化学反应的速率与限度(第1、2课时)高一下学期化学人教版（2019）必修第二册

第1、2课时

化学反应的速率6.2-化学反应的速率及限度【思考】化学反应速率有快有慢，我们可以通过观察反应的哪些现象来定性判断反应的快慢？【判断正误】对于任何化学反应，反应现象越不明显，则反应速率越慢。化学反应速率的定性观察单位时间内气泡量、颜色变化、固体量减少量、浑浊程度、温度变化等。×(盐酸和NaOH溶液的反应速率很快，但无明显现象)化学反应速率的定量表示速率从直线跑道20米处走到50米处，耗时10秒50m-20m10s=3m/s(平均1s走3m)化学反应速率A+B=C反应中，A从6mol/L降至2mol/L，耗时40s6mol/L-2mol/L40s=0.1mol/(L·s)意义：A平均1s减少0.1mol/L单位时间内ν=ν(A)=浓度的变化值1.化学反应速率的概念(狭义)【思考与交流】广义的化学反应速率：对于固体反应物A，若要定量表征其参与反应的速率，尝试列出合适的化学反应速率表达式。定义通常用单位时间内反应物浓度的减少ν(A)=△n(A)△t△m(A)△t等注意①适用于气体或溶液，不适合固体或纯液体；②是平均速率，不是瞬时速率。表达式及单位ν(A)=△c(A)△t△n(A)V=或ν(A)=(取正值)物浓度的增大来表示或生成·△t2.化学反应速率的关系式【分析】向容积为2L的密闭容器中加2molN2、6molH2，反应2min后，测得容器中NH3的物质的量为0.8mol，分别求出2min内N2、H2和NH3表示的化学反应速率。N2+3H2

⇌2NH3始(mol)260变(mol)0.41.20.8终(mol)1.64.80.8ν(N2)=△n(N2)V·△t=0.1mol/(L·min)ν(H2)=△n(H2)V·△t=0.3mol/(L·min)ν(NH3)=△n(NH3)V·△t=0.2mol/(L·min):

系数比=反应的n之比=ν之比同一化学反应，相同条件下用不同物质表示的反应速率，其数值可能不同，但表示的意义相同。三段式计算：3.化学反应速率的比较【例1】不同物质的速率比较：A(g)+3B(g)=2C(g)，不同条件下，分别用A、B、C三种物质表示的反应速率为①ν(A)=0.2mol·L—1·s—1；②ν(B)=0.45mol·L—1·s—1；③ν(C)=0.45mol·L—1·s—1。比较此反应在上述条件下进行的快慢程度。同一物质表示的平均速率单位时间内某量变化值大不同物质表示的平均速率转化为同一物质表示的速率后再比较，则速率大反应速率：③＞①＞②ν(A)=0.15mol·L—1·s—1ν(A)=0.225mol·L—1·s—11.反应温度对反应速率的影响【思考】两支试管同时滴2滴1mol/LFeCl3溶液的目的？影响化学反应速率的因素操作两支试管均加入2mL5%H2O2溶液，同时滴入2滴1mol/LFeCl3溶液加快反应速率，使现象更明显，对比效果更好(变量实验：只改变某一因素，控制其他因素不变)结论现象冷水：极少气泡产生；热水：产生大量气泡其他条件相同时，温度越高，反应速率越大2.反应物浓度对反应速率的影响用品：5%H2O2溶液、1mol/LFeCl3溶液、0.1mol/L盐酸、1mol/L盐酸、大理石碎块、冷水、热水、试管、试管夹、烧杯、量筒、胶头滴管。实验设计在两支大小相同的试管中均加入质量相等的大理石碎块(表面积相同)，分别滴入相同体积的0.1mol/L盐酸及1mol/L盐酸结论现象当其他条件相同时，增大反应物浓度，化学反应速率增大。产生气泡的速率：1mol/L盐酸更快3.压强对反应速率的影响理论模型压缩容器注意②增大压强对液体及固体体积影响不大，即化学反应速率基本不变。①压强能够改变化学反应速率的实质是改变压强后气体浓度发生改变；结论对于气体来说，增大压强(减小容器容积)相当于增大反应物的浓度，化学反应速率增大【分析】改变压强对化学反应速率的影响(1)固定容积的密闭容器中发生反应2NO+O2=2NO2，如果其他条件不变，向容器中加入稀有气体增大压强，化学反应速率会怎么变化？为什么？(2)若上题容器容积可变，在恒压条件下加入稀有气体，化学反应速率会怎么变化？为什么？化学反应速率不变。因容器容积未变，各物质浓度不变。化学反应速率减小。恒压充入气体将导致容器体积增大，各物质浓度下降。【思考与讨论】书本P45：下列调控反应的措施或实验中，分别利用或体现了哪些影响反应速率的因素？(1)向炉膛内鼓风，用煤粉代替煤块可以使炉火更旺。(2)把食物存放在冰箱里，在糕点包装内放置除氧剂可以延长食品保质期。(3)做化学实验时，为加速反应的进行，通常将块状或颗粒状的固体试剂研细并混匀。(4)铁在空气中和在纯氧中反应的剧烈程度明显不同。增大O2浓度，降低温度增大接触面积纯氧比空气中的O2浓度大，反应更剧烈增大反应的接触面积和反应物浓度【小结】化学反应速率的影响因素反应物反应物性质越活泼，反应速率越快接触面积、原电池效应、光辐照、放射线辐照、超声波、电弧、强磁场、高速研磨等。①反应机理：先消耗后生成；②性质：高效性、选择性。温度一般，升高温度，反应速率增大气体参加反应改变压强→浓度不变改变压强→浓度改变浓度一般，增大反应物浓度，反应速率增大→速率不变→速率改变压强催化剂其他【例2】化学反应速率的影响因素(1)教材P49第3题：下列措施中，不能增大化学反应速率的是A.Zn与稀硫酸反应制取H2时，加入蒸馏水B.Al在O2中燃烧生成Al2O3，用铝粉代替铝片C.CaCO3与稀盐酸反应生成CO2时，适当升高温度D.KClO3分解制取O2时，添加少量MnO2(2)①若向上题A项中加入一定量的Na2SO4固体，化学反应速率如何变化？为什么？②上题C项中，为了提高反应速率，温度是否越高越好？A不变，反应实质Zn+2H+=Zn2++H2↑，SO42—不参与反应不是，温度过高，盐酸大量挥发，导致c(HCl)急剧下降，反应速率反而减慢。【例3】多因素影响下的速率分析：足量Zn与硫酸的反应，反应速率随时间的变化如图所示，t＜c时，速率逐渐提高。t＞c后，速率逐渐下降，提出合理的解析。①随着反应的进行，反应物浓度下②当t＜c时，浓度下降对速率的降低小于温度上升对速③当t＞c时，浓度下降对速率的降低大于温度上升对速率的提高。率的提高；降使得速率逐渐下降，反应放热使得速率逐渐提高。【小结】多因素影响下的速率分析速率分析(综合分析两因素，结合数据分主次)反应过程放热(速率加快)(速率减慢)放热

VS

反应物浓度下降反应过程生成催化剂生成催化剂

(速率加快)(速率减慢)反应物浓度下降VS

神奇的催化剂有80%以上的化工生产过程使用了催化剂合成氨N2+3H22NH3工业制硝酸4NH3+5O24NO+6H2O2NO+O2=2NO23NO2+H2O=2HNO3+NO工业制硫酸S+O2SO22SO2+O22SO3SO3+H2O=H2SO4催化剂能极大地提高化学反应速率(可使反应速率增大几个到十几个数量级)，而自身的组成、化学性质和质量在反应前后不发生变化。催化剂和一些反应体系的关系就像锁与钥匙的关系一样，具有一定的选择性。生物体内几乎所有的化学反应(如淀粉、脂肪、蛋白质的水解、DNA的复制等)都是由生物体内自身存在的特殊催化剂——酶所催化的。酶比一般的催化剂具有更高的选择性和催化效率，而且是在正常体温的条件下发生作用，反应条件温和。受酶的启示，科学家开辟了设计和合成催化剂的新途径，正在研制具有生物酶某些特性的化学酶，以期实现“仿酶催化”。2018年诺贝尔化学奖：酶的定向进化、肽类和抗体的噬菌体展示技术。书本P50~51的第8、9、10、11、12题。8.①②④；①降低了反应物的浓度，②减小了接触面积，③降低了温度，三者都能使化学反应速率减小。9.(1)曲线表示不同浓度的盐酸与镁条反应时，产生气体的压强随着时间的变化关系，曲线斜率可表征反应速率。(2)①两个实验中盐酸均过量，镁条均不足，理论上若时间足够长，最终反应生成的气体的量应该相同。②实际上，实验1中H+的浓度大，反应速率快，表现在图像上其曲线斜率大，相同时间内比实验2生成的气体多，压强大。课堂练习10.食品变质是由于受到微生物作用或自身被氧化等，温度、湿度等因素会对食品变质的速率产生影响。11.面粉悬浮在空气中，细小的面粉颗粒与空气中氧气的接触面积大大增加，一旦遇到明火，就会发生剧烈的反应，反应能量集中释放，导致爆炸。12.从反应物纯碱方面考虑，