2.1.1 化学反应速率 课件 2024-2025学年高二上学期化学人教版（2019）选择性必修1

第一节 化学反应速率　 人教版选择性必修1 第二章　化学反应速率与化学平衡 第1课时 化学反应速率 蜗牛全速爬行 速度仅为8.5米/小时 亚洲飞人——苏炳添 速度为10.17米/秒 在日常生活中，不同物体的运动速度有大有小 第五代隐形轰炸机歼20 速度可达3400千米/小时 【导】 以下化学反应进行快慢是否一样？ 不同的化学反应进行的快慢千差万别，快与慢是相对而言的，是一种定性的比较。 爆炸 食物腐败 看一看 想一想！ 化学反应速率的简单计算 1、了解化学反应速率的表示方法，学会比较化学反应速率的快慢，体会化学反应速率的应用价值。 2、学会运用“三段式”法进行计算，建立模型意识，培养学生“证据推理与模型认知”的学科素养。 【素养目标】 【重点难点】 【导】 若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减少或生成物浓度的增大来表示 1、概念 2、表达式 常用单位 mol·L-1·s-1或mol/(L·s) Δc 表示某物质浓度的变化，常用单位mol·L－1 Δt 表示时间变化，常用单位s、min或h (取正值) 一、化学反应速率 用来衡量化学反应过程进行快慢程度的物理量 【典例1】在恒容的密闭容器中发生反应N2 + 3H2   2NH3，反应开始时N2的浓度0.8 mol/L，5min后N2的浓度变为0.7 mol/L。则5min内N2、H2 、NH3的化学反应速率为多少？ 【思】 0.1 0.3 0.2 Δc (mol/L) N2 + 3H2   2NH3 υ(N2) = = 0.1mol/L 5min = 0.02 mol/(L∙min) Δc (N2) Δt υ(H2) = Δc (H2) Δt = 0.3mol/L 5min = 0.06 mol/(L∙min) υ(NH3) = Δc (NH3) Δt = 0.2mol/L 5min = 0.04 mol/(L∙min) 【思考】 （1）第 5 min 时的反应速率为多少？ 无法确定 （2）哪个速率最快？ 一样快 【评】 3、规律 同一条件下，同一反应中（mA+nB=pC+qD），各物质的化学反应速率之比=变化量之比=化学计量数之比，即v(A) : v(B) : v(C) : v(D) = m : n : p : q，且有 υ (C) p υ (B) n υ (A) m υ (D) q = = = 【思考讨论】 （3）对于CaCO3(s) + 2HCl(aq) = CaCl2(aq) + H2O(l) + CO2(g)，可用哪些物质的浓度变化来表示化学反应速率？不能选用其他物质的原因是什么？ 不能用______________________表示。 可以用 ________________________________表示。 v (CaCl2)、 v (HCl)、 v (CO2) v(CaCO3)、v(H2O)、 ①无论反应物还是生成物，其反应速率永远取正值。 ②一段时间内的平均速率，而非瞬时速率。 ③用浓度变化表示化学反应速率适用于气体和溶液中的溶质，不适用于固体和纯液体。 ④同一个反应，用不同的物质来表示该反应的速率时，其数值可能不同，但表达的意义相同。因此需要指明具体物质，如v(A)。 【自我总结】 请同学们结合典例1与思考讨论，总结一下表示化学反应速率时有哪些注意事项？ 【课堂检测】 【检】 1、 已知 4NH3(g)+5O2(g)=4NO(g)+6H2O(g)，若反应速率分别用(NH3)、(O2)、(NO)、(H2O)表示，则正确的关系是（ ） A. B. C. D. B 【典例2】在2L的密闭容器中，加入1mol N2和3mol H2，发生N2＋3H2 2NH3，在2s末时，测得生成0.4mol NH3，求①用NH3表示该反应的化学反应速率；②H2 的转化率；③ 反应后N2的浓度。 则①υ(NH3)＝ ＝0.1 mol/(L·s) 0.4mol 2L×2s ② α（H2）＝ ×100％＝20％ 0.6mol 3mol ③ 反应后c(N2)＝ ＝0.4 mol/L 0.8mol 2L 变化量（mol） 0.2 0.6 0.4 2s末量（mol） 0.8 2.4 0.4 起始量（mol） 1 3 0 N2 + 3H2 2NH3 （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（可用n，也可用c，但要求统一）。 （3）根据题目要求进行相关计算。 mA(g) ＋ nB(g) pC(g) ＋ qD(g) 起始量(mol/L) a b 0 0 浓度变化量(mol/L) x 某时刻量(mol/L) a－x 变化量 起始量 转化率= ×100 ％ x n m a x n m x p m x q m 4、三段式法 x p m x q m 注意：变化量之比 等于化学计量数之比 v(B) == 相关计算： 2、 对于反应2M(g)+3N(g) xQ(g)+3R(g)，在容积为2L的密闭容器中，将2mol气体M和3mol气体N混合，当反应经2min后达平衡生成2.4mol气体R，并测得Q的浓度为0.4mol/L，则x的值为_____________，M的平衡转化率为__________，vN=__________________。 1 80% 0.6 mol-1·L-1·min-1 【思+议+展】 【课堂检测】 【典例3】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)=0.15mol·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 则该反应在不同条件下速率的快慢顺序为: 。 ④>③=②>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 v(A)=0.2mol·L-1·s-1 v(A)=0.2mol·L-1·s-1 v(A)=0.225mol·L-1·s-1 ①v(A)=0.15mol·L-1·min-1 方法一： v(A)=0.0025mol·L-1·s-1 v(A) 1 ① =0.0025mol·L-1·s-1 v(B) 3 ② =0.2mol·L-1·s-1 v(C) 2 ③ =0.2mol·L-1·s-1 v(D) 2 ④ =0.225mol·L-1·s-1 方法二： mA+nB=pC+qD 、 5、化学反应速率大小的比较方法 【归一法】 单位换算 转化为同一物质表示的化学反应速率 比较数值大小 【比值法】 mol · L -1·s-1 mol · L -1·min-1 ×60 ÷60 单位换算 比较化学反应速率与化学计量数的比值 比值越大化学反应速率越大 ①定性比较：通过观察实验现象，如反应的剧烈程度、产生气泡或沉淀的快慢、固体消失或气体充满所需时间的长短等来定性判断化学反应的快慢。 ②定量比较：同一化学反应速率用不同物质表示时数值可能不同，比较化学反应速率的快慢不能只看数值大小，还要进行一定的转化。 3、反应：4A(g)+2B(g) = 3C(g)+D(g)，在不同条件下，化学反应速率最大的是（ ） A．v(A)=0.2 mol·L－1·s－1 B．v(B)= 6 mol·L－1·min－1 C．v(C)= 8 mol·L－1·min－1 D．v(D)= 4 mol·L－1·min－1 D 【检】 【课堂检测】 υ＝ Δc Δt 6、化学反应速率的常见测定方法 （1）测定原理： ①找与物质的浓度有关的物理量（可观测） ②找与该物理量化学变化对应的时间 （2）测定方法：实际上，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 体系的压强 颜色的深浅 导电能力 光的吸收 化学反应速率是可以通过实验测定的。根据化学反应速率表达式，实验中需要测定不同反应时刻反应物(或生成物)的浓度。 1.单位时间内收集氢气的体积；固定时间，测体积 2.收集相同体积氢气所需要的时间 3.有pH传感器测相同时间内溶液中pH变化，即△c(H＋)。 4.用传感器测△c(Zn2＋)变化。 5.测相同时间内△m(Zn)。 6.相同时间内恒容压强变化； 7.相同时间内绝热容器中温度变化。 7、化学反应速率的应用价值 【评】 【课堂小结】 请同学们自己复盘本节课内容，并汇总成知识框架，写在导学案对应位置。 1、X(s)＋3Y(g) Z(g) ΔH＝-a kJ·mol-1，一定条件下，将2 mol X和2 mol Y通入2 L的恒容密闭容器中，反应10 s，测得生成0.5 mol Z。下列说法正确的是(　　) A．10 s内，v (X)=0.025 mol·L-1·s-1 B．第10 s时，X 为1.5 mol，Y的浓度为0.25 mol·L-1 C．第10 s时，Y 的反应速率为0.075 mol·L-1·s-1 D．10 s内，X 和 Y 反应放出的热量为a kJ B 【自我检测】 【检】 2、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－1·min－1; ②v(B)＝0.45 mol·L－1·min－1; ③v(C)＝0.015 mol·L－1·min－1; ④v(D)＝0.15 mol·L－1·s－1，则此反应在不同条件下进行最快的是(　　) A.① B.② C.③ D.④ D 【检】 3、反应4A（g）+5B（g）=4C(g)+6D（g）在5L的密闭容器中进行，半分钟后，C的物质的量增加了0.3mol。下列论述正确的是（ ） A、A的平均反应速率是0.010 mol·L-1·s-1 B、容器中含D的物质的量至少为0.45mol C、容器中A、B、C、D的物质的量比一定是4:5:4:6 D、容器中A的物质的量一定增加了0.3mol B 4、一定温度下，在2 L的密闭容器中，X、Y、Z三种气体的物质的量随时间变化的曲线如图所示。下列描述正确的是(　 　) A．反应开始到10 s时，用Z表示的反应速率为0.158 mol·L-1·s-1 B．反应开始到10 s时，X的物质的量浓度减少了0.79 mol·L-1 C．反应开始到10 s时，Y的转化率为79.0% D．反应的化学方程式为：X(g)＋Y(g) Z(g) C 【检】 5、下列测量化学反应速率的依据不可行的是( ) C 【检】 $$