2.1.1 化学反应速率（课件PPT)-【状元桥·优质课堂】2024-2025学年新教材高中化学选择性必修第一册（人教版2019）

化学反应速率与化学平衡 第二章 第一节　化学反应速率　 第1课时　化学反应速率 课件使用说明 本课件使用Office2016制作，请使用相应软件打开并使用。 本课件文本框内容可编辑，单击文本框即可进行修改和编辑。 本课件理科公式均采用微软公式制作，如果您是Office2007或WPS 2021年4月份以前的版本，会出现包含公式及数字无法编辑的情况，请您升级软件享受更优质体验。 由于WPS软件原因，少量电脑可能存在理科公式无动画的问题，请您安装Office 2016或以上版本即可解决该问题。 课前·教材预案 课堂·深度拓展 课末·随堂演练 课时作业（四） 目标导航 [知识导图] [课程标准] 1.知道化学反应速率的表示方法，通过分 析推理的方法，建立化学反应中各物质的 速率之比等于化学计量数之比的模型，并 能根据该模型解答相关问题。 2.能进行化学反应速率的简单计算，能利 用化学反应中反应物或生成物的相关性质 变化，设计实验以测定化学反应速率的 快慢。 返回目录 化学　选择性必修1 化学反应原理 　 课前·教材预案 知识点1　化学反应速率及其表示方法 1. 概念 任何化学反应的快慢都表现为有关① ⁠随时间变化 的② 。如果反应体系的体积是恒定的，通常用单位时 间内反应物浓度的③ 或生成物浓度的④ ⁠来表示。 物质的量　 多少　 减少　 增加　 返回目录 化学　选择性必修1 化学反应原理 　 2. 数学表达式 v ＝⑤ 。式中Δ c 表示⑥ ⁠的 变化，其常用单位是⑦ 等；Δ t 表示 ⑧ 的变化，其常用单位是⑨ （秒）、 ⑩ （分）等； v 表示⑪ （取正值），常 用单位是⑫ 或⑬ ⁠。 　 反应物浓度或生成物浓度　 mol/L（或mol·L－1）　 反应时间　 s　 min　 反应速率　 mol·L－1·s－1　 mol/（L·s）　 返回目录 化学　选择性必修1 化学反应原理 　 3. 与化学计量数之间的关系 对于一个化学反应 m A＋ n B p C＋ q D， v （A）＝－ ， v （B）＝－ ， v （C）＝ ， v （D）＝ 。且有：⑭ 　 ＝ ＝ ＝ 　　　　　　　　　　　⁠。 ＝ ＝ ＝ 　 返回目录 化学　选择性必修1 化学反应原理 　 4. 实例 在密闭容器中发生反应N2＋3H2 2NH3，反应开始N2的浓度为 0.8 mol/L，5 min后N2的浓度变为0.7 mol/L。填写表格： 有关反应物质 N2 H2 NH3 物质的量浓度 变化（mol/L） ⑮ ⁠ ⑯ ⁠ ⑰ ⁠ 化学反应速率 [mol/（L·min）] ⑱ ⁠ ⑲ ⁠ ⑳ ⁠ 速率之比 v （N2）∶ v （H2）∶ v （NH3）＝ ㉑ 　　　　　． －0.1　 －0.3　 0.2　 0.02　 0.06　 0.04　 1∶3∶2　 返回目录 化学　选择性必修1 化学反应原理 　 知识点2　化学反应速率的测定 1. 测定原理 根据化学反应速率表达式，实验中需要测定㉒ 　　　 ⁠ 反应物（或生成物）的浓度。 不同反应时刻 返回目录 化学　选择性必修1 化学反应原理 　 2. 测定方法 任何一种与物质浓度有关的可观测量都可以加以利用，如气体 的体积、体系的㉓ 、颜色的㉔ 、光的吸收、 ㉕ 等。例如，对于在溶液中进行的反应，当反应 物或生成物本身有比较明显的颜色时，人们常常利用颜色变化 与㉖ 间的比例关系来测量反应速率。 压强　 深浅　 导电能力　 浓度变化　 返回目录 化学　选择性必修1 化学反应原理 　 判断正误，正确的打“√”，错误的打“×”。 （1）化学反应速率用反应物表示为负值，用生成物表示为正值。 （　×　） （2）化学反应速率为0.8 mol·L－1·s－1是指1 s时某物质的浓度 变化为0.8 mol·L－1。 （　×　） （3）2 mol·L－1·s－1的反应速率一定比1 mol·L－1·s－1的反应速 率大。 （　×　） × × × 返回目录 化学　选择性必修1 化学反应原理 　 （4）固体和纯液体的浓度是固定的，不能用它们表示反应速率。 （　√　） （5）选用不同的物质表示同一化学反应，相同时间段内的化学反应速率数值不一定相同，但意义相同。 （　√　） （6）化学反应速率越大，现象越明显。 （　×　） √ √ × 返回目录 化学　选择性必修1 化学反应原理 　 　 名师提醒 （1）无论是反应物还是生成物，其化学反应速率均取正值。 （2）化学反应速率是一段时间内的平均反应速率，而不是瞬 时反应速率。 （3）进行化学反应速率大小的比较时要指定物质，同一反应 中，同一物质的化学反应速率越大，反应越快，不同物质之间 的化学反应速率的大小与化学计量数有关。 返回目录 化学　选择性必修1 化学反应原理 　 （4）固体或纯液体的浓度记为常数，Δ c ＝0，因此不用固体 或纯液体表示化学反应速率。 （5）化学反应未必有明显的现象，如NaOH溶液与HCl溶液的 反应。 返回目录 化学　选择性必修1 化学反应原理 　 课堂·深度拓展 探究点1　化学反应速率的计算方法 1. 同一化学反应，同一时间段内，用不同物质表示化学反应 速率，为什么符合化学计量系数之比？ 答案　同一化学反应在同一时间段内，容器体积相同，不同物质的物质的量变化符合化学方程式计量系数之比，故化学反应速率也符合化学计量系数之比。 返回目录 化学　选择性必修1 化学反应原理 　 1. 化学反应速率的计算方法 （1）利用基本公式： v ＝ ＝ （恒容的密闭容器）。 （2）利用速率之比＝化学计量数之比＝各物质浓度的变化量 （Δ c ）之比＝各物质的物质的量的变化量（Δ n ）之比。 返回目录 化学　选择性必修1 化学反应原理 　 2. “三段式”法计算模板 例如：　　　　　　　　 m A＋ n B p C 起始浓度（mol/L）： 　a 　b 　 　　 c 转化浓度（mol/L）： x t 时刻浓度（mol/L）： a － x b － c ＋ 计算时注意以下量的关系： （1）对反应物， c （起始）－ c （转化）＝ c （某时刻）； （2）对生成物， c （起始）＋ c （转化）＝ c （某时刻）。 返回目录 化学　选择性必修1 化学反应原理 　 【例题1】25 ℃时，在2 L的密闭容器中，A、B、C三种气体 的初始浓度和2 min末的浓度如表（该反应为可逆反应）。请 填写下列空白： 物质 A B C 初始浓度/（mol·L－1） 1.0 2.0 0 2 min末浓度/（mol·L－1） 0.4 0.2 1.2 （1）该反应的化学方程式可表示为 　　　　　　　　。 返回目录 化学　选择性必修1 化学反应原理 　 答案　（1）A＋3B 2C　 解析　（1）由表中数据可知，A、B为反应物，C为生成物。 同一反应中，各物质的物质的量浓度变化量之比等于化学计量 数之比，则反应的化学方程式为A＋3B 2C。 返回目录 化学　选择性必修1 化学反应原理 　 （2）从反应开始到2 min末，用物质A表示的平均反应速率为  　　　　　　　　。 思维导引：根据2 min内物质的浓度变化之比，确定化学方 程式的化学计量系数之比；结合化学反应速率计算式计算反 应速率。 （1）由表中数据可知，A、B为反应物，C为生成物。 同一反应中，各物质的物质的量浓度变化量之比等于化学计量 数之比，则反应的化学方程式为A＋3B 2C。 解析　（2） v （A）＝ ＝0.3 mol·（L·min）－1。 答案　（2）0.3 mol·（L·min）－1 返回目录 化学　选择性必修1 化学反应原理 　 【变式1】某温度时，在容积为3 L的密闭容器中，X、Y、 Z三种物质的物质的量随时间变化的曲线如图所示，由图中 数据分析： （1）该反应的化学方程式为 　　　　　　　。 答案　（1）2Z＋Y 3X 返回目录 化学　选择性必修1 化学反应原理 　 解析　（1）根据题图可知，该反应是可逆反应，且Z、Y是反 应物，X是生成物，同一反应中，各物质的物质的量的变化量 之比等于化学计量数之比，则Δ n （X）∶Δ n （Y）∶Δ n（Z）＝ 0.6 mol∶0.2 mol∶0.4 mol＝3∶1∶2，所以该反应的化学方程 式可以表示为2Z＋Y 3X。 返回目录 化学　选择性必修1 化学反应原理 　 （2）反应开始至2 min末，用X表示的反应速率为 　　 　　　。 答案　（2）0.067 mol·L－1·min－1 解析　（2）反应开始至2 min末，X的反应速率为（0.8 mol－ 0.4 mol）÷3 L÷2min≈0.067 mol·L－1·min－1。 返回目录 化学　选择性必修1 化学反应原理 　 探究点2　化学反应速率的比较 2. 已知反应A（g）＋3B（g） 2C（g），用下列数据表示不 同条件下的反应速率： ⅰ. v （A）＝0.01 mol·L－1·s－1； ⅱ. v （B）＝0.02 mol·L－1·s－1； ⅲ. v （B）＝0.60 mol·L－1·min－1。 （1）反应速率（ⅱ）＞（ⅰ）吗？ 答案　（1）否。 v （B）＝3 v （A）＝3×0.01 mol·L－1·s－1＝0.03 mol·L－1·s－1＞0.02 mol·L－1·s－1，故反应速率（ⅰ）＞（ⅱ）。 返回目录 化学　选择性必修1 化学反应原理 　 （2）反应速率（ⅲ）＞（ⅱ）吗？ 答案　（2）否。 v （B）＝ ＝0.01 mol·L－1·s－1＜0.02 mol·L－1·s－1，故反应速率（ⅱ）＞（ⅲ）。 返回目录 化学　选择性必修1 化学反应原理 　 化学反应速率的比较方法 　　对于同一化学反应，用不同物质表示的反应速率的数值可 能不同，但比较反应速率的大小不能只看数值的大小，而要进 行一定的转化，具体比较方法如下： 1. 归一法： 将不同物质的化学反应速率转化成同一物质的化 学反应速率，然后进行比较。 返回目录 化学　选择性必修1 化学反应原理 　 2. 比值法： 用各物质表示的反应速率除以化学计量数，然后 比较。数值越大，反应进行得越快。 如反应 a A＋ b B c C，不同条件下其反应速率分别用 v （A）与 v （B）表示，要比较其反应速率的大小，需比较 与 的大小，若 ＞ ，则A表示的反应速率比B表示的反应速率大。 返回目录 化学　选择性必修1 化学反应原理 　 3. 规律法： （1）同一反应，温度高、浓度（压强）大、反应 速率快；（2）同一反应先快后慢；（3）从反应物开始的可逆 反应，平衡前 v正＞ v逆，平衡后 v正＝ v逆。 返回目录 化学　选择性必修1 化学反应原理 　 【例题2】已知反应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： ① v （A）＝0.6 mol·L－1·min－1； ② v （B）＝0.45 mol·L－1·min－1； ③ v （C）＝0.015 mol·L－1·min－1； ④ v （D）＝0.45 mol·L－1·min－1。 返回目录 化学　选择性必修1 化学反应原理 　 则此反应在不同条件下进行最快的是（　　） A. ③ B. ① C. ② D. ④ 思维导引：已知的反应速率单位相同，利用化学计量系数之 比，转化为同一物质的反应速率，或利用化学反应速率与化学 计量系数之比，排序比较。 答案　C　 返回目录 化学　选择性必修1 化学反应原理 　 解析　（方法一）归一法：化学反应速率与化学计量系数成正 比，据此可以将反应速率都转化为B的反应速率。① v （A）∶ v （B）＝3∶1，0.6 mol·L－1·min－1∶ v （B）＝3∶1， v （B） ＝0.2 mol·L－1·min－1；③ v （B）∶ v （C）＝1∶2， v（B）∶ 0.015 mol·L－1·min－1＝1∶2， v （B）＝0.007 5 mol·L－1·min－1； ④ v （B）∶ v （D）＝1∶2， v （B）∶0.45 mol·L－1·min－1＝ 1∶2， v （B）＝0.225 mol·L－1·min－1。比较上述数值，可知② 表示的反应速率最快。 返回目录 化学　选择性必修1 化学反应原理 　 （方法二）比值法：化学反应速率与化学计量数的比值越大， 反应速率越快，则① v （A）＝ ×0.6 mol·L－1·min－1＝0.2 mol·L－1·min－1；② v （B）＝0.45 mol·L－1·min－1；③ v（C）＝ ×0.015 mol·L－1·min－1＝0.007 5 mol·L－1·min－1；④ v （D）＝ ×0.45 mol·L－1·min－1＝0.225 mol·L－1·min－ 1。比较上述数值， 可知②表示的反应速率最快，故选C项。 返回目录 化学　选择性必修1 化学反应原理 　 【变式2】在四个不同的容器中，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，生成氨最快的是（　　） A. v （H2）＝0.3 mol/（L·min） B. v （N2）＝0.2 mol/（L·min） C. v （NH3）＝0.25 mol/（L·min） D. v （H2）＝0.004 mol/（L·s） 答案　B　 返回目录 化学　选择性必修1 化学反应原理 　 解析　对于反应N2（g）＋3H2（g） 2NH3（g），以氢气 的反应速率为标准进行判断。A项， v （H2）＝0.3 mol/ （L·min）；B项，反应速率之比等于化学计量数之比，所 以 v （H2）＝3 v （N2）＝0.6 mol/（L·min）；C项， v（H2） ＝ v （NH3）＝0.375 mol/（L·min）；D项， v （H2）＝ 0.004 mol/（L·s）＝0.24 mol/（L·min）。综上所述，生成 氨最快的是B项。 返回目录 化学　选择性必修1 化学反应原理 　 课末·随堂演练 1. （化学反应速率的理解）对于反应CaCO3＋2HCl CaCl2＋H2O＋CO2↑，下列说法正确的是（　　） A. 用HCl和CaCl2表示的反应速率数值不同，但所表示的意义 相同 B. 不能用CaCO3的浓度变化来表示反应速率，但可用水来表示 C. 用H2O和CO2表示的化学反应速率相同 D. 用CaCl2浓度的减少表示其反应速率 返回目录 化学　选择性必修1 化学反应原理 　 答案　A　 解析　在同一反应中，选用不同的物质表示反应速率，反应速 率数值之比等于化学计量数之比，数值可能相同，也可能不同， 但所表示的意义相同，A项正确；因为CaCO3是固体，水为纯 液体，所以不能用其浓度的变化来表示化学反应速率， B、C项 错误；CaCl2为生成物，故应用其浓度的增加表示反应速率， D 项错误。 返回目录 化学　选择性必修1 化学反应原理 　 2. （化学反应速率的计算）将4 mol A气体和2 mol B气体在2 L的容器中混合并在一定条件下发生如下反应：2A（g）＋B（g） 2C（g）。若经2 s后测得C的浓度为0.6 mol·L－1，现有下列几种说法： ①用物质A表示的反应平均速率为0.6 mol·L－1·s－1　②用物质 B表示的反应的平均速率为0.15 mol·L－1·s－1　③2 s时物质A的 浓度为1.4 mol·L－1　④2 s时物质B的浓度为0.3 mol·L－1 其中正确的是（　　） A. ①③ B. ①④ C. ②③ D. ③④ 返回目录 化学　选择性必修1 化学反应原理 　 答案　C　 解析　由已知2 s后C的浓度为0.6 mol·L－1，根据 n ＝ c · V 可知 C的物质的量为1.2 mol。则： 2A（g）＋B（g） 2C（g） 起始（mol）　　　 4　　　2　　 　0 转化（mol） 1.2 0.6 1.2 2 s（mol） 2.8 1.4 1.2 返回目录 化学　选择性必修1 化学反应原理 　 ① v （A）＝ ＝0.3 mol·L－1·s－1，①错误；② v （B）＝ ＝0.15 mol·L－1·s－1，②正确；③根据“三段式”可知， 2 s时物质A的浓度＝ ＝1.4 mol·L－1，③正确；④根据“三段式”可知，2 s时物质B的浓度＝ ＝0.7 mol·L－1，④错误；故选C项。 返回目录 化学　选择性必修1 化学反应原理 　 3. （化学反应速率大小的比较）对于反应A（g）＋3B（g） 2C（g）＋2D（g），下列分别表示不同条件下的反应速率，则反应速率大小关系正确的是（　　） ① v （A）＝0.01 mol·L－1·s－1　② v （B）＝1.20 mol·L－1·min－1　③ v （C）＝2.40 mol·L－1·min－1　④ v （D）＝0.03 mol·L－1·s－1 A. ②＞③＞④＞① B. ③＞①＝④＞② C. ③＞④＞①＞② D. ①＞④＞②＞③ 答案　C　 返回目录 化学　选择性必修1 化学反应原理 　 解析　比较不同条件下的反应速率应转化成同一物质的速率进 行比较，根据化学反应速率之比等于化学计量数之比进行转换， 以A的速率为标准。①对应的 v （A）＝0.01 mol·L－1·s－1 ＝ 0.6 mol·L－1·min－1；②对应的 v （A）＝ ＝ ＝0.4 mol·L－1·min－1；③ v （A）＝ ＝ ＝ 1.20 mol·L－1·min－1；④ v （A）＝ ＝ ＝ 0.9 mol·L－1·min－1。可知反应速率的由快到慢的顺序为：③＞ ④＞①＞②；故选C项。 返回目录 化学　选择性必修1 化学反应原理 　 4. （综合应用） T ℃时，在0.5 L的密闭容器中，气体A与气 体B反应生成气体C，反应过程中A、B、C的浓度变化如图所 示。则下列结论正确的是（　　） A. 10 s时反应生成了0.4 mol C B. 该反应进行到10 s时，消耗了0.15 mol A C. 该反应的化学方程式为3A＋B 2C D. 10 s内用B表示的反应速率为0.06 mol·L－1·s－1 答案　D　 返回目录 化学　选择性必修1 化学反应原理 　 解析　观察题图可知，该反应为可逆反应。10 s时反应生成气 体C的物质的量为0.4 mol·L－1×0.5 L＝0.2 mol，消耗A的物 质的量为（0.5 mol·L－1－0.3 mol·L－1）×0.5 L＝0.1 mol， A、B项错误；Δ c （A）∶Δ c （B）∶Δ c （C）＝0.2 mol·L－ 1∶ 0.6 mol·L－1∶0.4 mol·L－1＝1∶3∶2，故该反应的化学方程式 应为A＋3B 2C，C项错误；10 s内用B表示的反应速率为 ＝0.06 mol·L－1·s－1，D项正确。 返回目录 化学　选择性必修1 化学反应原理 　 5. （综合应用）在2 L密闭容器中进行反应 m X（g）＋ n Y（g） p Z（g）＋ q Q（g），式中 m 、 n 、 p 、 q 为化学计量数。在0～3 min内，各物质的物质的量的变化如表所示： 类别 各时刻的 物质的量 X Y Z Q 起始/mol 0.7 1.0 2 min末/mol 0.8 2.7 0.8 2.7 3 min末/mol 0.8 已知2 min内 v （Q）＝0.075 mol·L－1·min－1，且 v （Z）∶ v （Y）＝1∶2。 返回目录 化学　选择性必修1 化学反应原理 　 （1）试确定以下物质的相关量。 起始时： n （Y）＝ 　　　　； n （Q）＝ 　　　　。 答案　（1）2.3 mol　3.0 mol　 解析　2 min内 v （Q）＝0.075 mol·L－1·min－1，则Δ n （Q）＝ 0.075 mol·L－1·min－1×2 min×2 L＝0.3 mol，根据表中数据可 知，2 min内X的物质的量变化为0.8 mol－0.7 mol＝0.1 mol，Z 的物质的量变化为1.0 mol－0.8 mol＝0.2 mol，根据反应速率 v （Z）∶ v （Y）＝1∶2可知，Y的物质的量变化为Δ n （Y）＝ 2Δ n （Z）＝0.4 mol，化学方程式中各物质的物质的量变化与 其化学计量数成正比， 返回目录 化学　选择性必修1 化学反应原理 　 则 m ∶ n ∶ p ∶ q ＝0.1 mol∶0.4 mol∶ 0.2 mol∶0.3 mol＝1∶4∶ 2∶3，所以 m ＝1、 n ＝4、 p＝2、 q ＝3，反应方程式为X（g）＋ 4Y（g） 2Z（g）＋3Q（g）。（1）由上述分析可知，2 min内 生成Y的物质的量为0.4 mol，则起始时Y的物质的量为2.7 mol－ 0.4 mol＝2.3 mol；Q在2 min内物质的量减少0.3 mol，则起始时 Q的物质的量为2.7 mol＋0.3 mol＝3.0 mol。 返回目录 化学　选择性必修1 化学反应原理 　 （2）化学方程式中 m ＝ 　　　， n ＝ 　　　　， p ＝ 　　　　， q ＝ 　　　　　。 答案　（2）1　4　2　3 解析　（2）根据上述分析可知， m ＝1、 n ＝4、 p ＝ 2、 q ＝3。 （3）用Z表示2 min内的反应速率： 　　　　　　　。 答案　（3）0.05 mol·L－1·min－1 解析　（3）2 min内消耗的Z的物质的量为Δ n （Z）＝1.0 mol－ 0.8 mol＝0.2 mol，则用Z表示2 min内的反应速率为 v （Z）＝ ＝0.05 mol·L－1·min－1。 返回目录 化学　选择性必修1 化学反应原理 　 课时作业（四） 返回目录 化学　选择性必修1 化学反应原理 　 制 作 者：状元桥 适用对象：高中学生 制作软件：Powerpoint2010、 Photoshop cs3 运行环境：WindowsXP以上操作系统 $$