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第二節(jié) 化學(xué)反應(yīng)的速率與限度
第一課時
化學(xué)反應(yīng)的速率
第六章 化學(xué)反應(yīng)與能量
溶洞形成
極慢
鋼鐵銹蝕
慢
食物腐壞
快
核彈爆炸
極快
下面反應(yīng)的發(fā)生所經(jīng)歷的時間一樣嗎？
觀察化學(xué)反應(yīng)進(jìn)行得快慢的方法有哪些？
①冒氣泡的快慢
②固體質(zhì)量的改變
③溶液渾濁程度
④顏色變化
⑤溫度變化
定性
物理學(xué)中用什么定量描述物體運(yùn)動的快慢？
速度
速率
化學(xué)反應(yīng)速率通常用單位時間內(nèi)反應(yīng)物濃度
的減少量或生成物濃度的增加量來表示。
v（B）＝
△C（B）
△t
反應(yīng)速率單位：
mol/(L min) 或 mol/(L s)
一、化學(xué)反應(yīng)的速率
（一）定義：
化學(xué)反應(yīng)速率是用來衡量化學(xué)反應(yīng)進(jìn)行快慢的物理量。
常用mol · L-1
常用s 或 min
判斷正誤
①對于任何化學(xué)反應(yīng)來說，反應(yīng)速率越大，反應(yīng)現(xiàn)象就越明顯 ； （ ）
②反應(yīng)速率，用反應(yīng)物表示為正值，用生成物表示為負(fù)值； （ ）
③2Na(s) + 2H2O(l) = 2NaOH(aq) + H2↑(g)，1min時，測得氫氣的濃度為1mol/L ，則
a.用Na表示的反應(yīng)速率為2mol/（L min) ( )
b.用水表示的反應(yīng)速率為2mol/（L min) （ ）
×
×
×
×
注意事項(xiàng)：
（1）反應(yīng)速率要指明具體物質(zhì)并取 正值。
（2）表示氣體或溶液反應(yīng)速率,不能用于表示固體和純液體的反應(yīng)速率。
（3）v指某一段時間內(nèi)的平均反應(yīng)速率，不是瞬時速率。
例1：某反應(yīng)的反應(yīng)物濃度在5 min內(nèi)由6 mol/L變成了2 mol/L，則以該反應(yīng)物濃度的變化表示的該反應(yīng)在這段時間內(nèi)的平均反應(yīng)速率？
ν＝
C
t
＝
5min
6mol/L －2 mol/L
＝0.8 mol/(L·min)
解：
答：用該物質(zhì)表示的該反應(yīng)在這段時間內(nèi)的平均反應(yīng)速率為0.8 mol/(L·min)
例2．在一個2L的容器中，放入2mol氣體A，5分鐘后，測得這種氣體A還剩余0.5mol，該反應(yīng)中氣體A的化學(xué)反應(yīng)速率是（ ）
A．1.5mol/(L·min)
B．0.15mol/(L·min)
C．0.75mol/(L·min)
D ．0.075mol/(L·min)
B
例3：
在2L容器中發(fā)生反應(yīng)：N2 + 3H2 =2NH3
0.5min后，生成1.7gNH3，求v(NH3)， v(N2)， v(H2)。
1.7g
17g/mol
n(NH3)=
=0.1mol
△c(NH3)=
0.1mol
2L
=0.05mol/L
v(NH3)=
0.05mol/L
0.5min
＝0.1mol/(L min)
同理可求：
v(N2)=0.05mol/(L min )
v(H2)＝0.15mol/(L min )
v(N2) :v(H2): v(NH3)=1:3:2
思考與討論
思考2：化學(xué)反應(yīng)速率之比與方程式中它們的計量數(shù)之比有什么關(guān)系？
思考1 ：這個反應(yīng)用哪種物質(zhì)表示時其速率最快？
結(jié)論：①在同一反應(yīng)體系中用不同的物質(zhì)來表示反應(yīng)速率時，其數(shù)值是可以不同的，但是這些數(shù)值都表示_______反應(yīng)的反應(yīng)速率。
②同一反應(yīng)體系中,在相同時間內(nèi)各物質(zhì)的速率之比_____化學(xué)方程式中化學(xué)計量數(shù)之比。
即：
mA(g)+nB(g)=pC(g)+qD(g)
VA:VB:VC:VD=m:n:p:q
同一個
等于
練習(xí)1、已知某反應(yīng)的各物質(zhì)濃度數(shù)據(jù)如下：
aA(g)＋bB(g) 2C(g)
起始濃度(mol L－1) 3.0 1.0 0
2 s末濃度(mol L－1) 1.8 0.6 0.8
據(jù)此可推算出上述反應(yīng)化學(xué)方程式中，各物質(zhì)的化學(xué)計量數(shù)之比是(　　)。
A．9∶3∶4 B．3∶1∶2
C．2∶1∶3 D．3∶2∶1
B
某溫度下，物質(zhì)的量濃度均為1 mol/ L 的兩種氣體X2、和Y2在密閉容器中反應(yīng)生成氣體Z。達(dá)到平衡后，c(X2)=0.4 mol/L, c(Y2)=0.8 mol/L , c(Z)=0.4 mol/L ,該反應(yīng)的化學(xué)方程式是 （ ）
A. X2 + 2Y2 ==2Z B. 2X2 + Y2 ==2Z
C. 3X2 + Y2 ==2Z D. X2 + 3Y2 ==2Z
練習(xí)2
C
3、在2A＋B 3C＋5D反應(yīng)中，表示該反應(yīng)速率最快的是 （ ）。
A．υ(A)＝ 0.5 mol／(L ｓ)
B．υ(B)＝ 0.3 mol／(L ｓ)
C．υ(C)＝ 0.8 mol／(L ｓ)
D．υ(D)＝ 1 mol／(L ｓ)
B
4.（v-t圖像）某溫度時在2L容器中X、Y、Z三種物質(zhì)的物質(zhì)的量隨時間的變化曲線如圖所示。由圖中數(shù)據(jù)分析：
1、反應(yīng)開始2min內(nèi)的X、Y、Z的化學(xué)反應(yīng)速率
2、該反應(yīng)的化學(xué)方程式為：___________。
1. ν(X)=0.025mol/(L·min)
ν(Y)=0.075mol/(L·min)
ν(Z)=0.05mol/(L·min)
X+3Y=2Z
1.在相同條件下，等質(zhì)量的鈉和鎂同時與同濃度的鹽酸反應(yīng)，反應(yīng)速率最快的是？為什么？
2.外界條件能否改變化學(xué)反應(yīng)速率？
你家里的酸奶通常放在什么地方？為什么？
反應(yīng)物本身的性質(zhì)（內(nèi)因）
溫度低
練習(xí)：
2、外因——影響反應(yīng)速率的因素：
1、內(nèi)因——決定反應(yīng)速率的主要因素
二、影響化學(xué)反應(yīng)速率的因素：
反應(yīng)物本身的性質(zhì)
濃度、溫度、表面積、狀態(tài)、催化劑、壓強(qiáng)等
現(xiàn)象 結(jié)論
熱水中
常溫
冷水中
氣泡多而快，產(chǎn)生的氣體能使帶火星火柴復(fù)燃
升高溫度，
反應(yīng)速率增大
氣泡均勻
產(chǎn)生氣泡較少
降低溫度，
反應(yīng)速率減小
2H2O2 = 2H2O +O2
實(shí)驗(yàn)2－5
結(jié)論：
當(dāng)其它條件不變時，升高溫度，化學(xué)反應(yīng)速率增大；降低溫度，化學(xué)反應(yīng)速率減小。
現(xiàn)象 結(jié)論
加入MnO2
加入FeCl3
不加其他試劑
氣泡多而快
氣泡均勻
無明顯現(xiàn)象
MnO2能加快
反應(yīng)速率
FeCl3能加快
反應(yīng)速率（稍慢）
無催化劑
反應(yīng)較慢
實(shí)驗(yàn)2－6
結(jié)論：
加入催化劑能加快化學(xué)反應(yīng)的速率。
1.請預(yù)計大理石（ CaCO3 ）分別與0.1mol/L和1mol/L的鹽酸反應(yīng)的快慢。你能得出什么結(jié)論嗎？
結(jié)論：增大反應(yīng)物的濃度反應(yīng)速率加快，減小反應(yīng)物的濃度反應(yīng)速率減慢.
2.塊狀CaCO3、粉末狀CaCO3與0.1 mol/L的鹽酸反應(yīng)誰快誰慢？為什么？
結(jié)論：增大固體表面積可以加快反應(yīng)速率（接觸充分）.
思考與交流
4. 實(shí)驗(yàn)室制取氫氣時，是用粗鋅好（有雜質(zhì)）還是用純鋅好，為什么？
粗鋅好,粗鋅可以構(gòu)成原電池.
結(jié)論：形成原電池可以加快反應(yīng)速率。
3.實(shí)驗(yàn)室進(jìn)行化學(xué)反應(yīng) 時，常常把一些固體物質(zhì)溶于水配成溶液再進(jìn)行反應(yīng)。為什么？
配成溶液后溶質(zhì)以分子或離子的形式均勻分布在溶液中，增大了直接接觸的機(jī)會，從而反應(yīng)速率增大。
結(jié)論：對于氣體參加的反應(yīng)來說，恒溫時，壓強(qiáng)增大化學(xué)反應(yīng)速率增大；減小壓強(qiáng)，化學(xué)反應(yīng)速率減小。
5、對于有氣體參加的化學(xué)反應(yīng)，影響化學(xué)反應(yīng)速率的因素還有？
（1）溫度：溫度越高，化學(xué)反應(yīng)速率越快
（2）催化劑：通常加入催化劑，能極大地加快化學(xué)反應(yīng)速率。
（3）濃度：在溶液中進(jìn)行的反應(yīng)，反應(yīng)物的濃度越大，化學(xué)反應(yīng)速率越快（98﹪濃硫酸除外）。
歸納：外界條件對化學(xué)反應(yīng)速率的影響
通常情況下，溫度每升高10℃，化學(xué)反應(yīng)速率將增大到原來的2-4倍。
（5）反應(yīng)物的狀態(tài)：通常氣體和液體反應(yīng)比固體反應(yīng)速率大
（7）壓強(qiáng)：對于有氣體參加的反應(yīng)，增大壓強(qiáng)，化學(xué)反應(yīng)速率加快
（6）形成原電池，加快反應(yīng)速率
（4）固體的表面積：固體表面積越大，化學(xué)反應(yīng)速率越快。
例題. 對于反應(yīng) 2SO2 (g) + O2 (g) 2SO3 (g)
下列措施對反應(yīng)速率有什么影響？
①. 增大壓強(qiáng);
②. 升高溫度 ;
③. 加入催化劑;
④. 恒溫恒容條件下，通入O2;
⑤. 恒溫恒容條件下，通入N2;
⑥. 恒溫恒壓條件下，通入N2
增大
增大
增大
增大
減小
無明顯變化
1.恒溫恒容條件下,通入與反應(yīng)無關(guān)的氣體,壓強(qiáng)增大,但體積不變,反應(yīng)物濃度就不變,化學(xué)反應(yīng)速率不變.
2.恒溫恒壓條件下,通入與反應(yīng)無關(guān)的氣體,壓強(qiáng)不變,但體積增大,反應(yīng)物濃度就減小,化學(xué)反應(yīng)速率減小.
小結(jié):
[練習(xí)1]設(shè)NO+CO2 2CO(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(dāng)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
2．下列關(guān)于催化劑的說法，正確的是
(　　)
A．催化劑能使不起反應(yīng)的物質(zhì)發(fā)生反應(yīng)
B．催化劑在化學(xué)反應(yīng)前后，化學(xué)性質(zhì)和質(zhì)量都不變
C．催化劑能改變化學(xué)反應(yīng)速率
D．電解水時，往水中加入少量NaOH固體，可使電解速率明顯加快，所以NaOH是這個反應(yīng)的催化劑
BC
3．(2011 淮安高二檢測)用Fe與1mol/L 的稀H2SO4反應(yīng)制取氫氣，下列措施能使生成氫氣的速率一定加快的是(　　)
A．增加鐵的質(zhì)量　　　　
B．用2mol/L的硫酸
C．用18mol/L的硫酸
D．增大壓強(qiáng)
B
4.對于在一密閉容器中進(jìn)行如下反應(yīng)：C(S)+O2(g)=CO2(g)下列說法錯誤的是（ ）。
A 將木炭粉碎成粉末狀可以加快化學(xué)反應(yīng)速率
B 升高溫度可以加快化學(xué)反應(yīng)速率
C 增加壓強(qiáng)可以加快化學(xué)反應(yīng)速率
D 增加木炭的量可以加快化學(xué)反應(yīng)速率
D

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