2019-2020学年新教材高中化学 第2章 化学键 化学反应规律 第3节 化学反应的快慢和限度 第

第3节化学反应的快慢和限度[新教材内容有哪些]第一课时化学反应的快慢[新课程标准是什么]1.知道化学反应速率的表示方法。2.通过实验探究化学反应速率的影响因素。3.认识化学变化是有条件的，学习运用变量控制方法研究化学反应。[自学新教材]阅读教材，回答下列问题：(1)定义：描述化学反应的物理量。(2)表示方法：用单位时间____________________________或______________________来表示。(3)计算公式：v＝|Δc|Δt。v表示反应速率，|Δc|表示反应物(或生成物)浓度的变化量，Δt表示反应的时间变化量。快慢某生成物浓度的增加量某反应物浓度的减少量(绝对值)(4)单位：通常为或。例如，向体积为2L的密闭容器中通入10molSO2、10molO2，发生反应2SO2＋O2催化剂△2SO3。反应5min时测得SO2的物质的量为6mol。请完成下表中相关空格。物质SO2O2SO3起始浓度/(mol·L－1)_____________变化浓度Δc/(mol·L－1)_____________5min时浓度/(mol·L－1)_____________5min内的化学反应速率/(mol·L－1·min－1)_____________化学反应速率之比___________5502123420.40.20.42∶1∶2mol·L－1·min－1mol·L－1·s－1[落实新知能]1．化学反应速率的特点(1)化学反应速率反映了化学反应进行的快慢，只取正值，不取负值。(2)化学反应速率通常是指在某一段时间内的平均反应速率，而不是某一时刻的瞬时反应速率。(3)同一化学反应，用不同的反应物或生成物的浓度变化来表示时，反应速率的数值可能不同，但表示的意义相同。即各物质的反应速率之比等于该反应方程式中各物质的化学计量数之比，也等于各物质的浓度变化量之比。如对于反应mA＋nB===pC＋qD，v(A)∶v(B)∶v(C)∶v(D)＝m∶n∶p∶q＝Δc(A)∶Δc(B)∶Δc(C)∶Δc(D)。2．化学反应速率的计算(1)定义式法：v(A)＝|ΔcA|Δt计算化学反应速率的一般思路为(2)关系式法：对于化学反应：aA(g)＋bB(g)===cC(g)＋dD(g)，满足如下关系：v(A)∶v(B)∶v(C)∶v(D)＝a∶b∶c∶d。上述关系可总结为化学反应速率之比＝化学计量数之比。3．化学反应速率的大小比较(1)归一法：①统一单位：若单位不统一，则要换算成相同的单位。②换算：若为不同物质表示的反应速率，则要换算成同一物质来表示反应速率。③比较：比较数值的大小，数值越大，反应速率越快。(2)比值法：比较化学反应速率与化学计量数的比值，如aA(g)＋bB(g)===cC(g)＋dD(g)，比较vAa与vBb，若vAavBb则说明用A表示的化学反应速率大于用B表示的化学反应速率。[演练新学考]1．(2019·台州高一检测)下列关于化学反应速率的说法不正确的是()A．化学反应速率是衡量化学反应进行快慢程度的物理量B．化学反应速率的大小主要取决于反应物的性质C．化学反应速率用单位时间内反应物浓度变化表示时为负值D．化学反应速率常用单位有mol·L－1·s－1和mol·L－1·min－1解析：化学反应速率用单位时间内反应物或生成物的浓度变化量来表示，均取正值。答案：C2．已知某条件下，合成氨反应的数据如下：N2(g)＋3H2(g)2NH3(g)起始/(mol·L－1)1.03.00.22s末/(mol·L－1)0.61.81.04s末/(mol·L－1)0.41.21.4当用氨气浓度的增加来表示该反应的速率时，下列说法中错误的是()A．2s末氨气的反应速率＝0.4mol·L－1·s－1B．前2s内氨气的平均反应速率＝0.4mol·L－1·s－1C．前4s内氨气的平均反应速率＝0.3mol·L－1·s－1D．2s～4s内氨气的平均反应速率＝0.2mol·L－1·s－1解析：A项，2s末的速率是瞬时速率，不符合反应速率的含义，错误；B项，前2s内v(NH3)＝ΔcNH3Δt＝1.0－0.2mol·L－12s＝0.4mol·L－1·s－1，正确；C项，前4s内v(NH3)＝1.4－0.2mol·L－14s＝0.3mol·L－1·s－1，正确；D项，2s～4s内v(NH3)＝1.4－1.0mol·L－12s＝0.2mol·L－1·s－1，正确。答案：A3．一定条件下，反应N2(g)＋3H2(g)2NH3(g)在10L恒容密闭容器中进行，测得2min内，H2的物质的量由20mol减少到8mol，则2min内H2的化学反应速率为()A．1.2mol·L－1·min－1B．1.8mol·L－1·min－1C．0.6mol·L－1·min－1D．0.2mol·L－1·min－1解析：2min内Δc(H2)＝20－8mol10L＝1.2mol·L－1，v(H2)＝1.2mol·L－12min＝0.6mol·L－1·min－1。答案：C4．已知4NH3＋5O2=======催化剂高温4NO＋6H2O，若反应速率分别用v(NH3)、v(O2)、v(NO)、v(H2O)表示(单位：mol·L－1·min－1)，则正确的关系是()A.45v(NH3)＝v(O2)B.56v(O2)＝v(H2O)C.23v(NH3)＝v(H2O)D.45v(O2)＝v(NO)解析：v(NH3)∶v(O2)∶v(NO)∶v(H2O)＝4∶5∶4∶6，所以54v(NH3)＝v(O2)，65v(O2)＝v(H2O)，32v(NH3)＝v(H2O)，A、B、C选项错误。答案：D5．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)＝0.6mol·L－1·min－1②v(B)＝0.45mol·L－1·min－1③v(C)＝0.015mol·L－1·min－1④v(D)＝0.45mol·L－1·min－1则此反应在不同条件下进行最快的是()A．③B．①C．④D．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①中v(A)＝0.6mol·L－1·min－1；②中v(A)＝3v(B)＝0.45mol·L－1·min－1×3＝1.35mol·L－1·min－1；③中v(A)＝32v(C)＝32×0.015mol·L－1·min－1＝0.0225mol·L－1·min－1；④中v(A)＝32v(D)＝32×0.45mol·L－1·min－1＝0.675mol·L－1·min－1，所以在不同条件下进行最快的是②。答案：D[自学新教材]阅读教材，回答下列问题：1．影响化学反应速率的因素(1)内因化学反应速率是由决定的。物质本身的内在性质(2)外因①当其他条件不变时，只改变一个条件，对化学反应速率的影响如表所示：条件改变对化学反应速率的影响浓度增大反应物的浓度_____化学反应速率减小反应物的浓度_____化学反应速率温度升高温度_____化学反应速率降低温度_____化学反应速率催化剂多数情况下，使用催化剂能够____化学反应速率提高降低提高降低提高条件改变对化学反应速率的影响压强(对有气体参加的化学反应)增大压强______化学反应速率减小压强______化学反应速率反应物之间的接触面积增大接触面积______化学反应速率提高降低提高②影响化学反应速率的其他因素光波、电磁波、超声波、溶剂等也会对化学反应速率产生影响。2．调控化学反应速率的意义[落实新知能]一、几种外界条件对化学反应速率的影响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。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。常见的有下列几种情况：①恒温恒容时：a．充入气体反应物――→引起总压增大――→引起浓度增大――→引起反应速率加快。b．充入“惰性气体”――→引起总压增大(各分压不变)―→浓度不变―→反应速率不变。(“惰性气体”是指不参与该反应的气体，并不是专指稀有气体)②恒温恒压时：充入“惰性气体”――→引起体积增大――→引起浓度减小――→引起反应速率减慢。总之，在其他条件一定时，改变压强，若引起浓度改变，则化学反应速率改变。4．催化剂催化剂能同等程度地改变正、逆反应的化学反应速率。二、变量控制方法探究化学反应速率的影响因素“探究化学反应速率的影响因素”属于探究反应规律类型的任务。设计此类任务实验方案的关键是变量控制，可按以下步骤进行思考。1．确定研究对象，如选定符合实验要求的化学反应。2．确定自变量和因变量。在本实验中，自变量为浓度、温度、接触面积、催化剂等外界条件，因变量为化学反应速率。3．设计实验操作，改变单一自变量。在此过程中，要明确通过实验操作应控制哪个自变量改变、哪些自变量不变。4．确定因变量的观测指标。在本实验中，应确定通过观察哪些现象来判断化学反应的快慢。[演练新学考]1．(2018·天津学业水平考试)下列条件不能加快H2O2分解速率的是()A．加热H2O2溶液B．向H2O2溶液中滴入FeCl3溶液C．向H2O2溶液中加入少量MnO2D．向H2O2溶液中滴入蒸馏水解析：向过氧化氢溶液中滴加蒸馏水会使其浓度降低，降低过氧化氢的分解速率。答案：D2.高炉炼铁的原理为3CO(g)＋Fe2O3(s)=====高温3CO2(g)＋2Fe(s)。若此反应在恒容密闭容器中发生，则下列说法正确的是()A．增加Fe2O3的量反应速率加快B．升高温度反应速率不一定变化C．再充入CO反应速率加快D．充入N2使压强增大反应速率加快解析：Fe2O3为固体，增加固体的量，浓度不变，反应速率不变，A项错误；温度对任何反应的速率都有影响，B项错误；充入CO后，c(CO)增大，反应速率加快，C项正确；恒容充入N2，虽然压强增大，但并未引起c(CO)的变化，反应速率不变，D项错误。答案：C3．硫代硫酸钠溶液与稀硫酸反应的化学方程式为Na2S2O3＋H2SO4===Na2SO4＋SO2↑＋S↓＋H2O，下列各组实验中最先出现浑浊的是()实验反应温度/℃Na2S2O3溶液稀H2SO4H2OV/mLc/(mol·L－1)V/mLc/(mol·L－1)V/mLA2550.1100.15B2550.250.210C3550.1100.15D3550.250.210解析：升高温度，增大反应物的浓度就能提高化学反应速率，最先出现浑浊，故选D。答案：D4．(2019·南宁高一检测)已知FeCl3和MnO2都可作H2O2分解制O2的催化剂，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()解析：探究温度对反应速率的影响，应在其他条件都相同，不同温度下比较反应速率的大小。答案：D5．(1)100mL2mol·L－1的盐酸与过量锌片反应，为减小反应速率，又不影响生成氢气的总量，可采用的方法是________。A．加入适量6mol·L－1的盐酸B．加入适量Na2CO3溶液C．加入适量Na2SO4溶液D．加入适量蒸馏水(2)某化学兴趣小组为了研究反应A＋B―→C＋D(在溶液中进行)的反应速率，他们将A、B在一定条件下反应并测定反应中生成物C的浓度随反应时间的变化情况，绘制出如图所示的曲线。①在O～t1、t1～t2、t2～t3各相同的时间段里，反应速率最大的是__________。②从反应速