高中化学鲁科版 (2019)必修 第二册第2章 化学键 化学反应规律第3节 化学反应的快慢和限度多媒体教学课件ppt

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1.化学反应中物质变化的实质是旧化学键断裂和新化学键形成的过程。2.实验室中用氯酸钾受热分解制取O2,要用到二氧化锰,二氧化锰在该反应中起催化剂作用。3.相同浓度的盐酸分别与碳酸氢钠、碳酸钠反应,碳酸氢钠产生氢气更快。4.夏天食物容易坏,冬天食物坏的慢。
一、化学反应速率1.定义:化学反应速率用来衡量化学反应的快慢。2.表示方法:可用单位时间某反应物浓度的减少量(绝对值)或某生成物浓度的增加量来表示。3.计算公式及单位:
化学反应速率的单位通常为ml·L-1·s-1或ml·L-1·min-1。4.某化学反应中,各物质的反应速率之比等于方程式中各物质的化学计量数之比。
二、影响化学反应速率的因素1.内因对于不同的化学反应来说,反应速率主要是由反应物本身的性质决定。在外界条件相同时,反应物的化学性质越活泼,化学反应速率越快,反应物的化学性质越不活泼,化学反应速率越慢。2.外因反应物浓度、反应的温度、反应物之间的接触面积、催化剂等是影响化学反应速率的外部因素。增大反应物浓度、升高温度、增大反应物之间的接触面积以及使用催化剂等,都可以提高化学反应速率。另外,影响化学反应速率的条件还有压强(对于一些有气态物质参加的反应)、溶剂、光波、电磁波、超声波等。
三、调控化学反应速率的意义
【微思考1】单位时间内,反应物消耗的物质的量越多,是不是反应速率越快?表面积相同的Mg和Fe分别与等浓度等体积的稀盐酸反应,生成气体的速率一样吗?提示:不一定,反应物物质的量消耗多,浓度变化不一定大。Mg与稀盐酸反应速率更快,其原因是还原性Mg>Fe。【微思考2】反应物的量、温度、压强中哪些因素发生变化肯定能影响化学反应速率?提示:温度变化肯定影响化学反应速率,若反应物为固体或纯液体,改变其用量不影响反应速率,没有气态物质参加的反应,改变压强,不影响反应速率。
1.判断正误,正确的打“√”,错误的打“×”。(1)催化剂在反应前后质量不变,所以催化剂不参与化学反应。 (　　)
(3)由于固体浓度为一常数,所以块状CaCO3与粉末状CaCO3与等浓度的盐酸反应速率一样快。 (　　)(4)不管是吸热反应还是放热反应,升高温度时反应速率都加快。 (　　)(5)决定化学反应速率快慢的根本因素是温度、浓度和催化剂。 (　　)答案:(1)×　(2)×　(3)×　(4)√　(5)×
2.一定能使反应速率加快的方法是(　　)①升温　②改变生成物浓度　③增大反应物浓度　④加压A.①②③B.①③C.②③D.①②③④答案:B解析:影响化学反应速率的外界条件有温度、压强、浓度、催化剂等。①升温与③增加反应物的浓度一定加快反应的速率;而②改变生成物浓度包括了减小生成物的浓度,减小生成物浓度会使反应速率减慢;④加压对于有气体参与的反应才有可能改变反应速率,对于没有气体参与的反应,将不会改变反应速率。
3.反应4NH3(g)+5O2(g)=4NO(g)+6H2O(g)在10 L密闭容器中进行,半分钟后,水蒸气的物质的量增加了0.45 ml,则此反应的平均速率v(X)(反应物的消耗速率或产物的生成速率)可表示为(　　)A.v(NH3)=0.01 0 ml·L-1·s-1B.v(O2)=0.001 0 ml·L-1·s-1C.v(NO)=0.001 0 ml·L-1·s-1D.v(H2O)=0.004 5 ml·L-1·s-1答案:C 解析:半分钟后,水蒸气的物质的量增加了0.45 ml,则
计量数之比,则v(NH3)=0.001 0 ml·L-1·s-1,v(O2)=0.001 25 ml·L-1·s-1,v(NO)=0.001 0 ml·L-1·s-1,C项正确。
化学反应速率的计算与比较问题探究用纯净的CaCO3与100 mL稀盐酸反应制取CO2,实验过程记录如图所示(CO2的体积已折算为标准状况下的体积)。
(1)哪一段表示的平均速率最快?(2)EF段,用盐酸表示该反应的平均反应速率为多少?(3)OE、EF、FG三段中,该反应用二氧化碳表示的平均反应速率之比为多少?
提示:(1)由图可知,在1 min时间内,EF段生成二氧化碳的体积最多,故EF段反应速率最快。
(3)OE、EF、FG三段中,时间相等,则该反应用二氧化碳表示的平均反应速率之比为224∶448∶112=2∶4∶1。
知识归纳1.理解化学反应速率的注意事项(1)一个确定的化学反应涉及反应物、生成物等多种物质,因而定量表示一个化学反应的反应速率时,必须指明是哪一种反应物或生成物表示的反应速率。(2)同一反应,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,即表示整个化学反应的快慢。(3)化学反应速率是不断变化的,有瞬时速率和平均速率之分,在中学阶段化学反应速率的计算只涉及一段时间内的平均反应速率,而不是某一时刻的瞬时反应速率。(4)各物质的化学反应速率之比等于反应方程式中各物质的化学计量数之比。如反应aA(g)+bB(g)=cC(g)+dD(g)中,v(A)∶v(B)∶v(C)∶v(D)=a∶b∶c∶d。(5)固体或纯液体的浓度可视为常数,因此一般不用固体或纯液体表示反应速率。
2.化学反应速率的简单计算与大小比较
(2)对某一具体反应,只要知道其中一种物质的反应速率,其余物质的反应速率可根据化学方程式中的化学计量数之比求算。(3)比较同一个化学反应在不同条件下化学反应速率的相对大小,一般有两种方法。①应先把各物质的反应速率转化为用同一物质、同一单位表示的反应速率,然后再比较其数值大小,数值越大表明反应速率越大。
典例剖析例1反应4A(s)+3B(g)=2C(g)+D(g),经2 min后,B的浓度减少0.6 ml·L-1。下列说法正确的是 (　　)A.用A表示的化学反应速率是0.4 ml·L-1·min-1B.分别用B、C、D表示化学反应速率,其比值是3∶2∶1C.在2 min末的反应速率,用B表示是0.3 ml·L-1·min-1D.在这2 min内B和C两物质的浓度都减小答案:B解析:A为固体,一般不用固体表示化学反应速率,因为固体的浓度为常数,A项错误;在同一反应中,用不同物质表示的化学反应速率(单位一致)的比值等于它们的化学计量数之比,B项正确;v(B)=0.3 ml·L-1·min-1为平均值,并非2 min末的反应速率,C项错误;B为反应物,C为生成物,在2 min内两者浓度不可能同时减小,D项错误。
变式训练1-1在不同条件下进行反应A(g)+3B(g) 4C(g)+2D(g),其平均反应速率v(X)如下,其中表示反应速率最快的是(　　)A.v(A)=0.4 ml·L-1·s-1 B.v(B)=0.8 ml·L-1·s-1C.v(C)=1.2 ml·L-1·s-1 D.v(D)=0.7 ml·L-1·s-1答案:A
变式训练1-2对于化学反应3W(g)+2X(g)=4Y(g)+3Z(g),下列反应速率关系正确的是(　　)A.v(W)=3v(Z)　　　　B.2v(X)=3v(Z)C.2v(X)=v(Y) D.3v(W)=2v(X)答案:C解析:化学反应速率之比等于化学计量数之比,v(W)∶v(Z)=3∶3=1∶1,故A项错误;v(X)∶v(Z)=2∶3,故B项错误;v(X)∶v(Y)=2∶4=1∶2,故C项正确;v(W)∶v(X)=3∶2,故D项错误。
化学反应速率的影响因素问题探究反应物本身的性质、反应物浓度、温度、固体反应物表面积分别是怎样影响化学反应速率的?提示:(1)探究反应物本身的性质对化学反应速率的影响。
(2)探究反应物浓度对化学反应速率的影响。
(3)探究温度对化学反应速率的影响。
(4)探究催化剂对化学反应速率的影响。
(5)探究固体反应物表面积对化学反应速率的影响。
知识归纳影响化学反应速率的因素
典例剖析例2在反应C(s)+CO2(g)=2CO(g)中,可使反应速率增大的措施是(　　)①减小体积增大压强　②增加碳的量　③通入CO2④恒压下充入N2　⑤恒容下充入N2　⑥升高温度A.①③④B.②④⑥ C.①③⑥D.③⑤⑥答案:C解析:①缩小容器的体积,可以使物质的浓度增大,化学反应速率加快,正确;②由于碳是固体,浓度不变,所以增加碳的量,化学反应速率不变,错误;③通入CO2,可以使物质的浓度增大,化学反应速率加快,正确;④恒压下充入N2容器的容积扩大,反应混合物的浓度降低,反应速率减小,错误;⑤恒容下充入N2,反应混合物的浓度不变,化学反应速率不变,错误;⑥升高温度,化学反应速率加快,正确。C项符合题意。
变式训练2-1下列有关化学反应速率的说法中,正确的是(　　)A.用铁片和稀硫酸反应制取氢气时,改用铁片和浓硫酸可以加快产生氢气的速率B.100 mL 2 ml·L-1的盐酸与锌反应时,加入适量的氯化钠溶液,生成氢气的速率不变C.二氧化硫的催化氧化是一个放热反应,所以升高温度,反应速率减慢D.汽车尾气中的CO和NO可以缓慢反应生成N2和CO2,减小压强,反应速率减慢答案:D解析:常温下浓硫酸与铁发生钝化反应,加热时生成SO2气体,不能增大生成氢气的速率,A项错误;加入氯化钠,氯化钠不参与反应,但溶液体积增大,盐酸浓度减小,反应速率减小,B项错误;升高温度,反应速率增大,C项错误;压强越小反应速率越慢,所以减小压强反应速率减慢,D项正确。
变式训练2-2(双选)在一密闭容器中充入1 ml H2和1 ml I2,压强为p,并在一定温度下使其发生反应H2(g)+I2(g) 2HI(g)　ΔH<0。下列说法正确的是 (　　)A.保持容器容积不变,向其中加入1 ml H2(g),反应速率一定加快B.保持容器容积不变,向其中加入1 ml N2(N2不参加反应),反应速率不变C.保持容器内气体压强不变,向其中加入1 ml N2(N2不参加反应),反应速率一定加快D.保持容器内气体压强不变,向其中加入1 ml H2(g)和1 ml I2(g),再次平衡时反应速率一定加快
答案:AB解析:增加反应物的浓度,反应速率加快,A正确;加入氮气,因为氮气不参与反应且容器体积不变,反应体系中各气体的浓度不变,故反应速率不变,B正确;保持压强不变,加入氮气,容器体积增大,反应体系中各气体的浓度减小,反应速率减慢,C错误;保持压强不变,再次充入1 ml H2(g)和1 ml I2(g),则容器容积增大为原来的2倍,再次平衡反应体系中各气体的浓度不变,反应速率不变,D错误。
1.在生产、生活中为加快反应速率而采取的措施合理的是 (　　)A.食物放在冰箱中B.在食品中添加适量防腐剂C.在糕点包装内放置小包除氧剂D.工业上燃烧硫铁矿制取SO2时,先将矿石粉碎答案:D解析:冰箱中温度较低,食物放在冰箱中,可减慢食物腐败的速率,A项错误;在食品中添加适量防腐剂,可减慢食品变质的速度,B项错误;在糕点包装内放置小包除氧剂,可抑制糕点的氧化,防止变质,C项错误;工业上燃烧硫铁矿制取SO2时,先将矿石粉碎,固体表面积增大,反应速率加快,D项正确。
2.甲、乙两容器都进行A→B的反应,甲容器内每分钟减少了4 ml A,乙容器内每分钟减少了2 ml A,则甲容器内的化学反应速率与乙容器内关系是(　　)A.甲快 B.甲慢C.甲乙相等D.不能确定答案:D解析:反应速率是单位时间内浓度的变化,题目中没有说明容器容积的大小,因此无法计算反应速率,D项正确。
3.5.6 g铁粉投入到盛有100 mL 2 ml·L-1稀硫酸的烧杯中,2 min时铁粉刚好完全溶解(溶解前后溶液体积变化忽略不计),下列表示这个反应的速率正确的是 (　　)A.v(Fe)=0.5 ml·L-1·min-1B.v(H2SO4)=1 ml·L-1·min-1C.v(H2SO4)=0.5 ml·L-1·min-1D.v(FeSO4)=1 ml·L-1·min-1答案:C解析:铁是固体,浓度视为常数,A项错误;消耗硫酸的物质的量为5.6/56 ml=0.1 ml,则v(H2SO4)=0.1/(100×10-3×2) ml·L-1·min-1=0.5 ml·L-1·min-1,B项错误,C项正确;同一反应中各物质的化学反应速率之比等于化学计量数之比,则v(FeSO4)=0.5 ml·L-1·min-1,D项错误。
4.反应A+3B=2C+D在四种不同情况下的反应速率分别为①v(A)=0.15 ml·L-1·s-1　②v(B)=0.6 ml·L-1·s-1　③v(C)=0.5 ml·L-1·s-1　④v(D)=0.45 ml·L-1·s-1则反应进行由快到慢的顺序为(　　)A.④>③>①>②B.②>④>③>①C.②>③>④>①D.④>③>②>①答案:D
5.对于化学反应3X(g)+Y(g) Z(g),在其他条件不变时,改变其中一个条件,则生成Z的速率(填“增大”“减小”或“不变”):(1)升高温度:　　　　　　　　; (2)加入催化剂:　　　　　　　　; (3)增大容器容积:　　　　　　　　　　; (4)加入X:　　　　　　　　　　; (5)加入Y:　　　　　　　　　　; (6)压缩体积:　　　　　　　　　　.