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第三节 化学反应的速率和限度 第1课时 化学反应的速率 快 填“快”或 1 .化学反应有快有慢,煤燃烧进行得 ___( 慢 “慢”,下同),食物腐败进行得____。 2.在初中学习氧气的实验室制法的知识中,常用加热氯酸 钾分解制氧气、加热高锰酸钾分解制氧气和 H2O2 溶液分解制氧 气,其中加热氯酸钾分解和 H2O2 溶液分解制氧气都用到的物质 MnO2 填化学式) ,该物质在两个反应中所起的作用是 是_______( 作催化剂或加快反应速率 _______________________。 3.大小相同的下列金属分别投入足量的 1 mol/L 盐酸中, 反应最为剧烈的是( C )。 A.Cu B.Fe C.Na D.Al 一、化学反应的速率 1.定义 化学反应进行快慢 化学反应速率是用于衡量___________________的物理量。 2.表示方法 减少量 通常用单位时间内反应物浓度的_______或生成物浓度的 增加量 ________来表示。 Δc v= 3.数学表达式:________。 Δt mol/(L·min) mol/(L·s) 4.常用单位:__________或___________。 二、影响化学反应速率的因素 1.内因 反应物本身的性质是影响化学反应速率的主要因素。 2.外因 加快 (1)温度:升高体系温度,反应速率______;降低体系温度, 减慢 反应速率_______。 改变 (2)催化剂:合适的催化剂能______化学反应速率。 加快 (3)浓度:增大反应物浓度,反应速率_______。 (4)此外,固体物质的表面积、反应物的状态都对化学反应 速率有影响。 实验一 温度对化学反应速率的影响 取 3 支相同的试管,各装入 2~3 mL 约 5%的 H2O2 溶液,将 3 实验 支试管分别浸入盛有 5 ℃的冷水、常温的水、40 ℃的热水的烧 步骤 杯中,再分别滴加 1~2 滴 1 mol/L 的 FeCl3 溶液,观察现象并 进行对比,用带火星的木条检验产生的气体 实验 装置 ③ ① ② 实验 溶液中产生气泡的速率的相对大小为____>___>___(填序号)。 带火星的木条复燃 现象 用带火星的木条检验产生气体,现象是___________________ O2 1.实验中产生的气体是_____,实验中加入 FeCl3 溶液, 作催化剂 其起的作用是___________。 ③ ① ___ ② (填序号)。 2.反应速率大小为___>___> 3.由实验现象可知,温度对化学反应速率的影响是_______ 温度越 高,化学反应速率越大 _____________________。 实验二 催化剂对化学反应速率的影响 实验 在 3 支大小相同的试管中各装入 2~3 mL 约 5%的 H2O2 溶液, 再向其中 2 支试管中分别加入少量的 MnO2 粉末、1~2 滴 步骤 1mol/L 的 FeCl3 溶液,对比观察现象 实验 装置 ① ③ ① ② 实验 溶液中产生气泡的速率的相对大小为___>____;____>____(填 现象 序号) ③ ① ② ① 1.反应速率的大小为____>____;____>____(填序号)。 2.由实验现象可知,催化剂对化学反应速率的影响是____ 合适的催化剂能加快化学反应速率 ________________________________________。 化学反应速率的理解 1.化学反应速率实际上指的是某物质在某一段时间内化学 反应的平均速率,而不是某一时刻的即时速率。 2.浓度对化学反应速率的影响只适用于有气体参与的反应 或溶液中的反应。对于有纯液体或固体参与的化学反应,因纯 液体或固体的浓度为定值,所以一般不用纯液体或固体来表示 化学反应速率。 3.由于压强的变化对固体或液体的体积影响很小,所以改 变压强对无气体参与的反应的化学反应速率无影响。 4.对于一个化学反应,用不同的物质来表示其反应速率, 其数值可能不同,但这些不同的数值表示的都是同一个反应的 速率。因此,表示化学反应的速率时,必须指明是用反应体系 中的哪种物质作标准。 5.相同的化学反应,用不同物质表示的化学反应速率之比 等于反应方程式中相应物质的化学计量数之比,这是有关化学 反应速率的计算依据。因此在比较反应速率的相对大小时,不 能直接比较数值大小,应先转化为同一物质、同一单位,然后 再比较其数值大小,数值越大表明反应越快。 影响化学反应速率因素的理解 1.温度:升高温度不论是对放热反应还是吸热反应,反应 速率总是增大的。一般每升高 10 ℃,反应速率增大到原来的 2~ 4 倍。 2.浓度:对于有气体参加的反应或溶液中的反应,增大反 应物浓度化学反应速率增大。固体或纯液体,其浓度一般视为 定值,改变物质的量不能影响化学反应速率。 3.压强:只适用有气体参加的反应。增大压强,气体体积 减小,单位体积内气体的物质的量增大,实际上相当于增大了 气体反应物的浓度,所以增大压强,反应速率增大。 注意:改变体系压强,但不引起反应物和生成物浓度的变 化时,化学反应速率保持不变。 4.催化剂:一般指正催化剂,加快化学反应速率。一般认 为催化剂参与了化学变化过程,但在反应前后本身的质量和化 学性质没有发生变化,只是改变了反应历程。 5.其他:固体的表面积、反应物的状态、光照、溶剂等都 是影响化学反应速率的因素。我们前面学过的原电池反应也会 影响化学反应速率。 化学反应速率的理解、表示及大小比较 [例1](2011 年广东汕头检测)在2A+B 3C+4D 反应中, 表示该反应速率最快的是( B )。 A.v(A)=0.5 mol/(L·s) C.v(C)=0.8 mol/(L·s) B.v(B)=0.3 mol/(L·s) D.v(D)=1 mol/(L·s) 解析:比较化学反应速率大小时,应先利用化学计量数之 比等于化学反应速率之比将各物质表示的化学反应速率转化为 同一物质表示的化学反应速率,然后再加以比较。选项A~D 都转化为用物质A 表示的化学反应速率依次是v(A) = 0.5 mol/(L·s)、v(A)=0.6 mol/(L·s)、v(A)=0.53 mol/(L·s)、v(A) =0.5 mol/(L·s),可见B 项的化学反应速率最快。 1.(2011 年广东汕头检测)下列关于化学反应速率的说法正 确的是( C )。 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·s)是指 1 s 时某物质的浓度 为 0.8 mol/L C.根据化学反应速率的大小可以知道化学反应的快慢 D.对于任何化学反应来说,反应速率越大,反应现象越 明显 解析:A 项,纯液体和固体的浓度视为定值,不能用来表 示化学反应速率。 2.(2011年广东惠州检测)已知4NH3(g)+5O2(g)===4NO(g) + 6H2O(g) , 若 反 应 速 率 分 别 以 v(NH3) 、 v(O2) 、 v(NO) 、 v(H2O)[mol/(L·min)]表示,则正确的关系是( C )。 A.4/5v(NH3)=v(O2) B.5/6v(O2)=v(H2O) C.3/2v(NH3)=v(H2O) D.5/4v(O2)=v(NO) 解析:化学反应速率之比等于化学计量数之比。 化学反应速率的影响因素 [例2](2010 年广东广州检测)少量铁粉与 100 mL 0.01 mol/L 的稀盐酸反应,反应速率太慢。为了加快此反应速率而不改变 H2 的产量,可以使用如下方法中的( )。 ①加 H2O ;②加 NaOH 固体;③滴入几滴浓盐酸;④加 CH3COONa 固体;⑤加 NaCl 溶液;⑥滴加几滴硫酸铜溶液; ⑦升高温度(不考虑盐酸挥发);⑧改用 10 mL 0.1 mol/L 的盐酸。 A.①⑥⑦ B.③⑤⑧ C.③⑦⑧ D.③⑥⑦⑧ 解析:题目要求加快化学反应速率,且不改变氢气生成的 量。①加H2O,稀盐酸被稀释,反应速率减慢; ②加NaOH固 体,H+被中和,反应速率减慢,生成H2的量减少;③原盐酸已 过量,H2的量由铁粉的用量决定,滴加浓盐酸,盐酸浓度增大, 反应速率加快而H2 的量不变;④加CH3COONa固体,CH3COO - 与H + 结合生成弱酸,H + 浓度降低,反应速率减慢;⑤加 NaCl溶液与加水相同,都是稀释了盐酸;⑥滴加几滴硫酸铜溶 液,铁与硫酸铜反应形成铜铁原电池,反应速率加快,但是铁 与硫酸铜反应消耗一部分铁,生成H2的量减少;⑦升高温度(不 考虑盐酸挥发),加快化学反应速率;⑧改用10 mL 0.1 mol/L的 盐酸,盐酸浓度增大,H+的物质的量不变,生成H2的量不变。 答案:C 3.(2011 年广东汕头检测,双选)下列措施肯定能使化学反 应速率增大的是( CD )。 A.增大反应物的量 B.增大压强 C.升高温度 D.使用正催化剂 4.(2011 年广东梅州检测)下列实验中,反应速率加快是由 催化剂引起的是( D )。 A.在炭粉中加入 KClO3,点燃时燃烧更为剧烈 B.锌与稀硫酸反应中加入少量 CuSO4 溶液而使反应放出 H2 的速率加快 C.固态 FeCl3 和固体 NaOH 混合后,加入水能迅速产生沉 淀 D.双氧水中加入少量 MnO2,即可迅速放出气体