课堂探究
探究一 化学反应速率的正确理解及计算方法
·问题导引·
1．一个化学反应的速率可以用任何一种反应物或生成物来表示吗？
提示：由于Δc表示的是物质的物质的量浓度的变化，而固态物质和纯液态物质的浓度在一定温度下是常量，所以这种表示化学反应速率的方法不适合固态物质和纯液态物质。
2．探究在同一化学反应中，用不同物质表示该反应的速率时，各数据之间有什么关系？ 提示：同一化学反应，用不同物质的浓度变化表示的化学反应速率之比等于化学方程式中相应物质的化学计量数之比，这是有关化学反应速率的计算或换算的依据。
Δc
3．思考用v＝计算出来的速率，是某一时刻的瞬时速率还是某段时间内的平均速率？
Δt
提示：化学反应速率实际上指的是某物质在某一段时间内化学反应的平均速率，而不是某一时刻的瞬时速率。
4．已知反应A(g)＋3B(g)===2C(g)，在不同条件下，分别用A、B、C三种物质表示的速率为：
①v(A)＝0.2 mol/(L·s) ②v(B)＝0.45 mol/(L·s) ③v(C)＝0.45 mol/(L·s)，则通过所学知识比较此反应在上述条件下进行的快慢程度。
提示：用不同物质比较化学反应速率快慢时，要转化为同种物质表示的反应速率，然后再进行比较。根据化学反应速率之比等于化学方程式中的化学计量数之比，将②③中的反应速率都用A表示为：
②v(A)＝0.15 mol/(L·s)，
③v(A)＝0.225 mol/(L·s)，故三者速率大小为③＞①＞②。
·名师精讲·
1．化学反应速率的正确理解
2．化学反应速率的计算方法
Δc
(1)定义式法：利用公式v＝计算化学反应速率，亦可利用该公式计算浓度变化量或时
Δt间。
(2)关系式法：化学反应速率之比＝物质的量浓度变化之比＝物质的量变化之比＝化学计量数之比。
【例题1】 将4 mol A和2 mol B在2 L的密闭容器中混合，并在一定条件下发生如下
－
反应：2A(s)＋，反应2 s后测得C的浓度为0.6 mol·L1。下列说法正确的是( )
A．用物质A表示2 s内的平均反应速率为0.3 mol/(L·s) B．用物质B表示2 s内的平均反应速率为0.6 mol/(L·s) C．2 s时v(C)＝0.3 mol/(L·s)
－
D．2 s时物质B的浓度为0.7 mol·L1
解析：不能用固体物质的浓度表示化学反应速率，A错误；化学反应速率是平均值不是瞬时值，C错误；据题目条件知v(C)＝0.6 mol·L－1÷2 s＝0.3 mol/(L·s)，则v(B)＝0.3 mol/(L·s)÷2＝0.15 mol/(L·s)，则2 s时物质B的浓度为2 mol÷2 L－0.15 mol/(L·s)×2 s÷2＝0.7 mol·L－1，B错误，D正确。
答案：D
方法技巧 同一个化学反应的反应速率若用不同物质来表示，数值会因化学反应方程式中的化学计量数不同而不同。用不同的物质表示同一化学反应的反应速率时，化学反应速率的数值之比等于化学方程式中相应物质的化学计量数之比。
变式训练1 反应：3A(g)＋B(g)===2C(g)＋2D(g)，在不同条件下，用不同物质表示其反应速率，分别为：
①v(A)＝0.6 mol/(L·min) ②v(B)＝0.45 mol/(L·min) ③v(C)＝0.015 mol/(L·min) ④v(D)＝0.45 mol/(L·min)
则此反应在不同条件下进行最快的是( ) A．②③ B．①③ C．②④ D．②
解析：化学反应速率之比等于化学方程式中的化学计量数之比，即v(A)∶v(B)∶v(C)∶v(D)＝3∶1∶2∶2，则用A表示的化学反应速率分别为：①v(A)＝0.6
3
mol/(L·min)；②中v(A)＝3v(B)＝0.45 mol/(L·min)×3＝1.35 mol/(L·min)；③中v(A)＝v(C)
2
333＝×0.015 mol/(L·min)＝0.022 5 mol/(L·min)；④中v(A)＝v(D)＝×0.45 mol/(L·min)＝2220.675 mol/(L·min)，所以在不同条件下，进行最快的是②，D项正确。
答案：D
探究二 影响化学反应速率的因素
·问题导引·
1．请从化学反应快慢的角度解释人们为什么使用电冰箱保存食物。
提示：食物腐败是因为发生了化学反应，在其他条件相同时，温度越低，化学反应越慢，人们用电冰箱把食物放置在低温下保存，以减缓食物的腐败。
2．铁粉与一定浓度的稀盐酸反应时，增加铁粉的用量能否加快化学反应速率？ 提示：不能。对于固态或纯液态物质，浓度可视为常数，改变其用量，浓度不发生改变，不影响化学反应速率。
3．工业生产硫酸时，要先将黄铁矿矿石(主要成分为FeS2)粉碎后，再投入沸腾炉，为什么？
提示：将铁矿石粉碎，是为了增大与空气的接触面积，加快反应速率。
·名师精讲·
化学反应速率的影响因素 影响因素 内因 反应物本身的性质 反应物的温度 反应物的浓度 外因 气态反应物的压强 催化剂 固体反应物的表面积 其他 规律(在其他条件相同时) 反应物的化学性质越活泼，化学反应速率越快 升高反应物的温度，化学反应速率加快 增大反应物的浓度，化学反应速率加快 增大气态反应物的压强，化学反应速率加快 使用催化剂，化学反应速率加快 固体反应物的表面积越大，化学反应速率越快 光波、电磁波、超声波、溶剂等 【例题2】 (Ⅰ)在下列事实中，各是什么因素影响了化学反应速率。
(1)集气瓶中H2和Cl2的混合气体，在瓶外点燃镁条时发生爆炸：________。 (2)黄铁矿煅烧时要粉碎成矿粒：________。
(3)熔化的KClO3放出气泡很慢，撒入少量MnO2则很快产生气体：________。
(4)同浓度、同体积的盐酸放入同样大小的锌粒和镁条，产生气体有快有慢：________。
－－
(5)同样大小的石灰石分别与0.1 mol·L1盐酸和1 mol·L1盐酸反应，速率不同：________。
(6)夏天食品容易变质，而冬天不易发生该现象：__________________________________。
(Ⅱ)反应E＋F===G在温度T1下进行，反应M＋N===K在温度T2下进行，已知：T1＞T2，且E和F的浓度均大于M和N的浓度，则两者的反应速率________(填序号)。
A．前者大 B．后者大 C．一样大 D．无法判断
解析：(Ⅰ)影响化学反应速率的因素除了浓度、温度、压强、催化剂以外，光、电磁波、超声波、反应物颗粒的大小、溶剂的性质等，也会对化学反应速率产生影响。
(Ⅱ)因为这两个反应是不同的反应，而决定反应速率的主要因素是内因，故尽管前者的反应温度高、浓度大，但反应速率不一定大于后者，如合成氨反应在高温、高压且有催化剂的条件下进行，其速率仍不如低温下的酸碱中和反应快。故两者的反应速率大小无法判断。 答案：(Ⅰ)(1)光 (2)反应物的接触面积 (3)催化剂 (4)反应物本身的性质
(5)反应物的浓度 (6)反应温度 (Ⅱ)D
方法技巧 在进行分析判断影响化学反应速率大小的因素时应遵循以下思路：(1)先看内因；(2)内因相同者，再看外界因素(温度、浓度、压强、催化剂等)。
变式训练2 向四个体积相同的密闭容器中分别充入一定量的SO2和O2，开始反应时，按反应速率由大到小的顺序排列正确的是( )
甲、500 ℃，10 mol SO2和5 mol O2反应
乙、500 ℃，V2O5作催化剂，10 mol SO2和5 mol O2反应 丙、450 ℃，8 mol SO2和5 mol O2反应 丁、500 ℃，8 mol SO2和5 mol O2反应 A．甲、乙、丙、丁 B．乙、甲、丙、丁 C．乙、甲、丁、丙 D．丁、丙、乙、甲
解析：乙组温度高，浓度大，且使用催化剂，反应速率最快。其次是甲，最慢的是丙。 答案：C
高中化学人教版必修2第二章第三节化学反应的速率和限度第1课时学案
