高中化学苏教必修2讲义专题2化学反应与能量转化第1单元第1课时Word格式文档下载.docx

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s－1、mol·

min－1、mol·

h－1。

4．举例：

在一个体积为2L的密闭容器中发生反应2SO2＋O22SO3，经过5s后，测得SO3的物质的量为0.8mol。

填写下表：

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

【自主思考】

1．在描述反应速率时应指明是用哪种物质表示的速率，为什么？

提示　在同一反应中，用不同物质来表示反应速率时，其数值不一定相同，这些速率的数值之比等于化学方程式中的计量数之比，故描述反应速率时应指明物质。

但无论用哪种物质表示，其意义是相同的，都表示该反应在这一时间段内反应的平均速率。

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，数值之间有什么关系？

提示　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。

3．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？

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

二、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反应物的性质。

2．外因

（1）温度对化学反应速率影响的探究

实验操作

试管中均为2～3mL相同浓度的滴有FeCl3溶液的H2O2溶液

实验现象

①产生气泡速率最慢

②产生气泡速率较快

③产生气泡速率最快

实验结论

对于反应2H2O2

2H2O＋O2↑来说，温度越高，H2O2的分解速率越快，反应越快

（2）催化剂对化学反应速率影响的探究

①有少量气泡出现

②产生大量气泡

③产生大量气泡

MnO2、FeCl3可以使H2O2分解的速率加快

（3）影响化学反应速率的因素除温度和催化剂外，还有反应物浓度、反应物的状态、固体表面积、压强、溶剂、光照等许多因素。

人们可以通过这些因素来调控化学反应速率。

4．人们为什么使用电冰箱储存食物？

提示　温度越低，食物变质腐败的速率越慢。

这也是温度对化学反应速率影响在生活中的应用。

5．实验室通常要将两种块状或颗粒状的固体药品研细，并混匀后再进行反应，原因是什么？

提示　固体药品研得越细，其表面积越大，混匀后反应物之间接触的面积也越大，反应就越迅速、充分。

6．对于反应CaCO3＋2H＋===CO2↑＋H2O＋Ca2＋，能否用增加CaCO3的量加快该反应速率？

（不考虑接触面的变化）

提示　否。

因为CaCO3为固体，其物质的量浓度视为常数，增加固体物质的量不影响其浓度，化学反应速率不变。

[效果自测]

1．判断

（1）化学反应速率表示一定时间内任何一种反应物量的减少或生成物量的增加。

（　　）

（2）对于任何化学反应来说，反应速率越大，反应现象就越明显。

（3）化学反应速率为0.8mol·

s－1是指1s时某物质的浓度为0.8mol·

（4）同一反应不同物质的化学反应速率可能不同，它们表示的意义也不同。

答案　

（1）×

（2）×

　（3）×

　（4）×

2．对于反应4FeS2（s）＋11O2（g）

2Fe2O3（s）＋8SO2（g），改变下列条件不会影响反应速率的是（　　）

A．增大压强B．不断鼓入空气

C．加入FeS2D．升高温度

解析A项，增大压强使c（O2）增大，加快反应速率；

B项，不断鼓入空气使c（O2）增大，加快反应速率；

C项，加入FeS2的量对反应速率无影响，与FeS2的表面积有关；

D项，升高温度加快反应速率。

答案　C

探究一、化学反应速率计算

【合作交流】

1．一定条件下，N2＋3H2===2NH3,5min内N2的浓度由0.1mol/L减少至0.05mol/L，则N2的反应速率为多少？

提示　v（N2）＝

＝0.01mol·

（L·

min）－1

【点拨提升】

1．定义式

v（A）＝

。

已知任意两个量，可求第三个量。

2．化学计量数转换法

对于同一个化学反应，用不同物质的浓度变化表示的反应速率之比等于相应物质在反应方程式中的化学计量数之比。

例如：

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

3．始转平法：

设amol·

L－1、bmol·

L－1分别为A、B两物质的起始浓度，mxmol·

L－1为反应物A的转化浓度，nxmol·

L－1为B的转化浓度，则：

mA（g）＋nB（g）===pC（g）＋qD（g）

ab00

mxnxpxqx

a－mxb－nxpxqx

【典题例证1】反应4A（g）＋3B（g）===2C（g）＋D（g），经2min，B的浓度减少了0.6mol·

此反应速率的表示正确的是（　　）

A．用A表示的反应速率是0.6mol·

min－1

B．用C表示的速率是0.2mol·

C．在2min末的反应速率，用B表示是0.3mol·

D．在2min内用B和C表示的反应速率之比为2∶3

解析　由速率定义式求出B的反应速率：

v（B）＝0.6mol·

L－1/2min＝0.3mol·

min－1，由v（A）∶v（B）∶v（C）∶v（D）＝4∶3∶2∶1，可得v（A）＝0.4mol·

min－1，v（C）＝0.2mol·

min－1，v（D）＝0.1mol·

min－1，A项错误，B项正确；

化学反应速率通常是某一时间段的平均速率而不是瞬时速率，所以选项C的说法错误；

用B和C表示的反应速率之比为3∶2，D项错误。

答案　B

【学以致用1】反应A（g）＋2B（g）

C（g）＋D（g），在四种不同情况下的反应速率如下，其中反应进行得最快的是（　　）

A．v（A）＝0.15mol·

B．v（B）＝0.6mol·

C．v（C）＝0.4mol·

D．v（D）＝0.02mol·

s－1

解析　比较不同情况下反应速率的快慢，可以根据同一反应中各物质表示的反应速率之比等于方程式中的计量数之比将各反应速率转化为同一物质，再进行比较。

将选项中的速率都转化为A的速率分别为：

B选项，v（A）＝0.3mol·

min－1；

C选项，v（A）＝0.4mol·

D选项，v（A）＝1.2mol·

min－1。

所以四个选项所表示的速率最快的为D选项。

答案　D

探究二、影响化学反应速率的因素

2．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：

CO2的体积随时间的变化

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

（2）试分析三个时间段里，反应速率不同的可能原因（该反应是放热反应）温度升高，浓度减小。

（3）在t4后，为什么收集到的气体的体积不再增加？

稀盐酸反应完全。

3．在下列事实中，什么因素影响了化学反应速率？

（1）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。

（2）黄铁矿煅烧时需粉碎成细小的矿粒。

（3）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。

（4）熔化的KClO3放出气泡很慢，撒入少量MnO2很快产生气体。

（5）同样大小的石灰石分别在0.1mol·

L－1的盐酸和1mol·

L－1的盐酸中反应速率不同。

（6）夏天的食品易变霉，冬天就不易发生该现象。

提示　

（1）反应物本身性质　

（2）反应物的接触面积

（3）光　（4）催化剂　（5）反应物的浓度　（6）反应温度

1．浓度

（1）只适用于有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，化学反应速率越大。

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。

【典题例证2】在密闭系统中有反应C（s）＋CO2（g）

2CO（g），能使反应速率加快的措施是（　　）

①通过减小容器体积增大压强②升高温度③将炭粉碎④通入CO2⑤增加炭的量⑥恒容条件下通入N2

A．①②③⑥B．①②④⑥

C．①②③④D．①②③④⑤

解析　①④中，增大压强和通入CO2都是增大了反应物的浓度，使反应速率加快；

②中升高温度，反应速率一定加快；

③中将炭粉碎，增大了炭与CO2的接触面积，反应速率加快；

⑤中增加炭的量，由于炭是固体，浓度不会改变，故不能使反应速率加快；

⑥中恒容条件下通入N2，反应混合物的浓度不变，反应速率不变。

【学以致用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

解析　加入Na2CO3固体会消耗溶液中的H＋，减少生成H2的量，A错误；

加入NaNO3溶液会产生NO，B错误；

加入K2SO4固体对反应无影响，C错误。

1．下列关于化学反应