6.2.1 化学反应的速率 课件 2023-2024学年高一下学期化学人教版（2019）必修第二册

第二节 化学反应的速率与限度 第一课时 化学反应的速率 第六章 化学反应与能量 对于化学反应，不同的反应，其速率也不一样 一两天 若干年 溶洞的形成 几百到几千年 煤、石油等化石燃料的形成 几千万年以上 爆炸 瞬间 牛奶变质 钢铁生锈 怎样直观的比较和判断反应的快慢？ ①冒气泡快慢 ②浑浊程度 ③固体量改变 ④颜色变化 ⑤温度变化等 定量描述 快到什么程度？ 慢到什么程度？ 1.概念:用来衡量化学反应进行快慢程度的物理量。化学反应速率通常用单位时间内 或 表示。 2.表达式: 3.常用单位: mol/(L·s) 、mol/(L·min) 、 mol·L-1·s-1 、mol·L-1·min-1 —— υ (x) = —— = —— Δc(x) Δt Δt Δn(x) V (1)Δc表示指定物质反应前后的浓度变化量，均取正值; (2)Δt 为一段时间，故υ表示平均反应速率 (3) 固体和纯液体的c是常数，所以通常不用固体和纯液体表示化学反应速率 反应物浓度的减少量 生成物浓度的增加量 注意： 一、化学反应速率 【当堂练习】 练习1： 在容积为1L的容器内，反应物A的浓度在10 s内从4 mol/L变成1 mol/L。则在这10 s内用A表示的化学反应速率为多少？ v(A) ∆c(A) ∆t = = 4 mol·L-1–1 mol·L-1 10 s 3 mol·L-1 10 s 0.3 mol·L-1·s-1 = = 问：第10s的反应速率为多少？ 无法确定 化学反应速率是一段时间内平均反应速率而不是某一时刻的瞬时速率； 微点拨 【当堂练习】 练习2：在容积为2L的容器内，在5 min内生成物A的物质的量从1mol变成3 mol。则在这5min内用A表示的化学反应速率为多少？ v(A) ∆c(A) ∆t = = 3 mol –1 mol 2L ·5min 2 mol 2L ·5min 0.2 mol·L-1·min-1 = = 化学反应速率是单位时间内的浓度变化量，并非物质的量的变化量； 微点拨 【即学即练1】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 B．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0.8 mol·L－1·s－1是指1 s时某物质的浓度为 0.8 mol·L－1 D．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 3. “三段式”计算 （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、最终量（可用物质的量，也可用浓度）； （3）根据已知条件列方程式计算。 变化量 练习4：在1L的密闭容器中，加入8molN2和20mol H2，发生 N2 + 3H2   2NH3，在5min末时，测得容器中含有6mol的N2，求该反应的化学反应速率。 N2 + 3H2   2NH3 起始量 8 20 0 最终量 6 14 4 v(N2)= 2/5=0.4mol/(L·min) v(H2)= 6/5=1.2mol/(L·min) v(NH3)= 4/5=0.8mol/(L·min) 4 2 6 同一反应的反应速率可以用不同的物质表示，其数值可能不同，也可能相同，但所表示的意义是相同的。指明具体物质v(A) 微点拨 3.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 v(O2)=0.0025 mol/(L·s) v(NH3)=0.002 mol/(L·s) v(NO)=0.002 mol/(L·s) 练习5：反应4NH3（g）+5O2 （g） = 4NO（g）+6H2O（l） 在5L的密闭容器中进行，30秒后，NO的物质的量增加了0.3mol，此反应的平均反应速率为多少？分别用v(NH3)、v(O2)、v(NO)、v(H2O)表示。 不用固体或纯液体表示化学反应速率。 不用固体或纯液体表示化学反应速率，因为Δc=0。 微点拨 v(H2O) ——无法表示 4．化学反应速率大小的比较方法 (1)归一法：若单位不统一，则要换算成相同的单位；若为不同物质表示的反应速率，则要换算成同一物质来表示反应速率；再比较数值的大小。 (2)比值法：比较化学反应速率与化学计量数的比值，如aA(g)＋bB(g)===cC(g)＋dD(g)，比较 、 、 、 的相对大小，比值越大，化学反应速率越大。 v(A) a v(B) b v(C) c v(D) d 练习7：反应 A(g) + 3B(g) = 2C(g) + 2D (g) 在四种不同情况下的反应速率为：①v(A)=0.45mol·L-1·min-1 ②v(B)=0.6mol·L-1·s-1 ③v(C)=0.4mol·L-1·s-1 ④v(D)=0.45mol·L-1·s-1 则该反应速率的快慢顺序为_____________________ ④>③=②>① 微点拨 化学反应速率的大小方法： ①统一单位； ② 用比值法或转化成同一物质的反应速率进行比较 1. 判断正误，正确的划“√”，错误的划“ ⅹ ” (1)对于任何化学反应来说，反应速率越大，反应现象就越明显(　　) (2)化学反应速率是指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 (　　) (3)化学反应速率为0.8mol·L－1·s－1是指1s时某物质的浓度为0.8mol·L－1(　　) (4)由v＝Δt(Δc)计算平均速率，反应物表示为正值，生成物表示为负值(　　) × × × × 2.已知反应4CO＋2NO2 N2＋4CO2在不同条件下的化学反应速率如下： ①v(CO)＝1.5 mol·L－1·min－1 ②v(NO2)＝0.7 mol·L－1·min－1 ③v(N2)＝0.4 mol·L－1·min－1 ④v(CO2)＝1.1 mol·L－1·min－1 ⑤v(NO2)＝0.01 mol·L－1·s－1 请比较上述5种情况反应的快慢____________(由大到小的顺序)。 ③①②⑤④ 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 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。 思考·讨论 有哪些因素能够影响化学反应速率呢？ （1）、内因：反应物本身的性质起决定作用。 2、影响化学反应速率的因素 改变化学反应速率在实践中有很重要的意义，同一化学反应我们可否根据生产和生活的需要，采取适当措施改变其化学反应速率？如何能够改变化学反应的速率呢？ 思考与交流 【探究】 影响化学反应速率的因素 【假设】影响化学反应速率的因素可能有反应温度、反应物浓度等。 【用品】5%H2O2溶液、1mol/LFeCl3溶液、0.1mol/L盐酸、1mol/L盐酸、大理石碎块、冷水、热水、试管、试管夹、烧杯、量筒、胶头滴管 探究化学反应速率的影响因素，关键是控制好变量。 方法引导——变量控制方法 (1)温度对化学反应速率影响的探究 【实验操作】试管内均盛有 2mL 5% 的 H2O2溶液，并滴有 2 滴 1 mol/L FeCl3溶液 【实验现象】两支试管中均有气泡产生，但热水中产生气泡更快 【实验结论】其他条件相同时，升高温度，反应速率加快； 降低温度，反应速率减小 (2)浓度对化学反应速率影响的探究 【实验现象】两支试管中均有气泡产生，但装1 mol/L盐酸的试管产生气泡更快 【实验结论】其他条件相同时，增大浓度，反应速率加快； 降低浓度，反应速率减小 （4）对于离子反应，只有实际参加反应的各离子浓度发生变化，才会引起化学反应速率的改变。 （3）固体物质的反应速率与其表面积有关，颗粒越小，表面积越大，反应速率就越快。 （2）若某物质的浓度变化改变了其性质，反应实质可能发生改变，要具体分析反应速率的变化。 （1）固体和纯液体的浓度可视为常数，改变其物质的量，对反应速率无影响。 浓度——增大反应物浓度，化学反应速率增大； 减小反应物浓度，化学反应速率减小 浓度对化学反应速率影响的注意事项 (3)催化剂对化学反应速率影响的探究 【实验现象】三支试管中均有气泡产生，产生气泡的速率：①＞②＞③ 【实验结论】催化剂可以改变反应速率，不同催化剂催化效果不同 (4)探究固体反应物表面积对化学反应速率的影响 【实验现象】加碳酸钙粉末的试管内产生气泡较快，加块状碳酸钙的试管内产生气泡较慢 【实验结论】增大固体反应物的表面积，化学反应速率加快 只有有气体参加的反应，改变压强才对反应速率有影响。其影响实质是：改变体积，可使反应物的浓度改变。 (5)压强对反应速率的影响 改变压强时，只有导致参加反应的气体浓度改变，反应速率才会改变 其他条件不变时，对于有气体参与的反应： 增大压强（减小容器容积）相当于增大反应物的浓度，化学反应速率增大； 反之，化学反应速率减小。 ①压缩体积使压强增大，进而反应物浓度增大，可加快化学反应速率。 ②膨胀气体体积，压强变小，进而浓度降低，可减慢化学反应速率。 ③体积不变，充入相关反应气体，压强增大，浓度也增大，速率加快。 ④体积不变，充入不参与反应的气体。虽然总的压强增大，但反应物浓度不发生变化，故化学反应速率不变。 体积不变，充入惰性气体以增大压强，反应速率如何变化？ 【思考与讨论】 下列调控反应速率的措施中，利用或体现了哪些影响反应速率的因素？ （1）向炉膛内鼓风，可以使炉火更旺。 （2）把食品存放到冰箱内。在食品包装内放置除氧剂可以延长食品保质期。 （3）做化学实验时，将固体试剂溶于水配成溶液后再进行实验。 （4）铁在空气中和在纯氧中反应的剧烈程度不同 （1）反应物的接触面积 （2）温度、反应物的浓度 （3）反应物的接触面积 （4）反应物的浓度 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。 【科学▪技术▪社会】 1、判断对错 (1)Na、Mg、Al的金属性决定了它们与水反应的速率大小(　 　) (2)增大反应物的用量一定能加快化学反应速率(　 　) (3)对于放热反应，升高温度化学反应速率减小(　 　) (4)改变压强，化学反应速率必然改变(　 　） (5)使用催化剂就一定能加快反应速率( ) (6)实验时，将固体药品研碎目的是为了增大反应物的接触面积，增大反应速率( ) 总结练习 1．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98%的硫酸可以加快反应速率 B．100 mL 2 mol·L－1的盐酸跟锌片反应，加入适量的氯化钠溶液，反应速率不变 C．SO2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NO和CO可以缓慢反应生成N2和CO2，减小压强反应速率变慢 D 2.在反应mA＋nB＝pC中，已知A的反应速率为0.5mol/(L •s)， B的反应速率为1mol/(L •s)，C的反应速率为1. 5mol/(L •s)， 则该反应的化学方程式为： 。 1.内因 反应物本身的性质是决定性因素。如相同条件下Mg、Al与稀盐酸反应的速率大小关系为 。 Mg＞Al 2.外因 增大 增大 增大 增大 减小 减小 减小 课堂总结 Lavf57.62.100 $$