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1、第8讲 化学反应速率【内容导航内容导航】1化学反应速率及其表示方法化学反应速率及其表示方法2化学反应速率的简单计算化学反应速率的简单计算3影响化学反应速率的因素影响化学反应速率的因素4控制变量法探究影响化学反应速率的因素控制变量法探究影响化学反应速率的因素高一化学同步高一化学同步辅导2表示方法表示方法(1)表示方法：表示方法：通常用通常用_（均取正值）来表示。（均取正值）来表示。(2)表达式：表达式：v或或v。其其中中：c为为_，一一般般以以_为为单单位位，n为为_，单单位位是是_；t为时间，单位常用为时间，单位常用_表示。表示。(3)常用单位：常用单位：_。1概念概念化学反应速率是用来衡量化
2、学反应的化学反应速率是用来衡量化学反应的_的物理量。的物理量。ctnVt一、化学反应速率及其表示方法快慢快慢单位时间内反应物浓度的减小或生成物浓度的增加单位时间内反应物浓度的减小或生成物浓度的增加浓度的变化量浓度的变化量molL-1物质的量的变化量物质的量的变化量molmin、s、hrmolL-1min-1、molL-1s-1课堂探究堂探究1一一定定条条件件下下的的反反应应N2+3H22NH3，在在10L的的密密闭闭容容器器中中进进行行，测测得得2min内内，N2的的物物质质的的量由量由20mol减小到减小到8mol，则，则2min内内N2的速率为（的速率为（）A1.2molL-1min-1B
3、1.0molL-1min-1C0.6molL-1min-1D0.4molL-1min-12在在2L密闭容器中，发生密闭容器中，发生3A+B2C的反应，若最初加入的反应，若最初加入A和和B各各4mol，10s后，测得后，测得v(A)=0.12molL-1s-1，则此容器中，则此容器中B的物质的量是（的物质的量是（）A1.6molB2.8molC3.2molD3.6molCC对化学反应速率的理解对化学反应速率的理解(1)t表示某一时间段，故化学反应速率是表示某一时间段，故化学反应速率是平均速率平均速率，而非，而非瞬时速率瞬时速率。(2)表表示示化化学学反反应应速速率率时时，必必须须指指明明具具体体
4、的的物物质质，因因为为同同一一化化学学反反应应，用用不不同同的的物物质质表表示示反反应速率，其数值应速率，其数值可能不同可能不同。(3)对对于于有有固固体体或或纯纯液液体体参参加加的的反反应应，由由于于固固体体或或纯纯液液体体的的浓浓度度为为一一常常数数，即即c0(无无意意义义)，所以不用，所以不用固体或纯液体固体或纯液体表示反应速率。表示反应速率。归纳小小结【即学即练即学即练1】下列关于化学反应速率的说法正确的是下列关于化学反应速率的说法正确的是()A对于任何化学反应来说，反应速率越大，反应现象就越明显对于任何化学反应来说，反应速率越大，反应现象就越明显B化学反应速率通常表示一定时间内任何一
5、种反应物浓度的减少或任何一种生成物浓度的增加化学反应速率通常表示一定时间内任何一种反应物浓度的减少或任何一种生成物浓度的增加C化学反应速率为化学反应速率为0.8molL1s1是指是指1s时某物质的浓度为时某物质的浓度为0.8molL1D根据化学反应速率的大小可以知道化学反应进行的快慢根据化学反应速率的大小可以知道化学反应进行的快慢D【即学即练即学即练2】已知合成氨的反应为已知合成氨的反应为N23H22NH3，各物质的浓度数据如下表：，各物质的浓度数据如下表：N2H2NH3起始浓度起始浓度/molL-11.03.002s末浓度末浓度/molL-10.61.80.8当用氨气浓度的增加来表示该化学反
6、应的速率时，其速率为（当用氨气浓度的增加来表示该化学反应的速率时，其速率为（）A0.2molL-1s-1B0.4molL-1s-1C0.6molL-1s-1D0.8molL-1s-1B1计算依据计算依据v(A)。已知任意两个量，可求第三个量。已知任意两个量，可求第三个量。2化学计量数转换法化学计量数转换法对于同一个化学反应，用不同物质的浓度变化表示的反应速率之比等于相应物质在反应方程式对于同一个化学反应，用不同物质的浓度变化表示的反应速率之比等于相应物质在反应方程式中的中的化学计量数化学计量数之比。之比。对于反应对于反应aAbB=cCdD(A、B、C、D均不是固体或纯液体均不是固体或纯液体)v
7、(A)v(B)v(C)v(D)n(A)n(B)n(C)n(D)c(A)c(B)c(C)c(D)abcd。在在同同一一时时间间内内的的同同一一个个化化学学反反应应里里，虽虽然然用用不不同同物物质质表表示示的的化化学学反反应应速速率率不不一一定定相相同同，但但它它们们表示的意义表示的意义相同相同，即一种物质的化学反应速率就代表了，即一种物质的化学反应速率就代表了整个化学反应整个化学反应的反应速率。的反应速率。c(A)t二、化学反应速率的简单计算和比较3三段式计算三段式计算设设amolL1、bmolL1分分别别为为A、B两两物物质质的的起起始始浓浓度度，mxmolL1为为反反应应物物A的的转转化化浓
8、浓度度，nxmolL1为为B的转化浓度，则：的转化浓度，则：mA(g)nB(g)=pC(g)qD(g)起始浓度起始浓度/molL1ab00转化浓度转化浓度/molL1mxnxpxqx某时刻浓度某时刻浓度/molL1amxbnxpxqx4化学反应速率大小的比较方法化学反应速率大小的比较方法(1)归归一一法法：若若单单位位不不统统一一，则则要要换换算算成成相相同同的的单单位位；若若为为不不同同物物质质表表示示的的反反应应速速率率，则则要换算成要换算成同一物质同一物质来表示反应速率；再比较数值的大小。来表示反应速率；再比较数值的大小。(2)比比值值法法：比比较较化化学学反反应应速速率率与与化化学学计
9、计量量数数的的比比值值，如如aA(g)bB(g)=cC(g)dD(g)，比较比较、的相对大小，比值越大，化学反应速率越大。的相对大小，比值越大，化学反应速率越大。c(A)ac(B)bc(C)cc(D)d课堂探究堂探究在容积为在容积为2L的密闭容器中进行反应：的密闭容器中进行反应：A(g)2B(g)3C(g)nD(g)。开始时。开始时A的物质的的物质的量为量为4mol，B的物质的量为的物质的量为6mol；5min末测得末测得C的物质的量为的物质的量为3mol，用，用D表示的化学表示的化学反应速率反应速率v(D)为为0.2molL1min1。计算：。计算：(1)5min末末A的物质的量浓度为的物质
10、的量浓度为_。(2)前前5min内用内用B表示的化学反应速率表示的化学反应速率v(B)为为_。(3)化学方程式中化学方程式中n的值为的值为_。(4)此反应在四种不同情况下的反应速率分别为此反应在四种不同情况下的反应速率分别为v(A)5molL1min1v(B)6molL1min1v(C)4.5molL1min1v(D)8molL1min1其中反应速率最快的是其中反应速率最快的是_(填序号填序号)。答案：答案：(1)1.5molL1(2)0.2molL1min1(3)2(4)【即即学学即即练练1】在在一一定定条条件件下下体体积积为为2L的的密密闭闭容容器器中中，加加热热N2和和H2各各2mol，
11、发发生生反反应应反反应应N23H22NH3，经过，经过5min后，生成后，生成NH30.6mol。求：。求：（1）5min末末N2、H2的浓度；的浓度；（2）用）用N2表示该反应在表示该反应在5min内的平均速率。内的平均速率。答案：（答案：（1）0.85molL-10.55molL-1（2）0.03molL-1min-1【即学即练即学即练2】反应反应A+3B=2C+2D，在不同条件下的反应速率如下，其中反应速率最快的是（，在不同条件下的反应速率如下，其中反应速率最快的是（）Av(A)=0.5molL-1s-1Bv(B)=0.6molL-1s-1Cv(C)=0.4molL-1s-1Dv(D)=
12、0.45molL-1s-1A三、影响化学反应速率的因素1实验探究实验探究影响化学反应速率的因素影响化学反应速率的因素(1)温度对化学反应速率影响的探究温度对化学反应速率影响的探究实实验验操操作作：在在两两支支试试管管中中分分别别加加入入2mL5%H2O2溶溶液液，同同时时滴滴入入2滴滴1molL-1FeCl3溶溶液液；一一支支试管放入冷水中，一支试管放入热水中。试管放入冷水中，一支试管放入热水中。实验现象：实验现象：冷水中：冷水中：_；热水中：；热水中：_。实验结论：实验结论：_。产生产生气泡气泡，速率，速率较慢较慢产生产生气泡气泡，速率，速率较快较快温度升高，温度升高，H2O2的分解速率的分
13、解速率加快加快(2)浓度对化学反应速率影响的探究浓度对化学反应速率影响的探究实验操作：在两支试管中分别加入实验操作：在两支试管中分别加入1g块状大理石，分别加入块状大理石，分别加入5mL0.1molL-1盐酸和盐酸和5mL1molL-1盐酸。盐酸。实验现象：实验现象：_。实验结论：实验结论：_。加入加入1molL-1盐酸的试管产生气泡速率盐酸的试管产生气泡速率更快更快增大反应物浓度能使反应速率增大反应物浓度能使反应速率加快加快(3)催化剂对化学反应速率影响的探究催化剂对化学反应速率影响的探究实验操作：在两支试管中分别加入实验操作：在两支试管中分别加入2mL5%H2O2溶液和，向一支试管中滴入溶
14、液和，向一支试管中滴入2滴滴1molL-1FeCl3溶溶液。液。实验现象：实验现象：_。实验结论：实验结论：_。(4)固体反应物表面积对化学反应速率影响的探究固体反应物表面积对化学反应速率影响的探究实验操作：在两支试管中分别加入实验操作：在两支试管中分别加入1g块状大理石和块状大理石和1g粉末状大理石，分别滴加粉末状大理石，分别滴加5mL0.1molL-1盐酸。盐酸。实验现象：实验现象：_。实验结论：实验结论：_。加入加入FeCl3溶液的试管产生气泡速率溶液的试管产生气泡速率更快更快使用催化剂可使使用催化剂可使H2O2分解的速率分解的速率加快加快粉末状大理石产生气泡的速率粉末状大理石产生气泡的
15、速率更快更快固体颗粒越小，反应速率固体颗粒越小，反应速率越快越快2影响化学反应速率的因素影响化学反应速率的因素(1)内因内因反应物本身的反应物本身的性质性质是影响化学反应速率的主要因素。是影响化学反应速率的主要因素。(2)外因外因(其他条件不变，只改变一个条件其他条件不变，只改变一个条件)浓度：增大反应物的浓度，化学反应速率浓度：增大反应物的浓度，化学反应速率加快加快，反之，反之减小减小。压强：对于有气体参加的反应，增大压强，反应速率压强：对于有气体参加的反应，增大压强，反应速率加快加快，反之，反之减小减小。温度：升高温度，化学反应速率温度：升高温度，化学反应速率加快加快，反之，反之减小减小。
16、催化剂：使用合适的催化剂，能显著催化剂：使用合适的催化剂，能显著加快加快化学反应速率。化学反应速率。其他因素：其他因素：增增大大固固体体反反应应物物的的接接触触面面积积：固固体体颗颗粒粒越越小小，其其单单位位质质量量的的表表面面积积越越大大，与与其其他他反反应应物物的的接接触面积触面积越大越大，化学反应速率，化学反应速率越大越大。反反应应物物状状态态：一一般般来来说说，配配成成溶溶液液或或反反应应物物是是气气体体，都都能能增增大大反反应应物物之之间间的的接接触触面面积积，有有利利于于增大增大反应速率。反应速率。光照、电磁波、溶剂等因素也是影响化学反应速率的因素。光照、电磁波、溶剂等因素也是影响
17、化学反应速率的因素。课堂探究堂探究1下列有关反应速率的说法正确的是下列有关反应速率的说法正确的是()A用铁片和稀硫酸反应制氢气时，改用用铁片和稀硫酸反应制氢气时，改用98%的硫酸可以加快反应速率的硫酸可以加快反应速率B100mL2molL1的盐酸跟锌片反应，加入适量的氯化钠溶液，反应速率不变的盐酸跟锌片反应，加入适量的氯化钠溶液，反应速率不变CSO2的催化氧化反应是一个放热的反应，所以升高温度，反应速率变慢的催化氧化反应是一个放热的反应，所以升高温度，反应速率变慢D汽车尾气中的汽车尾气中的NO和和CO可以缓慢反应生成可以缓慢反应生成N2和和CO2，减小压强反应速率变慢，减小压强反应速率变慢D2
18、在下列事实中，什么因素影响了化学反应的速率？在下列事实中，什么因素影响了化学反应的速率？(1)集气瓶中有集气瓶中有H2和和Cl2的混合气体，在瓶外点燃镁条时发生爆炸：的混合气体，在瓶外点燃镁条时发生爆炸：_。(2)KI晶体和晶体和HgCl2晶体混合后无明显现象，若一起投入水中，很快生成红色晶体混合后无明显现象，若一起投入水中，很快生成红色HgI2：_。(3)同同样样大大小小的的石石灰灰石石分分别别在在0.1 molL 1的的盐盐酸酸和和1 molL 1的的盐盐酸酸中中反反应应速速率率不不同同：_。(4)夏天的食品易变霉，冬天就不易发生该现象：夏天的食品易变霉，冬天就不易发生该现象：_。(5)葡
19、葡萄萄糖糖在在空空气气中中燃燃烧烧时时需需要要较较高高的的温温度度，可可是是在在人人体体内内，在在正正常常体体温温(37)时时，就就可可以以被被氧氧化化，这是因为：这是因为：_。答案：答案：(1)光光(2)水作溶剂，增大了反应物的接触面积水作溶剂，增大了反应物的接触面积(3)反应物的浓度反应物的浓度(4)反应温度反应温度(5)生物酶起催化作用生物酶起催化作用外界因素的化学反应速率的影响外界因素的化学反应速率的影响1浓度对化学反应速率的影响浓度对化学反应速率的影响(1)只适用于有只适用于有气体气体参加或在参加或在溶液溶液中进行的化学反应。中进行的化学反应。(2)在一定温度下，固体或纯液态物质的浓
20、度是一个常数，改变其用量，对化学反应速率在一定温度下，固体或纯液态物质的浓度是一个常数，改变其用量，对化学反应速率无影响无影响。2温度对化学反应速率的影响温度对化学反应速率的影响(1)对任何化学反应都适用，且不受反应物对任何化学反应都适用，且不受反应物状态状态的影响。的影响。(2)不不论论是是吸吸热热反反应应还还是是放放热热反反应应，升升高高温温度度都都能能增增大大化化学学反反应应速速率率，降降低低温温度度都都能能减减小小化化学学反反应应速率。速率。归纳小小结3压强对化学反应速率的影响压强对化学反应速率的影响(1)压压强强对对化化学学反反应应速速率率的的影影响响实实质质是是通通过过改改变变浓浓
21、度度对对化化学学反反应应速速率率的的影影响响实实现现的的。若若缩缩小小容容器体积，反应物和生成物的浓度都器体积，反应物和生成物的浓度都增大增大；若增大容器体积，反应物和生成物的浓度都；若增大容器体积，反应物和生成物的浓度都减小减小。(2)由由于于固固体体或或液液体体的的体体积积受受压压强强的的影影响响很很小小，所所以以压压强强只只影影响响有有气气体体参参加加的的化化学学反反应应的的反反应应速率。速率。(3)改改变变压压强强必必须须引引起起反反应应物物或或生生成成物物的的浓浓度度改改变变才才能能改改变变化化学学反反应应速速率率，否否则则，化化学学反反应应速速率率不变不变。(4)压强改变的常见方式
22、压强改变的常见方式恒温恒容：充入稀有气体恒温恒容：充入稀有气体容器压强容器压强增大增大各反应物的浓度各反应物的浓度不变不变化学反应速率化学反应速率不变不变。恒温恒压：充入稀有气体恒温恒压：充入稀有气体容器体积容器体积增大增大各反应物的浓度各反应物的浓度减小减小化学反应速率化学反应速率减小减小。恒温：缩小容器体积恒温：缩小容器体积容器压强容器压强增大增大反应物浓度反应物浓度增大增大化学反应速率化学反应速率增大增大。恒温恒容：充入一种反应物恒温恒容：充入一种反应物反应物浓度反应物浓度增大增大化学反应速率化学反应速率增大增大。4催化剂对化学反应速率的影响催化剂对化学反应速率的影响(1)催化剂可能参与
23、化学反应，但其化学性质在反应前后催化剂可能参与化学反应，但其化学性质在反应前后保持不变保持不变。(2)催催化化剂剂只只有有在在适适宜宜的的温温度度下下才才能能最最大大限限度度地地显显示示其其催催化化作作用用，不不同同的的催催化化剂剂所所需需要要的的适适宜温度不一定相同。宜温度不一定相同。【即即学学即即练练1】把把下下列列四四种种X溶溶液液分分别别加加入入四四个个盛盛有有10mL2molL1盐盐酸酸的的烧烧杯杯中中，均均加加水水稀稀释释到到50mL，此时，此时，X和盐酸缓慢地进行反应，其中反应最快的是和盐酸缓慢地进行反应，其中反应最快的是()A1020mL3molL1的的X溶液溶液B2030mL
24、2molL1的的X溶液溶液C2010mL4molL1的的X溶液溶液D1010mL2molL1的的X溶液溶液【即即学学即即练练2】反反应应C(s)H2O(g)=CO(g)H2(g)在在一一体体积积可可变变的的密密闭闭容容器器中中进进行行。下下列列条条件件的的改改变对其化学反应速率几乎没有影响的是变对其化学反应速率几乎没有影响的是()增大增大C(s)的用量的用量将容器的体积缩小一半将容器的体积缩小一半保持体积不变，充入保持体积不变，充入N2使容器内压强增大使容器内压强增大保持压强不变，充入保持压强不变，充入N2使容器体积增大使容器体积增大保持体积不变，充入水蒸气保持体积不变，充入水蒸气升高温度升高
25、温度ABCDB高温高温B1变量控制法变量控制法将将多多个个因因素素问问题题拆拆解解为为多多个个单单因因素素问问题题分分别别开开展展研研究究，再再进进行行综综合合分分析析，得得出出最最后后结结论论，这这种种方方法称为变量控制法。法称为变量控制法。2控制变量法探究化学反应速率的影响因素的基本思路控制变量法探究化学反应速率的影响因素的基本思路“探探究究化化学学反反应应速速率率的的影影响响因因素素”属属于于探探究究反反应应规规律律类类型型的的任任务务。设设计计此此类类任任务务实实验验方方案案的的关关键键是变量控制，可按以下步骤进行思考。是变量控制，可按以下步骤进行思考。(1)定研究对象，如选定符合实验
26、要求的化学反应。定研究对象，如选定符合实验要求的化学反应。(2)确定自变量和因变量。在本实验中，自变量为确定自变量和因变量。在本实验中，自变量为浓度浓度、温度温度、接触面积接触面积、催化剂催化剂等外界条件，因等外界条件，因变量为变量为化学反应速率化学反应速率。(3)设计实验操作，改变设计实验操作，改变单一单一自变量。在此过程中，要明确通过实验操作应控制哪个自变量改变、自变量。在此过程中，要明确通过实验操作应控制哪个自变量改变、哪些自变量不变。哪些自变量不变。(4)确定因变量的观测指标。在本实验中，应确定通过观察哪些现象来判断化学反应的快慢。确定因变量的观测指标。在本实验中，应确定通过观察哪些现
27、象来判断化学反应的快慢。四、控制变量法探究影响化学反应速率的因素课堂探究堂探究某同学在用稀硫酸与锌制取氢气的实验中，发现加入少量硫酸铜溶液可加快氢气的生成速率。请回答下列问题：某同学在用稀硫酸与锌制取氢气的实验中，发现加入少量硫酸铜溶液可加快氢气的生成速率。请回答下列问题：(1)上述实验中发生反应的化学方程式有上述实验中发生反应的化学方程式有_。(2)硫酸铜溶液可以加快氢气生成速率的原因是硫酸铜溶液可以加快氢气生成速率的原因是_。(3)要加快上述实验中气体产生的速率，还可采取的措施有要加快上述实验中气体产生的速率，还可采取的措施有_(答两种答两种)。(4)为为了了进进一一步步研研究究硫硫酸酸铜
28、铜的的量量对对氢氢气气生生成成速速率率的的影影响响，该该同同学学设设计计了了如如下下一一系系列列的的实实验验。将将表表中中所所给给的的混混合合溶溶液液分别加入分别加入6个盛有过量个盛有过量Zn粒的反应瓶中，收集产生的气体，记录获得相同体积的气体所需时间。粒的反应瓶中，收集产生的气体，记录获得相同体积的气体所需时间。实验实验混合溶液混合溶液ABCDEF4molL1H2SO4/mL30V1V2V3V4V5饱和饱和CuSO4溶液溶液/mL00.52.55V620H2O/mLV7V8V9V10100请完成此实验设计，其中请完成此实验设计，其中V1_，V6_，V9_。该该同同学学最最后后得得出出的的结结
29、论论为为：当当加加入入少少量量CuSO4溶溶液液时时，生生成成氢氢气气的的速速率率会会大大大大提提高高，但但当当加加入入的的CuSO4溶溶液超过一定量时，生成氢气的速率反而会下降。请分析生成氢气速率下降的主要原因：液超过一定量时，生成氢气的速率反而会下降。请分析生成氢气速率下降的主要原因：_。答案：答案：(1)CuSO4Zn=ZnSO4Cu，ZnH2SO4=ZnSO4H2(2)CuSO4与与Zn反应产生的反应产生的Cu和和Zn以及稀硫酸形成原电池，加快了氢气产生的速率以及稀硫酸形成原电池，加快了氢气产生的速率(3)升高反应温度、适当增大硫酸的浓度、增加锌的比表面积等升高反应温度、适当增大硫酸的
30、浓度、增加锌的比表面积等(答两种即可答两种即可)(4)301017.5当加入过量的当加入过量的CuSO4溶液后，生成的单质溶液后，生成的单质Cu会沉积在会沉积在Zn的表面，减小了的表面，减小了Zn与稀与稀H2SO4的接触面积的接触面积【即即学学即即练练】某某探探究究小小组组用用测测定定HNO3与与大大理理石石反反应应过过程程中中大大理理石石质质量量减减小小的的方方法法，研研究究影影响响反反应应速速率率的的因因素素。所所用用HNO3的的浓浓度度为为1.00molL-1、2.00molL-1，大大理理石石有有细细颗颗粒粒与与粗粗颗颗粒粒两两种种规规格格，实实验验温温度度为为298K、308K，每次
31、实验，每次实验HNO3的用量为的用量为25.0mL、大理石的用量为、大理石的用量为10.00g。请完成以下实验设计表，并在实验目的一栏中填出对应的实验编号：请完成以下实验设计表，并在实验目的一栏中填出对应的实验编号：答案：答案：298粗颗粒粗颗粒1.00308粗颗粒粗颗粒2.00298细颗粒细颗粒2.00实验编号实验编号T/K大理石规格大理石规格HNO3浓度浓度/molL-1实验目的实验目的298粗颗粒粗颗粒2.00.实验实验和和探究探究HNO3浓度对该反应速率的影响浓度对该反应速率的影响.实验实验和和_探究温度对该反应速率的影响探究温度对该反应速率的影响.实验实验和和_探究大理石规格（粗、细）对该探究大理石规格（粗、细）对该反应速率的影响反应速率的影响