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人教版（2019版） 化學
化學反應(yīng)原理
第二章 化學反應(yīng)速率與化學平衡
第一節(jié) 化學反應(yīng)速率
第1課時 化學反應(yīng)速率和影響因素
一、化學反應(yīng)速率
1、 概念：
3 、單位：
2、表達式：
一、化學反應(yīng)速率
用單位時間內(nèi)反應(yīng)物濃度的減少量或生成物濃度的增加量（均取正值）來表示。
——衡量化學反應(yīng)進行快慢程度的物理量
（指平均反應(yīng)速率，均為正值）
mol/(L·s)或mol/(L·min) 或mol/(L·h)
mol·L-1·s-1或mol·L-1·min-1
注意：
1、反應(yīng)速率要指明具體物質(zhì)并取正值
2、v指平均速率
3、單位換算
4、純液體和固體的濃度記為常數(shù)，ΔC=0。因此一般不用固體和純液體表示化學反應(yīng)速率。
例1、合成氨工業(yè)中發(fā)生如下反應(yīng)：
N2 + 3H2 2NH3 ，測得反應(yīng)進行10min時，各物質(zhì)的濃度變化如下：
催化劑
高溫高壓
C(N2) (mol·L-1) C(H2) (mol·L-1) C(NH3)
(mol·L-1)
開始時 0.6 2.0 0
10min末 0.5 1.7 0.2
求：υ(N2), υ(H2), υ(NH3)。
【思考與交流】
(0.6-0.5)mol/L
10 min
υ(N2)＝
＝0.01 mol/(L·min)
(2.0-1.7)mol/L
10 min
υ(H2)＝
＝0.03 mol/(L·min)
(0.2-0)mol/L
10 min
υ(NH3)＝
＝0.02 mol/(L·min)
【思考】
在同一反應(yīng)中，可以用不同物質(zhì)表示該反應(yīng)的速率,但數(shù)值之間有聯(lián)系嗎？
【規(guī)律】
①用不同反應(yīng)物表示同一反應(yīng)的速率時，
其數(shù)值不一定相等；(因此要指明具體物質(zhì))
②各物質(zhì)的速率之比等于化學方程式的計量數(shù)
之比。
在同一反應(yīng)aA + bB = cC+dD 中，υ(A):υ(B):υ(C):υ(D) = a:b:c:d
△c (A):△c (B) :△c (C) :△c (D)= a:b:c:d
△n(A):△n(B):△n(C):△n(D)= a:b:c:d
常見題型舉例
1、用不同的物質(zhì)來表示反應(yīng)速率
例1、反應(yīng)4NH3(g)+ 5O2(g) === 4NO(g) + 6H2O(g) 在5L的密閉容器中進行，30s后，NO的物質(zhì)的量增加了0.3mol，則此反應(yīng)的平均速率可表示為（ ）
A、v (O2)=0.01 mol/（L·s）
B、 v (NO)=0.008 mol/（L·s）
C、 v (H2O)=0.003 mol/（L·s）
D、 v (NH3)=0.002 mol/（L·s）
CD
解法：先求v (NO)=0.3/（5×30） =0.002 mol/(L·s) ，
再根據(jù)各物質(zhì)的反應(yīng)速率之比等于計量數(shù)之比。
2、比較反應(yīng)速率的大小
例2、反應(yīng)A + 3B == 2C + 2D在四種不同情況下的反應(yīng)速率分別為①VA = 0.15mol·L-1·s-1 ②VB = 36mol·L-1·min-1
③Vc = 0.4mol·L-1·s-1 ④VD = 0.45mol·L-1·s-1
則該反應(yīng)在不同條件下速率快慢順序是
④﹥ ②= ③﹥ ①
比較化學反應(yīng)速率的方法：
1、統(tǒng)一標準法：統(tǒng)一單位換算成同一種物質(zhì)表示的反應(yīng)速率后比較數(shù)值大小。
2、比較比值法： 統(tǒng)一單位計算出VA /a, VB /b, VC /c, VD /d后比較數(shù)值大小。
3、根據(jù)各物質(zhì)的反應(yīng)速率之比寫出化學方程式
【例3】某溫度下，濃度都是1mol/L的兩種氣體X2和Y2，在密閉容器中反應(yīng)生成氣體Z，經(jīng)過t min后，測得物質(zhì)的量濃度分別為：c(X2)=0.4mol/L，c(Y2)=0.8mol/L ，c(Z)=0.4mol/L，則該反應(yīng)的反應(yīng)方程式可表示為：
3X2 + Y2 === 2Z
某溫度時，在2 L密閉容器中，某一反應(yīng)中A、B的物質(zhì)的量隨時間變化的曲線如圖所示，由圖中數(shù)據(jù)分析得：
(1)在4 min末時，A、B的物質(zhì)的量濃度c(A)________c(B)，從0～4 min內(nèi)A、B的物質(zhì)的量濃度變化量Δc(A)________Δc(B)(以上填“>”“<”或“＝”)。
(2)從反應(yīng)開始至4 min時，A的平均反應(yīng)速率為____________。
(3)該反應(yīng)的化學方程式為___________________。
解析：　(1)由圖可以看出，在4 min末n(A)＝n(B)＝0.4 mol，又因體積相等，所以c(A)＝c(B)，從0到4 min內(nèi)Δc(A)＝0.2 mol·L－1，Δc(B)＝0.1 mol·L－1。
(2)v(A)＝0.05 mol·L－1·min－1。
(3)參加反應(yīng)的各物質(zhì)的物質(zhì)的量之比為n(A)∶n(B)＝0.4 mol∶0.2 mol＝2∶1,4 min后的一段時間以后A、B的物質(zhì)的量不再改變，證明該反應(yīng)達到化學平衡，此反應(yīng)為可逆反應(yīng)。
＝
>
0.05 mol·L－1·min－1
2A B
4、 圖像題
例2、 在2L的密閉容器中，加入1mol N2和3mol的H2，發(fā)生 N2 + 3H2 2NH3 ，在2s末時，測得容器中含有0.4mol的NH3，求該反應(yīng)中N2，H2，NH3的化學反應(yīng)速率。
起始濃度(mol/L)
終點濃度(mol/L)
變化濃度(mol/L)
0.5
1.5
0
0.2
0.2
0.3
0.1
0.4
1.2
解： N2 + 3H2 2NH3
三段式
v （H2）＝0.15mol/(L.s)
v （NH3）＝0.10mol/(L.s)
答：（略）
v(N2)= = =0.05mol/(L·s)
0.1mol/L
2s
△c(N2)
△t
2、影響反應(yīng)速率的因素（外因）：
1、決定反應(yīng)速率的主要因素（內(nèi)因）：
二、 影響化學反應(yīng)速率的因素
反應(yīng)物本身的性質(zhì)
知識回顧：
影響因素 條件改變 反應(yīng)速率變化
濃度 增大反應(yīng)物濃度
降低反應(yīng)物濃度
溫度 升高溫度
降低溫度
催化劑 使用催化劑
壓強 有氣體參與反應(yīng)，增大壓強
有氣體參與反應(yīng)，降低壓強
加快
減慢
加快
減慢
加快
加快
減慢
---濃度
原理 Na2S2O3 + H2SO4 = Na2SO4 + SO2 ↑+ S↓ + H2O 實驗步驟
實驗現(xiàn)象比較 0.5 mol·L-1 H2SO4溶液出現(xiàn)渾濁時間比0.1mol·L-1 H2SO4溶液出現(xiàn)渾濁時間短 結(jié)論 硫酸濃度越大，出現(xiàn)渾濁所用時間越短，化學反應(yīng)速率越快。 實驗探究1
二、 影響化學反應(yīng)速率的因素
控制變量
1.濃度對化學反應(yīng)速率影響的注意事項
（1）固體和純液體的濃度可視為常數(shù)，改變其物質(zhì)的量，對反應(yīng)速率無影響。
（2）固體物質(zhì)的反應(yīng)速率與其表面積有關(guān)，顆粒越小，表面積越大，反應(yīng)速率就越快，故塊狀固體可通過研磨來增大表面積，從而加快反應(yīng)速率。
（3）特例：若某物質(zhì)的濃度變化改變了其性質(zhì)，反應(yīng)實質(zhì)可能發(fā)生改變，要具體分析反應(yīng)速率的變化（如鐵與稀硫酸反應(yīng)，在一定濃度范圍內(nèi)反應(yīng)速率與濃度有關(guān)，但常溫下鐵遇濃硫酸鈍化）。
（4）對于離子反應(yīng)，只有實際參加反應(yīng)的各離子濃度發(fā)生變化，才會引起化學反應(yīng)速率的改變。
（5）隨著化學反應(yīng)的進行，反應(yīng)物的濃度會逐漸減小，因此一般反應(yīng)速率也會逐漸減小。
【練習1】
一定條件下，在CaCO3(塊狀)+2HCl=CaCl2+H2O+CO2
反應(yīng)中，為了加快反應(yīng)的速率，下列那些方法可行（ ）
A、增加HCl的濃度 B、加水
C、增加同濃度鹽酸的量 D、改加CaCO3粉末
AD
學以致用
【練習2】在恒溫、恒容的密閉容器中進行反應(yīng)
A(g)=B(g)+C(g)。若反應(yīng)物的濃度從3mol/L降至1.8mol/L需30s,那么反應(yīng)物濃度由0.8mol/L降至0.2mol/L所需反應(yīng)的時間為（ ）
A.15s B.大于15s
C.小于15s D.無法確定
B
表達式
單位
原理 Na2S2O3 + H2SO4 = Na2SO4 + SO2 ↑+ S↓ + H2O
實驗操作
實驗現(xiàn)象 熱水中出現(xiàn)渾濁的時間較短，冷水中出現(xiàn)渾濁時間較長
結(jié)論 當其他條件相同時，升高溫度反應(yīng)速率_____，降低溫度反應(yīng)速率_____
增大
減小
---溫度
實驗探究1
二、 影響化學反應(yīng)速率的因素
2.溫度對化學反應(yīng)速率影響的注意事項
（1）溫度對反應(yīng)速率的影響適用于任何反應(yīng)，無論是放熱反應(yīng)還是吸熱反應(yīng)，升高溫度，反應(yīng)速率都增大，降低溫度，反應(yīng)速率都減小。
（2）對于可逆反應(yīng)，升高溫度，正、逆反應(yīng)速率都增大，但吸熱反應(yīng)方向的反應(yīng)速率增大的程度更大；降低溫度，正、逆反應(yīng)速率都減小，但吸熱反應(yīng)方向的反應(yīng)速率減小的程度更大。
（3）大量實驗證明，溫度每升高10℃，化學反應(yīng)速率通常增大為原來的2~4倍，利用這一規(guī)律可以對一些化學反應(yīng)速率進行粗略估算。
【練習3】把除去氧化膜的 Mg 條，投入到盛有稀鹽酸的試管中，發(fā)現(xiàn) H2 的產(chǎn)生速率（v）與時間（t）的變化情況如右圖所示，
OA段速率變化的主要原因是: ;
AB段速率變化的主要原因是: 。
反應(yīng)放熱，溫度升高，反應(yīng)速率加快
隨反應(yīng)進行，氫離子濃度減小，反應(yīng)速率減小
學以致用
0.5mol/L FeCl3溶液
5%H2O2溶液
---催化劑
實驗探究1
實驗?zāi)康?試劑種類及用量 實驗現(xiàn)象 結(jié)論
探究催化劑對反應(yīng)速率的影響 5%H2O2溶液 產(chǎn)生氣泡不明顯 可加快反應(yīng)速率
5%H2O2溶液+0.5mol/L FeCl3溶液 產(chǎn)生大量氣泡 催化劑
二、 影響化學反應(yīng)速率的因素
3.催化劑對化學反應(yīng)速率影響的注意事項
（1）催化劑只能改變化學反應(yīng)速率，不能改變反應(yīng)方向，也不能改變反應(yīng)熱的大小。
（2）同一催化劑能同等程度地改變化學反應(yīng)的正、逆反應(yīng)速率。
（3）同一反應(yīng)，用不同催化劑，反應(yīng)速率不相同。正催化劑加快化學反應(yīng)速率，負催化劑減慢化學反應(yīng)速率(不說明指正催化劑）
（4）規(guī)律：①選用合適的催化劑，能使反應(yīng)速率增大。
②反應(yīng)物之間同時發(fā)生多個反應(yīng)時，催化劑有選擇性，可以提高目標產(chǎn)物的比率。
·
·
曲線P比Q的拐點出現(xiàn)得早(先達到平衡)，說明P的反應(yīng)速率快
最終P、Q在同一直線上，說明催化劑不能提高SO3的質(zhì)量分數(shù)。
練習4.①反應(yīng)2SO2＋O2??2SO3進行的時間t和反應(yīng)混合氣中SO3的質(zhì)量分數(shù)的關(guān)系如圖所示。 曲線P表示使用了催化劑，曲線Q表示未使用催化劑。從圖中可知，催化劑可以_____________，但不能____________。
提高SO3的質(zhì)量分數(shù)
加快反應(yīng)速率
②漂白劑亞氯酸鈉(NaClO2)在常溫且黑暗處可保存一年，亞氯酸不穩(wěn)定可分解，反應(yīng)的離子方程式為5HClO2===4ClO2↑＋H＋＋Cl－＋2H2O(HClO2為弱酸)。向NaClO2溶液中滴加H2SO4，開始時HClO2分解反應(yīng)緩慢，隨后反應(yīng)迅速加快，其原因是(　　)
A．溶液中的Cl－起催化作用 C．ClO2逸出，使反應(yīng)的生成物濃度降低B．溶液中的H＋起催化作用 D．在酸性條件下，亞氯酸鈉的氧化性增強
由題目信息可知，NaClO2在酸性溶液中生成亞氯酸，生成的亞氯酸在剛加入硫酸時反應(yīng)緩慢，隨后反應(yīng)突然加快，這說明分解生成的產(chǎn)物中的某種物質(zhì)起了催化劑的作用。
A
學以致用
4、壓強對反應(yīng)速率的影響
結(jié)合示意圖分析壓強對有氣體參加的化學反應(yīng)的反應(yīng)速率的影響。
壓強增大
→ 體積減小
其他條件不變
→速率增大
→濃度增大
結(jié)論：對于有氣體參加的反應(yīng)，若其他條件不變，增大壓強，反應(yīng)速率加快；減小壓強，反應(yīng)速率減慢。
壓強只對于有氣體參加的反應(yīng)的速率有影響
壓強對于反應(yīng)速率的影響是通過對濃度的影響實現(xiàn)的
P增大→C成比例增大；P減小→C成比例減小
注意“真”變和“假”變。壓強對化學反應(yīng)速率的影響實質(zhì)是濃度的影響，壓強變化若能引起濃度變化，即“真”變，否則是“假”變。
4、壓強對反應(yīng)速率的影響
在N2+3H2 2NH3中，當其他外界條件不變時
1、恒溫時，增大體系壓強，該反應(yīng)的速率怎么變？
2、在反應(yīng)中保持體系容積不變，充入N2 ，反應(yīng)的速率怎么變？
1、恒溫時：增大壓強→體積減少→C增大→反應(yīng)速率增大
2、恒容時：A、充入氣體反應(yīng)物→反應(yīng)物濃度增大（總壓增大）→反應(yīng)速率增大；
思考與交流
在N2+3H2 2NH3中，當其他外界條件不變時
3、在反應(yīng)中保持體系容積不變，充入He，反應(yīng)的速率怎么變？
4、在反應(yīng)中保持體系壓強不變，充入He，反應(yīng)的速率怎么變？
3、恒容時： B、充入惰氣→總壓增大，但各反應(yīng)物分壓不變，各物質(zhì)的濃度不變→反應(yīng)速率不變
4、恒壓時：充入惰氣→引起體積增大→各反應(yīng)物濃度減少→反應(yīng)速率減慢
思考與交流
練習5、對于反應(yīng)N2+O2=2NO在密閉容器中進行，下列條件哪些不能加快該反應(yīng)的化學反應(yīng)速率（ 　） 　　　　　　　　　
A、縮小體積使壓強增大
B、體積不變充入 N2 使壓強增大
C、體積不變充入 O2使壓強增大
D、使體積增大到原來的2倍
E、體積不變充入氦氣使壓強增大
DE
學以致用
2g鋅粒 + 40mL 1mol/L硫酸
2g鋅粒 + 40mL 4mol/L硫酸
實驗探究2：定量測量
測量收集10mLH2所用的時間
確定變量：
固定體積，測時間
溫度、壓強、鋅粒的質(zhì)量、鋅粒的表面積、溶液的體積
硫酸的濃度
控制不變的因素：
測定數(shù)據(jù)：
實驗原理：
Zn + H2SO4= ZnSO4 ＋ H2 ↑
用上述裝置測定化學反應(yīng)速率時，操作、藥品無誤，結(jié)果測定速率偏大，請從裝置的缺陷的角度分析可能的原因，并幫助設(shè)計改進措施。
除用注射器收集氣體，你還可用哪些定量儀器測量收集氫氣的體積？
除了測定氫氣的體積外，你還能設(shè)計哪些方案測定鋅與稀硫酸反應(yīng)的速率？
思考與交流
1、把0.6molX氣體和0.4molY氣體混合于2L容器中，發(fā)生反應(yīng)：3X(g) + Y(g) = n Z ( g) + 2W(g) .5min末已生成0.2molW，若測知以Z濃度的變化來表示平均速率為0.01mol/(L·min),則
(1) 上述反應(yīng)Z氣體的計量系數(shù)n的值______.
(2) 上述反應(yīng)在5min末時，已用去的Y占原來物質(zhì)的質(zhì)量分數(shù)是__________
1
25%
小試牛刀
2、對于化學反應(yīng)3W(g)＋2X(g) ＝ 4Y(g)＋3Z(g)，下列反應(yīng)速率關(guān)系中，正確的是(　　)
A．v(W)＝3v(Z)
B．2v(X)＝3v(Z)
C．2v(X)＝v(Y)
D．3v(W)＝2v(X)
C
3.反應(yīng)C(s)+H2O(g)=CO(g)+H2(g)在一可變?nèi)莘e的密閉容器中進行，下列條件的改變對其反應(yīng)速率幾乎無影響的是( )
A.增加C的量
B.將容器的體積縮小一半
C.保持體積不變，充入N2使體系壓強增大
D.保持壓強不變，充入N2使容器體積變大
AC
4、從下列實驗事實所引出的相應(yīng)結(jié)論正確的是( )
選項 實驗事實 結(jié)論
A 其他條件相同，Na2S2O3溶液濃度越大，析出硫沉淀所需要的時間越短 當其他條件不變時，增大反應(yīng)物的濃度化學反應(yīng)速率加快
B 在化學反應(yīng)前后，催化劑的質(zhì)量和化學性質(zhì)都沒有發(fā)生變化 催化劑一定不參加化學反應(yīng)
C H+濃度相同的鹽酸和醋酸分別與等質(zhì)量的形態(tài)相同的鋅粒反應(yīng) 反應(yīng)開始時速率相同
D 在容積可變的密閉容器中發(fā)生反應(yīng)I2(g)+H2(g) 2HI(g)，把容積縮小一倍 正反應(yīng)速率加快，逆反應(yīng)速率不變
AC
5、用大理石(雜質(zhì)不與稀鹽酸反應(yīng))與稀鹽酸反應(yīng)制CO2，實驗過程記錄如圖所示，下列有關(guān)說法正確的是(　　)
A．OE段表示的反應(yīng)速率最快
B．EF段表示的反應(yīng)速率最快，收集的CO2最多
C．FG段表示的收集的CO2最多
D．OG段表示隨著時間的推移，反應(yīng)速率逐漸增大
B
6、設(shè)NO+CO2 CO+NO2(正反應(yīng)吸熱)反應(yīng)速率為v1；N2+3H2 2NH3(正反應(yīng)放熱)反應(yīng)速率為v2。對于前述反應(yīng)，當溫度升高時，v1和v2變化情況為（ ）
A、同時增大 B、 同時減小
C、v1減少，v2增大 D、v1增大，v2減小
A

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