資源簡介 (共70張PPT)0專題6 化學反應與能量變化第一單元 化學反應速率與反應限度第一課時 化學反應速率1.了解化學反應速率的概念和表示方法,能運用公式進行簡單計算。2.學會運用控制變量的方法研究影響化學反應速率的因素。3.能從微觀角度理解化學反應速率的影響因素,發展“宏觀辨識與微觀探析”的核心素養。學習理解01課時分層練04目錄CONTENTS探究應用02總結提升03學習理解單位時間減少增加快慢平均mol·L-1·min-1mol·L-1·s-1二、影響化學反應速率的因素1.內因——反應物___________。2.外因——外界條件對化學反應速率的影響。一般來說,其他條件相同時,加入催化劑能顯著地______反應速率;反應的溫度越高,反應速率______;反應物的濃度越大,反應速率_______。此外,反應體系的______(有氣體參加的反應)、反應物的__________、_______等條件對化學反應速率也有一定影響。自身性質增大越大越大壓強接觸面積光照判斷正誤,正確的打“√”,錯誤的打“×”。(1)化學反應速率通常用單位時間內生成或消耗某物質的質量的多少來表示。( )(2)反應速率的大小表示一段時間內反應的快慢。( )(3)反應速率大則反應現象明顯。( )(4)對于反應:CaCO3+2HCl===CaCl2+H2O+CO2↑,可以用CaCO3表示該反應的反應速率。( )×√解析:(3)反應速率的大小與反應現象無關,如鹽酸與NaOH溶液反應速率很快,但無明顯現象。(4)CaCO3為固體,其物質的量濃度視為常數,故不能用其表示化學反應速率。××(5)實驗室中利用Zn和稀硫酸反應制取H2,把稀硫酸換成濃硫酸,則反應速率更快。( )××探究應用在日常生產、生活中有許多充分利用外界條件對化學反應速率產生影響的例子,如冰箱保存食物、煤爐扇風爐火變旺等。[問題探究]1.生活中用煤粉代替煤塊并向爐膛鼓風,可以使爐火更旺,原理是什么?提示:反應物的接觸面積增大,反應速率加快。2.鐵粉與一定濃度的稀鹽酸反應時,增加鐵粉的用量能否加快化學反應速率?3.夏天食品容易變質,而冬天不易出現該現象,原因是什么?提示:不能。對于溶液中的反應,改變固體的用量不能改變化學反應速率。提示:夏天溫度較高,食品變質的速率比較快。知識點一 化學反應速率的計算和比較1.理解化學反應速率的幾點說明(1)無論是用反應物表示還是用生成物表示,化學反應速率都是正值。(2)對于有固體或純液體(不是溶液)參與的化學反應,一般不用固體或純液體來表示化學反應速率。(3)對于同一個化學反應,選用不同物質的濃度變化來表示其化學反應速率時,數值可能不同,但表示的意義相同。因此,定量表示一個化學反應的反應速率時,應指明是用哪一種物質來表示的。(4)化學反應速率指的是單位時間內的平均速率,不是瞬時速率。3.化學反應速率大小的比較方法(1)定性比較通過明顯的實驗現象(如反應的劇烈程度,產生氣泡或沉淀、顏色變化的快慢等)來定性判斷化學反應的快慢。(2)定量比較對同一化學反應,用不同物質表示化學反應速率時,數值可能不同。比較時應統一單位。解析:A為固體,其濃度視為定值,一般不用固體表示反應速率,A錯誤;反應速率為一段時間內的平均反應速率,并非某時刻的瞬時速率,C錯誤;同一時間段內,用反應物、生成物表示的反應速率的意義是相同的,變化趨勢也是一樣的,D錯誤。2.反應:3A(g)+B(g)===2C(g)+2D(g),在不同條件下,用不同物質表示其反應速率,則此反應在不同條件下進行最快的是( )A.v(A)=0.6 mol·L-1·min-1B.v(B)=0.45 mol·L-1·min-1C.v(C)=0.015 mol·L-1·min-1D.v(D)=0.45 mol·L-1·min-1知識點二 影響化學反應速率的因素1.外界條件對化學反應速率影響的實驗探究(1)催化劑對化學反應速率的影響實驗步驟 實驗裝置 實驗現象 實驗結論取兩支試管,各加入5 mL 4%的過氧化氫溶液,用藥匙向其中一支試管中加入少量二氧化錳粉末,觀察并比較兩支試管中氣泡生成的快慢 產生氣泡很快 催化劑(MnO2)能增大化學反應(H2O2分解)速率產生氣泡較慢 (2)溫度對化學反應速率的影響實驗步驟 實驗裝置 實驗現象 實驗結論取兩支試管,各加入5 mL 12%的過氧化氫溶液,將其中一支試管用水浴加熱,觀察并比較兩支試管中氣泡生成的快慢 產生氣泡很快 溫度越高,化學反應速率越大產生氣泡較慢 (3)濃度對化學反應速率的影響實驗步驟 實驗裝置 實驗現象 實驗結論取兩支試管,分別加入5 mL 4%、5 mL 12%的過氧化氫溶液,再各加入2滴0.2 mol·L-1氯化鐵溶液,觀察并比較兩支試管中氣泡生成的快慢 產生氣 泡較慢 過氧化氫溶液濃度越大,化學反應速率越大產生氣 泡較快 2.有關化學反應速率影響因素的注意事項(1)純液體和固體的濃度視為常數,它們的量的改變不會影響化學反應速率。但固體顆粒的大小不同導致接觸面積的大小不同,故影響反應速率。(2)固體、液體物質,由于壓強改變時對它們的體積影響很小,因而它們的濃度可認為不變,壓強對無氣體參加的化學反應的速率幾乎無影響。(3)升高溫度,無論吸熱反應還是放熱反應,一般情況下,正、逆反應速率都增大,但某些反應除外,如有催化劑(酶)參與的反應,溫度過高時酶失去活性,反應速率減小。解析:Fe與稀硫酸反應制取H2時,若改用濃硫酸,常溫下濃硫酸會使鐵發生鈍化,所以改用濃硫酸不能增大生成H2的速率;水是純液體,Na與水反應時增大水的用量,反應速率不變;K2SO4溶液與BaCl2溶液反應,由于沒有氣體參與反應,故增大壓強反應速率不變。4.某化學興趣小組的同學用相同質量的鋅和相同濃度的足量稀鹽酸反應得到的實驗數據如表所示:(1)該實驗的目的是探究_________________________對鋅和稀鹽酸反應速率的影響。(2)實驗①和②表明____________,化學反應速率越大。實驗編號 鋅的狀態 溫度/℃ 收集100 mL氫氣所需時間/s① 薄片 15 180② 薄片 25 70③ 粉末 25 15反應物接觸面積、溫度溫度越高(3)能表明反應物接觸面積對反應速率有影響的實驗是______和______(填實驗編號)。(4)設計一個實驗方案證明鹽酸的濃度對該反應的反應速率的影響:________ _______________________________________________________________________________________________________。實驗編號 鋅的狀態 溫度/℃ 收集100 mL氫氣所需時間/s① 薄片 15 180② 薄片 25 70③ 粉末 25 15②③相同條件下,取相同質量的薄鋅片與不同濃度的鹽酸反應,測量收集100 mL氫氣所需的時間(其他合理答案均可)微專題 控制變量法探究影響化學反應速率的因素利用控制變量法解題的步驟(1)確定變量:利用控制變量法解題時,首先要認真審題,找出影響實驗探究結果的因素。(2)定多變一:在探究時,應先控制其他的因素不變,只改變一種因素,探究這種因素與題給問題的關系,然后按此方法依次分析其他因素與所探究問題的關系。(3)數據有效:解答時注意選擇的數據(或設計實驗)要有效,且變量統一,否則無法做出正確判斷。1.控制變量是科學研究的重要方法。向2 mL H2O2溶液中滴入2滴1 mol·L-1 CuSO4溶液,下列條件下分解速率最快的是( )解析:根據影響反應速率的因素,溫度越高反應速率越快;硫酸銅的濃度相同,H2O2的濃度越大反應速率越快。D項,H2O2的濃度最大、溫度最高,反應速率最快。選項 A B C DH2O2溶液的物質的量濃度/mol·L-1 1 1 4 4反應的溫度/℃ 5 40 5 402.為了探究溫度對化學反應速率的影響,下列實驗方案可行的是( )實驗 反應物 催化劑 溫度① 10 mL 10% H2O2溶液 無 25 ℃② 10 mL 20% H2O2溶液 無 25 ℃③ 10 mL 20% H2O2溶液 無 40 ℃④ 10 mL 20% H2O2溶液 1~2滴0.1 mol·L-1 FeCl3溶液 40 ℃3.控制變量法是科學探究中非常重要的思想方法。某實驗小組以H2O2分解為例,研究濃度、催化劑、溫度對反應速率的影響。按照如表方案完成實驗。通過實驗得到氧氣的體積與時間的關系如圖所示。(1)曲線Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ分別代表哪個實驗?_______________________________________________________________________________________________。曲線Ⅰ代表實驗④,曲線Ⅱ代表實驗③,曲線Ⅲ代表實驗②,曲線Ⅳ代表實驗①實驗 反應物 催化劑 溫度① 10 mL 10% H2O2溶液 無 25 ℃② 10 mL 20% H2O2溶液 無 25 ℃③ 10 mL 20% H2O2溶液 無 40 ℃④ 10 mL 20% H2O2溶液 1~2滴0.1 mol·L-1 FeCl3溶液 40 ℃(2)對比實驗③和④的目的是什么?__________________________________。(3)對比實驗②和③的目的是什么?__________________________________。研究催化劑對反應速率的影響研究溫度對反應速率的影響實驗 反應物 催化劑 溫度① 10 mL 10% H2O2溶液 無 25 ℃② 10 mL 20% H2O2溶液 無 25 ℃③ 10 mL 20% H2O2溶液 無 40 ℃④ 10 mL 20% H2O2溶液 1~2滴0.1 mol·L-1 FeCl3溶液 40 ℃(4)若實驗④改為加1 mL 0.1 mol·L-1FeCl3溶液,其他3組實驗如何改動,才能得出正確的結論?_____________________________________________。實驗①②③中催化劑一欄均改為加1 mL蒸餾水解析:反應溫度越高、使用催化劑、反應物濃度越大,反應速率越快,實驗①中雙氧水濃度最小,沒有使用催化劑,溫度為25 ℃,則在實驗①~④中反應速率最小,圖中斜率越大,反應速率越快,并且①中產生的O2是②③④的一半,則代表實驗①的為曲線Ⅳ,代表實驗②的為曲線Ⅲ,代表實驗③的為曲線Ⅱ,代表實驗④的為曲線Ⅰ。實驗 反應物 催化劑 溫度① 10 mL 10% H2O2溶液 無 25 ℃② 10 mL 20% H2O2溶液 無 25 ℃③ 10 mL 20% H2O2溶液 無 40 ℃④ 10 mL 20% H2O2溶液 1~2滴0.1 mol·L-1 FeCl3溶液 40 ℃總結提升本課總結自我反思:﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍隨堂提升1.將氣體A、B置于容積為2 L的密閉容器中,發生反應:4A(g)+B(g)===2C(g),反應進行到4 s時,測得A為0.5 mol,B為0.4 mol,C為0.2 mol,則0~4 s內用反應物B表示該反應的速率為( )A.0.025 mol·L-1·s-1 B.0.0125 mol·L-1·s-1C.0.05 mol·L-1·s-1 D.0.1 mol·L-1·s-12.將4 mol A和2 mol B在2 L的密閉容器中混合,并在一定條件下發生反應:2A(s)+B(g)??2C(g),反應2 s后測得C的濃度為0.6 mol·L-1。下列說法正確的是( )A.用物質A表示2 s內的平均反應速率為0.3 mol·L-1·s-1B.用物質B表示2 s內的平均反應速率為0.6 mol·L-1·s-1C.2 s時v(C)=0.3 mol·L-1·s-1D.2 s時物質B的濃度為0.7 mol·L-1解析:不能用固體物質的濃度表示化學反應速率,A錯誤;據題目條件知v(C)=0.6 mol·L-1÷2 s=0.3 mol·L-1·s-1,則v(B)=0.3 mol·L-1·s-1÷2=0.15 mol·L-1·s-1,B錯誤;化學反應速率是平均值不是瞬時值,C錯誤;2 s時物質B的濃度為2 mol÷2 L-0.6 mol·L-1÷2=0.7 mol·L-1,D正確。3.某小組探究2X(g)??Y(g)+Z(g)反應速率的影響因素,在不同條件下進行4組實驗,Y、Z起始濃度為0,反應物X的濃度(mol·L-1)隨反應時間(min)的變化情況如圖所示。下列說法不正確的是( )A.比較實驗②④得出:升高溫度,化學反應速率加快B.比較實驗①②得出:增大反應物濃度,化學反應速率加快C.若實驗②③只有一個條件不同,則實驗③使用了催化劑D.0~10 min,實驗②的平均反應速率v(Y)=0.04 mol·L-1·min-14.已知氯化鐵溶液與碘化鉀溶液混合時發生反應:2Fe3+(aq)+2I-(aq)??2Fe2+(aq)+I2(s)。現將1 L 0.25 mol·L-1氯化鐵溶液與4 L 0.10 mol·L-1碘化鉀溶液混合后,在第2 min時,測得混合溶液中c(I-)=0.04 mol·L-1,溶液混合時的體積變化忽略不計,則下列說法正確的是( )A.第2 min時,c(Fe2+)=0.01 mol·L-1B.混合溶液中,c(K+)=0.01 mol·L-1C.0~2 min內,v(I-)=0.01 mol·L-1·min-1D.第2 min時,c(Fe3+)=0.01 mol·L-15.一定溫度下,10 L 0.40 mol·L-1的H2O2溶液發生催化分解,測得不同時刻生成O2的體積(已折算為標準狀況下)如表所示:下列說法錯誤的是(溶液體積變化忽略不計)( )A.0~4 min內的平均反應速率v(H2O2)≈0.0384 mol·L-1·min-1B.6~10 min內的平均反應速率v(H2O2)<0.0384 mol·L-1·min-1C.反應至6 min時,c(H2O2)=0.30 mol·L-1D.反應至6 min時,H2O2分解了50%t/min 0 2 4 6 8 10V(O2)/L 0.0 9.9 17.2 22.4 26.5 29.9課時分層練題號 1 2 3 4 5 6 7 難度 ★ ★ ★ ★ ★ ★★ ★★ 對點 化學反應速率的應用 化學反應速率的概念及影響因素 化學反應速率的影響因素 化學反應速率的比較 化學反應速率的計算 化學反應速率與化學計量數之間的關系 化學反應速率的相關計算及影響因素 題號 8 9 10 11 12 13難度 ★ ★★ ★★★ ★★★ ★★ ★★★對點 化學反應速率的影響因素 化學反應速率的影響因素 化學反應速率的計算與比較及相關圖像的分析 外界條件對化學反應速率的影響的探究、化學反應速率的比較 化學反應速率的相關計算 不同情境下的反應速率的計算1.下列過程中,需要加快化學反應速率的是( )A.鋼鐵腐蝕 B.食物變質C.金屬冶煉 D.塑料老化[學習·理解]2.下列關于化學反應速率的說法正確的是( )A.0.1 mol·L-1鹽酸和硫酸分別與2 mol·L-1氨水反應速率相同B.0.1 mol·L-1鹽酸和硝酸與相同形狀和大小的大理石反應的速率相同C.0.8 mol·L-1·s-1的含義是時間為1 s時,某物質的濃度是0.8 mol·L-1D.對于任何化學反應來說,反應速率越大,反應現象就越明顯3.下列實驗中,反應速率加快是由催化劑引起的是( )A.在炭粉中加入KClO3,點燃時燃燒更為劇烈B.鋅與稀硫酸反應中加入少量濃硫酸而使反應放出H2的速率加快C.雙氧水中加入少量MnO2,可迅速放出氣體D.將木柴劈碎再進行燃燒解析:A項,反應速率加快的原因是KClO3分解產生的O2助燃;B項,反應速率加快是因為硫酸的濃度增大;D項,反應速率加快是因為增大了反應物的接觸面積。4.對于反應A(g)+3B(g)===2C(g)+2D(g),在不同情況下測得的反應速率如下,其中反應速率最大的是( )A.v(D)=0.4 mol·(L·s)-1 B.v(C)=0.5 mol·(L·s)-1C.v(B)=0.6 mol·(L·s)-1 D.v(A)=0.15 mol·(L·s)-15.反應4A(g)+5B(g)??4C(g)+6D(g)在0.5 L密閉容器中進行,0.5 min后,A減少了0.90 mol,則反應的速率可表示為( )A.v(A)=3.6 mol·L-1·s-1 B.v(B)=0.03 mol·L-1·s-1C.v(C)=0.03 mol·L-1·s-1 D.v(D)=0.09 mol·L-1·s-16.對于反應4NH3(g)+5O2(g)??4NO(g)+6H2O(g),若反應速率分別用v(NH3)、v(O2)、v(NO)、v(H2O)(單位皆為mol·L-1·min-1)表示,則下列式子中正確的是( )A.4v(O2)=5v(NO) B.5v(O2)=6v(H2O)C.2v(NH3)=3v(H2O) D.4v(NH3)=5v(O2)解析:v(O2)∶v(H2O)=5∶6,則6v(O2)=5v(H2O),B錯誤;v(H2O)∶v(NH3)=6∶4=3∶2,則2v(H2O)=3v(NH3),C錯誤;v(NH3)∶v(O2)=4∶5,則5v(NH3)=4v(O2),D錯誤。7.恒溫、恒容的密閉容器中進行反應:A(g)+B(g)===C(g),若反應物的濃度從2 mol·L-1降到0.8 mol·L-1需20 s,那么反應物濃度由0.8 mol·L-1降到0.2 mol·L-1所需的反應時間為( )A.10 s B.大于10 sC.小于10 s D.無法判斷解析:如果按反應物濃度從2 mol·L-1降到0.8 mol·L-1需20 s計算,那么反應物濃度由0.8 mol·L-1降到0.2 mol·L-1所需的反應時間為10 s。但隨著反應的進行,反應物的濃度逐漸降低,化學反應速率逐漸減慢,因此所需的反應時間應大于10 s。8.實驗室用鋅粒與2 mol·L-1硫酸溶液制取氫氣,下列措施不能增大化學反應速率的是( )A.向該硫酸溶液中加入等體積的水 B.改用3 mol·L-1硫酸溶液C.改用熱的2 mol·L-1硫酸溶液 D.用鋅粉代替鋅粒解析:A項,向該硫酸溶液中加入等體積的水,濃度減小,反應速率減小。[應用·實踐]9.反應C(s)+H2O(g)??CO(g)+H2(g)在一容積可變的密閉容器中進行,下列條件的改變對反應速率幾乎沒有影響的是( )A.保持體積不變,充入氮氣 B.升溫C.將容器的體積縮小為一半 D.保持體積不變,增加H2O(g)的量解析:保持體積不變,充入氮氣,體系中各物質的濃度不變,反應速率不變。10.將形狀相同、表面潔凈的鋁箔與鐵片分別置于同溫下2 mol·L-1的鹽酸中,c(HCl)隨時間的變化如圖所示。下列說法正確的是( )A.a為鋁箔,前10 min鋁箔反應生成H2的物質的量為0.75 molB.b為鐵片,前40 min鐵片反應生成H2的物質的量為0.5 molC.前10 min鋁箔與鹽酸反應速率為v(HCl)=1.5 mol·L-1·min-1D.前40 min鐵片與鹽酸反應速率為v(HCl)=0.025 mol·L-1·min-111.某實驗小組利用0.1 mol·L-1 Na2S2O3溶液與0.2 mol·L-1 H2SO4溶液的反應研究外界條件對化學反應速率的影響。設計實驗如表:下列說法錯誤的是( )(提示:Na2S2O3+H2SO4===Na2SO4+S↓+SO2↑+H2O)A.研究溫度的影響時,應將溶液混合后置于不同溫度的水浴中B.此實驗小組探究了濃度和溫度對化學反應速率的影響C.實驗②中a=5.0D.t2>t1>t3實驗編號 ① ② ③溫度/℃ 10 10 50V(Na2S2O3)/mL 5.0 5.0 5.0V(H2SO4)/mL 10.0 5.0 10.0V(H2O)/mL 0 a 0出現渾濁需要的時間/s t1 t2 t3解析:由控制變量法可知,研究溫度的影響時,應將溶液置于不同溫度的水浴中控制反應液的溫度,再混合溶液,A錯誤;實驗①②中硫酸濃度不同,實驗①③中溫度不同,可以探究溫度和濃度對化學反應速率的影響,B正確;由控制變量法可知,溶液總體積相同,則實驗②中加入H2O的體積為5.0 mL,才能保持c(Na2S2O3)與實驗①一致,C正確;溫度越高、濃度越大,反應速率越快,實驗①中硫酸的濃度比實驗②大,實驗③中的溫度又比①高,則反應速率:③>①>②,出現渾濁需要的時間t2>t1>t3,D正確。實驗編號 ① ② ③溫度/℃ 10 10 50V(Na2S2O3)/mL 5.0 5.0 5.0V(H2SO4)/mL 10.0 5.0 10.0V(H2O)/mL 0 a 0出現渾濁需要的時間/s t1 t2 t312.(1)在反應A(g)+3B(g)===2C(g)中,若以物質A表示的化學反應速率為0.2 mol·L-1·min-1,則以物質B表示此反應的化學反應速率為______mol·L-1·min-1。(2)在2 L的密閉容器中,充入2 mol N2和3 mol H2,在一定條件下發生反應,3 s時測得N2為1.9 mol,則以H2的濃度變化表示的反應速率為______ mol·L-1·s-1。(3)將10 mol A和5 mol B放入容積為10 L的密閉容器中,某溫度下發生反應:3A(g)+B(g)??2C(g),在最初2 s內,消耗A的平均速率為0.06 mol·L-1·s-1,則在2 s時,容器中有______mol A,此時C的物質的量濃度為_______mol·L-1。0.60.058.80.0813.根據下列條件或信息計算化學反應速率:(1)將化合物A的蒸氣1 mol充入0.5 L容器中加熱分解:2A(g)===B(g)+nC(g)。反應到3 min時,容器內A的濃度為0.8 mol·L-1,測得這段時間內,平均速率v(C)=0.6 mol·L-1·min-1。則化學反應方程式中n的值為______,化學反應速率v(B)=_________________。(2)合金貯氫材料具有優異的吸氫性能,在氫能的開發中起到重要作用。溫度為T1時,2 g某合金4 min內吸收氫氣240 mL,則吸氫速率v=______mL·g-1·min-1。[創新·提高]30.2 mol·L-1·min-130t/min 0 2.0 4.0 6.0 8.0n(Cl2)/ (10-3 mol) 0 1.8 3.7 5.4 7.2計算2.0~6.0 min內以HCl的物質的量變化表示的反應速率是____________ mol·min-1。1.8×10-3(4)在容積為1.00 L的密閉容器中,通入一定量的N2O4,發生反應N2O4(g)??2NO2(g),如圖所示。在0~60 s時段,反應速率v(N2O4)為__________mol·L-1·s-10.001t/min 0 2.0 4.0 6.0 8.0n(Cl2)/ (10-3 mol) 0 1.8 3.7 5.4 7.2 展開更多...... 收起↑ 資源預覽 縮略圖、資源來源于二一教育資源庫