第6章 第2节 新知探究课9 化学反应的速率-【名师导航】2023-2024学年高中化学必修第二册同步课件(人教版2019)

第六章　化学反应与能量 第二节　化学反应的速率与限度 新知探究课9　化学反应的速率 学习任务 1．了解化学反应速率的表示方法及基本计算，培养“宏观辨识与模型认知”的核心素养。 2．通过实验探究影响化学反应速率的因素，并了解“变量控制”法探究影响化学反应速率的因素，培养“科学探究与模型认知”的核心素养。 新知探究课9　化学反应的速率 必备知识·自主预习 关键能力·情境探究 学习效果·随堂评估 必备知识·自主预习 01 新知探究课9　化学反应的速率 必备知识·自主预习 关键能力·情境探究 学习效果·随堂评估 3 一、化学反应速率及其表示方法 1．表示方法：化学反应速率通常用单位时间内反应物浓度的____或生成物浓度的____来表示(取正值)。 2．表达式：______，单位：______________或___________。 3．示例：某反应的反应物浓度在5 min内由6 mol/L变成了2 mol/L，则以该反应物浓度的变化表示的该反应在这段时间内的平均反应速率为_________________。 减小 增大 v＝ mol/(L·min) mol/(L·s) 0.8 mol/(L·min) 新知探究课9　化学反应的速率 必备知识·自主预习 关键能力·情境探究 学习效果·随堂评估 判一判　(正确的打“√”，错误的打“×”) (1)化学反应速率用来表示化学反应进行的快慢程度。 (　　) (2)化学反应速率通常用单位时间内生成或消耗某物质的质量的多少来表示。 (　　) (3)在同一个反应中，可以用反应物或生成物浓度的变化量来表示反应速率。 (　　) (4)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。 (　　) √ × √ × 新知探究课9　化学反应的速率 必备知识·自主预习 关键能力·情境探究 学习效果·随堂评估 二、影响反应速率的因素 1．方法引导——变量控制方法 探究化学反应速率的影响因素，关键是控制好变量。其大致步骤如下： 新知探究课9　化学反应的速率 必备知识·自主预习 关键能力·情境探究 学习效果·随堂评估 2．实验探究 (1)反应温度的影响 实验 操作 在两支大小相同的试管中均加入2 mL 5% H2O2溶液，同时滴入2滴1 mol/L FeCl3溶液。待试管中均有适量气泡出现时，将其中一支试管放入盛有冷水的烧杯中，另一支试管放入盛有热水的烧杯中 实验现象 冷水 热水 ________________ ________________ 实验结论 温度越高，H2O2的分解速率越__，反应越__ 产生气泡速率较慢 产生气泡速率较快 快 快 新知探究课9　化学反应的速率 必备知识·自主预习 关键能力·情境探究 学习效果·随堂评估 (2)反应物浓度的影响 实验操作 在两支大小相同的试管中均加入2.0 g颗粒大小、形状相同的大理石碎块，分别滴加2 mL不同浓度的盐酸 实验现象 0.1 mol/L盐酸 1 mol/L盐酸 ________________ ________________ 实验结论 盐酸的浓度越大，碳酸钙与盐酸的反应速率越__ 产生气泡速率较慢 产生气泡速率较快 快 新知探究课9　化学反应的速率 必备知识·自主预习 关键能力·情境探究 学习效果·随堂评估 (3)催化剂的影响 实验操作 在两支大小相同的试管中均加入2 mL 5% H2O2溶液，其中一支试管中滴入2滴1 mol/L FeCl3溶液 实验现象 未加FeCl3溶液 滴加FeCl3溶液 ________________ ________________ 实验结论 使用催化剂，可____H2O2的分解速率 产生气泡速率很慢 产生气泡速率较快 加快 新知探究课9　化学反应的速率 必备知识·自主预习 关键能力·情境探究 学习效果·随堂评估 3．探究总结 外界因素 规律(其他条件不变) 浓度 增大反应物的浓度，化学反应速率增大； 减小反应物的浓度，化学反应速率减小 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 压强 对于有气体参加的反应，增大气体的压强，化学反应速率增大；减小气体的压强，化学反应速率减小 新知探究课9　化学反应的速率 必备知识·自主预习 关键能力·情境探究 学习效果·随堂评估 外界因素 规律(其他条件不变) 催化剂 一般地，使用催化剂能极大地增大反应速率 固体的表面积 增大固体反应物的表面积，化学反应速率增大 其他 光照、溶剂、形成原电池等，也能影响化学反应速率 新知探究课9　化学反应的速率 必备知识·自主预习 关键能力·情境探究 学习效果·随堂评估 判一判　(正确的打“√”，错误的打“×”) (1)任何化学反应，只要增加体系的压强，反应速率一定增大。 (　　) (2)做化学实验时，通常将固体药品研细并混匀，是为了增大固体间的接触面积，加快反应速率。 (　　) (3)升高温度时，不论吸热反应还是放热反应，化学反应速率一般都增大。 (　　) (4)增大反应物的用量，反应速率一定增大。 (　　) × √ √ × 新知探究课9　化学反应的速率 必备知识·自主预习 关键能力·情境探究 学习效果·随堂评估 关键能力·情境探究 02 学习任务1　化学反应速率的理解、计算及大小比较 学习任务2　影响化学反应速率的因素 新知探究课9　化学反应的速率 必备知识·自主预习 关键能力·情境探究 学习效果·随堂评估 13 [问题探究] 1．锌与稀硫酸反应制取氢气反应中，用哪些物质可以表示该反应的速率？ 提示：硫酸、硫酸锌、Zn的质量变化。硫酸、硫酸锌溶解于水中，浓度可以表示；锌是固体，浓度几乎不变，可用Zn和质量变化表示；由于氢气脱离了溶液，故其浓度无法表示，可用H2体积变化量表示。 化学反应速率的理解、计算及大小比较 新知探究课9　化学反应的速率 必备知识·自主预习 关键能力·情境探究 学习效果·随堂评估 2．在一定条件下，在容积为2 L的密闭容器中发生反应：N2＋3H2⥫⥬2NH3，已知该状态下N2、H2和NH3均为气体。 (1)若在5 min内，测知NH3的质量增加1.7 g，则这5 min内，用NH3表示的反应速率是多少？ 提示：v(NH3)＝＝＝0.01 mol·L-1·min-1。 新知探究课9　化学反应的速率 必备知识·自主预习 关键能力·情境探究 学习效果·随堂评估 (2)若已知NH3的反应速率为0.2 mol·L-1·min-1，你能计算出H2的反应速率吗？ 提示：依据化学反应速率之比等于化学计量数之比可知：v(H2)＝v(NH3)＝×0.2 mol·L-1·min-1＝0.3 mol·L-1·min-1。 新知探究课9　化学反应的速率 必备知识·自主预习 关键能力·情境探究 学习效果·随堂评估 (3)若将等量的N2和H2的混合气体分别充入甲、乙、丙三个容器中，进行上述反应，经过相同的时间后，测得反应速率分别为甲：v(H2)＝1 mol·L-1·min-1，乙：v(N2)＝2 mol·L-1·min-1，丙：v(NH3)＝3 mol·L-1·min-1。则三个容器中合成氨的反应速率大小关系是怎样的？ 提示：甲：v(H2)＝1 mol·L-1·min-1；乙：v(N2)＝2 mol·L-1·min-1，以氮气的化学反应速率为标准进行判断，根据化学反应速率之比等于化学方程式中对应物质的化学计量数之比可知，容器甲中：v(N2)＝v(H2)＝×1 mol·L-1·min-1＝ mol·L-1·min-1；容器乙中：v(N2)＝2 mol·L-1·min-1，容器丙中：v(N2)＝v(NH3)＝×3 mol·L-1·min-1＝1.5 mol·L-1·min-1。则反应速率：v(乙)＞v(丙)＞v(甲)。 新知探究课9　化学反应的速率 必备知识·自主预习 关键能力·情境探究 学习效果·随堂评估 [归纳总结] 1．化学反应速率的理解 (1)表示化学反应速率时，必须指明具体的物质，因为同一化学反应，用不同的物质表示的反应速率，其数值可能不同。 (2)固体或纯液体的浓度视为常数，因此不用固体或纯液体浓度的变化量表示化学反应速率。 (3)用不同物质表示的化学反应速率之间的关系 对于任意反应aA(g)＋bB(g)===cC(g)＋dD(g)，单位一致时总有v(A)∶v(B)∶v(C)∶v(D)＝a∶b∶c∶d或＝＝＝。 新知探究课9　化学反应的速率 必备知识·自主预习 关键能力·情境探究 学习效果·随堂评估 2．化学反应速率大小的比较 (1)换算成用同一物质、同一单位表示，再比较数值大小。 (2)比较化学反应速率与化学计量数的比值。如反应aA＋bB===cC，要比较v(A)与v(B)的相对大小，即比较与的相对大小，若＞，则用v(A)表示的反应速率比用v(B)表示的反应速率大。 新知探究课9　化学反应的速率 必备知识·自主预习 关键能力·情境探究 学习效果·随堂评估 [能力达成] 1．下列关于化学反应速率的叙述不正确的是(　　) A．化学反应速率是衡量化学反应进行快慢程度的物理量 B．若某化学反应的反应速率为0.5 mol/(L·s)，就是指在1秒内，该反应反应物和生成物的浓度变化都为0.5 mol/L C．化学反应速率也可以用单位时间内生成某物质的质量多少来表示 D．在容积不变的反应器中，化学反应速率通常用单位时间内反应物浓度的减少或生成物浓度的增加来表示 √ 新知探究课9　化学反应的速率 必备知识·自主预习 关键能力·情境探究 学习效果·随堂评估 B　[化学反应速率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(均取正值)来表示，A正确；若某化学反应的反应速率为0.5 mol/(L·s)，是指用某一物质表示的平均速率，与其他物质的速率不一定相等，B错误；可用浓度、压强、质量等物理量的变化量表示化学反应速率，则化学反应速率也可以用单位时间内生成某物质的质量多少来表示，C正确；化学反应速率通常用单位时间内反应物浓度的减少或生成物浓度的增加来表示，D正确。] 新知探究课9　化学反应的速率 必备知识·自主预习 关键能力·情境探究 学习效果·随堂评估 2．(1)在反应A(g)＋3B(g)===2C(g)中，若以物质A表示的该反应的化学反应速率为0.2 mol·L-1·min-1，则以物质B表示此反应的化学反应速率为_________ mol·L-1·min-1。 [解析]　根据化学方程式中的化学计量数关系，＝，v(B)＝3v(A)＝3×0.2 mol·L-1·min-1＝0.6 mol·L-1·min-1。 0.6 新知探究课9　化学反应的速率 必备知识·自主预习 关键能力·情境探究 学习效果·随堂评估 (2)将10 mol A和5 mol B放入容积为10 L的密闭容器中，某温度下发生反应：3A(g)＋B(g)⥫⥬2C(g)，在最初2 s 内，消耗A的平均速率为0.06 mol·L-1·s-1，则在2 s 时，容器中有______mol A，此时C的物质的量浓度为________________。 [解析]　 　 3A(g)　 ＋ 　B(g) ⥫⥬ 　2C(g) 起始浓度/(mol·L-1) 　1.0 　 0.5 　0 转化浓度/(mol·L-1) 　0.06×2＝0.12 　0.04 　0.08 2 s时浓度/(mol·L-1)　1.0－0.12＝0.88　0.5－0.04＝0.46　0.08 则2 s时，n(A)＝0.88 mol·L-1×10 L＝8.8 mol，c(C)＝0.08 mol·L-1。 8.8 0.08 mol·L-1 新知探究课9　化学反应的速率 必备知识·自主预习 关键能力·情境探究 学习效果·随堂评估 影响化学反应速率的因素 [情境探究] 1．已知存在反应：2KMnO4＋5H2C2O4＋3H2SO4===K2SO4＋2MnSO4＋10CO2↑＋8H2O。依据下列图示，回答下列问题。 新知探究课9　化学反应的速率 必备知识·自主预习 关键能力·情境探究 学习效果·随堂评估 (1)乙试管的反应速率明显高于甲试管，可能的原因是什么？ 提示：该反应体系中硫酸锰固体作催化剂，可以加快反应速率。 (2)反应刚开始，甲的反应速率比较慢，但是反应一段时间后，反应速率明显加快，这是什么原因？ 提示：反应生成的硫酸锰是催化剂，可以加快反应速率。 新知探究课9　化学反应的速率 必备知识·自主预习 关键能力·情境探究 学习效果·随堂评估 2．在一密闭容器中充入1 mol H2和1 mol I2，压强为p(Pa)，并在一定温度下使其发生反应：H2(g)＋I2(g)⥫⥬2HI(g)。该密闭容器有一个可移动的活塞(如图)。 (1)向下压缩该活塞，该反应的反应速率将如何变化？ 提示：加快。 (2)从浓度的角度来解释压强的变化对反应速率的影响。 提示：气体的压强增大，气体的体积就缩小，增加了单位体积的反应物的物质的量，即增加反应物的浓度，因而可以增大化学反应的速率。 新知探究课9　化学反应的速率 必备知识·自主预习 关键能力·情境探究 学习效果·随堂评估 (3)保持容器内气体压强不变，向其中充入1 mol Ar(Ar不参加反应)，反应速率将如何变化？ 提示：减慢。保持压强不变，向其中充入Ar ，体积变大，反应物浓度减小，反应速率减慢。 (4)保持容器内气体压强不变，向其中再充入1 mol H2(g)和1 mol I2(g)，反应速率将如何变化？ 提示：不变。保持压强不变，向其中再充入1 mol H2和1 mol I2，体积增大，但是反应物浓度不变，反应速率不变。 新知探究课9　化学反应的速率 必备知识·自主预习 关键能力·情境探究 学习效果·随堂评估 [归纳总结] 影响化学反应速率的因素 1．内因——决定因素 决定化学反应速率的主要原因是反应物本身的性质。例如：Mg、Zn分别与等浓度的盐酸反应时，Mg发生的反应更剧烈，反应更快。 2．外因(其他条件不变时) 新知探究课9　化学反应的速率 必备知识·自主预习 关键能力·情境探究 学习效果·随堂评估 3．压强对反应速率影响的原因 对于有气体物质参加的反应，改变反应体系的压强，对化学反应速率的影响常有以下几种情况： (1)恒温时，增大压强容积减小浓度增大化学反应速率增大； (2)恒温恒容时，充入气体反应物总压强增大浓度增大化学反应速率增大； 新知探究课9　化学反应的速率 必备知识·自主预习 关键能力·情境探究 学习效果·随堂评估 (3)恒温恒容时，充入“惰性气体”总压强增大，但各物质的浓度不发生变化，所以化学反应速率不变； (4)恒温恒压时，充入“惰性气体”容器容积增大浓度减小化学反应速率减小。 说明：“惰性气体”是指不参与反应的气体。 新知探究课9　化学反应的速率 必备知识·自主预习 关键能力·情境探究 学习效果·随堂评估 [能力达成] 3．下列有关化学反应速率的说法正确的是(　　) A．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 B．用锌片和稀硫酸反应制取氢气时，用粗锌比纯锌反应生成氢气的速率更快 C．反应C＋H2O⥫⥬CO＋H2在一容积可变的密闭容器中进行，增加C的量，其反应速率增大 D．汽车尾气中的NO和CO可以反应生成N2和CO2，减小压强反应速率加快 √ 新知探究课9　化学反应的速率 必备知识·自主预习 关键能力·情境探究 学习效果·随堂评估 B　[在盐酸中加入氯化钠溶液，盐酸浓度变小，反应速率减慢，A错误；粗锌中含有杂质，与锌在稀硫酸中形成原电池，生成氢气的速率会加快，B正确；反应C(s)＋H2O(g)⥫⥬CO(g)＋H2(g)在一容积可变的密闭容器中进行，C为固体，增加C(s)的量，反应速率不变，C错误；汽车尾气中的NO和CO可以反应生成N2和CO2，减小压强，反应速率减慢，D错误。] 新知探究课9　化学反应的速率 必备知识·自主预习 关键能力·情境探究 学习效果·随堂评估 4．反应C＋H2O⥫⥬CO＋H2在一可变容积的密闭容器中进行，下列条件的改变能使瞬间正反应速率增大的是(　　) A．增加碳单质的量(不计固体接触面积变化对反应速率的影响) B．保持体积不变，充入N2使体系压强增大 C．将容器的体积缩小一半 D．保持压强不变，充入N2使体系体积增大 √ 新知探究课9　化学反应的速率 必备知识·自主预习 关键能力·情境探究 学习效果·随堂评估 C　[碳为固体，浓度视为常数，化学反应速率不变，A错误；恒容状态下，充入非反应气体，组分浓度不变，化学反应速率不变，B错误；体积缩小，增大压强，化学反应速率增大，C正确；恒压状态下，充入非反应气体，体积增大，组分的浓度减小，化学反应速率减缓，D错误。] 新知探究课9　化学反应的速率 必备知识·自主预习 关键能力·情境探究 学习效果·随堂评估 知　识　必　备 新知探究课9　化学反应的速率 必备知识·自主预习 关键能力·情境探究 学习效果·随堂评估 课　堂　小　结 新知探究课9　化学反应的速率 必备知识·自主预习 关键能力·情境探究 学习效果·随堂评估 学习效果·随堂评估 03 新知探究课9　化学反应的速率 必备知识·自主预习 关键能力·情境探究 学习效果·随堂评估 37 1 2 3 4 √ 1．下列有关化学反应速率的认识正确的是(　　) A．同一化学反应的速率恒定不变 B．化学反应速率能够描述反应进行的快慢 C．反应速率越快，反应物的转化率越高 D．固态物质间的反应无法表示其反应速率 新知探究课9　化学反应的速率 必备知识·自主预习 关键能力·情境探究 学习效果·随堂评估 1 2 3 4 B　[同一化学反应，随着反应的进行，反应物浓度降低，反应速率减小，A错误；化学反应速率是用来衡量化学反应进行快慢程度的物理量，通常用单位时间内反应物浓度的减少或生成物浓度的增加来表示(只取正值)，B正确；化学反应速率越快，达到平衡所需的时间越少，转化率的大小与速率无关，C错误；固体因浓度是定值，不存在浓度差，不能用单位时间内浓度的变化来表示其反应速率，但固态物质间的反应可以用单位时间固体反应物质量减小或生成物质量增加来表示。单位一般为g/s、g/min，D错误。] 新知探究课9　化学反应的速率 必备知识·自主预习 关键能力·情境探究 学习效果·随堂评估 1 2 3 4 √ 2．下列措施能明显增大原反应的化学反应速率的是(　　) A．Na与水反应时，增加水的质量 B．H2SO4与NaOH两溶液反应时，增大压强 C．实验室制氢气时，将稀硫酸改为98%的浓硫酸与Zn反应 D．在工业合成氨反应中，温度和容器容积一定时，增加氮气的量 D　[水为纯液体，增加水的用量，浓度不变，反应速率不变，A错误；反应在溶液中进行，反应物和生成物均无气体，增大压强，反应速率基本不变，B错误；将稀硫酸改为98%的浓硫酸，浓硫酸与Zn反应生成二氧化硫气体，不生成氢气，C错误；恒温恒容条件下，在工业合成氨的反应中，增加氮气的量，反应物浓度增大，则反应速率增大，D正确。] 新知探究课9　化学反应的速率 必备知识·自主预习 关键能力·情境探究 学习效果·随堂评估 1 2 3 4 √ 3．化学反应4A(s)＋3B(g)⥫⥬2C(g)＋D(g)，经2 min，物质B的浓度减少0.06 mol·L-1。对此反应速率的表示正确的是(　　) A．用A表示的反应速率是0.4 mol·L-1·min-1 B．2 min内，v正(B)和v逆(C)表示的反应速率的值都是逐渐减小的 C．2 min末的反应速率用B表示是0.3 mol·L-1·min-1 D．分别用B、C、D表示的反应速率的比值是3∶2∶1 新知探究课9　化学反应的速率 必备知识·自主预习 关键能力·情境探究 学习效果·随堂评估 1 2 3 4 D　[物质A是固体，浓度不变，不能用A的浓度表示该反应的反应速率，A错误；B是反应物，浓度降低，v正(B)逐渐减小，C是生成物，浓度增大，v逆(C)逐渐增大，B错误；2 min末的反应速率为瞬时速率，用B表示的反应速率0.3 mol·L-1·min-1是2 min内的平均反应速率，C错误；反应速率之比等于化学方程式中相应物质的化学计量数之比，则v(B)∶v(C)∶v(D)＝3∶2∶1，D正确。] 新知探究课9　化学反应的速率 必备知识·自主预习 关键能力·情境探究 学习效果·随堂评估 1 2 3 4 4．化学兴趣小组为了探究锌与盐酸反应过程中的速率变化，他们在100 mL稀盐酸中加入足量的锌粉，用排水集气法收集反应放出的氢气(标准状况)，实验记录如下(累计值)： 时间/min 1 2 3 4 5 氢气体积/mL 50 120 232 290 310 新知探究课9　化学反应的速率 必备知识·自主预习 关键能力·情境探究 学习效果·随堂评估 1 2 3 4 (1)在0～1 min、1～2 min、2～3 min、3～4 min、4～5 min时间段中，反应速率最大的时间段是________，原因为__________________________________________________________________________； 反应速率最小的时间段是_________，原因为____________________________________________________________________________。 2～3 min 该反应是放热反应， 2～3 min时溶液温度较高，反应速率最快 4～5 min 此时反应物的浓度较 小，反应速率最慢　 新知探究课9　化学反应的速率 必备知识·自主预习 关键能力·情境探究 学习效果·随堂评估 1 2 3 4 [解析]　5段时间内收集的氢气体积分别是50 mL、70 mL、112 mL、58 mL、20 mL，所以根据在相同时间内收集到的氢气体积可知，2～3 min内产生的氢气最多，所以反应速率最快，这是由于该反应是放热反应，此时温度较高，反应速率快；4～5 min内产生的氢气最少，因此反应速率最慢，这是由于此时溶液中H＋ 浓度小，因而反应速率慢； 新知探究课9　化学反应的速率 必备知识·自主预习 关键能力·情境探究 学习效果·随堂评估 1 2 3 4 (2)在2～3 min内，用盐酸的浓度变化表示的反应速率为____________________。 [解析]　此阶段产生氢气的物质的量为＝0.005 mol，消耗盐酸的物质的量为2×0.005 mol＝0.01 mol，V(HCl)＝＝ 0.1 mol·L-1·min-1； 0.1 mol· L-1·min-1 新知探究课9　化学反应的速率 必备知识·自主预习 关键能力·情境探究 学习效果·随堂评估 1 2 3 4 (3)为了减缓反应速率但不减少产生氢气的量，在盐酸中分别加入等体积的下列溶液，其中可行的是________。 A．蒸馏水　B．Na2SO4溶液　C．NaNO3溶液　D．Na2CO3溶液 [解析]　加入蒸馏水，稀释溶液，降低浓度，化学反应速率减缓，溶液中H＋总物质的量不变，氢气总量不变，故A符合题意；加入Na2SO4溶液，相当于加水稀释，故B符合题意；加入NaNO3后，硝酸根在酸性环境下会氧化Zn生成氮氧化物，同时消耗氢离子，产生氢气的量会减小，C不符合题意；盐酸和碳酸钠反应，消耗盐酸，影响氢气的产量，D不符合题意。 AB 新知探究课9　化学反应的速率 必备知识·自主预习 关键能力·情境探究 学习效果·随堂评估 $$