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化學反應的快慢
第3節 化學反應的快慢和限度
1.理解化學反應速率的定義并能進行相關計算
2.設計實驗探究影響化學反應速率的因素，初步形成運用變量控制方法設計實驗方案的思維
一、化學反應速率
1.定 義： 描述化學反應快慢的物理量
2.表示方法：
單位時間某反應物濃度的減少量（絕對值）
或某生成物的濃度的增加量
3.表達式：
反應 aA + bB = cC + dD
以反應物 A 來表示
v(A)=
∣△c(A) ∣
△t
=
∣△n(A) ∣
V△t
4.單位:
以生成物D 來表示
v(D)=
∣△c(D) ∣
△t
=
∣△n(D) ∣
V△t
mol·L-1·s-1
或mol·L-1·min-1
合成氨反應濃度數據如下
反應 物質 N2 H2 NH3
起始濃度/mol·L-1 1.0 3.0 0
2s末濃度/mol·L-1 0.6 1.8 0.8
N2+3H2 2NH3
高溫、高壓
催化劑
用氮氣的減少量表示該化學反應的速率：
v(N2)=
∣0.6-1.0 ∣
2
=0.2mol·L-1·s-1
用氫氣的減少量表示該化學反應的速率：
v(H2)=
∣1.8-3.0 ∣
2
=0.6mol·L-1·s-1
用氨氣的增加量表示該化學反應的速率：
v(NH3)=
∣0.8-0 ∣
2
=0.4mol·L-1·s-1
你發現了什么？
（3）同一反應各物質反應速率之比等于系數比。
例如：aA（g）+bB(g)===cC(g)+dD(g)
V(A):V(B):V(C):V(D)=a:b:c:d
（1）不能用固體或純液體表示反應速率，固體和純液體的濃度是
固定值
（2）△t表示某一時間段，故代表平均速率，而非瞬時速率
注 意
1．判斷正誤(正確的打“√”，錯誤的打“×”)
(1)反應速率越大，反應現象越明顯。 (　　)
(2)反應速率的單位通常為mol·s－1或mol·min－1。 (　　)
(3)可以用任何物質來表示反應速率 (　　)
(4)化學反應速率的數值大則代表的化學反應進行得一定快。(　　)
2．在四個不同的容器中進行合成氨的反應。根據下列在相同時間內測定的結果，判斷生成氨的速率最快的是 (　　)
A．v(N2)＝0.05 mol·L－1·min－1 B．v(H2)＝0.3 mol·L－1·min－1
C．v(N2)＝0.2 mol·L－1·min－1 D．v(NH3)＝0.3 mol·L－1·min－1
×
×
×
×
A
思考：影響化學反應快慢的因素有哪些？
物質本身性質
反應物濃度
接觸面積
催化劑
反應溫度
二、探究影響化學反應快慢的因素
提出假設：影響化學反應快慢的因素有物質本身性質、反應物濃度、物質的接觸面積、反應溫度、催化劑
實驗用品：
表面積大致相同的鎂條、鐵片，塊狀碳酸鈣，碳酸鈣粉末，二氧化錳粉末，鹽酸(0.5 mol·L-1，3 mol·L-1)，H2O2 溶液(3%)
試管，藥匙，鑷子，膠頭滴管，酒精燈，試管夾，火柴。
在這種多因素的實驗探究中，可以選擇怎樣的實驗方法？
方法導引
“探究化學反應速率的影響因素”屬于探究反應規律類型的任務。
設計此類任務實驗方案的關鍵是變量控制，可按以下步驟進行思考:
1. 確定研究對象，如選定符合實驗要求的化學反應。
2. 確定自變量和因變量。在本實驗中，自變量為濃度、溫度、接觸面積、催化劑等外界條件，因變量為化學反應速率。
3. 設計實驗操作，改變單一自變量。在此過程中，要明確通過實驗操作應控制哪個自變量改變、哪些自變量不變。
4. 確定因變量的觀測指標。在本實驗中，應確定通過觀察哪些現象來判斷化學反應的快慢。
變量控制方法
確定待研究的影響因素
選擇試劑
實驗中存在的變量
設計具體實驗操作
確定觀測反應快慢的指標
物質本身性質
鎂條、鐵片、鹽酸
鎂條、鐵片
氣泡冒出快慢
方案設計：請同學們填寫表格，完善實驗方案，優先完成本組探究的實驗方案
確定待研究的影響因素
選擇試劑
實驗中存在的變量
設計具體實驗操作
確定觀測反應快慢的指標
實驗：1組——濃度對速率的影響 2組——溫度對速率的影響
3組——接觸面積對速率的影響 4組——催化劑對速率的影響
可能用到的方程式：
Mg+2HCl===MgCl2+H2↑
Fe+2HCl===FeCl2+H2↑
CaCO3+2HCl===CaCl2+CO2↑
2H2O2===2H2O+O2↑
MnO2
二、探究影響化學反應快慢的因素
溫度升高，反應速率增大
反應物濃度增大，反應速率增大.
接觸面積越大，反應速率越大
催化劑會改變反應速率的大小
反應物本身的性質決定反應速率的大小
內因：
外因：
思考：工業生產中獲得突破性進展，可能是以上哪一個因素的改變？
其他因素：壓強(對于有氣態物質參加的反應)、溶劑、光波、電磁波、超聲波等
催化劑的重大作用
硫酸工業
閔恩澤與石油化工催化劑
早在公元 7 世紀人們就開始尋找制取硫酸的方法，但是直到 1875 年德國化學家麥塞爾以鉑為催化劑才使硫酸生產有了較大的發展。
20 世紀 60 年代初，閔恩澤參加并指導完成了鉑重整催化劑制備等項目。70 年代，閔恩澤指導開發出渣油催化裂化催化劑以及鉬鎳磷加氫精制催化劑等，使我國煉油催化劑的開發利用迎頭趕上世界先進水平，實現了我國煉油催化劑的跨越式發展。
3.下列哪些是影響化學反應速率的主要因素(　　)
A.壓強 B.溫度 C.催化劑 D.反應物的性質
4.下列措施是為了降低化學反應速率的是( )
A. 食品放在冰箱中貯藏
B. 工業煉鋼用純氧代替空氣
C. 合成氨工業中使用催化劑
D. 在加熱條件下,用氫氣還原氧化銅
5.當溫度不變時，恒容的容器中進行反應2A===B，若反應物的濃度由0.1 mol·L－1降到0.06 mol·L－1需20秒，那么由0.06 mol·L－1降到0.036 mol·L－1，所需反應的時間為(　　)
A．等于10秒 B．等于12秒 C．大于12秒 D．小于12秒
D
A
C
6．下列措施能明顯增大原反應的化學反應速率的是 (　　)
A．Na與水反應時，增加水的質量
B．H2SO4與NaOH兩溶液反應時，增大壓強
C．實驗室制氫氣時，將稀H2SO4改為98%的濃H2SO4與Zn反應
D．在工業合成氨反應中，溫度和容器容積一定時，增加氮氣的量
7.反應A(g)＋B(s)===C(g)是放熱反應，在其他條件不變時，改變其中一個條件，則生成C的速率(填“加快”、“減慢”或“不變”)：
(1)升溫_____________； (2)增大壓強_________；
(3)增大容器容積________； (4)加入A___________；
(5)加入B___________； (6)加催化劑_________。
D
加快
加快
減慢
加快
不變
加快

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