6.2.1 化学反应速率-课件- 2024-2025学年下学期高一化学同步精品课堂(新教材人教版必修2)

第六章 化学反应与能量 第二节 化学反应速率和限度 课时1 化学反应速率 课堂总结与练习 03 新课讲授 02 目录 Contents 课程标准与核心素养 01 课程标准与核心素养 01 课程标准 了解化学反应速率的概念和表示方法：要求学生知道化学反应速率是用来衡量化学反应进行快慢的物理量，能够理解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化学反应速率，并且掌握其数学表达式，学会进行简单的计算。 核心素养 宏观辨识与微观探析 证据推理与模型认知 科学探究与创新意识 科学态度与社会责任 课程标准 理解影响化学反应速率的因素：学生需要理解浓度、温度、压强、催化剂等因素对化学反应速率的影响，能够从活化分子、有效碰撞等理论角度解释这些因素影响化学反应速率的微观机理，并且能够运用这些知识解释生活、生产和科学研究中的相关现象和问题。 核心素养 宏观辨识与微观探析 证据推理与模型认知 科学探究与创新意识 科学态度与社会责任 课程标准 了解化学反应速率的测定方法：学生应了解通过实验测定化学反应速率的一些基本方法，如测量物质的量的变化、气体体积的变化、溶液颜色的变化等，进而计算化学反应速率，体会实验在化学研究中的重要作用。 核心素养 宏观辨识与微观探析 证据推理与模型认知 科学探究与创新意识 科学态度与社会责任 新课讲授 02 新课引入 溶洞的形成 爆炸 牛奶变质 铁生锈 在化学实验和日常生活，我们经常观察到这些现象： 化学反应有快慢之分 新课引入 根据现象定性描述： 产生气泡快慢 颜色变化快慢 产生浑浊快慢 温度变化快慢 固体减少快慢等。 取一定量锌和稀硫酸进行反应，一段时间后停止，如何描述反应快慢？有哪些实验现象可以定性描述化学反应的快慢？ 新课引入 取一定量锌和稀硫酸进行反应，一段时间后停止，如何描述反应快慢？有哪些实验现象可以定性描述化学反应的快慢？ 气泡的快慢 浑浊的快慢 颜色的变化 定性描述 定量描述 单位时间内生成气体的体积 单位时间内生成沉淀的质量 单位时间内浓度的变化量 新课引入 （1）测反应前后溶液的pH，用pH的变化速率表示化学反应速率； （2）测反应前后溶液的pH，并计算出硫酸的浓物质的量浓度，以物质的量浓度来表示化学反应速率； （3）测反应前后锌粒的质量，用质量的变化速率来表示化学反应速率； （4）测生成的氢气的体积，用氢气体积变化的速率来表示化学反应速率； 【实验】取一定量锌和稀硫酸进行反应，一段时间后停止。 新课引入 定性描述和比较 相对的快慢 科学研究 实际应用 定量描述和比较 同一定义或标准下的数据 物理学中物体的运动快慢用“速度”表示 ν = Δs Δt 化学反应过程进行的快慢用“反应速率”来表示 化学反应速率 概念建构 ：化学反应速率 1. 化学反应速率及表示方法 概念: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。 数学表达式： v(B) ＝ Δc(B) Δt 单位： mol/(L·s)，mol/(L·min)等 Δc——某一反应物或生成物浓度的变化量，常用单位：mol/L； Δt——变化所用时间，常用单位：s，min，h； 化学反应速率 概念建构 ：化学反应速率 表示一个化学反应的反应速率，应指明是用哪种物质来表示。 化学反应速率都是取正值。 化学反应速率是某一段时间内的平均速率，而不是瞬时速率。 一般不用固体或纯液体来表示化学反应速率。 特别提示　 化学反应速率 应用实例 ：化学反应速率 例1：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_____________。 0.8 mol/(L·min) v ∆c ∆t = = 6 mol·L-1–2 mol·L-1 5 min 4 mol·L-1 5 min 0.8 mol·L-1·min-1 = = 问：第5 min的反应速率为多少？ 无法确定 注意：反应速率指一段时间内的平均速率，不是瞬时速率。 化学反应速率 应用实例 ：化学反应速率 例2：在2 L的密闭容器中，加入1 mol N2和3 mol H2，在2 s末时，测得容器中含有0.4 mol的NH3，求 v (N2), v (H2), v (NH3) N2 (g) + 3H2 (g) 2NH3 (g) 高温高压 催化剂 起始浓度(mol/L) 2 s末浓度(mol/L) 变化浓度(mol/L) 0.5 1.5 0 0.2 0.2 0.3 0.1 0.4 1.2 化学反应速率 应用实例 ：化学反应速率 v (N2) = 0.05mol/(L·min) v (H2) = 0.15mol/(L·min) v (NH3) = 0.1mol/(L·min) 同一化学反应，相同时间内，用不同物质来表示化学反应速率时，数值可能不同，但意义相同——说速率时要指明物质 化学反应速率之比 = 物质的量浓度变化之比 = 物质的量变化之比 = 化学计量数之比 v (N2) : v (H2): v (NH3) = 1:3:2 N2 (g) + 3H2 (g) 2NH3 (g) 高温高压 催化剂 化学反应速率 模型建构 ：“三段法”计算化学反应速率 (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； (3)根据已知条件列方程式计算。 例： m A + n B p C + q D 起始： a b 0 0 变化： mx nx px qx 某时刻：a - mx b - nx 0+px 0+qx 步骤 化学反应速率 模型建构 ：“三段法”计算化学反应速率 ①变化量与方程式中各物质的化学计量数成比例 ②这里a、b可指 物质的量、浓度、体积等 ③反应物：某时刻量＝起始量－变化量 生成物：某时刻量＝起始量＋变化量 ④转化率α α(A)= A的变化量 A的起始量 ×100% 关系 化学反应速率 题型剖析：化学反应速率 反应4NH3 + 5O2 === 4NO + 6H2O 在5 L的密闭容器中进行，30 s后，NO的物质的量增加了0.3 mol，则此反应的平均速率可表示为（ ） A. v(O2)=0.01 mol/(L·s) B. v(NO)=0.008 mol/(L·s) C. v(H2O)=0.003 mol/(L·s ) D. v(NH3)=0.002mol/(L·s) 1. 用不同的物质来表示反应速率。 CD 化学反应速率 题型剖析：化学反应速率 2. 根据各物质的反应速率之比写出化学方程式。 一定条件下，mA + nB === pC的反应中，各物质的化学反应速率为v(A)=a mol/(L·s)，v(B)=0.5a mol/(L·s)，v(C)=1.5a mol/(L·s)，则该反应的化学方程式为                                 2A + B === 3C 化学反应速率 题型剖析：化学反应速率 3. 比较反应速率的大小 反应A + 3B === 2C + 2D在四种不同情况下的反应速率分别为 ① vA = 0.15 mol/(L·s) ② vB = 0.6 mol/(L·s) ③vC = 0.4 mol/(L·s) ④ vD = 0.45 mol/(L·min) 则该反应在不同条件下速率快慢顺序是 ②= ③﹥ ① ﹥ ④ 比较某一反应的快慢，只需转化为同一物质、同一单位的化学反应速率再比较快慢。 化学反应速率 题型剖析：化学反应速率 4. 图像分析 某温度时，在2 L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。 由图中数据分析：该反应的化学方程式 为__________________。 反应开始至2 min,用Z表示的平均反应速 率为____________________。 3X+Y 2Z 0.05 mol·L-1·min-1 影响化学反应速率的因素 实验探究：影响化学反应速率的因素 2. 外因 参加反应的物质本身的性质 不同的化学反应，具有不同的反应速率。反应物的化学性质越活泼，化学反应速率越快；反之，化学反应速率越慢。 这是影响化学反应速率的决定性因素 1. 内因 提示：化学反应的条件一般有什么？ 条件：加热、催化剂等 温度 催化剂 影响化学反应速率的因素 实验探究：影响化学反应速率的因素 （1）反应温度的影响 步骤 现象 结论 热水中 冷水中 升高温度， 反应速率加快 产生气泡较慢 降低温度， 反应速率减慢 产生气泡较快 影响化学反应速率的因素 实验探究：影响化学反应速率的因素 （2）反应物浓度的影响 步骤 现象 结论 1 mol/L盐酸 0.1 mol/L盐酸 反应物浓度增大，反应速率加快 产生气泡较慢 产生气泡较快 固体（或纯液体）的浓度视为常数，增加或减少固体（或纯液体）的量，化学反应速率不改变但固体的颗粒越小，反应速率越快。 特别提醒 影响化学反应速率的因素 实验探究：影响化学反应速率的因素 （3）催化剂的影响 少量MnO2 1~2滴1 mol/L FeC13溶液 三个试管均加入H2O2溶液（5%）3 mL 不加其他试剂 步骤 现象 结论 加MnO2 加FeC13溶液 不加 使用催化剂，反应速率改变 产生气泡较慢 产生气泡较快 产生气泡较快 影响化学反应速率的因素 实验探究：影响化学反应速率的因素 （4）压强的影响 对于有气体参加的反应，若其他条件不变，P↑ ，v ↑；P↓ ，v ↓。 如：体系体积缩小一半，即相当于“加压”了，气体体系中每一种物质的浓度均增大一倍。 压强的改变必须引起浓度的改变，才为有效压强改变。 c（B）＝ n（B） V 图6-16压强增大，气体浓度增大 影响化学反应速率的因素 实验探究：影响化学反应速率的因素 （4）压强的影响 压强对反应速率的影响实际上是浓度对反应速率的影响，注意以下几方面： (1)恒温时：增大压强体积缩小浓度增大反应速率加快。 (2)恒容时： ①充入气体反应物浓度增大总压强增大反应速率加快。 ②充入惰性气体总压强增大，但各分压不变，即各物质的浓度不变，反应速率不变。 (3)恒压时：充入惰性气体体积增大各反应物浓度减小反应速率减慢。 特别提示　 影响化学反应速率的因素 实验探究：影响化学反应速率的因素 （5）其他 固体的表面积、反应物的状态、光照、溶剂等都是影响化学反应速率的因素。原电池反应也是影响化学反应速率的重要因素之一。 影响化学反应速率的因素 实验探究：影响化学反应速率的因素 规律 (在其它条件相同时) 影响化学反应速率的因素 催化剂 温度 外 因 性质 内因 反应物的浓度 固体表面积 使用催化剂，化学反应速率加快 升高温度，化学反应速率加快；反之减慢 反应物的化学性质越活泼，化学反应速率越快；反之则越慢 增大反应物的浓度，化学反应加快；反之减慢 增大反应物固体面积，化学反应加快；反之减慢 影响化学反应速率的因素 方法导引：变量控制 科学研究中，对于多因素（多变量）的问题，常常采用只改变其中的某一个因素，控制其他因素不变的研究方法，使多因素的问题变成几个单因素的问题分别加以研究，最后再将几个单因素问题的研究结果加以综合。这种变量控制的方法是科学探究中常用的方法。例如，以上探究在比较不同温度对化学反应速率的影响时，控制浓度和其他影响因素相同；而比较不同浓度对化学反应速率的影响时，则控制温度和其他影响因素相同；最后综合得出影响化学反应速率的多种因素。 影响化学反应速率的因素 方法导引：变量控制 影响化学反应速率的因素 实例探究：影响化学反应速率的因素 下列调控反应速率的措施或实验中，分别利用或体现了哪些影响反应速率的因素? (1)向炉膛内鼓风，用煤粉代替煤块可以使炉火更旺。 (2)把食物存放在冰箱里，在糕点包装内放置除氧剂可以延长食品保质期。 (3)做化学实验时，为加速反应的进行，通常将块状或颗粒状的固体药品研细并 混匀，或者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明显不同。 固体反应物表面积 温度 固体反应物表面积 反应物的浓度 课堂总结与练习 03 知识小结 课后作业 1.在铝与稀硫酸的反应中，已知10 s末硫酸的浓度减少了0.6 mol·L-1，若不考虑反应过程中溶液体积的变化，则10 s内生成硫酸铝的平均反应速率是( ) A. 0.02 mol·L-1·s-1 B. 1.8 mol·L-1·s-1 C. 1.2 mol·L-1·s-1 D. 0.18 mol·L-1·s-1 A 课后作业 2.反应2SO2（g）+O2（g） 2SO3（g）经一段时间后，SO3的浓度增加了0.4 mol·L-1，在这段时间内用O2表示的反应速率为0.04 mol·L-1·s-1，则这段时间为( ) A. 0.1s B. 2.5s C. 5s D. 10s C 课后作业 3.NO 和 CO 都是汽车尾气中的有害物质，通常情况下它们能缓慢地起反应：2CO＋2NO＝N2＋2CO2 ，在不同反应条件下测得反应速率如下，其中反应速率最快的是（ ），最慢的（ ）。 A.υ(CO)＝0.004 mol·L-1·min-1 B.υ(NO)＝0.005 mol·L-1·min-1 C.υ(N2)＝0.05 mol·L-1·min-1 D.υ(CO2)＝0.002 mol·L-1·s-1 A D 课后作业 4.在一个容积为2 L的密闭容器内进行如下反应：A2(g)+3B2(g)=aX(g)。反应开始时，n(A2)=1.5 mol，n(B2)= 4.0 mol，2 min后，n(B2)=0.4 mol， n(X)=2.4 mol。请计算： (1)a值_______。 (2)X的表示式（用A、B表示）_______。 (3)2 min末A2的浓度________。 (4)B2的化学反应速率为_______________。 0.9 mol·L-1·min-1 2 AB3 0.15 mol/L 课后作业 5.某小组设计如图实验, 欲使甲中试管先出现浑浊, 下列操作一定达不到目的的是 ( ） A. 向甲烧杯中加入适量CaO B. 向甲中试管内滴加适量浓硫酸 C. 向乙烧杯中加入适量冰块 D. 增大甲装置所在环境的压强 D 课后作业 6.CaCO3与100 mL稀盐酸反应生成CO2的量与反应 时间的关系如图所示，下列结论不正确的是（ ） A．反应在2～4 min内平均反应速率最大 B．反应在2～4 min内用盐酸表示的平均反应速率为v(HCl)＝0.1 mol·L－1·min－1 C．反应开始阶段，反应速率逐渐增大是由于温度比浓度对反应速率的影响大 D．4 min后，反应速率减小的主要原因是c(H＋)减小 B 谢谢大家 POWERPOINT DESIGN $$