PAGEPAGE12化學(xué)反應(yīng)速率1．試驗室常用雙氧水與MnO2作用制取氧氣，寫出反應(yīng)的化學(xué)方程式，反應(yīng)中MnO2的作用是什么？提示：2H2O22H2O＋O2↑；催化劑。2．鎂、鐵哪種金屬更活潑？它們與同濃度的鹽酸反應(yīng)，哪種金屬反應(yīng)進行的更快？提示：鎂活潑；鎂與鹽酸反應(yīng)進行的更快。3．依據(jù)物理學(xué)學(xué)問，如何定量地推斷一個物體移動的快慢？提示：用速率來描述：單位時間內(nèi)物體移動位移的大小，即v＝eq\f(Δs,Δt)。[新知探究]探究1在容積為2L的密閉容器中發(fā)生反應(yīng)：N2＋3H22NH3，在5min內(nèi)，測知NH3的質(zhì)量增加1.7g，則這5min內(nèi)NH3的反應(yīng)速率是多少？提示：v(NH3)＝eq\f(Δc,Δt)＝eq\f(\f(1.7g/17g·mol－1,2L),5min)＝0.01mol·L－1·min－1。探究2肯定條件下進行的反應(yīng)：4NH3＋5O24NO＋6H2O(g)，已知NH3的反應(yīng)速率為0.2mol·L－1·min－1，你能計算出O2的反應(yīng)速率嗎？提示：依據(jù)化學(xué)反應(yīng)速率之比等于化學(xué)計量數(shù)之比可知：v(O2)＝eq\f(5,4)v(NH3)＝eq\f(5,4)×0.2mol·L－1·min－1＝0.25mol·L－1·min－1。探究3對于反應(yīng)：CaCO3＋2HCl=CaCl2＋H2O＋CO2↑，能否用CaCO3表示該反應(yīng)的反應(yīng)速率？提示：不能；因為CaCO3為固體，其物質(zhì)的量濃度視為常數(shù)，故不能用其表示化學(xué)反應(yīng)速率。[必記結(jié)論]1．化學(xué)反應(yīng)速率2．對化學(xué)反應(yīng)速率的正確理解——“公式中的三個量”(1)v(A)：指用A物質(zhì)表示的反應(yīng)速率，即運用化學(xué)反應(yīng)速率時，必需指明詳細的物質(zhì)。緣由：對于同一反應(yīng)，用不同的物質(zhì)表示反應(yīng)速率時，數(shù)值可能不同，但其意義相同。(2)Δc(A)：為A濃度的變更量，一般取正值，因此A不能為固體或純液體。緣由：固體或純液體的物質(zhì)的量濃度視為常數(shù)，Δc＝0。(3)Δt：一段時間，因此化學(xué)反應(yīng)速率為平均值而非瞬時值。3．化學(xué)反應(yīng)速率計算的“三個公式”(1)定義式：v(A)＝eq\f(ΔcA,Δt)。(2)推導(dǎo)式：v(A)＝eq\f(ΔnA,V·Δt)。(3)關(guān)系式：化學(xué)反應(yīng)速率之比＝物質(zhì)的量濃度變更量之比＝物質(zhì)的量變更量之比＝化學(xué)計量數(shù)之比。[勝利體驗]1．某一反應(yīng)物的濃度是2.0mol·L－1，經(jīng)過4min后，它的濃度變?yōu)?.68mol·L－1，則在這4min內(nèi)它的平均反應(yīng)速率為()A．0.2mol·L－1·min－1B．0.1mol·L－1·min－1C．0.04mol·L－1·min－1D．0.08mol·L－1·min－1解析：選Dv＝eq\f(Δc,Δt)＝eq\f(2.0－1.68mol·L－1,4min)＝0.08mol·L－1·min－1。2．在反應(yīng)A(g)＋2B(g)=3C(g)中，2min內(nèi)A的物質(zhì)的量濃度減小0.2mol·L－1，則用A表示的化學(xué)反應(yīng)速率為________，用C表示的化學(xué)反應(yīng)速率為____________。解析：v(A)＝eq\f(ΔcA,Δt)＝eq\f(0.2mol·L－1,2min)＝0．1mol·(L·min)－1，v(C)＝3v(A)＝0.3mol·(L·min)－1。答案：0.1mol·(L·min)－10.3mol·(L·min)－1[新知探究] 探究1把形態(tài)、大小相同的鋅粒分別投入到10mL1mol·L－1的鹽酸和10mL4mol·L－1的鹽酸中，哪個化學(xué)反應(yīng)速率較快？提示：鹽酸濃度越大，化學(xué)反應(yīng)速率越快。探究2試驗室用鋅和稀硫酸反應(yīng)制取氫氣時，通常用鋅粉代替鋅粒，其緣由是什么？提示：鋅粉與稀硫酸的接觸面積比鋅粒與稀硫酸的接觸面積大，故能加快化學(xué)反應(yīng)速率。探究3雙氧水中加入二氧化錳，為什么能快速產(chǎn)生氣體？提示：MnO2在H2O2的分解反應(yīng)中起催化劑作用，故加入H2O2能加快H2O2的分解速率。[必記結(jié)論]1．內(nèi)因——“確定因素”確定化學(xué)反應(yīng)速率的主要緣由是反應(yīng)物本身的性質(zhì)。例如：Mg、Zn分別與等濃度的鹽酸反應(yīng)時，Mg發(fā)生的反應(yīng)更猛烈，反應(yīng)更快。2.外因(其他條件不變時)[勝利體驗]3．試驗室中利用Zn和稀H2SO4反應(yīng)制取H2，下列各項措施能加快化學(xué)反應(yīng)速率的選項后打“√”，否則打“×”。(1)把稀H2SO4換成濃H2SO4()(2)適當(dāng)增大H2SO4的濃度()(3)上升反應(yīng)體系的溫度()(4)加入MnO2作催化劑()(5)把Zn片換成Zn粉()解析：Zn與濃H2SO4反應(yīng)會生成SO2而不產(chǎn)生H2，變更了化學(xué)反應(yīng)，(1)錯誤；適當(dāng)增大H2SO4的濃度，反應(yīng)速率增大，(2)正確；上升體系溫度，反應(yīng)加快，(3)正確；MnO2可作KClO3、H2O2分解的催化劑，但不是該反應(yīng)的催化劑，(4)錯誤；增大固體的表面積，反應(yīng)速率加快，(5)正確。答案：(1)×(2)√(3)√(4)×(5)√4．如下反應(yīng)條件的限制中不恰當(dāng)?shù)氖?)A．為了防止鐵生銹，在其表面涂一層防銹油漆B．為防止火災(zāi)，在面粉廠、加油站等場所要嚴(yán)禁煙火C．為加快KClO3的分解速率而加入MnO2D．為加快H2O2的分解速率而把反應(yīng)容器放到冷水中冷卻解析：選D把反應(yīng)容器放到冷水中冷卻，降溫會使H2O2的分解速率變慢。[新知探究] [勝利體驗]5．硫代硫酸鈉溶液與稀硫酸反應(yīng)的化學(xué)方程式為：Na2S2O3＋H2SO4=Na2SO4＋SO2↑＋S↓＋H2O，下列各組試驗中最先出現(xiàn)渾濁的是()解析：選D影響化學(xué)反應(yīng)速率的因素眾多，本題從濃度和溫度兩個因素考查，只要抓住濃度越大，溫度越高，反應(yīng)速率越大，便可以選出正確答案D?！猍關(guān)鍵語句小結(jié)]————————————————1．化學(xué)反應(yīng)速率的表示方法：用單位時間內(nèi)反應(yīng)物濃度的削減或生成物濃度的增加來表示。2．化學(xué)反應(yīng)速率的“三個公式”：(1)定義式：v＝eq\f(Δc,Δt)。(2)推導(dǎo)式：v＝eq\f(Δn,V·Δt)。(3)關(guān)系式：化學(xué)反應(yīng)速率之比＝化學(xué)計量數(shù)之比。3．加快化學(xué)反應(yīng)速率的“五個因素”：(1)增大反應(yīng)物的濃度；(2)上升溫度；(3)縮小體積增大壓強(對于氣體參與的反應(yīng))；(4)加入催化劑；(5)增大固體表面積。[例1]將4molA氣體和2molB氣體在2L容器中混合并在肯定條件下發(fā)生如下反應(yīng)2A(g)＋B(g)2C(g)，若2s后測得C的濃度為0.6mol·L－1，現(xiàn)有下列幾種說法，其中正確的是[已知反應(yīng)物B的轉(zhuǎn)化率＝eq\f(ΔcB,cB始)×100%]()①用物質(zhì)A表示的反應(yīng)的平均速率為0.3mol·L－1·s－1②用物質(zhì)B表示的反應(yīng)的平均速率為0.6mol·L－1·s－1③2s時物質(zhì)A的轉(zhuǎn)化率為70%④2s末物質(zhì)B的濃度為0.7mol·L－1A．①③B．①④C．②③D．③④解析：選B解題時先利用所給條件列出濃度：2A(g)＋B(g)2C(g)起始濃度/mol·L－1210變更濃度/mol·L－10.60.30.62s后的濃度/mol·L－12－0.61－0.30.6依據(jù)化學(xué)反應(yīng)速率的計算公式，可得v(A)＝eq\f(0.6mol·L－1,2s)＝0.3mol·L－1·s－1，v(B)＝eq\f(0.3mol·L－1,2s)＝0.15mol·L－1·s－1。A的轉(zhuǎn)化率＝eq\f(ΔcA,cA始)×100%＝eq\f(0.6mol·L－1,2mol·L－1)×100%＝30%；2s末B的濃度為0.7mol·L－1。應(yīng)用“三段式”進行化學(xué)反應(yīng)速率的計算(1)基本步驟：①確定反應(yīng)物或生成物的起始加入量；②確定反應(yīng)過程中各物質(zhì)的變更量；③確定反應(yīng)進行至某時刻時各物質(zhì)的量；④依據(jù)題干中的條件建立等式關(guān)系進行解答；⑤應(yīng)用化學(xué)反應(yīng)速率之比＝濃度變更之比＝物質(zhì)的量變更之比＝化學(xué)計量數(shù)之比。(2)計算模式：設(shè)amol·L－1、bmol·L－1分別為A、B兩物質(zhì)的起始濃度，mxmol·L－1為反應(yīng)物A的轉(zhuǎn)化濃度，nxmol·L－1為B的轉(zhuǎn)化濃度，則：mA(g)＋nB(g)pC(g)＋qD(g)起始濃度(mol·L－1)ab00轉(zhuǎn)化濃度(mol·L－1)mxnxpxqx終態(tài)濃度(mol·L－1)a－mxb－nxpxqx1．已知某反應(yīng)的各物質(zhì)濃度數(shù)據(jù)如下：aA(g)＋bB(g)cC(g)起始濃度(mol·L－1)3.01.002s末濃度(mol·L－1)1.80.60.8(1)據(jù)此可推算出上述方程式中各物質(zhì)的化學(xué)計量數(shù)之比是________。A．9∶3∶4B．3∶1∶2C．2∶1∶3D．3∶2∶1(2)v(A)＝________________________。解析：(1)a(A)(g)＋b(B)(g)cC(g)c初(mol·L－1)3.01.00Δc(mol·L－1)1.20.40.8c末(mol·L－1)1.80.60.8所以各物質(zhì)的化學(xué)計量數(shù)之比為1.2∶0.4∶0.8＝3∶1∶2，B正確。(2)v(A)＝eq\f(Δc,Δt)＝eq\f(1.2mol·L－1,2s)＝0.6mol·L－1·s－1。答案：(1)B(2)0.6mol·L－1·s－1[例2]反應(yīng)3A(g)＋B(g)=2C(g)＋2D(g)，在不同條件下，用不同物質(zhì)表示其反應(yīng)速率，分別為：①v(A)＝0.6mol·L－1·min－1②v(B)＝0.45mol·L－1·min－1③v(C)＝0.015mol·L－1·min－1④v(D)＝0.45mol·L－1·min－1則此反應(yīng)在不同條件下進行得最快的是()A．③B．①C．④D．②解析：選D化學(xué)反應(yīng)速率之比等于化學(xué)方程式中的化學(xué)計量數(shù)之比，v(A)∶v(B)∶v(C)∶v(D)＝3∶1∶2∶2，則轉(zhuǎn)化為用A表示的化學(xué)反應(yīng)速率分別為①v(A)＝0.6mol·L－1·min－1；②v(A)＝1.35mol·L－1·min－1；③v(A)＝0.0225mol·L－1·min－1；④v(A)＝0.675mol·L－1·min－1，所以在不同條件下，進行最快的反應(yīng)是②，D項正確。化學(xué)反應(yīng)速率大小的比較方法：用不同的物質(zhì)表示化學(xué)反應(yīng)速率并比較大小時，化學(xué)反應(yīng)速率與對應(yīng)物質(zhì)的化學(xué)計量數(shù)之比越大，則表明反應(yīng)速率越大。對于反應(yīng)aA(g)＋bB(g)=cC(g)＋dD(g)只要比較eq\f(vA,a)、eq\f(vB,b)、eq\f(vC,c)、eq\f(vD,d)的大小即可，留意化學(xué)反應(yīng)速率的單位要統(tǒng)一。2．反應(yīng)3A(g)＋B(g)=2C(g)在三種不同的條件下進行反應(yīng)，在同一時間內(nèi)，測得的反應(yīng)速率用不同的物質(zhì)表示為：①v(A)＝1.0mol·L－1·min－1②v(C)＝0.5mol·L－1·min－1③v(B)＝0.5mol·L－1·min－1，三種狀況下的該化學(xué)反應(yīng)速率大小的關(guān)系正確的是()A．①>②>③B．③>②>①C．③>①>②D．②>①>③解析：選C比較eq\f(vA,3)、v(B)、eq\f(vC,2)的大小，即①eq\f(vA,3)＝eq\f(1,3)mol·L－1·min－1，②eq\f(vC,2)＝eq\f(1,4)mol·L－1·min－1，故速率大小依次為③>①>②。[例3]在恒溫下，使反應(yīng)C(s)＋H2O(g)CO(g)＋H2(g)在一容積可變的密閉容器中進行，下列條件的變更對其反應(yīng)速率幾乎無影響的是()A．上升溫度B．將容器的體積縮小一半C．保持體積不變，充入N2使體系壓強增大D．保持壓強不變，充入N2使容器體積變大解析：選C上升溫度，反應(yīng)速率加快；B中體積減半，氣體濃度增大，反應(yīng)速率增大；C項中，雖然體系壓強增大，但原體系中各氣體的濃度未變，反應(yīng)速率不變；D項中體積變更，體系中各氣體的濃度減小，反應(yīng)速率減小。壓強對化學(xué)反應(yīng)速率影響的規(guī)律壓強對反應(yīng)速率的影響實質(zhì)上是濃度對反應(yīng)速率的影響(注：此處惰性氣體指不參與反應(yīng)的氣體)：(1)恒溫時：增大壓強eq\o(→,\s\up7(引起))體積縮小eq\o(→,\s\up7(引起))濃度增大eq\o(→,\s\up7(引起))反應(yīng)速率加快。(2)恒容時：①充入氣體反應(yīng)物eq\o(→,\s\up7(引起))濃度增大eq\o(→,\s\up7(引起))總壓強增大eq\o(→,\s\up7(引起))反應(yīng)速率加快；②充入惰性氣體eq\o(→,\s\up7(引起))總壓強增大，各物質(zhì)的濃度不變，反應(yīng)速率不變；(3)恒壓時：充入惰性氣體eq\o(→,\s\up7(引起))體積增大eq\o(→,\s\up7(引起))各反應(yīng)物濃度減小eq\o(→,\s\up7(引起))反應(yīng)速率減慢。例3中增大C(s)的用量，化學(xué)反應(yīng)速率如何變更？提示：化學(xué)反應(yīng)速率基本不變。1．下列關(guān)于化學(xué)反應(yīng)速率的說法正確的是()A．化學(xué)反應(yīng)速率是指肯定時間內(nèi)任何一種反應(yīng)物物質(zhì)的量的削減或任何一種生成物物質(zhì)的量的增加B．化學(xué)反應(yīng)速率為0.8mol·L－1·s－1是指1s時某物質(zhì)的濃度為0.8mol·L－1C．依據(jù)化學(xué)反應(yīng)速率的大小可以知道化學(xué)反應(yīng)進行的快慢D．對于任何化學(xué)反應(yīng)來說，化學(xué)反應(yīng)速率越快，反應(yīng)現(xiàn)象就越明顯解析：選C化學(xué)反應(yīng)速率一般以某物質(zhì)單位時間內(nèi)的濃度(mol·L－1)的變更量來表示，A錯誤；反應(yīng)速率為0.8mol·(L·s)－1表示1s內(nèi)某物質(zhì)的濃度變更了0.8mol·L－1，而不是1s時的實際濃度，B錯誤；化學(xué)反應(yīng)速率有時不肯定能視察到，如酸堿中和反應(yīng)瞬間即能完成，但幾乎沒有明顯現(xiàn)象發(fā)生，D錯誤。2．已知反應(yīng)A(g)＋3B(g)2C(g)＋D(g)在某段時間內(nèi)以A的濃度變更表示的化學(xué)反應(yīng)速率為1mol·(L·min)－1，則此段時間內(nèi)以C表示的化學(xué)反應(yīng)速率為()A．0.5mol·(L·min)－1B．1mol·(L·min)－1C．2mol·(L·min)－1D．3mol·(L·min)－1解析：選Cv(C)＝2v(A)＝2mol·(L·min)－1。3．下列措施對增大反應(yīng)速率明顯有效的是()A．Al在氧氣中燃燒生成Al2O3，將鋁粉改為鋁片B．Fe與稀硫酸反應(yīng)制取H2時，改用質(zhì)量分數(shù)為98.3%的濃硫酸C．Zn與稀硫酸反應(yīng)時，適當(dāng)提高溶液的溫度D．Na與水反應(yīng)時增大水的用量解析：選CA項減小了固體表面積，化學(xué)反應(yīng)速率減?。籅項改用98.3%濃硫酸會使鐵鈍化；C項升溫，化學(xué)反應(yīng)速率增大；D項增加水的用量不會提高化學(xué)反應(yīng)速率。4．