0.5v(A)＝0.5×0.12 mol·L－1·s－1＝0.06 mol·L－1·s－1，则Δc(B)＝0.06 mol·L－1·s－1×10 s＝0.6 mol·L－1，Δn(B)＝0.6 mol·L－1×2 L＝1.2 mol，故10 s时容器中B的物质的量为4 mol－1.2 mol＝2.8 mol。答案 B变式训练 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，分别为①v(A)＝0.6 mol·L－1·min－1②v(B)＝0.45 mol·L－1·min－1③v(C)＝0.015 mol·L－1·min－1④v(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解析 化学反应速率之比等于化学反应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①v(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，所以在不同条件下，进行最快的是②，D项正确。答案 D学习任务2 (核心素养)影响化学反应速率的因素一、知识要点化学反应速率影响因素的注意点1．主要因素(内因)不同的化学反应，具有不同的反应速率，因此，参加反应的物质的性质是决定化学反应速率的主要因素。2．外界因素(外因)(1)温度：当其他条件不变时，升高温度，可以增大化学反应速率；降低温度，可以减小化学反应速率。(2)催化剂：当其他条件不变时，使用适当的催化剂通常能极大地加快化学反应速率。(3)浓度：当其他条件不变时，增大反应物的浓度，可以增大化学反应速率；减小反应物的浓度，可以减小化学反应速率。(4)压强：对于有气体参加的反应，当其他条件不变时，增大气体的压强，可以增大化学反应速率；减小气体的压强，可以减小化学反应速率。(5)固体表面积：固体颗粒越小，其单位质量的表面积越大，与其他反应物的接触面积越大，化学反应速率越大。(6)反应物状态：一般来说，配成溶液或反应物是气体，都能增大反应物之间的接触面积，有利于增大反应速率。(7)形成原电池，可以增大氧化还原反应的反应速率。二、核心素养通过对影响化学反应速率的因素的探究?培养学生科学探究与创新意识通过对影响化学反应速率的因素的应用?培养学生变化观念与平衡思想【素养解题】[典例示范] 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/℃AMg6 mol·L－1硝酸10 mL60BMg3 mol·L－1盐酸10 mL60CFe3 mol·L－1盐酸10 mL60DMg3 mol·L－1硫酸10 mL60[解题思路]读题干①金属粉末均为0.1 mol ②反应刚开始③放出H2 ④速率最大辨题型对比实验找相同①A、B、D均为Mg②B、C均为3 mol·L－1盐酸③反应温度均为60 ℃找不同①C为Fe ②A为6 mol·L－1硝酸 ③D为3 mol·L－1 H2SO4细分析①Mg比Fe快②HNO3无法产生H2③3 mol·L－1 H2SO4中c(H＋)大于3 mol·L－1盐酸中的c(H＋)得答案D三、对点训练1．下列关于影响化学反应速率的条件的说法正确的是( )A．增大压强一定能加快化学反应速率B．使用催化剂，使反应的活化能降低，反应速率加快，但不改变反应的历程C．反应物浓度是决定化学反应速率的主要因素D．升高温度，一般能加快化学反应速率解析 A项，压强对反应速率的影响只适用于有气体参与的反应，即改变压强，反应速率不一定改变，A项不正确。B项，催化剂能改变反应的历程，B项不正确。C项，参加反应的物质的性质是决定化学反应速率的主要因素，C项不正确。D项，升高温度，一般能加快化学反应速率，D项正确。答案 D2．在一定条件下，反应N2(g)＋3H2(g)??2NH3(g)，在2 L密闭容器中进行，5 min内氨的质量增加了1.7 g，则反应速率为( )A．v(NH3)＝0.1 mol·L－1·min－1B．v(N2)＝0.02 mol·L－1·min－1C．v(H2)＝0.015 mol·L－1·min－1D．v(NH3)＝0.17 mol·L－1·min－1解析 根据题意知，5 min内氨的质量增加了1.7 g，物质的量增加0.1 mol，v(NH3)＝Δn/(VΔt)＝＝0.01 mol·L－1·min－1，利用化学反应速率之比等于对应物质的化学计量数之比计算得v(N2)＝0.005 mol·L－1·min－1，v(H2)＝0.015 mol·L－1·min－1，C项正确。答案 C3．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 B．③④ C．①③ D．②③解析 镁与盐酸反应的离子方程式为Mg＋2H＋===Mg2＋＋H2↑，与H＋有关，与Cl－无关。在镁与盐酸的反应中，刚开始时H＋的浓度最大，反应速率应最大，但由于此反应为放热反应，温度升高，化学反应速率还会增大，随着化学反应的进行，H＋浓度逐渐减小，化学反应速率又逐渐减慢。答案 C4．某温度下，在2 L密闭容器中，X、Y、Z三种气态物质发生化学反应时，物质的量随时间变化的关系曲线如图所示：(1)由图中的数据分析，该反应的化学方程式为____________________________________________________________________________________________。(2)5 min内用Z表示的平均反应速率为_______________________________。(3)化学反应速率受到很多因素的影响，例如：实验室制取氢气时一般用粗锌替代纯锌和稀硫酸反应，这是利用________原理加快了氢气生成的速率。解析 (1)据图可知，X、Y是反应物，Z是生成物，三者的物质的量变化量分别是0.6 mol、0.2 mol、0.6 mol，且该反应是可逆反应，故该反应的化学方程式是3X＋Y??3Z。(2)5 min内Z的反应速率是0.6 mol÷2 L÷5 min＝0.06 mol·L－1·min－1。(3)粗锌中含碳，与锌、稀硫酸构成原电池，加快电子的转移，从而加快了化学反应速率。答案 (1)3X＋Y??3Z (2)0.06 mol·L－1·min－1 (3)原电池[学 考 练]1．下列关于化学反应速率的说法中，正确的是( )A．化学反应速率是指一定时间内任何一种反应物浓度的减小或任何一种生成物浓度的增加B．化学反应速率为0.8 mol·L－1·s－1所表示的意义是时间为1 s时，某物质的浓度为0.8 mol·L－1C．根据化学反应速率的大小可以知道化学反应进行的快慢D．对任何化学反应来说，反应速率越大，反应现象越明显解析 固体或纯液体的浓度视为常数，A不正确；化学反应速率是单位时间内物质的量浓度的变化量，B不正确；对于无明显现象的化学反应来说，无法通过现象判断反应速率的大小，D不正确。答案 C2．在2 L的密闭容器中，发生以下反应：2A(g)＋B(g)??2C(g)＋D(g)。v(A)＝0.12 mol·L－1·s－1若最初加入的A和B都是4 mol，在第10 s C的物质的量是( )A．1.6 mol B．2.8 molC．2.4 mol D．1.2 mol解析 同一个反应中，化学反应速率之比等于化学方程式中系数之比，即v(C)＝v(A)，10 s时，C的物质的量n(C)＝Δn(C)＝Δc(C)×V＝v(C)×t×V＝0.12 mol·L－1·s－1×10 s×2 L＝2.4 mol。答案 C3．反应A2＋3B2??2C，以下化学反应速率的表示中，反应速率最快的是( )A．v(B2)＝0.8 mol/(L·s)B．v(A2)＝0.4 mol/(L·s)C．v(C)＝0.6 mol/(L·s)D．v(B2)＝4.2 mol/(L·min)解析 根据“速率用不同物质表示时，其数值之比等于化学计量数之比”，转化为v(B2)可得B项为1.2 mol/(L·s)、C项为0.9 mol/(L·s)，而D项的单位须换算，则为0.07 mol/(L·s)。答案 B4．反应2SO2＋O2??2SO3经一段时间后，SO3的浓度增加了0.4 mol·L－1，在这段时间内用O2表示的反应速率为0.04 mol·L－1·s－1，则这段时间为( )A．0.1 s B．2.5 s C．5 s D．10 s解析 v(O2)＝0.04 mol·L－1·s－1，则v(SO3)＝0.08 mol·L－1·s－1，由Δt＝Δc(SO3)/v(SO3)，代入数据计算得Δt＝5 s。故选C。答案 C5．把下列四种X溶液分别倒入四个盛有10 mL 2 mol·L－1盐酸的烧杯中，均加水稀释到50 mL，此时，X和盐酸缓慢地进行反应。其中化学反应速率最大的是( )选项温度体积浓度A10 ℃20 mL3 mol·L－1B20 ℃30 mL2 mol·L－1C20 ℃10 mL4 mol·L－1D10 ℃20 mL2 mol·L－1解析 先比较混合后浓度的大小，因为反应后溶液的体积均为50 mL，所以X的物质的量越大，浓度就越大。混合后A、B选项中X的物质的量相等，且比C、D的大，而B中温度更高，因此B的反应速率最大。答案 B6．NO和CO都是汽车尾气中的有害物质，它们能缓慢地反应生成N2和CO2。对此反应的下列叙述中正确的是( )A．浓度、温度、催化剂等都是决定化学反应速率大小的因素B．使用适当的催化剂，能改变化学反应速率C．升高温度，降低化学反应速率D．改变压强对反应速率没有影响解析 浓度、温度、压强、催化剂等外界条件都能影响反应速率，但它们都不是化学反应速率的决定因素，决定化学反应速率的因素是反应物本身的性质，A不正确；加入适当的催化剂，化学反应速率加快，B正确；不论反应是放热的还是吸热的，升高温度都能加快反应速率，降低温度都能减慢反应速率， C不正确；本反应的化学方程式为2CO(g)＋2NO(g)===N2(g)＋2CO2(g)，因有气体参加反应，故压强的改变对反应速率有影响，且增大压强会加快反应速率，减小压强会减慢反应速率，D不正确。答案 B7．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快的是( )A．加热B．不用稀硫酸，改用98%浓硫酸C．滴加少量CuSO4溶液D．不用铁片，改用铁粉解析 加热、发生原电池反应、增大固体反应物的表面积，都能加快反应速率。答案 B8．反应C(s)＋H2O(g)CO(g)＋H2(g)在一可变体积的容器中进行，则下列条件的改变使其反应速率增大的是( )A．增加C的量B．将容器的体积缩小一半C．保持温度和容器体积不变，充入氦气D．保持温度和压强不变，充入氦气解析 因C为固体，当增加C的量时，其浓度不会改变，则不会对速率产生影响，A错误；将容器的体积缩小一半，气态物质的浓度均增大一倍，一定会加快反应的进行，B正确；当保持温度和容器体积不变，充入氦气时，原来各种物质的浓度没有发生变化，速率不变，C错误；当保持温度和压强不变，充入氦气时，容器的体积必然扩大，原来体系中的各物质的浓度减小，反应速率变小，D错误。答案 B9．CaCO3与稀盐酸反应(放热反应)生成CO2的量与反应时间的关系如图所示。下列结论不正确的是( )A．反应开始4 min内温度对反应速率的影响比浓度大B．一段时间后，反应速率减小的原因是c(H＋)减小C．反应在2～4 min内平均反应速率最大D．反应在2～4 min内生成CO2的平均反应速率为v(CO2)＝0.06 mol·L－1·s－1解析 随着反应进行c(H＋)减小，而前4 min内反应速率变大，根据反应是放热反应，可推出前4 min内温度对反应速率的影响比浓度大，A、B正确；在2～4 min内n(CO2)的变化量最大(或曲线的斜率最大)，可判断出平均反应速率最大，C正确；由题意及图可知，该题不知道容器体积，故不能表示出反应速率，D不正确。答案 D10．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( )ABCD解析 A项没有对比实验；B项中催化剂不同，无法比较；C项前者没有催化剂，后者有催化剂，无法比较；D项中只有温度不同，其他条件都相同，方案可行。答案 D[能 力 练]11．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O～t1、t1～t2、t2～t3各相同的时间段里，反应速率最大的是________时间段，收集到气体最多的是________时间段，由该图像说明此反应属于________(填“吸”或“放”)热反应。(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到t3 min内用盐酸表示的平均速率为________ mol·L－1·min－1(忽略盐酸体积变化，用字母表示)。(3)为了降低上述化学反应的反应速率，欲向溶液中加入下列物质，你认为可行的是________。A．蒸馏水 B．NaCl固体C．NaCl溶液 D．浓盐酸(4)除了上述方法外，你认为还可以采取哪些措施来降低化学反应速率。解析 (1)从图上可看出，t1～t2时间段收集的CO2气体最多。O～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，导致t1～t2时间段内反应速率最快的原因只能是该反应放热，温度升高，加快反应速率。(2)由CaCO3＋2HCl===CaCl2＋CO2↑＋H2O 2 1 mol mol则v(HCl)＝mol·L－1·min－1＝mol·L－1·min－1。(3)和(4)减缓反应速率可采用降低反应物浓度、降低反应温度、减小固体表面积等措施。加蒸馏水和NaCl溶液均降低c(H＋)，加NaCl固体不影响溶液中的c(H＋)，加浓盐酸增大溶液中的c(H＋)。答案 (1)t1～t2 t1～t2 放 (2)(3)AC (4)用块状大理石或降低温度等(答案合理即可)12．一般情况下，金属越活泼，与酸反应的速率越快。为了探究金属Mg、Zn、Fe与酸反应的快慢，某研究性学习小组设计了如下的实验：①取A、B、C三支试管，分别加入2 mL浓度相同的盐酸溶液。②分别加入足量的、质量相等的Mg粉、Zn粉、Fe粉，立即把三个相同的气球分别套在各试管口上。(1)写出铁与盐酸反应的化学方程式：______________________________。(2)气球膨胀速度最快的是________(填试管编号)。(3)该实验表明，实验室一般选用锌而不选用镁、铁制取氢气的主要原因是______________________________________________________________________________________________________________________________。(4)步骤②是实验获得成功的关键，你认为在操作过程中各小组成员之间应该如何操作？__________________________________________________________________________________________________________________________答案 (1)Fe＋2HCl===FeCl2＋H2↑ (2)A(3)镁与盐酸反应产生氢气过快不易控制，而铁与盐酸反应产生氢气较慢影响实验时间(4)应把金属粉末先分别放入气球中再将气球套在试管上，同时将气球提起，让金属同时落入盐酸中以保证反应同时开始又不损失氢气13．将等物质的量的A、B混合于2 L的密闭容器中，发生如下反应：3A(g)＋B(g)??xC(g)＋2D(g)，经5 min后，测得D的浓度为0.5 mol·L－1，c(A)∶c(B)＝3∶5，C的平均反应速率为0.1 mol/(L·min)。求：(1)5 min后A的浓度c(A)＝________mol·L－1，反应开始前容器中的A、B的物质的量：n(A)＝n(B)＝________mol。(2)B的平均反应速率：v(B)＝________mol/(L·min)。(3)x的值为________。解析 (1)设原混合物中A、B的物质的量为a mol，列出起始时和5 min时有关物质的物质的量。 3A(g)＋B(g)??xC(g) ＋ 2D(g)起始时/mol a a 0 05 min时/mol a－1.5 a－0.5 0.1×2×5 0.5×2根据c(A)∶c(B)＝3∶5，可得＝，解得a＝3，即n(A)＝n(B)＝3 mol，5 min后c(A)＝＝0.75 mol·L－1。(2)v(B)＝＝0.05 mol/(L·min)。(3)由化学计量数之比等于物质的量的变化量之比，则＝，解得x＝2。答案 (1)0.75 3 (2)0.05 (3)214．某化学小组为了研究外界条件对化学反应速率的影响，进行了如下实验：【实验原理】2MnO＋5H2C2O4＋6H＋===2Mn2＋＋10CO2↑＋8H2O(用离子方程式表示)。【实验内容及记录】实验编号室温下，试管中所加试剂及其用量/mL室温下溶液颜色褪至无色所需时间/min0.6 mol/LH2C2O4溶液H2O0.2 mol/LKMnO4溶液3 mol/L稀硫酸13.02.03.02.04.023.03.02.02.05.233.04.01.02.05.0请回答：(1)根据上表中的实验数据，可以得到的结论是_______________________________________________________________________________________。(2)利用实验1中数据计算，用KMnO4的浓度变化表示的反应速率为：v(KMnO4)＝________。(3)该小组同学根据经验绘制了n(Mn2＋)随时间变化趋势的示意图，如图1所示，但有同学查阅已有的实验资料发现，该实验过程中n(Mn2＋)随时间变化的趋势应如图2所示。该小组同学根据图2所示信息提出了新的假设，并继续进行实验探究。①该小组同学提出的假设是_____________________________________________________________________________________________________。②请你帮助该小组同学完成实验方案，并填写表中空白。实验编号室温下，试管中所加试剂及其用量/mL再向试管中加入少量固体室温下溶液颜色褪至无色所需时间/min0.6 mol/LH2C2O4溶液H2O0.2 mol/LKMnO4溶液3 mol/L稀硫酸43.02.03.02.0t③若该小组同学提出的假设成立，应观察到的现象是___________________________________________________________________________________________________________________________。解析 (1)表格中三组实验最终反应体系的体积都是10 mL，反应物的浓度只有KMnO4的不同，该实验中，KMnO4浓度大的褪色快，浓度小的褪色慢，故实验结论是：其他条件相同时，增大KMnO4的浓度，反应速率加快。(2)v(KMnO4)＝＝1.5×10－2 mol/(L·min)。答案 (1)其他条件相同时，增大KMnO4浓度(或反应物浓度)，反应速率增大(2)1.5×10－2 mol/(L·min)(3)①生成物中的MnSO4为该反应的催化剂(或Mn2＋对该反应有催化作用)②MnSO4③与实验1比较，溶液褪至无色所需时间短课件43张PPT。第3节 化学反应的快慢和限度第1课时 化学反应的快慢［知识梳理］知识点一 化学反应速率通过上图我们可以发现化学反应有快有慢，怎样表示化学反应的快慢呢？请完成下列知识点：1．含义化学反应速率是用来描述化学反应________的物理量。2．表示方法通常用单位时间某____________的减少量(绝对值)或某____________的增加量来表示。快慢反应物浓度生成物浓度3．表达式4．单位化学反应速率的常用单位为____________、________________或mol·L－1·h－1。浓度的变化量时间mol·L－1·s－1mol·L－1·min－15．实例0.40.20.40.080.040.082∶1∶2知识点二 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快反应物本身的内在性质快加快快快快快快加快2.影响化学反应速率的因素(1)内因不同的化学反应，具有不同的反应速率，这说明化学反应速率的大小主要取决于______________________。(2)外因反应物本身的内在性质加快减慢加快减慢加快减慢加快加快××√×√(6)一定量的锌与过量的稀硫酸反应制取氢气，为减慢反应速率而又不影响生成H2的量，可向其中加入KNO3溶液( )(7)碳酸钙与盐酸反应的过程中，再增加CaCO3固体，反应速率不变，但把CaCO3固体粉碎，可以加快反应速率( )×√微训练1．下列有关化学反应速率的说法正确的是( )A．用铁片和稀硫酸反应制氢气时，改用98%的硫酸可以加快反应速率B．100 mL 2 mol·L－1的盐酸与锌片反应，加入适量的氯化钠溶液，反应速率不变C．SO2的催化氧化反应是一个放热反应，所以升高温度，反应速率减小D．汽车尾气中的NO和CO可以缓慢反应生成N2和CO2，减小压强时反应速率减小解析 铁在浓硫酸中会发生钝化，A项错误；加入氯化钠溶液，盐酸的浓度减小，反应速率减小，B项错误；升高温度，反应速率增大，C项错误。答案 D2．在某一化学反应中，反应物A的浓度在10 s内从0.8 mol·L－1变为0.2 mol·L－1，则在这10 s内A的化学反应速率为( )A．0.02 mol·L－1B．0.02 mol·L－1·s－1C．0.06 mol·L－1·s－1D．0.06 mol·L－1·min－1解析 10 s内A的化学反应速率为(0.8 mol·L－1－0.2 mol·L－1)÷10 s＝0.06 mol·L－1·s－1。答案 C3．在下列事实中，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，若一起投入水中，很快生成红色HgI2：________________________________________________________________。(4)熔化的KClO3放出气泡很慢，撒入少量MnO2很快产生气体：_______________________________________________________________。(5)同浓度、同体积的盐酸中放入同样大小的锌粒和镁块，产生气体有快有慢：________________________________________________________________。(6)同样大小的石灰石分别在0.1 mol·L－1的盐酸和1 mol·L－1的盐酸中反应速率不同：____________________________________________________________________________________________________________________________。(7)夏天的食品易变霉，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：________________________________________。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。答案 (1)光 (2)反应物的接触面积 (3)在溶液中，水作溶剂，增大了接触面积 (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)人体里的生物酶起催化作用，可以降低葡萄糖氧化反应所需要的能量，所以在人体温度的范围内就可以发生反应微思考1．请从化学反应快慢的角度解释人们为什么使用电冰箱保存食物？提示 食物腐败是因为发生了化学反应，在其他条件相同时，温度越低，化学反应越慢，人们用电冰箱把食物放置在低温下保存，以减缓食物的腐败。2．工业生产硫酸时，要先将黄铁矿矿石(主要成分为FeS2)粉碎后，再投入沸腾炉，为什么？提示 将铁矿石粉碎，是为了增大与空气的接触面积，加快反应速率。3．铁粉与一定浓度的稀盐酸反应时，增加铁粉的用量能否加快化学反应速率？提示 不能。对于固态或纯液态物质，浓度可视为常数，改变其用量，浓度不发生改变，不影响化学反应速率。学习任务1 化学反应速率的正确理解及计算方法资料：资料一：化学反应速率就是化学反应进行的快慢程度(平均反应速率)，用单位时间内反应物或生成物的物质的量浓度变化量来表示。在容积不变的反应容器中，通常用单位时间内反应物浓度的减少或生成物浓度的增加来表示。如时间用s，则化学反应速率的单位是mol·L－1·s－1。资料二：测量一个化学反应的速率，需要测定某一时间段内某物质浓度的改变量。但是，一般来说在测量时化学反应仍在进行，应用一般化学分析方法测定反应速率存在困难。一个近似的办法是使反应立即停止(如果可以)，如通过稀释、降温、加入阻化剂或除去催化剂等方法可以使反应进行得非常慢，便于进行化学分析。但这样既费时费力，又不准确，可以研究的反应也有限。现在广泛使用的方法是测量物质的性质，如压力、电导率、吸光度等，通过它们与物质浓度的关系实现连续测定。请结合上述资料完成下列讨论：1．一个化学反应的速率可以用任何一种反应物或生成物来表示吗？提示 由于Δc表示的是物质的物质的量浓度的变化，而固态物质和纯液态物质的浓度在一定温度下是常量，所以这种表示化学反应速率的方法不适合固态物质和纯液态物质。2．探究在同一化学反应中，用不同物质表示该反应的速率时，各数据之间有什么关系？提示 同一化学反应，用不同物质表示的化学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，这是有关化学反应速率的计算或换算的依据。提示 化学反应速率实际上指的是某一段时间内化学反应的平均速率，而不是某一时刻的瞬时速率。提示 用不同物质比较化学反应速率快慢时，要转化为同种物质表示的反应速率，然后再进行比较。根据化学反应速率之比等于化学方程式中的化学计量数之比，将②、③中的反应速率都用A表示为：②v(A)＝0.15 mol/(L·s)，③v(A)＝0.225 mol/(L·s)，故三者速率大小为③＞①＞②。1．化学反应速率的正确理解2．化学反应速率的计算方法3．反应速率大小比较的两种方法解析 根据化学反应速率之比等于对应物质的化学计量数之比，可得v(B)＝0.5v(A)＝0.5×0.12 mol·L－1·s－1＝0.06 mol·L－1·s－1，则Δc(B)＝0.06 mol·L－1·s－1×10 s＝0.6 mol·L－1，Δn(B)＝0.6 mol·L－1×2 L＝1.2 mol，故10 s时容器中B的物质的量为4 mol－1.2 mol＝2.8 mol。答案 BA．1.6 mol B．2.8 mol C．2.4 mol D．1.2 mol①v(A)＝0.6 mol·L－1·min－1 ②v(B)＝0.45 mol·L－1·min－1③v(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答案 D学习任务2 (核心素养)影响化学反应速率的因素一、知识要点化学反应速率影响因素的注意点1．主要因素(内因)不同的化学反应，具有不同的反应速率，因此，参加反应的物质的性质是决定化学反应速率的主要因素。2．外界因素(外因)(1)温度：当其他条件不变时，升高温度，可以增大化学反应速率；降低温度，可以减小化学反应速率。(2)催化剂：当其他条件不变时，使用适当的催化剂通常能极大地加快化学反应速率。(3)浓度：当其他条件不变时，增大反应物的浓度，可以增大化学反应速率；减小反应物的浓度，可以减小化学反应速率。(4)压强：对于有气体参加的反应，当其他条件不变时，增大气体的压强，可以增大化学反应速率；减小气体的压强，可以减小化学反应速率。(5)固体表面积：固体颗粒越小，其单位质量的表面积越大，与其他反应物的接触面积越大，化学反应速率越大。(6)反应物状态：一般来说，配成溶液或反应物是气体，都能增大反应物之间的接触面积，有利于增大反应速率。(7)形成原电池，可以增大氧化还原反应的反应速率。二、核心素养【素养解题】[典例示范] 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( )[解题思路]三、对点训练1．下列关于影响化学反应速率的条件的说法正确的是( )A．增大压强一定能加快化学反应速率B．使用催化剂，使反应的活化能降低，反应速率加快，但不改变反应的历程C．反应物浓度是决定化学反应速率的主要因素D．升高温度，一般能加快化学反应速率答案 D解析 A项，压强对反应速率的影响只适用于有气体参与的反应，即改变压强，反应速率不一定改变，A项不正确。B项，催化剂能改变反应的历程，B项不正确。C项，参加反应的物质的性质是决定化学反应速率的主要因素，C项不正确。D项，升高温度，一般能加快化学反应速率，D项正确。A．v(NH3)＝0.1 mol·L－1·min－1B．v(N2)＝0.02 mol·L－1·min－1C．v(H2)＝0.015 mol·L－1·min－1D．v(NH3)＝0.17 mol·L－1·min－1答案 C3．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 B．③④ C．①③ D．②③答案 C解析 镁与盐酸反应的离子方程式为Mg＋2H＋===Mg2＋＋H2↑，与H＋有关，与Cl－无关。在镁与盐酸的反应中，刚开始时H＋的浓度最大，反应速率应最大，但由于此反应为放热反应，温度升高，化学反应速率还会增大，随着化学反应的进行，H＋浓度逐渐减小，化学反应速率又逐渐减慢。4．某温度下，在2 L密闭容器中，X、Y、Z三种气态物质发生化学反应时，物质的量随时间变化的关系曲线如图所示：(1)由图中的数据分析，该反应的化学方程式为____________________________________________________________________________________________。(2)5 min内用Z表示的平均反应速率为_______________________________。(3)化学反应速率受到很多因素的影响，例如：实验室制取氢气时一般用粗锌替代纯锌和稀硫酸反应，这是利用________原理加快了氢气生成的速率。 展开更多...... 收起↑ 资源列表 第1课时 化学反应的快慢.doc 第1课时 化学反应的快慢.ppt
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