資源簡介

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第六章 化學反應與能量
第二節 化學反應的速率與限度
第一課時
學習目標
1.通過生活常識、數據分析和實驗現象的觀察，初步形成化學反應速率的概念及其定量表示的一般方法、知道影響化學反應速率的常見因素。
2.通過影響化學反應速率實驗方案的設計，學會“控制變量”的科學方法，增強證據推理的意識。
3.能從微觀角度理解濃度和壓強對速率的影響，發展宏觀辨識與微觀探析的化學學科核心素養。
新課導入
在化學反應的研究和實際應用中，人們除了選擇合適的化學反應以實現所期待的物質轉化或能量轉化，還要關注化學反應進行的快慢和程度，以提高生產效率。
爆炸
牛奶變質
鋼鐵生銹
溶洞形成
哪個反應更快？
新課導入
不同的化學反應進行的快慢千差萬別，快與慢是相對而言的，是一種定性的比較
定性描述：
①冒氣泡快慢
②顏色變化快慢
③固體物質的減少快慢
④出現渾濁的快慢
⑤溫度變化快慢
如何定量判斷化學反應的快慢呢？
化學反應速率
化學反應速率是用來衡量化學反應過程進行的快慢的物理量。通常用單位時間內反應物濃度的減少量或生成物濃度的增加量(均取正值)表示。
Δc(B)表示某物質(B)濃度的變化量，常用單位：mol/L或mol·L-1；
Δt 表示發生濃度變化所用時間，常用單位：s，min，h等；
v(B)表示用物質B表示的化學反應速率，
常用單位：mol·L-1·s-1或mol/(L·s)，mol·L-1·min-1或mol/(L·min)等。
數學表達式：
v(B) ＝
Δc(B)
Δt
化學反應速率
注意事項：
1.速率的單位也可表示為mol/(L·s)或mol/(L·min)，但是必須要加括號，
2.化學反應速率是物質在一段時間內的平均速率，而不是在某一時刻的瞬時速率，且均取正值
3.在反應中，用濃度變化表示化學反應速率只適用于氣體和溶液中的溶質，純液體和純固體的濃度是恒定不變的，因此對有純液體或純固體參加的化學反應，一般不用其濃度來表示化學反應速率
錯誤的寫法：mol/L·s
4.同一化學反應中，選用不同物質表示化學反應速率，其數值可能相同也可能不相同，但表示的意義相同且化學反應速率之比=化學計量數之比。因此，表示化學反應速率時，必須指明用哪種物質作標準，在v的后面將該物質的化學式用括號括起來
練習
物質 CO2 CO
起始濃度(mol·L－1) 0.4 0
變化濃度(mol·L－1)
5 min時濃度(mol·L－1) 0.2
5 min內的化學反應速率 數值
單位
【例1】在盛有18g碳、2L的密閉容器中，充入0.8molCO2，一定條件下發生C(s)＋CO2(g)===2CO(g)，反應5 min時測得CO2的物質的量為0.4mol。
(1)固體碳減少的質量____ g，固體或純液體的濃度視為常數，是否可用碳固體的濃度變化量來表示該反應的化學反應速率____(填“是”或“否”)。
(2)請完成下表中相關空格
(3)用CO2和CO分別表示的化學反應速率＝___，它與化學方程式中CO2、CO的計量系數之比______(填“相同”或“不同”)
4.8
否
0.2
0.4
0.4
0.04
0.08
mol·L－1·min－1
mol·L－1·min－1
相同
1
2
比較化學反應速率與化學計量數的比值，如aA(g)＋bB(g) cC(g)＋dD(g)，
則說明用A表示的化學反應速率大于用B表示的化學反應速率
化學反應速率
化學反應速率大小的比較方法
歸一法
比值法
若單位不統一，則要換算成相同的單位；若為不同物質表示的反應速率，則要換算成同一物質來表示反應速率；再比較數值的大小。
v(A)
a
v(B)
b
>
影響化學反應速率的因素
爆炸
牛奶變質
鋼鐵生銹
溶洞形成
如何減慢牛奶變質的速率？
對于有些化學反應，我們希望其越慢越好，如食物的變質、橡膠和塑料的老化、金屬的銹蝕；有些則希望其快一些，如氨、硫酸等化工產品的生產。調控化學反應速率常常是決定化學實驗成敗或化工生產成本的關鍵。
影響化學反應速率的因素
在相同條件下,等質量(金屬顆粒大小相同)的下列金屬與足量1mol/L 鹽酸反應時,速率最快的是：A 鎂 B 鋁 C 鈉 D 鐵
1.內因：反應物本身的性質（決定因素）
K Ca Na Mg Al Zn Fe Sn Pb (H) Cu Hg Ag Pt Au
√
2.外因:
濃度？
溫度？
壓強？
催化劑？
物質的形狀？
影響化學反應速率的因素
影響化學反應速率的因素
操作 現象 ①產生氣泡速率最慢 ②產生氣泡速率較快 ③產生氣泡速率最快
結論 對于反應2H2O2 2H2O＋O2↑來說，溫度升高，H2O2的分解速率_____ 加快
(1)溫度對化學反應速率影響的探究
當其它條件不變時，升高溫度，化學反應速率增大。降低溫度，化學反應速率減小。
影響化學反應速率的因素
影響化學反應速率的因素
實驗操作
實驗現象 加_________鹽酸的試管中產生氣泡的速率更快
實驗結論 濃度______，化學反應速率越快
1 mol/L
越大
(3)濃度對化學反應速率影響的探究
其它條件不變時，增大反應物的濃度，化學反應速率增大。減小反應物的濃度，化學反應速率減慢。改變固體或純液體的量不影響反應速率。
影響化學反應速率的因素
影響化學反應速率的因素
操作 現象 ①產生少量氣泡 ②產生大量氣泡 ③產生大量氣泡
結論 MnO2、FeCl3可以_____H2O2分解的速率 (1)催化劑對化學反應速率影響的探究
加快
2H2O2 = 2H2O +O2↑
催化劑能改變化學反應的速率。正催化劑快化學反應速率；負催化劑減慢化學反應速率
影響化學反應速率的因素
壓強對化學反應速率的影響
有氣體參加的反應，改變壓強對反應速率的影響實質是改變體系體積，使反應物的濃度改變。
增大壓強（減小容器體積，增大反應物濃度），能加快化學反應速率。
減小壓強（增大容器體積，減小反應物濃度），能減慢化學反應速率。
影響化學反應速率的因素
壓強對化學反應速率的影響
活化分子
容器的容積不變
充入非反應氣體
在其它條件不變時，充入非反應氣體→壓強增大，但各物質濃度不變→反應速率不變
總結歸納
條件 改變 對化學反應速率的影響
濃度 增大反應物的濃度
減小反應物的濃度
溫度 升高溫度
降低溫度
催化劑 多數情況下，使用催化劑能夠 化學反應速率 壓強(對有氣體參加的化學反應) 增大壓強
減小壓強
接觸面積 塊狀固體變為粉末狀
加快
加快
加快
加快
減慢
減慢
減慢
加快
隨堂訓練
D
隨堂訓練
C
B
隨堂訓練
B
B
隨堂訓練
C
D
隨堂訓練
C
隨堂訓練
B
隨堂訓練
對照實驗，證明實驗Ⅱ和Ⅲ中反應速率加快與過氧化氫溶液濃度變化無關
不同催化劑的催化效率(效果)不同　
0.05　

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