同步备课一体资料之化学鲁科必修2讲义第2章 化学键 化学反应与能量 第2节 第1课时Word格式文档下载.docx

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反应物或生成物

SO2

O2

SO3

物质的量浓度变化/mol·

L－1

0.4

0.2

化学反应速率/mol·

s－1

0.08

0.04

化学反应速率之比

2∶1∶2

【议一议】

1．对于反应C（s）＋H2O（g）CO（g）＋H2（g），能否用C和H2O来表示该反应的化学反应速率？

答案　该反应的化学反应速率不能用C表示，可以用H2O表示，固体或纯液体的浓度可视为常数，因此不能用固体或纯液体表示化学反应速率。

若反应中水为气体，可以用来表示反应速率；

若水为溶剂，则不能用水表示反应速率。

2．对同一化学反应，在相同的时间内，用不同的物质来表示其化学反应速率时，它们之间有什么关系？

答案　对同一化学反应，在相同的时间内，用不同的物质来表示的化学反应速率，化学反应速率之比等于反应方程式中相应的物质的化学计量数之比。

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反应物本身的性质

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

3mol·

L－1HCl（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

降低温度

压强

对气体物质参加的反应

增大压强

减小压强

催化剂

加入合适的催化剂

接触面积

增大反应物间的接触面积

1．增加反应物的用量，一定能增大化学反应速率吗？

为什么？

答案　不一定，固态和纯液态反应物的浓度是一个常数，增加固态和纯液态物质的用量，化学反应速率不变。

2．升高温度，吸热反应和放热反应的速率都加快吗？

答案　都加快。

升高温度，分子运动加快，单位时间内有效碰撞次数增多，反应速率必然加快。

3．改变压强后，化学反应速率一定变化吗？

答案　不一定，改变压强，对化学反应速率产生影响的根本原因是引起浓度改变。

当压强改变，但对物质的浓度无影响时，化学反应速率不变。

如恒容密闭容器中通入“惰性气体”时，化学反应速率不变。

一、化学反应速率的表示方法及简单计算

1．化学反应速率的表示方法

（1）表示一个化学反应的反应速率时，须指明用哪一种物质来表示。

（2）一定温度下，固态物质和纯液态物质的浓度是一个常数，所以不能用固态物质或纯液态物质表示反应速率。

（3）无论是用反应物还是用生成物表示化学反应速率，化学反应速率都取正值。

（4）化学反应速率是某一段时间内的平均反应速率，而不是某一时刻时的瞬时反应速率。

（5）由于一个化学反应中各物质的化学计量数不一定相同，所以同一化学反应用不同的物质表示的化学反应速率数值可能不同，但所表示的意义相同。

（6）同一化学反应，用不同物质的浓度变化表示的化学反应速率之比等于化学反应方程式中相应的物质的化学计量数之比。

如对于反应：

aA（g）＋bB（g）===cC（g）＋dD（g），其反应速率v（A）∶v（B）∶v（C）∶v（D）＝a∶b∶c∶d。

2．化学反应速率的简单计算方法

（1）定义式法：

利用定义式v（A）＝＝计算[Δc（A）表示反应物（或生成物）A的浓度的变化量，Δn（A）表示A的物质的量的变化，V表示反应容器的体积，Δt表示浓度变化的时间]。

已知任意两个量，可求第三个量。

（2）关系式法：

利用“化学反应速率之比＝化学方程式中的化学计量数之比”求算。

（3）始转平法：

对于较为复杂的题目，采用以下模式计算：

例如：

反应　　　　　　　mA　＋　nB　===　pC

起始浓度（mol·

L－1）abc

转化浓度（mol·

L－1）x

某时刻浓度（mol·

L－1）a－xb－c＋

【例1】　在一体积固定的密闭容器中加入反应物A、B，发生如下反应：

A＋2B===3C。

反应经2min后，A的浓度从开始时的1.0mol·

L－1降到0.8mol·

L－1。

已知反应开始时B的浓度是1.2mol·

L－1，求：

（1）2min末B、C的浓度。

（2）以单位时间内A的浓度的减小来表示2min内该反应的平均速率。

（3）不同条件下，测得v（A）＝0.2mol·

min－1，v（B）＝0.5mol·

min－1，v（C）＝1.2mol·

min－1，则哪种情况下反应速率最快？

解析　

（1）2min内A的浓度减小0.2mol·

L－1，则由A＋2B===3C知B消耗0.2×

2mol·

L－1，C增加0.2mol·

L－1×

3＝0.6mol·

L－1，则2min末B的浓度为

1．2mol·

L－1－0.4mol·

L－1＝0.8mol·

C的变化浓度即为2min末C的浓度。

（2）v（A）＝＝＝0.1mol·

min－1。

（3）由规律可知：

v（A）∶v（B）∶v（C）＝1∶2∶3，

当用v（A）表示v（C）、v（B）时，

v（A）＝v（B）＝×

0.5mol·

min－1

＝0.25mol·

v（A）＝v（C）＝×

1.2mol·

＝0.4mol·

所以v（C）＝1.2mol·

min－1时最快。

答案　

（1）c（B）＝0.8mol·

L－1　c（C）＝0.6mol·

（2）0.1mol·

（3）v（C）＝1.2mol·

min－1最快

【方法点拨】　化学反应快慢的比较

（1）同一反应不同条件或者不同时段内的反应速率比较时，先换算成同一物质、相同单位的反应速率，数值大的速率反应速率快。

（2）对于反应aA＋bB===cC，将v（A）∶v（B）的值与a∶b的值进行比较，若v（A）∶v（B）＝a∶b，二者速率相等；

若v（A）∶v（B）＞a∶b，v（A）＞v（B）；

v（A）∶v（B）＜a∶b，v（A）＜v（B）。

（3）不同反应之间的速率大小没有可比性。

变式训练1　在容积为2L的密闭容器中充入2molSO2和一定量O2，发生反应2SO2＋O22SO3，当反应进行到4min时，测得n（SO2）＝0.4mol。

若反应进行到2min末时，容器中SO2的物质的量是（　　）

A．等于1.6molB．等于1.2mol

C．大于1.6molD．小于1.2mol

答案　D

解析　前4min用SO2表示的反应速率为v（SO2）＝＝0.2mol·

min－1，所以前2minSO2的减少量大于0.2mol·

min－1×

2min×

2L＝0.8mol。

所以容器中SO2的物质的量应小于1.2mol。

二、影响化学反应速率的外界因素

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。

（4）压强改变的常见方式

①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。

②恒温恒压：

充入稀有气体→容器体积增大→各反应物的浓度减小→化学反应速率减小。

③恒温：

缩小容器体积→容器压强增大→反应物浓度增大→化学反应速率增大。

④恒温恒容：

充入一种反应物→增大反应物浓度→化学反应速率增大。

4．催化剂

（1）催化剂参与化学反应，但其质量和化学性质在反应前后保持不变。

（2）催化剂只有在适宜的温度下才能最大限度地显示其催化作用，不同的催化剂所需要的适宜温度不一定相同。

（3）使用催化剂，可逆反应的正、逆反应速率增大的倍数相同。

【例2】　反应C（s）＋H2O（g）CO（g）＋H2（g）在一体积可变的密闭容器中进行。

下列条件的改变对其化学反应速率几乎没有影响的是（　　）

①增大C的用量　②将容器的体积缩小一半　③保持体积不变，充入N2使容器内压强增大　④保持压强不变，充入N2使容器体积增大　⑤保持体积不变，充入水蒸气　⑥温度升高

A．②④B．①③

C．③④⑤D．①④⑥

解析　C为固体，增大C的用量，化学反应速率不变；

将容器体积缩小，增大反应物浓度，反应速率加快；

体积不变，充入N2，反应物浓度不变，化学反应速率不变；

充入N2，体积增大，反应物的浓度减小，反应速率减慢；

体积不变，充入水蒸气，增大反应物浓度，反应速率加快；

升高温度，反应速率加快。

答案　B

【易错警示】　只改变反应物的固体用量，化学反应速率不变；

改变压强而反应物浓度不变，则化学反应速率不变。

变式训练2　100mL0.6mol·

L－1H2SO4溶液与过量锌粉反应，在一定温度下，为了减缓反应进行的速率，但不影响生成H2的总量，可向反应物中加入适量的（　　）

A．Na2CO3固体B．NaNO3溶液

C．K2SO4固体D．K2SO4溶液

答案　D

解析　Na2CO3＋H2SO4===Na2SO4＋H2O＋CO2↑，加入Na2CO3固体，锌与H2SO4溶液反应的速率和生成H2的总量都减小；

加入NaNO3，NO在酸性条件下具有强氧化性，与锌反应不能放出H2，所以锌与H2SO4溶液反应的速率和生成H2的总量都减小；

加K2SO4固体，增大了SO的浓度，锌与H2SO4溶液反应的速率和生成H2的总量与SO的浓度无关，反应速率和生成H2的总量都不变；

加K2SO4溶液，降低溶液中H＋的物质的量浓度，但H＋的物质的量不变，化学反应速率减小但生成H2的总量不变。

【易错警示】　对于溶液中进行的离子反应：

（1）化学反应速率与压强无关。

（2）根据离子反应方程