2020版高中化学 第二章 化学反应与能量 第三节 第1课时 化学反应的速率课件 新人教版必修2

第三节化学反应的速率和限度第1课时化学反应的速率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。3．初步了解控制化学反应速率的方法。知识点一化学反应速率[微练习]反应4NH3(g)＋5O2(g)4NO(g)＋6H2O(g)在10L密闭容器中进行，半分钟后，水蒸气的物质的量增加了0.45mol，则此反应的速率v(X)(反应物的消耗速率或产物的生成速率)可表示为()A．v(NH3)＝0.010mol·L－1·s－1B．v(O2)＝0.0010mol·L－1·s－1C．v(NO)＝0.0010mol·L－1·s－1D．v(H2O)＝0.045mol·L－1·s－1解析：先求出水蒸气的反应速率v(H2O)＝0.45mol30s×10L＝0.0015mol·L－1·s－1，再运用14v(NH3)＝15v(O2)＝14v(NO)＝16v(H2O)求出其他物质的反应速率：v(NH3)＝v(NO)＝46v(H2O)＝46×0.0015mol·L－1·s－1＝0.0010mol·L－1·s－1，v(O2)＝56v(H2O)＝56×0.0015mol·L－1·s－1＝0.00125mol·L－1·s－1。答案：C[微知识点]化学反应速率的注意事项[典例剖析][典例1]已知某反应的各物质浓度数据如下：aA(g)＋bB(g)cC(g)起始浓度/(mol/L)3.01.002s末浓度/(mol/L)1.80.60.8(1)据此可推算出上述方程式中各物质的化学计量数之比是________。a．9∶3∶4b．3∶1∶2c．2∶1∶3d．3∶2∶1(2)v(A)＝__________________。[解析](1)aA(g)＋bB(g)cC(g)c(初)/(mol/L)3.01.00c(末)/(mol/L)1.80.60.8Δc/(mol/L)1.20.40.8所以各物质的化学计量数之比为1.2∶0.4∶0.8＝3∶1∶2，B正确。(2)v(A)＝ΔcΔt＝1.2mol/L2s＝0.6mol/(L·s)。[答案](1)b(2)0.6mol/(L·s)应用“三段式”进行化学反应速率的计算(1)计算步骤：①确定反应物或生成物的起始加入量。②确定反应过程中各物质的变化量。③确定反应进行至某时刻时各物质的量。④依据题干中的条件建立等式关系进行解答。⑤应用化学反应速率之比＝浓度变化之比＝物质的量变化之比＝化学计量数之比。(2)计算模式：设amol/L、bmol/L分别为A、B两物质的起始浓度，mxmol/L为反应物A的转化浓度，nxmol/L为B的转化浓度，则：mA(g)＋nB(g)pC(g)＋qD(g)起始浓度/(mol/L)ab00转化浓度/(mol/L)mxnxpxqx终态浓度/(mol/L)a－mxb－nxpxqx[题组训练]题组一化学反应速率的计算1．对于化学反应3W(g)＋2X(g)===4Y(g)＋3Z(g)，下列反应速率关系中正确的是()A．v(W)＝3v(Z)B．2v(X)＝3v(Z)C．2v(X)＝v(Y)D．3v(W)＝2v(X)解析：速率之比等于方程式的化学计量系数之比，A项，v(W)＝v(Z)；B项，3v(X)＝2v(Z)；C项，2v(X)＝v(Y)；D项，2v(W)＝3v(X)。答案：C2．某一反应物的浓度是2.0mol·L－1，经过4min后，它的浓度变为1.68mol·L－1，则在这4min内它的平均反应速率为()A．0.2mol·L－1·min－1B．0.1mol·L－1·min－1C．0.04mol·L－1·min－1D．0.08mol·L－1·min－1解析：由v＝ΔcΔt＝2.0－1.68mol·L－14min＝0.08mol·L－1·min－1。答案：D题组二化学反应速率大小的比较3．对于可逆反应A(g)＋3B(g)2C(g)，在不同条件下的化学反应速率如下，其中表示反应速率最快的是()A．v(A)＝0.5mol/(L·min)B．v(B)＝1.2mol/(L·min)C．v(C)＝0.4mo1/(L·min)D．v(C)＝1.1mol/(L·min)解析：可以采用归一法进行求解，通过方程式的化学计量数，将不同物质的反应速率折算成同一物质的反应速率进行比较，B项中对应的v(A)＝0.4mol/(L·min)；C项中对应的v(A)＝0.2mol/(L·min)；D项中对应的v(A)＝0.55mol/(L·min)。答案：D4．有两位同学在条件相同的情况下，想测定可逆反应A2(g)＋3B2(g)C2(g)的化学反应速率，甲测得A2的物质的量浓度减小了0.5mol/L，乙测得B2的物质的量浓度减小了1.5mol/L，则这两个学生测定的反应速率较快的是()A．甲B．乙C．一样快D．无法确定解析：虽然两位同学测出的A2、B2的物质的量浓度变化符合化学计量数之比，但由于没有给出反应消耗的时间，不能确定反应速率的快慢，D项正确。答案：D化学反应速率的比较(1)在比较速率大小时，要注意时间的单位。如0.1mol/(L·s)比0.2mol/(L·min)要快。(2)若用不同物质表示同一反应的速率时，若要比较大小，应按照化学计量数之比转化为同一种物质的速率再加以比较。知识点二影响化学反应速率的因素(1)内因：反应物本身的是影响反应速率的主要因素。(2)外因(其他条件不变时)：①温度：实验操作实验现象产生气泡由快到慢的顺序：c＞b＞a实验结论升高温度反应速率，降低温度反应速率性质增大减小②催化剂：实验操作实验现象产生气泡由快到慢的顺序：c＞b＞a实验结论使H2O2分解的催化剂有、等，合适的催化剂能反应速率MnO2FeCl3加快③浓度：浓度越大，反应速率。④其他：固体的、反应物的状态等。越大表面积[微练习]1．把形状、大小相同的锌粒分别投入到下列溶液中，开始时反应较快的是________。A．10mL1mol·L－1的盐酸B．5mL2mol·L－1的盐酸答案：B2．在10mL1mol·L－1的盐酸中，分别投入下列两种状态的锌，反应较快的是________。A．1g锌粒B．1g锌粉答案：B[微知识点]增大反应速率的六种方法(1)增大反应物的浓度；(2)升高温度；(3)使用催化剂；(4)增大气体的压强；(5)增大固体的表面积；(6)构成原电池。[典例剖析][典例2]下列措施对增大化学反应速率明显有效的是()A．Na与水反应时增大水的用量B．Fe与硫酸反应制取H2时，选用浓硫酸C．两支试管中分别加入相同浓度的过氧化氢，其中一支试管中再加入二氧化锰制取O2D．Al在氧气中燃烧生成Al2O3，将铝粉改成铝片[解析]固体或纯液体的量对化学反应速率无影响，A不符合题意；浓硫酸使Fe钝化，不生成氢气，B不符合题意；二氧化锰做催化剂，加快反应速率，C符合题意；将铝粉改成铝片，减小了与氧气的接触面积，反应速率减小，D不符合题意。[答案]C常见四大外因对速率的影响影响因素影响结果浓度在其他条件相同时，增大反应物的浓度，v加快；减小反应物的浓度，v减慢温度在其他条件相同时，升高温度，v加快；降低温度，v减慢压强在其他条件相同时，增大气态反应物的压强，v加快；减小气态反应物的压强，v减慢催化剂在其他条件相同时，使用催化剂能极大地加快反应速率[题组训练]题组一影响反应速率的因素1．在生活、生产中为增大反应速率而采取的措施合理的是()A．塑料制品中添加抑制剂B．食物放在冰箱中C．燃煤发电时用煤粉代替煤块D．在糕点包装内放置小包除氧剂解析：A项，塑料制品中添加抑制剂，可减小塑料老化的速率。B项，冰箱中温度较低，食物放在冰箱中，可减小食物腐败的速率。C项，燃煤发电时用煤粉代替煤块，固体表面积增大，反应速率增大，符合题意。D项，在糕点包装内放置小包除氧剂，可抑制糕点的氧化，防止变质。答案：C2．为了说明影响化学反应快慢的因素，甲、乙、丙、丁四位学生分别设计了如下A～D四个实验，你认为结论不正确的是()A．将相同大小、形状的镁条和铝条与相同浓度的盐酸反应时，两者速率一样大B．在相同条件下，等质量的大理石块和大理石粉与相同的盐酸反应，大理石粉反应快C．将浓硝酸分别放在冷暗处和强光照射处，会发现光照可以加快浓硝酸的分解D．两支试管中分别加入相同质量的氯酸钾，其中一支试管中再加入少量二氧化锰，同时加热，产生氧气的快慢不同解析：影响化学反应速率的因素很多，外界条件除浓度、压强、温度、催化剂等主要因素外，还有光、固体颗粒大小、超声波等，但A项中镁和铝由于活动性不同，决定了镁和盐酸比铝和盐酸反应要快得多，反应物本身的性质是影响反应速率大小的决定性因素。答案：A题组二探讨外界因素对反应速率的影响3．反应C(s)＋H2O(g)CO(g)＋H2(g)在一可变容积的密闭容器中进行，下列条件的改变对其反应速率几乎无影响的是()①增加C的量②将容器体积缩小一半③保持温度和体积不变，充入氦气④保持温度和压强不变，充入氦气⑤升高水蒸气的温度A．①②③④B．①③C．②③④D．①②③④⑤解析：①因为C是固体，浓度是常数，所以增加C的量对反应速率无影响；②将容器体积缩小一半，c(H2O)、c(CO)、c(H2)均增大，故反应速率增大；③保持温度和体积不变，充入氦气，浓度并没有发生改变，不影响化学反应速率；④保持温度和压强不变，充入氦气，导致容器的体积增大，使反应物的浓度减小，致使反应速率减小；⑤升温反应速率加快。答案：B4．一定条件下，Cu2＋、Mn2＋、Fe3＋的浓度对乙酸(CH3COOH)在光照下催化降解速率的影响如图所示。下列判断错误的是()A．温度越高，Cu2＋、Mn2＋、Fe3＋催化降解速率越大B．Cu2＋、Mn2＋催化乙酸降解速率的最佳浓度为0.1mmol·L－1C．Fe3＋不能提高乙酸降解速率D．相同条件下，乙酸在Cu2＋、Mn2＋、Fe3＋催化下的降解速率依次减小解析：A项，Cu2＋、Mn2＋、Fe3＋的作用是作为乙酸降解的催化剂，要使催化剂达到最佳催化效果，需在一定温度下进行，并不是温度越高越好。B项，Cu2＋、Mn2＋浓度为0.1mmol·L－1时，乙酸的降解速率最大。C项，根据图示可知，Fe3＋不能提高乙酸的降解速率。D项，选择三种离子浓度均为0.1mmol·L－1时，乙酸的降解速率分别是100%、80%、60%，可见降解速率依次减小。答案：A(1)常见的影响化学反应速率的因素有反应物的浓度、生成物的浓度、温度、压强、催化剂等。(2)注意固体或纯液体的改变不影响反应速率；恒压下充入稀有气体可导致体积改变从而影响浓度改变；恒容下充入稀有气体并不改变浓度，反应速率也不变化；缩小体积相当于增加浓度，速率增大。(3)若是实验探究类题目，实验过程中测定的数据一般有相同时间内产生气体的体积或产生相同体积气体所需时间、出现浑浊的先后、颜色变化的快慢等。探究条件对化学反应速率的影响[典例]影响化学反应速率的因素很多，某校化学小组用实验的方法进行探究。他们只利用Cu、Fe、Mg和不同浓度的硫酸(0.5mol/L、2mol/L、18.4mol/L)。设计实验方案来研究影响反应速率的因素。甲同学研究的实验报告见下表：实验步骤现象结论①分别取等体积的2mol/L的硫酸于试管中②分别投入大小、形状相同的Cu、Fe、Mg反应速率Mg＞Fe，Cu不反应金属的性质越活泼，反应速率越快(1)甲同学的实验目的是__________________________________________________；要得出正确的实验结论，还需控制的实验条件是_____________________________________________________________________________________________________。(2)乙同学为了更精确地研究浓度对反应速率的影响，利用如图所示装置进行定量实验。①乙同学在实验中应该测定的数据是__________________________________。②乙同学完成该实验应选用的实验药品是____________