2.1.1 化学反应速率（课件）-【化学可以这样讲】2024-2025学年高二化学同步教学课件+习题（人教版2019选择性必修1）

第一课时 化学反应速率 第二章　化学反应速率与化学平衡 第一节　化学反应速率 1 化学反应速率与化学平衡 化学反应的快慢 化学反应的限度 化学反应进行的方向 (速率) (反应物能否全部转化为产物) (推动力) 为了社会的发展进步，科学家们不断的设计、合成和分析新的物质、新的材料，并在工作中积累了大量有关化学反应的资料（论文、专著、手册、数据库等），穿找了许多新的研究方法，形成了涵盖化学反应的一般特征的种种理论。但是至今我们仍不能全面、深刻的认识化学反应。 化学反应的调控 2 素养要求 1.知道化学反应速率的表示方法。 2.了解测定化学反应速率的方法 3.能进行化学反应速率的简单计算。 3 【问题探究】 在北京故宫的保和殿后，有一块巨大的“云龙陛石”，上面雕有精美的蟠龙图案，是珍贵的文化遗产。但是近些年浮雕已经受损，一些细小的花纹已经模糊不清。大理石雕刻制品从安放的时候起，由于风吹、日晒、雨淋等自然因素的影响，就开始受到腐蚀。可是为什么前几百年腐蚀很慢，而近几十年却变快了呢？这就涉及化学反应速率的问题。 那么，什么是化学反应速率呢？ 1 化 学 反 应 速 率 5 任务一 认识化学反应速率 1、意义： 表示化学反应进行快慢的物理量。 用单位时间内反应物速率的减小或生成物浓度的增加表示（反应体系的体积须恒定）。 2、表示： 3、表达式： 4、单位： mol·L-1·min-1 mol·L-1·s-1 v（B）＝ △c（B） △t v（B）＝ △t △n（B） V △c（B）:反应物浓度的变化量 △t ： 反应进行的时间 △n（B）:反应物物质的量的变化量 V： 体积 任务一 认识化学反应速率 1.某温度下6.5 g锌粒与40 mL 2.5 mol·L－1的硫酸反应，用时10 s时恰好收集H2体积44.8 mL(0 ℃、101 kPa条件下)。 (1)用锌粒表示的10 s内该反应的速率为 g·s－1。 0.002 mol v(Zn) = Δm(Zn) Δt 0.013 (2)忽略溶液体积的变化，用H＋表示的10 s内该反应的速率为 mol·L－1·s－1。 0.01 (3)忽略溶液体积的变化，用Zn2＋表示的10 s内该反应的速率为 mol·L－1·s－1。 0.005 (4)用H2表示的10 s内该反应的速率为  mol·s－1。 0.000 2 Zn＋H2SO4 = ZnSO4＋H2↑ 1 1 1 1 |Δn(Zn)|＝|Δn(H2SO4)|＝|Δn(ZnSO4)|＝|Δn(H2)|＝0.002 mol 典例剖析 任务一 认识化学反应速率 2.已知反应：4A(s)＋3B(g)⇌ 2C(g)＋D(g)。 (1)完成下列表格，并计算该反应的化学反应速率   B C D 起始浓度 1 mol·L－1 0 0 2 min内浓度变化量 ___________ ___________ ___________ 2 min末浓度 0.4 mol·L－1 __________ ___________ v(B)＝ ；v(C)＝ ； v(D)＝ 。 0.6 mol·L－1 0.4 mol·L－1 0.2 mol·L－1 0.4 mol·L－1 0.2 mol·L－1 0.3 mol·L－1·min－1 0.2 mol·L－1·min－1 0.1 mol·L－1·min－1 典例剖析 任务一 认识化学反应速率 【注意事项】 (1) 化学反应速率是平均速率，只有正值没有负值，只有大小没有方向 (2) 在一定温度下，固体和纯液体物质的化学反应速率被视为常数。 (3) 表示化学反应的速率时，必须指明是用反应体系中的哪种物质做标准。 （4）对于同一化学反应，在相同的反应时间内，用不同的物质来表示反应速率，其数值可能不同，但意义相同，故描述化学反应速率时必须指明具体的物质。 任务一 认识化学反应速率 【例题】：合成NH3的反应为N2+3H2 ⇌ 2NH3。现在某2L的容器中充入 2 mol 的N2和5 mol 的H2。反应5 分钟后，容器中的N2的物质的量减少为1 mol 。 试求：(1) 5分钟后，容器中H2和NH3的物质的量。 (2) 5分钟内三者的反应速率各是多少？ (3) 三者速率是否相等 任务一 认识化学反应速率 N2 + 3H2 ⇌ 2NH3 反应前物质的量/mol 解： 变化的物质的量/mol 1 反应后物质的量/mol 1 2 2 3 2 有关化学反应速率的计算，有着其特有的运算模式，即三段法。在与化学反应方程式各对应物质下标明三个量：(1) 初始状态各物质的量(浓度) (2) 改变量 (3) 终止状态各物质的量(浓度) 其中改变量与化学计量数成正比来解决。 (1) 5分钟后，容器中H2和NH3的物质的量。 (2) 5分钟内三者的反应速率各是多少？ 2 5 0 任务一 认识化学反应速率 (2) v(N2) = v(N2) : v(H2 )：v(NH3 ) = 1：3：2 = 0.2 mol/L·min =0.1 mol/L·min △c (N2) △t = 1mol 2L×5min = 0.3 mol/L·min v(H2) = △c (H2) △t = 3mol 2L×5min v(NH3) = △c (NH3) △t = 2mol 2L×5min 三段式中只有转化量与化学计量数成正比关系，其余量均不一定。 反应物：c(起始)－c(转化)＝c(某时刻)； 生成物：c(起始)＋c(转化)＝c(某时刻)； 物质的转化率＝ ×100% c(转化) c(起始) 特别提醒 任务一 认识盖斯定律 1、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，均表示这段时间内该反应的化学反应速率。 vA : vB : vC : vD =△nA : △nB : △nC : △nD =△CA : △CB : △CC : △CD =m : n : p : q mA + nB ⇌ pC + qD 2、速率大小比较 vx x 数值越大，化学反应速率越大 【规律小结】 3、反应物转化率= △c c0 ×100% = △n n0 ×100% (2023·河南豫北名校高二月考)下列测量化学反应速率的依据不可行的是(　　) C 选项 化学反应 测量依据 (单位时间内) A 2KMnO4＋5H2C2O4＋3H2SO4=K2SO4＋2MnSO4＋10CO2↑＋8H2O 溶液颜色变化 B AgNO3＋NaCl=AgCl↓＋NaNO3 沉淀质量变化 C H2(g)＋I2(g)⇌2HI(g) 温度、体积一定时，体系压强变化 D H2O2＋2HI=2H2O＋I2 溶液体积一定时，I－的浓度变化 典例剖析 2 化学反应速率的测定 16 注意　在溶液中进行的反应，当反应物或生成物本身有较明显的颜色时，可利用颜色变化与浓度变化间的比例关系来跟踪反应的过程和测量反应速率。 任务二 化学反应速率的测定 1．测定原理 浓度的变化 直接测定 体积 压强 颜色 导电性 光吸收 间接测定 对应的时间 找到 已知 v = Δc Δt 任务二 化学反应速率的测定 气体 相同时间收集气体的体积； 收集等量气体所用时间； 一段时间气体压强变化（恒容容器） 酸碱 一定时间氢离子或氢氧根离子浓度的变化 变色所需时间 颜色 固体 一定时间消耗固体的质量 沉淀 变浑浊 所需时间 2．常用的测定方法 典例剖析 【实验探究】设计实验测定盐酸与碳酸钙的反应速率，按下列实验步骤完成实验。 (1)按如图装置安装仪器，加入一定量碳酸钙然后快速加入1 mol·L－1的盐酸，测量收集10 mL CO2所用的______。 (2)实验中所用仪器有：锥形瓶、双孔塞、直角导气管、_________、50 mL注射器、铁架台、______。 时间 分液漏斗 秒表 典例剖析 (3)按如图装置，测定1 mol·L－1的盐酸分别与块状碳酸钙、粉状碳酸钙反应的速率，实验时，已限定了两次实验时间均为1 min，还需要测定的另一个数据是________________。实验结束后，得到的结论是__________________________ _____________________________________________________。 收集到气体的体积 其他条件相同时，粉状碳酸钙 与盐酸的反应速率比块状碳酸钙与盐酸的反应速率快 课堂小结 课堂小结 1、化学反应速率： 2、化学反应速率常用的单位： mol·L-1·min-1或mol·L-1·s-1 3、化学反应速率计算公式： 4、化学反应速率与反应式中对应计量数的关系： 化学反应速率之比等于它们的计量数之比 化学反应速率是用来衡量化学反应进行快慢的一个物理量 当 堂 练 习 3 22 任务三 限时训练 1.(2023·湘鄂冀三省七校月考)一定条件下，容积为2 L的某密闭容器中发生反应： 　C(s)＋H2O(g) = CO＋H2，下列表示的反应速率最快的是(　　) 　A.v(C)＝1 mol/min B.v(CO)＝1 mol/(L·min) 　C.v(H2)＝1 mol/(L·s) D.v(H2O)＝22.4 L/min C 2.(2023·河南百所名校高二联考)对于可逆反应2M(g)＋2N(s)⇌3P(g)＋Q(g)，在不同条件下测得的化学反应速率如下，下列速率关系正确的是(　　) 　①v(M)＝4 mol·L－1·min－1　②v(M)＝0.1 mol·L－1·s－1 　③v(P)＝0.2 mol·L－1·s－1　 ④v(Q)＝3 mol·L－1·min－1 A.①>④>③>② B.②>③＝①>④ C.③>②＝④>① D.④>③>①>② C 任务三 限时训练 3.(2023·湖南长沙一中高二月考)将15 mol A与B的混合物充入容积为2 L的恒容密闭容器中，在一定温度下发生反应：2A(g)＋3B(g)⇌C(g)＋2D(g)，经过15 min达到化学平衡状态，达到化学平衡状态时容器内的压强是反应前的 ，则0～15 min内用B的浓度变化表示的反应速率是（ ） A.0.15 mol·L－1·min－1 B.0.3 mol·L－1·min－1 C.0.45 mol·L－1·min－1 D.0.6 mol·L－1·min－1 A 任务三 限时训练 4.(2023·临夏中学高二月考)用甲、乙两装置测定锌与稀硫酸反应速率。下列说 　法错误的是(　　) A.甲乙两实验均需要秒表 B.实验前将乙装置注射器活塞外拉，放开后若回到原位，说明气密性良好 C.其他条件相同时，乙装置所测速率比甲装置误差小 D.甲、乙装置是通过测单位时间锌的质量变化测定反应速率 D  $$