专题6 第1单元 第1课时 化学反应速率(课件PPT)-【精讲精练】2024-2025学年高中化学必修第二册（苏教版2019）

专题6　化学反应与能量变化 第一单元　化学反应速率与反应限度 第1课时　化学反应速率 栏目导航 专题6　化学反应与能量变化 1 栏目导航 知识整合 新知探究 01 随堂演练 巩固落实 02 课时作业 知能达标 03 栏目导航 专题6　化学反应与能量变化 1 栏目导航 专题6　化学反应与能量变化 1 01 知识整合 新知探究 栏目导航 栏目导航 专题6　化学反应与能量变化 1 减少量 增加量 mol/(L·s) mol/(L·min) 栏目导航 专题6　化学反应与能量变化 1 栏目导航 专题6　化学反应与能量变化 1 栏目导航 专题6　化学反应与能量变化 1 栏目导航 专题6　化学反应与能量变化 1 栏目导航 专题6　化学反应与能量变化 1 栏目导航 专题6　化学反应与能量变化 1 栏目导航 专题6　化学反应与能量变化 1 栏目导航 专题6　化学反应与能量变化 1 栏目导航 专题6　化学反应与能量变化 1 栏目导航 专题6　化学反应与能量变化 1 栏目导航 专题6　化学反应与能量变化 1 栏目导航 专题6　化学反应与能量变化 1 栏目导航 专题6　化学反应与能量变化 1 栏目导航 专题6　化学反应与能量变化 1 栏目导航 专题6　化学反应与能量变化 1 栏目导航 专题6　化学反应与能量变化 1 栏目导航 专题6　化学反应与能量变化 1 栏目导航 专题6　化学反应与能量变化 1 加入MnO2后的试管 中迅速出现大量气泡 栏目导航 专题6　化学反应与能量变化 1 栏目导航 专题6　化学反应与能量变化 1 栏目导航 专题6　化学反应与能量变化 1 表面积 压强 栏目导航 专题6　化学反应与能量变化 1 栏目导航 专题6　化学反应与能量变化 1 栏目导航 专题6　化学反应与能量变化 1 栏目导航 专题6　化学反应与能量变化 1 栏目导航 专题6　化学反应与能量变化 1 栏目导航 专题6　化学反应与能量变化 1 栏目导航 专题6　化学反应与能量变化 1 栏目导航 专题6　化学反应与能量变化 1 栏目导航 专题6　化学反应与能量变化 1 栏目导航 专题6　化学反应与能量变化 1 栏目导航 专题6　化学反应与能量变化 1 栏目导航 专题6　化学反应与能量变化 1 栏目导航 专题6　化学反应与能量变化 1 栏目导航 专题6　化学反应与能量变化 1 栏目导航 专题6　化学反应与能量变化 1 栏目导航 专题6　化学反应与能量变化 1 栏目导航 专题6　化学反应与能量变化 1 栏目导航 专题6　化学反应与能量变化 1 栏目导航 专题6　化学反应与能量变化 1 02 随堂演练 巩固落实 栏目导航 栏目导航 专题6　化学反应与能量变化 1 栏目导航 专题6　化学反应与能量变化 1 栏目导航 专题6　化学反应与能量变化 1 栏目导航 专题6　化学反应与能量变化 1 栏目导航 专题6　化学反应与能量变化 1 栏目导航 专题6　化学反应与能量变化 1 栏目导航 专题6　化学反应与能量变化 1 栏目导航 专题6　化学反应与能量变化 1 栏目导航 专题6　化学反应与能量变化 1 栏目导航 专题6　化学反应与能量变化 1 栏目导航 专题6　化学反应与能量变化 1 栏目导航 专题6　化学反应与能量变化 1 03 课时作业 知能达标 栏目导航 栏目导航 专题6　化学反应与能量变化 1 谢谢观看 栏目导航 专题6　化学反应与能量变化 1 课程目标 核心素养 1．了解化学反应速率的含义及其表示方法。 2．了解影响化学反应速率的因素。 3．初步了解控制化学反应速率的方法。 1．科学探究与创新意识 能从影响化学反应速率的因素出发，设计实验方案探究影响因素。 2．变化观念与平衡思想 从变化的视角及理论模型认识外界条件对化学反应速率的影响。 知识点一　化学反应速率 化学反应速率的含义及表示方法 [特别提醒] (1)在同一化学反应里，用不同的物质表示的反应速率数值可能不同，但意义相同。 (2)化学反应速率是一段时间内的平均反应速率，而不是瞬时速率。 1．能否用固体或纯液体物质来表示化学反应速率？ 提示　不能；原因是固体或纯液体物质的浓度一般视为常数，单纯改变它们的用量，浓度视为不变。 2．(1)在体积为100 mL的溶液中，发生下列反应： 16H＋＋2MnOeq \o\al(－,4)＋10Br－===2Mn2＋＋5Br2＋8H2O 已知，反应开始时，Br－的物质的量为0.01 mol；经过10 s后，Br－的物质的量变为0.002 mol。假设反应过程中溶液的体积保持不变，则在这10 s内，Br－消耗的平均速率是多少？ 提示　v(Br－)＝eq \f(\f(ΔnBr,V),Δt)＝eq \f(\f(0.01 mol－0.002 mol,0.1 L),10 s)＝0.008 mol·L－1·s－1。 (2)v(H＋)和v(MnOeq \o\al(－,4))分别是多少？v(Mn2＋)和v(Br2)又分别是多少？ 提示　由方程式 16H＋＋2MnOeq \o\al(－,4) ＋ 10Br－=== 2Mn2＋＋ 5Br2＋ 8H2O 16 2 10 2 5 0.012 8 mol 0.001 6 mol 0.008 mol 0.001 6 0.004 mol ∴v(H＋)＝eq \f(ΔnH＋,VΔt)＝eq \f(0.0128 mol,0.1 L×10 s)＝0.012 8 mol·L－1·s－1 v(MnOeq \o\al(－,4))＝eq \f(ΔnMnO\o\al(－,4),VΔt)＝eq \f(0.001 6 mol,0.1 L×10 s)＝0.001 6 mol·L－1·s－1 同理v(Mn2＋)＝0.001 6 mol·L－1·s－1 v(Br2)＝0.004 mol·L－1·s－1 (3)用不同物质表示的该反应的化学反应速率的数值相等吗？其数值大小有何关系？表示的意义相同吗？ 提示　不一定相等。各物质的反应速率的数值之比等于化学方程式中相应物质的化学计量数之比。尽管数值不同，但表示的意义相同。 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．化学反应速率的计算方法 (1)定义式法：利用公式v＝eq \f(Δc,Δt)计算化学反应速率，也可以利用该公式计算浓度变化量或反应时间。 (2)关系式法：化学反应速率之比＝物质的量浓度的变化量之比＝物质的量的变化量之比＝化学计量数之比。 1．NH3和纯净的O2在一定条件下发生反应： 4NH3(g)＋3O2(g)2N2(g)＋6H2O(g)，现向一容积不变的2 L密闭容器中充入4 mol NH3和3 mol O2,4 min后，测得生成的H2O(g)占混合气体体积的40%。则下列表示此段时间内的该反应的化学反应速率不正确的是(　　) A．v(N2)＝0.125 mol·L－1·min－1 B．v(H2O)＝0.375 mol·L－1·min－1 C．v(O2)＝0.225 mol·L－1·min－1 D．v(NH3)＝0.250 mol·L－1·min－1 解析　设4 min时，生成6x mol H2O(g)，则 4NH3(g)＋3O2(g)2N2(g)＋6H2O(g) 起始量(mol): 4 3 0 0 变化量(mol): 4x 3x 2x 6x 4 min时(mol): 4－4x 3－3x 2x 6x 反应后总物质的量为4－4x＋3－3x＋2x＋6x＝(7＋x)mol，依据题意可得：eq \f(6x,7＋x)×100%＝40%，解得x＝0.5。则4 min内H2O(g)的浓度变化量Δc(H2O)＝eq \f(6×0.5 mol,2 L)＝1.5 mol·L－1，v(H2O)＝eq \f(ΔcH2O,Δt)＝eq \f(1.5 mol·L－1,4 min)＝0.375 mol·L－1·min－1。 依据速率之比等于化学计量数之比，可得各物质表示的反应速率分别为： v(N2)＝0.125 mol·L－1·min－1， v(NH3)＝0.250 mol·L－1·min－1， v(O2)＝0.187 5 mol·L－1·min－1。 答案　C [方法技巧] 应用“三段式”进行化学反应速率的计算 1．计算步骤 (1)确定反应物或生成物的起始加入量。 (2)确定反应过程中各物质的变化量。 (3)确定反应进行至某时刻时各物质的量。 (4)依据题干中的条件建立等式关系进行解答。 (5)应用化学反应速率之比＝浓度变化之比＝物质的量变化之比＝化学计量数之比。 2．计算模式 设a mol·L－1、b mol·L－1分别为A、B两物质的起始浓度，mx mol·L－1为反应物A的转化浓度，nx mol·L－1为反应物B的转化浓度，则： 　　　 mA(g)＋nB(g)p(C)＋qD(g) 起始浓度 a b 0 0 转化浓度 mx nx px qx 终态浓度 a－mx b－nx px qx 2．(2024·石家庄市联邦外国语学校期中)已知反应4CO(g)＋2NO2(g)eq \o(=====,\s\up17(催化剂),\s\do15(　))N2(g)＋4CO2(g)在不同条件下的化学反应速率如下，表示反应最快的是(　　) A．v(CO)＝1.5 mol·L－1·min－1 B．v(NO2)＝0.01 mol·L－1·s－1 C．v(CO2)＝1.1 mol·L－1·min－1 D．v(N2)＝0.4 mol·L－1·min－1 解析　将不同的物质表示的反应速率转化为同一物质、相同单位进行比较，都可以转化为v(NO2)进行比较。 A.v(CO)＝1.5 mol/(L·min)→v(NO2)＝0.75 mol/(L·min)；B.v(NO2)＝0.01 mol/(L·s) →v(NO2)＝0.6 mol/(L·min)；C.v(CO2)＝1.1 mol/(L·min) →v(NO2)＝0.55 mol/(L·min)；D.v(N2)＝0.4 mol/(L·min) →v(NO2)＝0.8 mol/(L·min)；D表示的反应最快。 答案　D [方法归纳] 化学反应速率快慢的比较方法 1．定性比较 通过明显的实验现象(如反应的剧烈程度、产生气泡或沉淀的快慢等)来定性判断化学反应的快慢。 2．定量比较 对同一化学反应，用不同物质表示化学反应速率时，数值可能不同。比较时应统一单位。 (1)归一法 根据化学反应速率之比等于化学计量数之比，将用不同物质表示的化学反应速率换算为用同一种物质表示的化学反应速率，最后依据数值大小进行比较。 (2)比值法 可通过比较某一物质表示的化学反应速率与其对应的化学计量数的比值进行比较，比值大的化学反应速率大。如对于反应：aA＋bB===cC＋dD，比较eq \f(vA,a)与eq \f(vB,b)，若eq \f(vA,a)＞eq \f(vB,b)，则用A表示的反应速率比B大。 知识点二　影响化学反应速率的因素 1．填写下列表格 实验序号 实验操作 实验现象 实验结论 (1) __________________ __________________ 催化剂能够加快反应速率 (2) 60 ℃热水浴中的H2O2出现气泡快 温度能够影响化学反应速率，温度升高反应速率加快 (3) 12% H2O2中出现气泡快 浓度影响化学反应速率，浓度增大反应速率加快 (4) 粉末状大理石溶解较快，冒出气泡快 反应物的表面积影响反应速率，表面积越大则反应速率越快 2．其他影响因素 影响化学反应速率的因素除温度、催化剂和反应物浓度外，还有反应物的状态：固体的__________、气体的________、溶剂、光照等许多因素。 1．同样的食物，为什么冬天保存的时间长而夏天保存的时间短？ 提示　冬天气温低，夏天气温高，温度越高，食物腐败的速率越快，贮存的时间越短。 2．同浓度同体积的盐酸放入同样大小的锌粒和镁条，为什么产生气体有快有慢？ 提示　反应物本身的性质不同。 3．由H2O2分解制取少量O2时，为什么要加入少量MnO2? 提示　MnO2是催化剂，能加快H2O2的分解速率。 4．改变影响化学反应速率的因素如浓度、压强、温度、催化剂是否一定改变化学反应速率？ 提示　不一定；改变温度，使用催化剂一定能改变反应速率；其他外界因素的改变，化学反应速率不一定发生变化。 影响化学反应速率的因素 影响因素 规律 内因 反应物本 身的性质 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 外因 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 催化剂 一般地，使用催化剂能极大地加快反应速率 固体的表面积 增大固体反应物的表面积，化学反应速率加快 其他 光照、溶剂、形成原电池等，也能影响化学反应速率 1．为了探究影响化学反应快慢的因素，甲、乙、丙、丁四位学生分别设计了如下A～D四个实验，你认为结论不正确的是(　　) A．将相同大小、形状的镁条和铝条与相同浓度的盐酸反应时，两者反应速率一样大 B．在相同条件下，等质量的大理石块和大理石粉与相同盐酸反应，大理石粉反应快 C．将浓硝酸分别放在冷暗处和强光照射下，会发现光照可以加快浓硝酸的分解 D．两支试管中分别加入相同质量的氯酸钾，其中一支试管中再加入少量二氧化锰，同时加热，产生氧气的快慢不同 解析　A中Mg、Al性质不同，在相同外界条件下反应速率不同；B、C、D均为外因影响因素，增大固体反应物的表面积、光照、加入催化剂均可使化学反应加快。 答案　A 2．下列各组反应(表中物质均为反应物)中，反应刚开始时，放出H2的速率最大的是(　　) A Mg 0.1 mol 6 mol·L－1的硝酸10 mL 60 ℃ B Mg 0.1 mol 3 mol·L－1的盐酸10 mL 60 ℃ C Fe 0.1 mol 3 mol·L－1的盐酸10 mL 60 ℃ D Mg 0.1 mol 3 mol·L－1的硫酸10 mL 60 ℃ 解析　金属性越强，与酸的反应越剧烈，反应速率越大，金属性镁强于铁。反应物中氢离子的浓度越大，溶液温度越高，反应速率越快，硝酸是氧化性酸，与金属反应不能得到氢气，硫酸是二元强酸，盐酸是一元强酸，所以根据表中数据可知反应速率最快的是选项D。 答案　D 知识点三　控制变量法在实验探究中的应用 1．变量控制的含义 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。 2．变量控制探究影响化学反应速率的因素 变量控制探究影响化学反应速率因素的一般原则是“定多变一”，即要保持其他变量不变，改变其中一个变量的值进行实验，测定数据，通过系列实验，找出变量对反应速率的影响。其探究流程为 1．某同学做浓度对化学反应速率的影响的实验时，将3支试管编号为①②③，并按下表中物质的量进行实验，记录下的时间数据是16 s、28 s、33 s。请将3个数据填入下表的适当位置，并写出实验结论。 (1)将对应①②③的时间分别写出： (a)____________，(b)____________，(c)____________。 (2)实验结论：____________________________________。 (3)写出反应的化学方程式：__________________________________。 试管编号 加3%的Na2S2O3 加H2O 加H2SO4(1∶5) 出现浑浊时间 ① 3 mL 3 mL 5滴 (a) ② 4 mL 2 mL 5滴 (b) ③ 5 mL 1 mL 5滴 (c) 解析　本题考查了浓度对化学反应速率的影响，反应物浓度越大，反应速率越快，对本题中出现浑浊所用的时间越短。 答案　(1)(a)33 s　(b)28 s　(c)16 s (2)反应物浓度越大，反应速率越快 (3)Na2S2O3＋H2SO4===Na2SO4＋S↓＋SO2↑＋H2O 2．为了探究温度对化学反应速率的影响，下列实验方案可行的是(　　) 解析　探究温度对化学反应速率的影响，要求在催化剂相同，H2O2浓度相同，而温度不同的条件下作对比实验。通过产生气泡的快慢来体现温度对化学反应速率的影响。D选项符合上述要求。 答案　D 1．下列做法利用了浓度对化学反应速率的影响的是(　　) A．将食物保存在电冰箱里 B．做粉尘爆炸实验时选用很细的面粉 C．向过氧化氢溶液中加入MnO2 D．铁与稀盐酸反应太慢时加入较浓的盐酸 解析　将食物保存在电冰箱里是温度对反应速率的影响，A项错误；做粉尘爆炸实验时选用很细的面粉是接触面积对反应速率的影响，B项错误；向过氧化氢溶液中加入MnO2是催化剂对反应速率的影响，C项错误；铁与稀盐酸反应太慢时加入较浓的盐酸改变了盐酸的浓度，反应速率发生了改变，D项正确。 答案　D 2．对于化学反应3W(g)＋2X(g)===4Y(g)＋3Z(g)，下列反应速率关系中，正确的是(　　) A．v(W)＝3v(Z)　　　 B．2v(X)＝3v(Z) C．2v(X)＝v(Y) D．3v(W)＝2v(X) 解析　化学反应速率之比等于化学系数之比，v(W)∶v(Z)＝3∶3＝1∶1，故A项错误；v(X)∶v(Z)＝2∶3，故B项错误；v(X)∶v(Y)＝2∶4＝1∶2，故C项正确；v(W)∶v(X)＝3∶2，故D项错误。 答案　C 3．高温下，炽热的铁与水蒸气在一个体积可变的密闭容器中进行反应：3Fe(s)＋4H2O(g)===Fe3O4(s)＋4H2(g)，下列条件的改变对其反应速率几乎无影响的是(　　) A．把铁块变成铁粉 B．将容器的体积缩小一半 C．压强不变，充入氮气使容器体积增大 D．体积不变，充入氮气使容器压强增大 解析　把铁块变成铁粉，固体表面积增大，反应速率增大，A不符合；将容器的体积缩小一半，气体浓度增大，反应速率增大，B不符合；压强不变，充入氮气使容器体积增大，则容器体积增大，气体浓度减小，反应速率减小，C不符合；体积不变，充入氮气使容器压强增大，浓度不变，则反应速率不变，D符合。 答案　D 4．控制变量是科学研究的重要方法。向2 mL H2O2溶液中滴入2滴 1 mol/L CuSO4溶液，下列条件下分解速率最快的是(　　) 选项 A B C D H2O2溶液的物质的量浓度(mol·L－1) 1 1 4 4 反应的温度(℃) 5 40 5 40 解析　根据影响反应速率的因素，温度越高反应速率越快；硫酸铜的浓度相同，H2O2的浓度越大反应速率越快，D选项H2O2的浓度最大、温度最高，反应速率最快，故D正确。 答案　D 5．将气体A、B置于固定容积为4 L的密闭容器中，发生如下反应：2A(g)＋B(g)C(g)＋2D(g)，反应进行20 s时，测得A的物质的量为0.16 mol，B的物质的量为0.06 mol，C的物质的量为0.04 mol，请计算并回答： (1)用生成物C表示20 s内的平均反应速率为____________mol/(L·s)。 (2)反应前A的物质的量浓度是________________mol/L。 (3)若改变下列条件，D的生成速率如何变化(用“增大”“减小”或“不变”填空)。 编号 改变的条件 D的生成速率 ① 降低体系温度 ______________ ② 恒容下补充A气体 ______________ ③ 恒容下充入Ne(不参与体系反应) ______________ 解析　(1)用生成物C表示20 s内的平均反应速率为 eq \f(0.04 mol,4 L×20 s)＝5×10－4 mol/(L·s)。 (2)生成C是0.04 mol，则消耗A是0.08 mol，因此反应前A的物质的量是0.16 mol＋0.08 mol＝0.24 mol，其浓度是0.24 mol÷4 L＝0.06 mol/L。 (3)降低体系温度，D的生成速率减小；恒容下补充A气体，A的浓度增大，D的生成速率增大；恒容下充入Ne(不参与体系反应)，反应物浓度不变，D的生成速率不变。 答案　(1)5×10－4 (2)0.06 (3)减小　增大　不变 $$