2.1.1 化学反应速率 课件 2024-2025学年高二上学期化学人教版（2019）选择性必修1

化学反应 反应的快慢和历程 反应的趋势和限度 化学反应速率（快慢） 化学平衡（限度） 化学反应的方向 化学反应的调控 第二章 化学反应速率与化学平衡 本章学习内容 第一节 化学反应速率 第二章 化学反应速率与化学平衡 黎巴嫩首都爆炸 岩石风化 火柴燃烧的过程 橡胶老化 吃吃喝喝，星辰大海 3 不同的化学反应 进行的快慢不同 1.定义：反应体系的体积是恒定的，化学反应速率通常用__________内_______________或_______________来表示。 反应物浓度的减小 生成物浓度的增大 单位时间 2.表达式： 3.常用单位： mol/(L ·s) 、 mol/ (L·min)、mol/(L·h)或 mol·L-1·s-1、mol· L-1·min-1 、mol·L-1·h-1 。 v(A)= △t △c(A) _________ →表示反应物或生成物浓度的变化 →表示反应时间的变化 平均速率 一、化学反应速率的概念及其表示方法 1．同一化学反应，用不同物质表示其反应速率时，数值相同吗？ 思考： 一、化学反应速率的概念及其表示方法   B C D 起始浓度 1 mol·L－1 0 0 2 min内浓度变化量 ___________ ___________ ___________ 2 min末浓度 0.4 mol·L－1 ___________ ___________ 反应：4A(s)＋3B(g) 　　2C(g)＋D(g) (1)完成下列表格，并计算该反应的化学反应速率 例题1 深度思考 v(B)＝ ；v(C)＝ ； v(D)＝ 。 根据计算数据得出的结论： 。 0.6 mol·L－1 0.4 mol·L－1 0.2 mol·L－1 0.4 mol·L－1 0.2 mol·L－1 0.3 mol·L－1·min－1 0.2 mol·L－1·min－1 0.1 mol·L－1·min－1 反应速率的数值之比等于化学计量数之比 三段式计算 (2)有同学根据(1)中结论求出了用物质A表示的反应速率是0.4 mol· L－1·min－1，你认为是否正确，原因是什么？ 提示　不正确，固体或纯液体在反应中认为浓度不变，所以不能用固体、纯液体的浓度变化来表示化学反应速率。 (3)以上所求的反应速率是2 min末时的瞬时速率吗？ 提示　不是，是2 min内的平均速率。 例题1 深度思考 反应中的固体(s)、纯液体(l)一般不用“浓度”来表示化学反应速率，可用物质的量、质量等来表示化学反应速率。 结论：同一化学反应，用不同的物质表示的化学反应速率之比等于化学反应方程式中相应物质的化学计量数之比。 一、化学反应速率的概念及其表示方法 (1)对于任何化学反应来说，反应速率越大，反应现象就越明显(　　) (2)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 (　　) (3)由v＝ 计算平均速率，用反应物表示时为正值，用生成物表示时为负值(　　) (4)同一化学反应，相同条件下用不同物质表示的反应速率，其数值可能不同，但表示的意义相同(　　) × × × √ √ 例题2 正误判断 在恒容条件下 总结归纳 一、化学反应速率的概念及其表示方法 二、化学反应速率的测定 1.测定原理： 利用化学反应中任何一种与物质浓度有关的可观测量进行测定。如气体的体积、体系的压强、颜色的深浅、光的吸收、导电能力等。 1.测定原理： (1)对于有气体生成的反应，可测定相同时间内收集气体的多少或测定收集等量气体所耗时间的多少。 (2)有气体参加或生成的反应,可测定相同时间内体系的压强变化。 (3)对于有固体参加的反应，可测定相同时间内消耗固体质量的多少。 (4)对于有酸或碱参加的反应，可测定溶液中c(H＋)或c(OH－)的变化。 (5)对于有颜色变化或有沉淀生成的反应，可测定溶液变色或变浑浊所消耗时间的多少。 2.测定方法： (6)如反应体系颜色的变化，在溶液中，当反应物或生成物本身有较明显的颜色时，利用颜色变化和浓度变化间的比例关系来测量反应速率。 2.测定方法： ④ 二、化学反应速率的测定 为测定一定时间内锌和稀硫酸反应的速率， 下列测量依据可行的是 。 ①②④ 例题3 ①m(Zn)的变化 ②c(H+)的变化 ③c(SO42-的变化) ④V(H2)的变化 ④ 例题4 某温度下按如图装置进行实验，锥形瓶内盛有6.5 g锌粒(颗粒大小基本相同)，通过分液漏斗加入40 mL 2.5 mol·L－1的硫酸溶液，将产生的H2收集在一个注射器中，用时10 s时恰好收集到气体的体积为50 mL(折合成0 ℃、101 kPa条件下的H2体积为44.8 mL)，在该温度下，下列说法不正确的是 A.前10s内，锌粒的反应速率为0.013 g·s－1 B.忽略锥形瓶内溶液体积的变化，用H＋表示的10 s 内该反应的速率为0.01 mol·L－1·s－1 C.忽略锥形瓶内溶液体积的变化，用Zn2＋表示的 10 s内该反应的速率为0.01 mol·L－1·s－1 D.用H2表示的10 s内该反应的速率为0.000 2 mol·s－1 √ 解析　0 ℃、101 kPa条件下，H2的体积为44.8 mL，其物质的量为 0.002 mol，则根据Zn＋H2SO4===ZnSO4＋H2↑反应可知：Zn～H2SO4～ZnSO4～H2，|Δn(Zn)|＝|Δn(H2SO4)|＝|Δn(ZnSO4)|＝|Δn(H2)|＝0.002 mol；|Δm(Zn)|＝0.002 mol×65 g·mol－1＝0.13 g，v(Zn)＝＝0.013 g·s－1， 三、化学反应速率的计算和比较 ① ②运用同一反应中“速率之比等于化学计量数之比”的规律进行计算。 1.计算公式 友情提示：看清楚给的是c还是n 1.计算公式 三、化学反应速率的计算和比较 三、化学反应速率的计算和比较 2.计算方法——“三段式”法 写化学方程式 列三段式 列方程求解 某温度下，在2 L密闭容器中投入一定量的A、B发生反应： 3A(g)＋bB(g)　　cC(g)　ΔH＝－Q kJ·mol－1(Q＞0)。12 s时反应达到平衡，生成C的物质的量为0.8 mol，反应过程中A、B的物质的量浓度随时间的变化关系如图所示。下列说法正确的是 A.前12 s内，A的平均反应速率为0.025 mol·L－1·s－1 B.12 s后，A的消耗速率等于B的生成速率 C.化学计量数之比b∶c＝1∶2 D.12 s内，A和B反应放出的热量为0.2Q kJ √ 例题5 由上述分析可知，该反应的化学方程式为 3A(g)＋B(g)　　2C(g)，其中A、B化学计量数不同，12 s后达到平衡状态，A的消耗速率不等于B的生成速率，B错误； 3 mol A完全反应放热Q kJ,12 s内A反应的物质的量为(0.8 mol·L－1－　　　0.2 mol·L－1)×2 L＝1.2 mol，则1.2 mol A反应放出热量0.4Q kJ，D错误。 例题6 A．v(A)＝0.5 mol·L－1·min－1 B．v(B)＝1.2 mol·L－1·s－1 C．v(D)＝0.4 mol·L－1·min－1 D．v(C)＝0.1 mol·L－1·s－1 对于可逆反应A(g)＋3B(s) 2C(g)＋2D(g)， 在不同条件下的化学反应速率如下： 其中表示的反应速率最快的是 D 解析　②经转化可表示为v(CO)＝2v(NO2)＝1.4 mol·L－1·min－1； ③v(CO)＝4v(N2)＝1.6 mol·L－1·min－1； ④v(CO)＝v(CO2)＝1.1 mol·L－1·min－1； ⑤v(CO)＝2v(NO2)＝0.02 mol·L－1·s－1＝1.2 mol·L－1·min－1，故反应快慢为③>①>②>⑤>④。 三、化学反应速率的计算和比较 3.化学反应速率的比较 (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、固体消失或气体充满所需时间的长短等来定性判断化学反应的快慢。如K与水反应比Na与水反应剧烈，则反应速率：K＞Na。 三、化学反应速率的计算和比较 3.化学反应速率的比较 (2)定量比较 ①“一看”：看化学反应速率的单位是否一致，若不一致，转化为同一单位。 ②“二化”：将不同物质的化学反应速率转化成同一物质的化学反应速率，或分别除以相应物质的化学计量数（求比值）。 ③“三比较”：标准统一后比较数值大小，数值越大，反应速率越大。 由n(或c)～t图像确定化学方程式的方法 (1)看趋势，定位置 观察图像，n(或c)随时间逐渐减小的物质为反应物，反之为生成物。 (2)看变化量，定系数 由图像计算各物质在相同时间内的浓度(或物质的量)的变化量，从而确定各物质的化学计量数。 (3)看是否共存，定符号 根据图像观察各物质是否最终共存(即是否有物质未反应完)，从而判断该反应是否为可逆反应，确定在方程式中用“==”还是“　　”。 方法指导 小结 化学反应速率 概念：定量描述化学反应进行快慢的物理量 表达式： 计算（计算大小，比较快慢） 测定方法（气体体积变化，浓度变化，显色时间等） 对于一个化学反应：mA＋nBpC＋qD v(A)＝－，v(B)＝－，v(C)＝，v(D)＝， 且有：＝＝＝ (5)在反应2SO2(g)＋O2(g)2SO3(g)中，t1、t2时刻，SO3(g)的浓度分别是c1、c2，则t1～t2时间内，SO3(g)生成的平均速率为v＝(　　)  v(H＋)＝＝0.01 mol·L－1·s－1，v(Zn2＋)＝＝ 0.005 mol·L－1·s－1，v(H2)＝＝0.000 2 mol·s－1。 v(反应物)＝－ v(生成物)＝。 v＝＝ 反应： mA(g)＋ nB(g) = pC(g)　 起始/(mol·L－1) a b c 转化/(mol·L－1) x 某时刻(t s)/(mol·L－1) a－x b－ c +  解析　由图像分析可知，前12 s内A的浓度变化为Δc(A)＝0.8 mol·L－1－0.2 mol·L－1＝0.6 mol·L－1，反应速率v(A)＝－＝＝0.05 mol· L－1·s－1，A错误； 前12 s内B的浓度变化为Δc(B)＝0.5 mol·L－1－0.3 mol·L－1＝0.2 mol·L－1，反应速率v(B)＝＝＝ mol·L－1·s－1，依据题意v(C)＝＝＝＝ mol·L－1·s－1，速率之比等于化学计量数之比，则3∶b∶c＝0.05∶∶，b＝1，c＝2，b∶c＝1∶2，C项正确；  $$