第3節(jié)化學反應的快慢和限度

第1課時化學反應的快慢

學業(yè)要求核心素養(yǎng)對接

1.了解化學反應速率的含義及其表示方1.通過對化學反應速率的學習，培養(yǎng)學

法。生變化觀念與平衡思想。

2.了解影響化學反應速率的因素。初步2.通過對影響化學反應速率的因素的探

了解控制化學反應速率的方法。究，培養(yǎng)學生科學探究與創(chuàng)新意識。

基礎?自主學習預習基礎知識

知識點一化學反應速率

通過上圖我們可以發(fā)現(xiàn)化學反應有快有慢，怎樣表示化學反應的快慢呢？請完成

下列知識點：

1.含義

化學反應速率是用來描述化學反應怏慢的物理量。

2.表示方法

通常用單位時間某反應物濃度的減少量（絕對值）或某生成物濃度的增加量來表

示。

3.表達式

Ar,（yA）

0（A）=加一，Ac（A）表示反應物（或生成物）A濃度的變化量,表示濃度變化

的時間。

4.單位

化學反應速率的常用單位為mol-Lmolllmini或mol.LLh!

5.實例

在一個體積為2L的密閉容器中發(fā)生反應2so2+O2催夫劑2so3,經(jīng)過5s后,

測得S03的物質的量為0.8molo填寫下表：

反應物或生成物

S0202so3

物質的量濃度變化/mob廠|0.40.20.4

化學反應速率/moll—sT0.080.040.08

化學反應速率之比2_：1：2

知識點二影響化學反應速率的因素

1.探究影響化學反應速率的因素

實驗方案實驗現(xiàn)象結論

決定化學反應速率大小的

鎂條、鐵片與鹽酸反應，

內(nèi)因是反應物本身的內(nèi)在

鎂片產(chǎn)生氣泡的速率快

試管中均為0.5mol?L-'HCI(aq)性質

粉狀碳酸鈣比塊狀碳酸鈣增大反應物的接觸面積，

3mobL'1HCI(aq)

w

塊狀產(chǎn)生氣泡的速率怏可以加快化學反應速率

一碳酸鈣

1

Mg>-Mg3mol-LHCl(aq)與Mg反應物濃度越大，化學反

_0.5mobL'1_3moi廿

3-HCi(aq)3-HCl(aq)反應產(chǎn)生氣泡的速率快應速率越快

I用酒精燈加熱的試管中產(chǎn)溫度越高，化學反應速率

0.5

生氣泡的速率快越快

,MM)?粉末7

加入MnCh粉末的試管中催化劑可以加怏化學反應

3%H,O

2產(chǎn)生氣泡的速率較怏速率

2.影響化學反應速率的因素

(1)內(nèi)因

不同的化學反應，具有不同的反應速率，這說明化學反應速率的大小主要取決于

反應物本身的內(nèi)在性質。

(2)外因

條件改變反應速率變化

增加反應物濃度加快

濃度

減少反應物濃度減慢

升高溫度加快

溫度

降低溫度減慢

增大壓強加快

壓強有氣體物質

減小壓強減慢

催化劑加入合適的催化劑加快

接觸面積增大反應物間的接觸面積加快

微判斷

(1)對于任何化學反應來說，反應速率越大，反應現(xiàn)象就越明顯()

(2)由辭計算平均速率，用反應物表示為正值，用生成物表示為負值()

⑶同一化學反應，相同條件下用不同物質表示的反應速率，其數(shù)值可能不同，

但表示的意義相同()

(4)化學反應速率為0.8mol-L-'-s-1是指1s時某物質的濃度為0.8molL-'()

(5)升溫時不論吸熱反應還是放熱反應，反應速率都增大()

(6)一定量的鋅與過量的稀硫酸反應制取氫氣，為減慢反應速率而又不影響生成

比的量，可向其中加入KNO3溶液()

(7)碳酸鈣與鹽酸反應的過程中，再增加CaCCh固體，反應速率不變，但把CaCCh

固體粉碎，可以加快反應速率()

［答案］(1)X(2)X(3)V(4)X(5)V

⑹義(7)V

微訓練

1.下列有關化學反應速率的說法正確的是()

A.用鐵片和稀硫酸反應制氫氣時，改用98%的硫酸可以加快反應速率

B.100mL2moi的鹽酸與鋅片反應，加入適量的氯化鈉溶液，反應速率不

變

C.SO2的催化氧化反應是一個放熱反應，所以升高溫度，反應速率減小

D.汽車尾氣中的NO和CO可以緩慢反應生成N2和CO2,減小壓強時反應速率

減小

［解析］鐵在濃硫酸中會發(fā)生鈍化，A項錯誤；加入氯化鈉溶液，鹽酸的濃度減

小，反應速率減小，B項錯誤；升高溫度，反應速率增大，C項錯誤。

［答案］D

2.在某一化學反應中，反應物A的濃度在10s內(nèi)從0.8mollT變?yōu)?.2mol-L-

,,則在這10s內(nèi)A的化學反應速率為()

A.0.02mol-L-1

B.0.02mol-L'-s-1

C.0.06mol-L-I-s_|

D.0.06mol-L'-min1

［解析］10s內(nèi)A的化學反應速率為(0.8mol-L'-0.2mol-L')^10s=0.06mol.L

-1-1

,So

［答案］c

3.在下列事實中，什么因素影響了化學反應的速率？

⑴集氣瓶中有氏和C12的混合氣體，在瓶外點燃鎂條時發(fā)生爆炸：

(2)黃鐵礦燃燒時需粉碎成細小的礦粒：___________________________________

⑶KI晶體和HgCk晶體混合后無明顯現(xiàn)象，若一起投入水中，很快生成紅色HgL：

(4)熔化的KC1O3放出氣泡很慢，撒入少量MnO2很快產(chǎn)生氣體：

(5)同濃度、同體積的鹽酸中放入同樣大小的鋅粒和鎂塊，產(chǎn)生氣體有快有慢:

(6)同樣大小的石灰石分別在0.1mol-L1的鹽酸和1mol.Lt的鹽酸中反應速率不

同：_____________________________________________________________

(7)夏天的食品易變霉，冬天就不易發(fā)生該現(xiàn)象：0

(8)葡萄糖在空氣中燃燒時需要較高的溫度，可是在人體內(nèi)，在正常體溫(37℃)

時，就可以被氧化，這是因為：。

［解析］影響化學反應速率的因素除了濃度、溫度、壓強、催化劑以外，光、電

磁波、超聲波、反應物顆粒的大小、溶劑的性質等，也會對化學反應速率產(chǎn)生影

響。

［答案］（1）光（2）反應物的接觸面積（3）在溶液中，水作溶劑，增大了接觸面

積（4）催化劑（5）反應物本身的性質（6）反應物的濃度

（7）反應溫度（8）人體里的生物酶起催化作用，可以降低葡萄糖氧化反應所需要

的能量，所以在人體溫度的范圍內(nèi)就可以發(fā)生反應

微思考

1.請從化學反應快慢的角度解釋人們?yōu)槭裁词褂秒姳浔４媸澄铮?/p>

提示食物腐敗是因為發(fā)生了化學反應，在其他條件相同時，溫度越低，化學反

應越慢，人們用電冰箱把食物放置在低溫下保存，以減緩食物的腐敗。

2.工業(yè)生產(chǎn)硫酸時，要先將黃鐵礦礦石（主要成分為FeS-粉碎后，再投入沸騰

爐，為什么？

提示將鐵礦石粉碎，是為了增大與空氣的接觸面積，加快反應速率。

3.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？

提示不能。對于固態(tài)或純液態(tài)物質，濃度可視為常數(shù)，改變其用量，濃度不發(fā)

生改變，不影響化學反應速率。

核心?互動探究突破核心任務

學習任務/化學反應速率的正確理解及計算方法

資料：

資料一：化學反應速率就是化學反應進行的快慢程度（平均反應速率），用單位時

間內(nèi)反應物或生成物的物質的量濃度變化量來表示。在容積不變的反應容器中，

通常用單位時間內(nèi)反應物濃度的減少或生成物濃度的增加來表示。如時間用s,

則化學反應速率的單位是molL-,-s-lo

資料二：測量一個化學反應的速率，需要測定某一時間段內(nèi)某物質濃度的改變量。

但是，一般來說在測量時化學反應仍在進行，應用一般化學分析方法測定反應速

率存在困難。一個近似的辦法是使反應立即停止（如果可以），如通過稀釋、降溫、

加入阻化劑或除去催化劑等方法可以使反應進行得非常慢，便于進行化學分析。

但這樣既費時費力，又不準確，可以研究的反應也有限?，F(xiàn)在廣泛使用的方法是

測量物質的性質，如壓力、電導率、吸光度等，通過它們與物質濃度的關系實現(xiàn)

連續(xù)測定。

交流討論》

請結合上述資料完成下列討論：

1.一個化學反應的速率可以用任何一種反應物或生成物來表示嗎？

提示由于Ac表示的是物質的物質的量濃度的變化，而固態(tài)物質和純液態(tài)物質

的濃度在一定溫度下是常量，所以這種表示化學反應速率的方法不適合固態(tài)物質

和純液態(tài)物質。

2.探究在同一化學反應中，用不同物質表示該反應的速率時，各數(shù)據(jù)之間有什

么關系？

提示同一化學反應，用不同物質表示的化學反應速率之比等于化學方程式中相

應物質的化學計量數(shù)之比，這是有關化學反應速率的計算或換算的依據(jù)。

3.思考用。=辭計算出來的速率，是某一時刻的瞬時速率還是某段時間內(nèi)的平

均速率？

提示化學反應速率實際上指的是某一段時間內(nèi)化學反應的平均速率，而不是某

一時刻的瞬時速率。

4.已知反應A(g)+3B(g)2C(g),在不同條件下，分別用A、B、C三種物質

表示的速率為：

①0(A)=0.2mol/(L-s)

②0(B)=0.45mol/(L-s)

③o(C)=0.45mol/(L.s),則通過所學知識比較此反應在上述條件下進行的快慢程

度。

提示用不同物質比較化學反應速率快慢時，要轉化為同種物質表示的反應速率,

然后再進行比較。根據(jù)化學反應速率之比等于化學方程式中的化學計量數(shù)之比，

將②、③中的反應速率都用A表示為：

②0(A)=0.15mol/(Ls),

③o(A)=0.225mol/(L-s),故三者速率大小為③，①〉②。

名師歸納》

1.化學反應速率的正確理解

(1)在同一化學反應里,用不同的物質表

I----------示的反應速率可能不同.但意義相同,故

I_____描述反應速率時必須指明具體的物質

AHA)L(2)固體或純液體的濃度視為常數(shù)，A0=0,

l'<A)=Ar因此不用固體或純液體表示化學反應速率

\I(3)化學反應速率是一段時間內(nèi)的平均反應

一速率,而不是某一時刻的瞬時速率

___________(4)用不同反應物表示化學反應速率時:化

一學反應速率之比=化學計最數(shù)之比

2.化學反應速率的計算方法

⑴根據(jù)研川=―；：)-計算。

⑵根據(jù)同一化學反應不同物質的速率之比等于化學方程式中的化學計量數(shù)之比

計算。

3.反應速率大小比較的兩種方法

同一化學反應的速率用不同物質表示時數(shù)值可能不同，比較化學反應速率的快慢

不能只看數(shù)值大小，還要進行一定的轉化：

(1)換算成用同一物質、同一單位表示，再比較數(shù)值大小。

(2)比較化學反應速率與化學計量數(shù)的比值。如反應aA+bBcC,要比較不同

情況下。(A)與0(B)的相對大小，即比較號一與匕不一的相對大小，若看—

>—^―,則用o(A)表示的反應速率比用o(B)表示的反應速率大。

【例題】在2L密閉容器中，發(fā)生以下反應：2A(g)+B(g)2C(g)+D(g)o

若最初加入的A和B都是4mol,在前10sA的平均反應速率為0.12molf'-s

t,則10s時，容器中B的物質的量是()

A.1.6molB.2.8mol

C.2.4molD.1.2mol

［解析］根據(jù)化學反應速率之比等于對應物質的化學計量數(shù)之比，可得v(B)=

0.50(A)=0.5X0.12molL^-s-^0.06mol-L'-s',則△c(B)=0.06molL-|-s-

'X10s=0.6mol-L_1,A/7(B)=0.6mol-L_1X2L=1.2mol,故10s時容器中B的

物質的量為4mol—1.2mol=2.8mol。

［答案］B

變式訓練反應：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，分別為

①o(A)=0.6molLLmin1

②貝B)=0.45mol-L1-min-1

③o(C)=0.015mol-L-1min-1

④。(D)=0.45mol-L-1-min-1

則此反應在不同條件下進行最快的是()

A.②③B.①③

C.②④D.②

［解析］化學反應速率之比等于化學反應方程式中的化學計量數(shù)之比，即

o(A)：0(B)：0(C)：“D)=3：1：2：2,則用A表示的化學反應速率分別為①磯A)

=0.6mol-LLmin'；②中u(A)=3u(B)=0.45mol-LLmin1X3=1.35mol-L

33

'-min'；③中0(A)=R(C)=5XO.O15moll'min1=0.0225mol-L'min'；(4)

33

中o(A)=^(D)=2X0.45mol-L'-min1=0.675mol-L'-min1,所以在不同條件

下，進行最快的是②，D項正確。

［答案］D

學習任務2(核心素養(yǎng))影響化學反應速率的因素

一、知識要點

化學反應速率影響因素的注意點

1.主要因素(內(nèi)因)

不同的化學反應，具有不同的反應速率，因此，參加反應的物質的性質是決定化

學反應速率的主要因素。

2.外界因素(外因)

⑴溫度：當其他條件不變時，升高溫度，可以增大化學反應速率；降低溫度，

可以減小化學反應速率。

⑵催化劑：當其他條件不變時，使用適當?shù)拇呋瘎┩ǔＤ軜O大地加快化學反應

速率。

⑶濃度：當其他條件不變時，增大反應物的濃度，可以增大化學反應速率；減

小反應物的濃度，可以減小化學反應速率。

⑷壓強：對于有氣體參加的反應，當其他條件不變時，增大氣體的壓強，可以

增大化學反應速率；減小氣體的壓強，可以減小化學反應速率。

(5)固體表面積：固體顆粒越小，其單位質量的表面積越大，與其他反應物的接

觸面積越大，化學反應速率越大。

(6)反應物狀態(tài)：一般來說，配成溶液或反應物是氣體，都能增大反應物之間的

接觸面積，有利于增大反應速率。

(7)形成原電池，可以增大氧化還原反應的反應速率。

二'核心素養(yǎng)

通過對影響化學反應速率的因素的探究=培養(yǎng)學生科學探究與

創(chuàng)新意識

通過對影響化學反應速率的因素的應用=培養(yǎng)學生變化觀念與

平衡思想

【素養(yǎng)解題】

［典例示范］下列各組反應(表中金屬粉末均為0.1mol),在反應剛開始時，放出

比的速率最大的是()

金屬(粉末狀)酸的濃度及體積反應溫度/℃

AMg6moi硝酸10mL60

BMg3mol-L1鹽酸10mL60

CFe3mol-L-1鹽酸10mL60

DMg3mol-L-1硫酸10mL60

［解題思路］

①金屬粉末均為0.1mol②反應剛開始

讀題干

③放出H2④速率最大

辨題型對比實驗

①A、B、D均為Mg

找相同②B、C均為3moi鹽酸

③反應溫度均為60℃

找不同①C為Fe②A為6moi1一1硝酸③D為3moiH2so4

①Mg比Fe快

細分析②HNCh無法產(chǎn)生H2

③3molL~'H2SO4中c(H卜)大于3moi?L1鹽酸中的c(H')

得［答案］D

三、對點訓練

I.下列關于影響化學反應速率的條件的說法正確的是()

A.增大壓強一定能加快化學反應速率

B.使用催化劑，使反應的活化能降低，反應速率加快，但不改變反應的歷程

C.反應物濃度是決定化學反應速率的主要因素

D.升高溫度，一般能加快化學反應速率

［解析］A項，壓強對反應速率的影響只適用于有氣體參與的反應，即改變壓強，

反應速率不一定改變，A項不正確。B項，催化劑能改變反應的歷程，B項不正

確。C項，參加反應的物質的性質是決定化學反應速率的主要因素，C項不正確。

D項，升高溫度，一般能加快化學反應速率，D項正確。

［答案］D

2.在一定條件下，反應N2(g)+3H2(g)2NH3(g),在2L密閉容器中進行，5min

內(nèi)氨的質量增加了1.7g,則反應

速率為()

A.U(NHB)=0.1mol-L'-min1

B.U(N2)=0.02mol-L'-min1

-1

C.V(H2)=0.015mol-L-'-min

D.U(NH3)=0.17mol-L'-min1

［解析］根據(jù)題意知,5min內(nèi)氨的質量增加了1.7g,物質的量增加0.1mol,"N%)

=△〃/(%〃)=/&3一=0.0］mol-Lmin利用化學反應速率之比等于對應

-l-1-

物質的化學計量數(shù)之比計算得v(N2)=0.005molLmin,v(H2)=0.015mol-L

'-min1,C項正確。

［答案］C

3.把鎂條投入盛有鹽酸的敞口容器中，產(chǎn)生氫氣的速率變化曲線如圖所示。下

列因素中，影響該反應速率的是()

產(chǎn)

生

H

的2

速

率

度

的溫

溶液

積③

表面

條的

②鎂

濃度

酸的

①鹽

濃度

廠的

④C

④

B.③

④

A.①

③

D.②

③

C.①

2+

+

關，

+有

與H

t,

+H

g

=M

2H

Mg+

式為

方程

離子

應的

酸反

與鹽

］鎂

［解析

2

大，

應最

速率

，反應

最大

濃度

H+的

始時

剛開

中，

反應

酸的

與鹽

。在鎂

無關

與C「

應的

化學反

，隨著

增大

還會

速率

反應

化學

高，

度升

應，溫

熱反

為放

反應

于此

但由

慢。

漸減

又逐

速率

反應

，化學

減小

逐漸

濃度

，H+

進行

］C

［答案

，物

應時

學反

生化

質發(fā)

態(tài)物