6.2 化学反应速率与限度 第1课时 课件 2023-2024学年高一下学期化学人教版（2019）必修第二册

人教版·必修·第二册 第六章 化学反应与能量 　第二节　化学反应速率与限度 第1课时　化学反应速率 甘肃省通渭县第一中学 【学习目标与核心素养】 学习目标 1. 了解化学反应速率的概念和表示方法。 2. 能够进行化学反应速率的简单计算。 3. 理解影响化学反应速率的因素及规律。 核心素养 1. 变化观念：认识反应条件对化学反应速率的影响（控制变量）。 2. 模型认知：能用一定的理论模型说明外界条件改变对反应速率的影响。 甘肃省通渭县第一中学 在化学实验和日常生活，我们经常观察到这些现象： 溶洞的形成 定向爆破 很慢 很快 牛奶变质 铁生锈 较慢 化学反应有快慢之分 较快 甘肃省通渭县第一中学 思 考 如何衡量化学反应的快慢呢？ 冒气泡快慢 颜色变化快慢 固体物质的减少快慢 出现浑浊的快慢 温度变化 定性角度（只能粗略地估计化学反应进行的快慢） 甘肃省通渭县第一中学 如何定量地描述化学反应的快慢呢？ 思 考 单位时间冒气泡的个数 颜色变化到某一色度所需时间 固体物质彻底消失的时间 不再生成沉淀所需时间 变化相同温度所需时间 化学反应速率 甘肃省通渭县第一中学 1. 化学反应速率及表示方法 化学反应速率是用来衡量化学反应过程进行的快慢的物理量。通常用单位时间内反应物浓度的减少或生成物浓度的增加来表示。 数学表达式： v(B) ＝ Δc(B) Δt 单位： mol/(L·s)，mol/(L·min)等 一、化学反应速率 Δc——浓度的变化量，常用单位：mol/L； Δt——变化所用时间，常用单位：s，min，h； 甘肃省通渭县第一中学 ①表示一个化学反应的反应速率，应指明是用哪种物质来表示。 ②化学反应速率都是取正值。 ③化学反应速率是某一段时间内的平均速率，而不是瞬时速率。 ④一般不用固体或纯液体来表示化学反应速率。 特别提示　 甘肃省通渭县第一中学 2. 化学反应速率的有关计算 例1：某反应物在2 min内减少了1 mol/L，用该物质浓度的变化来表示的化学反应速率为_________________。 例2：一个1 L的容器中，盛入8.0 mol某气体反应物，5 min后，测得这种气体反应物还剩6.8 mol，这种反应物的化学反应速率为_______________。 v＝ Δc Δt 0.5 mol/(L·min) v＝ Δn VΔt 0.24 mol/(L·min) 甘肃省通渭县第一中学 结论：各物质的速率之比等于方程式计量数之比 【思考与发现】在一个化学反应中，反应速率既可以用反应物浓度的减少量来表示，也可以用生成物浓度的增加量来表示。思考1：同一反应中，用不同物质的浓度变化来表示的反应速率是否相同呢？其大小有什么关系呢？ 例3： 反应：N2 + 3H2 2NH3在密闭的容器中进行，各物质浓度随时间变化如下：完成表格并求在2 s内的这个反应的平均率。 高温、高压 催化剂 时间 N2 H2 NH3 t=0 s 2 mol/L 6 mol/L 0 mol/L t=2 s 2 mol/L V（B） 1 mol/L 3 mol/L 0.5 mol/(L·s) 1.5 mol/(L·s) 1.0 mol/(L·s) 思考2 ：这个反应用哪种物质表示时其速率最快？ 甘肃省通渭县第一中学 规律： 同一化学反应，用不同的物质表示其化学反应速率，数值可能不相同，但意义相同。 同一化学反应：aA＋bB === cC＋dD 有：v(A)︰ v(B)︰ v(C)︰ v(D) ＝a︰b︰c︰d 定量法比较化学反应速率的大小： 以化学反应aA(g)+bB(g) cC(g)+d D(g)为例: ① 归一法：先换算成同一物质、同一单位表示的反应速率，再比较数值大小 ② 比值法： 中比值大者，表示的反应速率大 甘肃省通渭县第一中学 1. 已知 4NH3+5O2=4NO+6H2O,则下列关系式正确的是( ) 4/5v(NH3)=v(O2) B.4/5v(NH3)=v(H2O) C. 5/6v(O2)=v(H2O) D. 4/5v(O2)=v(NO) D 【课堂练习】 2. 反应 A + 3B = 2C + 2D 在四种不同条件下的化学反应速率为： (1)v(A)=0.3mol/L·s (2)v(B)=0.6mol/L·s (3)v(C)=0.4mol/L·s (4)v(D)=0.45mol/L·s 则该反应速率的快慢顺序为 。 (1)>(4)>(2)=(3) 甘肃省通渭县第一中学 “三段法”计算化学反应速率 变化： mx nx px qx 某时刻：a - mx b - nx 0+px 0+qx 步骤 起始： a b 0 0 (1)写出有关反应的化学方程式； (2)标出各物质的起始量、变化量、某时刻量； (3)根据已知条件列方程式计算。 例： m A + n B p C + q D 变化量与方程式中各物质的化学计量数成比例 a、b可指 物质的量、浓度、体积等 反应物：某时刻量＝起始量－变化量 生成物：某时刻量＝起始量＋变化量 转化率α(A)= A的变化量 A的起始量 ×100% 起始浓度(mol/L) 2 s末浓度(mol/L) 变化浓度(mol/L) 三段法： 0.5 1.5 0 0.2 0.2 0.3 0.1 0.4 1.2 例4：在2 L的密闭容器中，加入1 mol N2和3 mol H2，发生 N2+3H2  2NH3 ，在2 s末时，测得容器中含有0.4 mol的NH3，求该反应的化学反应速率。 N2+3H2  2NH3 甘肃省通渭县第一中学 13 对于下列反应，你是希望其反应速率越快越好还是越慢越好？ ■钢铁腐蚀 ■ 食物腐坏 ■ 炼钢 ■ 合成氨 【思考与讨论】 调控化学反应速率常常是决定化学实验成败或化工生产成本的关键。 有哪些因素能够影响化学反应速率呢？ 甘肃省通渭县第一中学 二、影响化学反应速率的因素 2. 外因 参加反应的物质本身的性质 不同的化学反应，具有不同的反应速率。反应物的化学性质越活泼，化学反应速率越快；反之，化学反应速率越慢。 这是影响化学反应速率的决定性因素 1. 内因 提示：化学反应的条件一般有什么？ 条件：加热、催化剂等 温度 催化剂 甘肃省通渭县第一中学 （1）反应温度的影响 步骤 现象 结论 热水中 冷水中 升高温度， 反应速率加快 产生气泡较慢 降低温度， 反应速率减慢 产生气泡较快 【实验探究】——影响化学反应速率的因素 甘肃省通渭县第一中学 （2）反应物浓度的影响 步骤 现象 结论 1 mol/L盐酸 0.1 mol/L盐酸 反应物浓度增大，反应速率加快 产生气泡较慢 产生气泡较快 甘肃省通渭县第一中学 （3）催化剂的影响 少量MnO2 1~2滴1 mol/L FeC13溶液 三个试管均加入H2O2溶液（5%）3 mL 不加其他试剂 步骤 现象 结论 加MnO2 加FeC13溶液 不加 使用催化剂，反应速率改变 产生气泡较慢 产生气泡较快 产生气泡较快 甘肃省通渭县第一中学 （4）压强的影响 对于有气体参加的反应，若其他条件不变，P↑ ，v ↑；P↓ ，v ↓。 如：体系体积缩小一半，即相当于“加压”了，气体体系中每一种物质的浓度均增大一倍。 压强的改变必须引起浓度的改变，才为有效压强改变。 甘肃省通渭县第一中学 压强对反应速率的影响实际上是浓度对反应速率的影响，注意以下几方面： (1)恒温时：增大压强，体积缩小，浓度增大，反应速率加快。 (2)恒容时： ①充入气体反应物，浓度增大，总压强增大，反应速率加快。 ②充入稀有气体总压强增大，但各分压不变，即各物质的浓度不变，反应速率不变。 (3)恒压时：充入稀有气体，体积增大，各反应物浓度减小，反应速率减慢。 特别提示　 甘肃省通渭县第一中学 （5）其他 固体的表面积、反应物的状态、光照、溶剂等都是影响化学反应速率的因素。原电池反应也是影响化学反应速率的重要因素之一。 甘肃省通渭县第一中学 思考与讨论 下列调控反应速率的措施或实验中，分别利用或体现了哪些影响反应速率的因素？ 1.向炉膛内鼓风，用煤粉代替煤块可以使炉火更旺。 增大接触面积 2.把食物放在冰箱里，在糕点包装内放置除氧剂可以延长食品保质期。 温度越高，食物腐败变质的速率越快，电冰箱能提供较低的温度，减缓食物的腐败；除氧剂减少氧气含量，等于减少反应物浓度，减缓食物腐败。 3.实验室通常要将两种块状或颗粒状的固体药品研细，并混匀后再进行反应。原因是什么？ 能增大反应物的接触面积，使反应物充分接触，使反应速率加快。 4.镁在空气中和在纯氧中反应的剧烈程度明显不同。 增大了反应物浓度。 甘肃省通渭县第一中学 影响化学反应速率的因素 催化剂 温度 外 因 性质 内因 反应物的浓度 固体表面积 使用催化剂，化学反应速率加快 升高温度，化学反应速率加快；反之减慢 反应物的化学性质越活泼，化学反应速率越快；反之则越慢 增大反应物的浓度，化学反应加快；反之减慢 增大反应物固体面积，化学反应加快；反之减慢 归纳： 规律（在其他条件相同时） 甘肃省通渭县第一中学 科学·技术·社会 神奇的催化剂 催化剂是现代化学中关键而神奇的物质之一。据统计，有80%以上的化工生产过程（如氨、硫酸、硝酸的合成，乙烯、丙烯、苯乙烯的聚合，煤、石油、天然气的综合利用，等等）使用了催化剂，目的是增大反应速率，提高生产效率。在资源利用、能源开发、医药制造、环境保护等领域，催化剂有着广泛的应用。催化剂十分神奇，它能极大地提高化学反应速率（可使反应速率增大几个到十几个数量级），而自身的组成、化学性质和质量在反应前后不发生变化；它和一些反应体系的关系就像钥匙与锁的关系，具有一定的选择性。 生物体内几乎所有的化学反应（如淀粉、脂肪、蛋白质的水解，DNA的复制等）都是由生物体内存在的特殊催化剂——酶所催化的。酶比一般的催化剂具有更高的选择性和催化效率，而且是在正常体温的条件下发生作用，反应条件温和。受酶的启示，科学家开牌了设计和合成催化剂的新途径，正在研制具有生物酶某些特性的化学酶，以期实现“仿酶催化”。催化剂的神奇面纱至今尚未完全揭开，对催化剂的研究是当代化学一个极具魅力和应用前景的重要课题。 甘肃省通渭县第一中学 【当堂检测】 1. 把石灰石浸入盐酸中，下列措施能使反应速率增大的是( ) A．加大盐酸用量 B．增大盐酸浓度 C．粉碎石灰石 D．增大体系压强 BC 甘肃省通渭县第一中学 2.在密闭容器里，通入x mol H2和y mol I2(g)，改变下列条件，反应速率将如何改变？ (1)升高温度：________(填“增大”、“减小”或“不变”，下同)； (2)加入催化剂：______________； (3)充入更多的H2：________； (4)扩大容器的容积：_______； (5)容器容积不变，通入氖气：___________。 减小 增大 增大 增大 不变 甘肃省通渭县第一中学 3. 一定温度下，向一个容积为2 L的事先装入催化剂的真空密闭容器中通入1 mol N2和3 mol H2，3 min末测此容器内压强是起始时压强的0.9倍。在此时间内用 H2的量的变化来表示该反应的平均反应速率 是（    ） A. 0.2 mol/(L·min)   B. 0.6 mol/(L·min) C. 0.1 mol/(L·min)     D. 0.1 mol/(L·min) C 4. 在4个不同的容器中，在不同的条件下进行合成氨反应，根据在相同时间内测定的结果判断，生成氨的速率最快的是（ ） A．v(H2)= 0.1 mol/(L·min) B．v(N2)= 0.2 mol/(L·s) C．v(NH3)= 0.15 mol/(L·min) D．v(H2)= 0.3 mol/(L·min) B 5. 如下图表示800℃时，含有A、B、C三种气体的 体系中各物质浓度随时间变化的情况，请回答 (1)该反应的反应物是________。 (2)该反应的化学方程式是__________________。 (3)若反应时间为2 min，则A物质的平均反应速率为__________________。 A 0.4 mol/(L•min) 2A B+3C 甘肃省通渭县第一中学 THANKS FOR LISTENING! 甘肃省通渭县第一中学 $$