第二章化学反应速率与化学平衡第一节第1课时 2024-2025学年高二上学期化学人教版（2019）选择性必修1

第二章 第一节 化学反应速率 0 1 知道化学反应速率的概念及表示方法; 0 2 能进行化学反应速率的简单计算； 0 3 教学目标 了解化学速率的常见测定方法，能比较化学反应速率的快慢。 课程引入　 2.如何来表示一个反应的快慢呢？ 1.物理上我们一般用什么来表示物体运动的快慢程度呢？ 速率（单位时间内物体运动的距离） 化学反应速率 化学反应的快慢是不一样的 节日焰火 溶洞形成 钢铁生锈 如何定量的表示一个反应的化学反应速率呢？ 一、化学反应速率 1.概念：用来衡量化学反应过程进行的快慢的物理量 2.表示方法： 通常用单位时间内反应物浓度的减少量或生成物浓度的增加量来表示 3.数学表达式 mol/(L·min)、 mol/(L·s) = V∙Δt Δn ￣￣￣ V= Δt Δc ￣￣ = t2–t1 c2–c1 ￣￣￣ 学习任务一：如何表示化学反应的快慢？ 单位： Δc t 计算公式：υ ＝ Δn Vt ＝ ①无论反应物还是生成物，其反应速率取正值 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对于同一个反应来说，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。 注意： 6 υ(A)︰υ(B)︰υ(C)︰υ(D)＝ 也可表达为： m n υ(A) υ(B) ＝ υ(B) n υ(A) m ＝ 同一化学反应 m A ＋ n B p C ＋ q D υ(A) m υ(B) n υ(C) p υ(D) q ＝ ＝ ＝ 学习任务二：化学反应速率的计算 1.化学反应速率的规律 ＝ m︰n︰p︰q ＝ ∆c(A)︰ ∆c(B)︰ ∆c(C)︰ ∆c(D) ∆n(A)︰ ∆n(B)︰ ∆n(C)︰ ∆n(D) 即：各物质的速率之比=化学计量数之比 7 学习任务二：化学反应速率的计算 例：在2L密闭容器中加入1molN2 和3molH2发生反应 N2 + 3H2 2NH3 ，2s末时测得容器中含有0.4 mol NH3， 求该反应的化学反应速率。 催化剂 高温、高压 2.三段式的应用 N2 + 3H2 2NH3 催化剂 高温、高压 C起始 0.5 1.5 0 ΔC C2s末 0.2 0.2 0.1 0.3 0.4 1.2 等于计量数比 υ(N2)= Δc(N2) Δt = 0.1 mol/L 2 s = 0.05 mol/(L.min) υ(NH3)= Δc(NH3) Δt = 0.2 mol/L 2 s = 0.10 mol/(L.min) υ(H2)= Δc(H2) Δt = 0.3 mol/L 2 s = 0.15 mol/(L.min) 变化量之比等于方程式前的计量数比 速率之比等于方程式前的计量数之比 变化量之比＝速率之比＝计量数之比 8 例：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·s-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 v(A) 1 ① =0.15mol·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 ①v(A)=0.15mol·L-1·s-1 方法二：比值法 方法一：归一法 3.比较化学反应速率的快慢 注意：换算成同一物质、同一 单位表示，再比较数值的大小 学习任务二：化学反应速率的计算 D A 【练习1】：例2、反应A + 3B == 2C + 2D在四种不同情况下的反应速率分别为 ①v（A） = 0.15mol·L-1·s-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快慢顺序是 ④﹥ ②= ③﹥ ① 学习任务三：化学反应速率的测定 1.找可观测、易操作与浓度有关的量 气体 离子浓度 电导率 pH 颜色 浑浊度 颜色 体积 压强 实验原理： υ＝ Δc Δt 2.找与该物理量化学变化对应的时间 浊度仪 pH计 离子浓度检测仪 从实验现象和实验测量两方面如何判断化学反应进行的快慢？ ①观察产生气泡的快、慢； ②观察试管中剩余锌粒的质量的多、少； ③用手触摸试管，感受试管外壁温度的高、低 定性描述 ①测定收集一定体积的H2时所用的时间； ②测定一段时间内溶液中H＋浓度的变化； ③测定一段时间内锌粒质量的变化。 ④测定一定时间内收集的H2的体积。 定量描述 化学反应速率 探究： 定性与定量研究影响化学反应速率的因素 【提出问题】 浓度、温度、催化剂等因素如何影响化学反应速率？如何测定化学反应速率？ 【实验探究1】 选择实验用品，设计实验探究影响化学反应速率的因素。 实验用品： 烧杯、试管、量筒、试管架、胶头滴管、温度计、秒表。 0.1 mol/L Na2S2O3溶液、 0.1 mol/L H2SO4溶液、 0.5 mol/L H2SO4溶液、5% H2O2溶液、1 mol/L FeCl3溶液、蒸馏水、热水。 1. 选取同一个反应，探究不同因素产生的影响。 2.选取不同的反应，探究同一因素产生的影响。 实验原理 Na2S2O3＋H2SO4 Na2SO4＋SO2 ＋S ＋H2O 2H2O2 2H2O ＋ O2 实验探究的整体设计 设计思路 AC 分组实验：全班同学分为两个组。 一组： 二组： 在锥形瓶内盛有2g锌粒，然后通过分液漏斗分别加入40mL 1mol/L的硫酸，测量并记录收集10mLH2所用的时间。 在锥形瓶内盛有2g锌粒，然后通过分液漏斗分别加入40mL 4mol/L的硫酸，测量并记录收集10mLH2所用的时间。 1、如何计算出硫酸反应的速率？ 2、此实验中应该注意哪些问题?3、除了用本实验的方法比较反应的快慢，你还有什么办法能比较出反应的快慢吗？ 思考： 通过氢气生成的量可以计算消耗硫酸的量，即△c（H2SO4），进而可以算出v（H2SO4） 实验中应该控制变量唯一：即锌粒要一样多一样大，硫酸加入的量要一样多，针筒要规格相同等等。还要注意读数是要考虑加入的硫酸所占的体积等。 还有例如比较相同时间内生成H2的量、比较H+浓度的变化、体系压强的变化等 1.硫代硫酸钠溶液与稀硫酸反应的化学方程式为Na2S2O3+H2SO4=Na2SO4+SO2↑+S↓+H2O,下列各组实验中最先出现浑浊的是(　　) D 1、在密闭容器中A与B反应生成C，其反应速率分别用v(A)、v(B)、v(C)表示。已知v(A)、v(B)、v(C)之间有以下关系2v(B)=3v(A)，3v(C)=2v(B)。则此反应可表示为( ) A、2A+3B==2C B、A+3B==2C C、3A+B==2C D、A+B==C 2、可逆反应A（g）+ B（g）== C（g）+ D（g） ，在四种不同情况下的反应速率如下，其中反应进行得最快的是（ ） A. v（A） = 0.15mol/（L·min） B. v（B） = 0.5 mol/（L·min） C. v（C） = 0.4 mol/（L·min） D. v（D） = 0.01 mol/（L·s） 3、在2L的密闭容器中，发生下列反应： 3A(g)+ B(g)=2C(g)+D(g)。若最初加入的A 和B 都是4mol，在前10s A 的平均反应速率为0.12mol/（L·s），则10s时，容器中B的物质的量为 。 A D 3.2mol 小结 知识线 方法线 核心素养 化学反应速率 化学反应速率的测量方法 变量控制法 对照实验法 变化观念与平衡思想 化学反应速率的计算方法 定性观察法 科学归纳法 实验 反应 温度 /℃ Na2S2O3溶液 稀硫酸 H2O V/mL V/mL V/mL A 25 5 0.1 10 0.1 5 B 25 5 0.2 5 0.2 10 C 35 5 0.1 10 0.1 5 D 35 5 0.2 5 0.2 10 影响因素 一般规律 内因 反应物自身的性质(主要因素) 反应物的化学性质越活泼，化学反应速率越快；反应物的化学性质越不活泼，化学反应速率越慢 外 因 催化剂 催化剂可以改变化学反应速率 温度 升高温度，化学反应速率增大；降低温度，化学反应速率减小。大量实验证明，温度每升高10℃，化学反应速率通常增大为原来的2~4倍 外 因 反应物的浓度 增大反应物的浓度，化学反应速率加快；降低反应物浓度，化学反应速率减小 气体反应物的压强 看压强改变是否引起浓度改变 固体反应物的表面积 增大固体反应物的表面积，化学反应速率加快 其他 反应物的状态（配成溶液或反应物是气体有利于增大化学反应速率） 光波、电磁波、超声波、溶剂等，也能影响化学反应的速率 $$