2.3.1化学反应的快慢与和限度（课件）—2024-2025学年高中化学鲁科版（2019）必修第二册

第二章 化学键 化学反应规律 第三节 化学反应的快慢和限度 2.3.1 化学反应的快慢 影响化学反应速率的因素 核心素养目标 宏观辨识与微观探析： 通过实验现象（如气泡产生速率、沉淀生成快慢）建立化学反应速率的宏观认识，能结合浓度、温度等因素从微观粒子碰撞角度解释速率变化规律。 证据推理与模型认知： 认建立化学反应速率的数学模型（公式 v=Δc/Δt），能通过 “三段式” 法进行速率计算，并理解不同物质表示的速率与化学计量数的关系。 科学探究与创新意识： 运用控制变量法设计实验探究影响反应速率的因素（如浓度、温度、催化剂），通过对比分析实验现象得出结论，培养科学探究能力和创新思维 重点 掌握速率的定义、表达式及单位，能利用浓度变化量计算平均速率。 理解同一反应中不同物质表示的速率之比等于化学计量数之比。 实验探究浓度、温度、催化剂对反应速率的影响规律，归纳外界条件改变时速率的变化趋势 难点 灵活运用 “三段式” 法处理起始量、转化量与速率的关系，解决不同物质表示的速率比较问题 理解压强变化通过改变浓度影响速率的本质，区分恒容与恒压条件下充入惰性气体对速率的不同影响 课前导入 课前导入 在周朝时期,古人就发明了一种东西——冰鉴,专门用来保存冰。最开始的时候,冰鉴只是用来保存冰,让皇帝解暑用的,而到了后面,有个御膳房的厨师发现,在北方,冬天下雪的时候,寒气可以让食物“更长久”的保鲜,而冰也是一种寒气,所以就用冰鉴进行保鲜。古代的“冰鉴”和现代的冰箱能够较长时间保存食物的原理是什么? 食物保鲜进化史 01 化学反应速率 化学反应速率 1.概念:表示化学反应的快慢的物理量。 2.表示方法:用单位时间某反应物浓度的减少量（绝对值）或某生成物浓度的增加量来表示。例如对于在体积固定的容器中进行的化学反应 aA + bB = cC + dD 来说。以反应物 A 来表示，反应的化学反应速率为：v(A)＝ 以生成物 D 来表示，反应的化学反应速率为：v(D) 3.常用单位:mol·L-1·min-1或mol·L-1·s-1。 对化学反应速率的理解 ◆无论是用反应物浓度的减少还是用生成物浓度的增加来表示化学反应速率，都取正值。 ◆化学反应速率指的是某一段时间内的平均反应速率，不是指某一时刻的瞬时速率。 ◆ 由于化学反应涉及的反应物、生成物有多种，所以表示一个反应的化学反应速率时，必须指明具体的物质。 ◆ 一定温度下，由于固体和纯液体单位体积的物质的量不会改变(可视为常数)，即它们的物质的量浓度为常数，因此一般不用固体和纯液体来表示化学反应速率。 对化学反应速率的理解 ◆化学反应速率是一段时间内的平均反应速率,而不是某一时刻的瞬时速率。 ◆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 ：：： 即化学反应速率之比恰好等于化学计量系数之比 化学反应速率的计算 ★定义式法:利用公式v==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。 ★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。 ★三段式法:对于较为复杂的题目,采用以下模式计算。 例如:反应　　 mA(g) + nB(g) = pC(g) 起始浓度/(mol·L-1) a b c 转化浓度/(mol·L-1) x 某时刻浓度/(mol·L-1) a-x b- c+ 化学反应速率的大小比较方法 同一化学反应速率用不同物质表示时数值可能不同,比较化学反应速率的快慢不能只看数值大小,还要进行一定的转化。 ★归一法:若单位不统一,则要换算成相同的单位;若为不同物质表示的反应速率,则要换算成同一物质来表示反应速率;再比较数值的大小。 ★比值法:比较化学反应速率与化学计量数的比值, 如aA(g) + bB(g) = cC(g)+dD(g)， 比较与，若 则说明用A表示的化学反应速率大于用B表示的化学反应速率。 02 影响化学反应速率的因素 实验探究 实验目的 探究哪些因素能影响化学反应速率。 预测 化学反应速率与哪些因素有关？这些因素对化学反应速率会产生怎样的影响？ 实验用品 表面积大致相同的镁条、铁片，块状碳酸钙，碳酸钙粉末，二氧化锰粉末，盐酸（0.5 mol·L-1，3 mol·L-1），H2O2 溶液（3%）； 试管，药匙，镊子，胶头滴管，酒精灯，试管夹，火柴。 方法引导 “探究化学反应速率的影响因素”属于探究反应规律类型的任务。设计此类任务实验方案的关键是变量控制，可按以下步骤进行思考。 1. 确定研究对象，如选定符合实验要求的化学反应。 2. 确定自变量和因变量。在本实验中，自变量为浓度、温度、接触面积、催化剂等外界条件，因变量为化学反应速率。 3. 设计实验操作，改变单一自变量。在此过程中，要明确通过实验操作应控制哪个自变量改变、哪些自变量不变。 4. 确定因变量的观测指标。在本实验中，应确定通过观察哪些现象来判断化学反应的快慢。 实验现象及结论 ◆实验现象： 镁片、铁片与盐酸反应,镁片产生气泡的速率快　 ◆实验结论：其他条件相同时，决定化学反应速率大小的内因是物质本身的内在性质 ◆实验现象： 粉状碳酸钙比块状碳酸钙产生气泡的速率快　 ◆实验结论：其他条件相同时，反应物的接触面积越大,化学反应速率越快 实验现象及结论 ◆实验现象： 3 mol·L-1HCl(aq)与Mg反应产生气泡的速率快　 ◆实验结论： 其他条件相同时，反应物的浓度越大,化学反应速率越快 ◆实验现象： 用酒精灯加热的试管中产生气泡的速率快　 ◆实验结论： 其他条件相同时，温度越高,化学反应速率越快 ◆实验现象： 加入MnO2粉末的试管中产生气泡的速率较快　 ◆实验结论： 其他条件相同时，使用催化剂可以加快化学反应速率 催化剂的作用及应用 在化工生产中，大多数反应要用到催化剂，如氮气和氢气合成氨气、二氧化硫氧化制备三氧化硫等。催化剂可以使一些化学反应在较低的温度条件下取得较高的化学反应速率，从而节省大量能源，有效地提高化工生产的经济效益。应当说，没有催化剂，就没有现代化学工业。催化剂在生活中的应用也很广泛。例如，催化剂可以促使汽车尾气中的一氧化碳和一氧化氮迅速变成无毒的二氧化碳和氮气，减轻对大气的污染。 不同的催化剂对于同一化学反应往往有不同的催化效果，因此寻找高效催化剂一直是化工生产和科学研究的重要课题之一。 闵恩泽与石油化工催化剂 闵恩泽是我国的石油化工催化剂专家，曾获得 2007 年度国家最高科学技术奖。 20 世纪 60 年代初，闵恩泽参加并指导完成了“铂重整催化剂”制备等项目，打破了某些国家对我国的技术封锁，解决了国家的迫切需求，为我国炼油催化剂制造技术的发展奠定了基础。20 世纪 70 年代，闵恩泽指导开发出渣油催化裂化催化剂以及钼镍磷加氢精制催化剂等，使我国炼油催化剂的开发利用迎头赶上世界先进水平，实现了我国炼油催化剂的跨越式发展。20 世纪 80 年代后，闵恩泽从战略高度出发，重视基础研究，组织指导了多项催化新材料、新反应工程的导向性基础研究工作，并在一些领域继续取得重大突破。 影响化学反应速率的因素 化学反应速率是由物质本身的内在性质决定的，反应物的浓度、反应的温度、反应物之间的接触面积、催化剂等条件是影响化学反应速率的外部因素。通常情况下，增加反应物浓度、升高温度、增大反应物之间的接触面积以及使用催化剂等，可以提高化学反应速率。 影响化学反应速率的因素除浓度、温度、接触面积、催化剂外，还有压强（对于一些有气态物质参加的反应）、溶剂、光波、电磁波、超声波等。 调控化学反应速率的意义 需要加快的反应过程 如钢铁冶炼、泄露到大海里的石油的分解 需要延缓的反应进程 防止钢铁腐蚀、延缓塑料制品和橡胶制品的老化 调控化学反应速率在实践中具有十分重要的意义。 在生产和生活中，人们可以根据需要采取适当的措施加快或延缓某些反应过程 01 02 03 课堂小结 04 课堂练习 D 1.下列做法的目的与反应速率无关的是(　　)。 A.食品中加入抗氧化剂 B.炎热的夏天将食品放入冰箱储存 C.将煤块粉碎后燃烧 D.向食盐中添加碘酸钾 C 2.下列关于化学反应速率的说法,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.可用单位时间内氢离子浓度的变化量表示氢氧化钠与硫酸发生中和反应的快慢 C.在同一化学反应中,用反应物或生成物表示的化学反应速率的数值相等 D.化学反应速率常用单位有mol·L-1·s-1和 mol·L-1·min-1 B 3.在不同条件下进行过氧化氢分解实验,有关数据如表所示。四组实验中,收集相同体积(折算成标准状况)的氧气,所需时间最短的一组是(　　)。 　　　组别 实验条件　　　　　 A B C D 过氧化氢溶液体积/mL 10 10 10 10 过氧化氢溶液质量分数 6% 6% 3% 6% 温度/℃ 20 40 40 40 MnO2质量/g 0.05 0.05 0.05 0 C 4.反应2SO2(g)+O2(g)2SO3(g)经过一段时间后,SO3的浓度增大了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.0.1 s B.2.5 s C.5 s D.10 s Thanks 好好学习天天向上 Lavf58.20.100 Packed by Bilibili XCoder v2.0.2 Lavf58.20.100 Packed by Bilibili XCoder v2.0.2 $$