6.2.1 化学反应速率 课件 -2024-2025学年高一下学期化学人教版（2019）必修第二册

第六章 化学反应与能量 第二节 化学反应的速率与限度 课时1 化学反应速率 课堂导入 钟乳石每年平均增长3mm 安全气囊弹出的时间约为0.03s 不同的化学反应进行的快慢千差万别，快与慢是相对而言的，是一种定性的比较 目前使用的气体发生剂，主要由叠氮化钠、三氧化二铁、硝酸铵等物质，按一定比例混合而成。发生反应的原理如下： 2NaN3  2Na + 3N2 NH4NO3 N2O + 2H2O Fe2O3+6Na 2Fe+3Na2O 很快 很慢 定性 引入新课 不同化学反应进行的快慢差别很大。 爆炸 牛奶变质 溶洞的形成 铁生锈 很快 以秒计 较快 以天计 较慢 以年计 很慢 以万年计 ①冒气泡 ②颜色变化 ③固体物质消失 ④出现浑浊 ⑤温度变化 课堂导入 我们可以通过哪些现象定性描述化学反应的快慢？并归纳总结影响化学反应速率的因素？ 定性描述 定量描述 反应物 本身的性质 浓度 温度 催化剂 接触面积 将硫铁矿粉碎 后制硫酸 化学反应速率 如何定量描述一个化学反应的快慢？ 在物理中，如何定量表示一个物体移动速度的快慢？ 速率 如何定量地表示一个化学反应的快慢呢？ 化学反应速率 表达式：v 一、化学反应速率及其表示方法 2.表示方法： 单位时间内反应物浓度的减少量或生成物浓度的增加量。 ∆t ∆c 3.定义式： 1.概念：用来衡量化学反应过程进行快慢程度的物理量。 化学反应速率 4.常用单位：mol·L－1·s－1 或 mol·L－1·min－1 ✪特别提醒：v表示平均速率，取正值；固体或纯液体∆c=0，不表示速率。 物质A的化学反应速率 反应物(或生成 物)A的浓度变化量 浓度变化的时间 【例1】在某一化学反应中，已知反应物A的浓度在 5 min内从6 mol/L变成 2 mol/L。则在这 5 min内用A表示的化学反应速率为多少？ v(A) ∆c (A) ∆t = = 6 mol·L-1 – 2 mol·L-1 5 min 4 mol·L-1 5 min 0.8 mol/(L·min) = = 思考：第10min的反应速率为多少？ 无法确定 ※反应速率指一段时间内的平均速率，而不是某一时刻的瞬时速率 △C (mol/L) 【例2】在1L的密闭容器中，加入8molN2和20mol H2，发生N2 + 3H2   2NH3 ，在5min末时，测得容器中含有6mol的N2，求该反应的化学反应速率。 N2 + 3H2   2NH3 起始浓度(mol/L) 5min末浓度(mol/L) v(N2)= 2/5=0.4mol/(L·min) v(H2)= 6/5=1.2mol/(L·min) v(NH3)= 4/5=0.8mol/(L·min) 三段式法： 同一反应在相同时间内，用不同物质表示反应速率，数值是否相同？ 表示的反应快慢是否相同？ 用不同物质表示同一反应的反应速率，其数值有什么规律？ 数值可能不同，但都表示该反应的反应速率，意义相同。 v(N2)＝0.2 mol·L－1·s－1 v(H2)＝0.6 mol·L－1·s－1 v(NH3)＝0.4 mol·L－1·s－1 思考 N2(g)＋3H2(g) 2NH3(g) 1 3 2 1 3 2 化学反应速率之比等于其化学计量数之比。 相同。 注意事项 化学反应速率 （1）反应速率都为正值 （2）反应速率指一段时间内的平均速率，而不是某一时刻的瞬时速率 （3） 一般不用固体或纯液体表示化学反应速率 固体或纯液体（液态水、液溴等）浓度为常数，Δc=0 （4）应指明具体物质VA （5）对于反应 a A＋b B = c C＋d D ， 有ν(A)：ν(B)：ν(C)：ν(D) ＝ a：b：c：d 例3、判断正误 (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)对有固体参加的化学反应，可用单位时间内固体浓度的改变量表示化学反应速率(　　) (3)化学反应速率的单位通常为mol·s－1或mol·min－1(　　) (4)反应速率是指某反应在某时刻的瞬时速率(　　) × × × × 应用体验 例4.已知反应4CO(g)＋2NO2(g) N2(g)＋4CO2(g)在不同条件下的化学反应 速率如下： ①v(CO)＝1.5 mol·L－1·min－1 ②v(NO2)＝0.01 mol·L－1·s－1 ③v(N2)＝0.4 mol·L－1·min－1 ④v(CO2)＝1.1 mol·L－1·min－1 请比较上述4种情况反应的快慢：__________(由大到小的顺序)。 ③①②④ 方法一：转化为同一物质的速率再比较 ②v(CO)＝2v(NO2)＝1.2 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。 方法二：比较v与化学计量数的比值 、、、 反应N2(g)+3H2(g) 2NH3(g)在四种不同情况下的反应速率为： ①v(N2)=6.0 mol·L-1·min-1 ②v(H2)=0.45 mol·L-1·s-1 ③v(H2)=0.3 mol·L-1·s-1 ④v(NH3)=0.15 mol·L-1·s-1 则该反应速率的大小顺序为（由大到小）________________ 二、化学反应速率大小比较——归一法 ②>①=③>④ 统一单位， 同一物质 最后再比数值大小 二、化学反应速率比较——比值法 反应aA(g)＋bB(g) == cC(g)＋dD(g) ，如 则说明用A表示的化学反应速率越快 二、影响化学反应速率的因素 对于下列反应，你是希望其反应速率越快越好还是越慢越好？ 调控化学反应速率常常是决定化学实验成败或化工生产成本的关键。 钢铁腐蚀 食物腐坏 炼钢 合成氨 【生活中的化学】生活中有哪些控制反应速率快慢的实例？ 氧气浓度 食物温度 酵母加速发酵 煤的接触面积 反应物浓度 反应温度 催化剂 反应物接触面积 浓度越大， 速率越快 温度越低， 速率越慢 催化剂加快速率 接触面积越大， 速率越快 1、这些实例是通过控制什么条件达到控制速率的目的？2、由此，我们可以推测哪些因素会影响化学反应速率？3、这些因素的改变会使反应速率如何改变？ 外因 温度 浓度 催化剂 接触面积 压强 适用对象是气体 （影响因素） （决定因素） 内因： 反应物或反应本身的性质或特点 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。 二、影响化学反应速率的因素 1、温度对化学反应速率影响的探究 实验 操作   实验 现象 实验 结论 冷水 热水 2 mL 5% H2O2溶液 (滴入2滴1 mol/L FeCl3溶液) ① 产生气泡速率慢 ② 产生气泡速率快 当其它条件相同时， 升高温度，化学反应速率增大； 降低温度，化学反应速率减小 此规律对所有的化学反应都适用，不论是吸热反应还是放热反应。 2、浓度对化学反应速率影响的探究 实验 操作   实验 现象 实验 结论 加入1 mol/L 盐酸的试管中生成气泡的速率更快 当其他条件相同时，增大反应物浓度，化学反应速率增大。 降低反应物浓度，化学反应速率减小。 【注意】对于纯液体或固体其浓度是常数，改变它们的量不会改变化学反应速率。 记得控制变量哦 (1)对一定条件下发生的反应：C(s)+O2(g)===CO2(g)，增加C的量，化学反应速率加快 (2)铁和硫酸反应时，硫酸浓度越大，产生H2的速率越大 (5)增加水的量，能使Mg与H2O的反应速率大于Na与H2O的反应速率 (6)Fe与盐酸反应时，加入NaCl固体，由于c(Cl-)增大而使反应速率加快 1、判断正误 × × × × 课堂检测 反应物浓度对反应速率的影响： 1、只适用气体或溶液的反应，对于固体或纯液体反应物，一般情况下其浓度视为常数，因此改变它们的量一般不会改变化学反应速率。 2. 若某物质的浓度变化改变了其性质，反应实质可能发生改变，要具体分析反应速率的变化（如铁和稀硫酸反应，在一定浓度范围内反应速率与浓度有关，常温下铁与浓硫酸钝化）。 2. 下图为将Zn投入一定浓度一定体积的H2SO4中，解释图像的成因。 （纵坐标为H2的生成速率） 速率 t１ 0 时间 原因： 0-t1时：反应放热使温度升高为主要因素 t1 后：H2SO4浓度减小为主要因素 3、催化剂对化学反应速率影响的探究 实验 操作   实验 现象 实验 结论 催化剂(正)能加快化学反应速率 ①有少量气泡出现 ②③能产生大量气泡 3.【2022·广东，15】 在相同条件下研究催化剂Ⅰ、Ⅱ对反应X→2Y的影响，各物质浓度c随反应时间t的部分变化曲线如图，则（ ） A.无催化剂时，反应不能进行 B.与催化剂Ⅰ相比，Ⅱ对该反应的催化效果更好 C.a曲线表示使用催化剂Ⅱ时X的浓度随t的变化 D.使用催化剂Ⅰ时，0～2 min内，v(X)＝1.0 mol· L－1·min－1 D 课堂检测 真题演练 【阅读】 　　 阅读课本P46“科学·技术·社会” ，了解神奇的催化剂。 催化剂对反应速率的影响 1. 大多数催化剂和反应物一起参加了反应，在反应的某一阶段中被消耗，然后在反应结束前又重新生成。 例：氯酸钾在二氧化锰的催化下制氧气 实际反应如下： ①2KClO3+2MnO2 = 2KMnO4+Cl2↑+O2↑ ②2KMnO4 = K2MnO4+MnO2+O2↑ ③K2MnO4+Cl2 = 2KCl+MnO2+O2↑ 2. 催化剂一般具有选择性（如酶的催化具有专一性）。对于同一反应，不同催化剂的催化效果也并不相同。 实验 操作   实验 现象 实验 结论 其他条件相同时，反应物的接触面积，反应速率越大 加碳酸钙粉末的试管内产生气泡较快， 加块状碳酸钙的试管内产生气泡较慢 4、固体反应物表面积对化学反应速率影响的探究 下列现象体现了哪些影响化学反应速率的因素？ (1)向炉膛内鼓风，用煤粉代替煤块可以使炉火更旺。 鼓风： ；煤粉代替煤块： 。 (2)把食品存放到冰箱内，糕点包装内放除氧剂可以延长食品保质期。 冰箱： ；除氧剂： 。 (3)利用H2O2分解制氧气时加入固体MnO2 。 固体MnO2： 。 (4)铁在空气中和在纯氧中反应的剧烈程度明显不同。 纯氧： 。 增大氧气浓度 增大反应物的接触面积 降温 降低反应物的浓度 催化剂 纯氧的氧气浓度更大 P45 思考与讨论 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。 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。 1. 内因：物质本身的性质 2. 常见四大外因： 影响因素 影响结果 浓度 在其他条件相同时，增大反应物浓度，v加快；减小反应物浓度，v减慢 温度 在其他条件相同时，升高温度，v加快；降低温度，v减慢 催化剂 在其他条件相同时，使用合适的催化剂能极大地加快反应速率 压强 ？ 课堂小结 5、压强对化学反应速率影响的探究 其他条件不变时，对于有气体参与的反应： 增大压强，容器体积减小 v= = = 增大压强 减小容器体积 增大反应物浓度 加快化学反应速率 减小压强 增大容器体积 减小反应物浓度 降低化学反应速率 已知在密闭容器中发生化学反应：N2(g)+O2(g)===2NO(g)。分析下列条件的改变对该反应的化学反应速率的影响。 (1)缩小容器容积使体系压强增大，该反应的反应速率将如何变化？ 步 P50 思考2 缩小容器容积使体系压强增大，即气体的浓度增大，反应速率增大。 (2)体积不变，充入氩气，使体系压强增大，该反应的反应速率将如何变化？ 　 体积不变，充入氩气，参加反应的气体的浓度均不变化，所以反应速率不变。 (3)压强不变，充入氩气，该反应的反应速率将如何变化？ 压强不变，充入氩气，容器容积增大，即气体的浓度减小，反应速率减小。 改变压强时，只有导致参加反应的气体浓度改变，反应速率才会改变 5、压强对化学反应速率影响的探究 1、恒温恒容时 充入稀有气体 V不变 参加反应的气体浓度不变 速率不变 2、恒温恒压时 充入稀有气体 V增大 参加反应的气体浓度减小 速率减小 V= = = 3.容积可变的密闭容器中加入WO3和H2进行反应：WO3(s)+3H2(g) W(s)+3H2O(g)，下列说法不正确的是 A.将容器的体积缩小一半，其反应速率增大 B.保持体积不变，充入氩气，其反应速率不变 C.保持压强不变，充入氖气，H2O(g)的生成速率增大 D.保持压强不变，充入氖气，H2O(g)的生成速率减小 C 步 P52 T3 课堂小结 化学反 应速率 影响 因素 衡量化学反应进行快慢程度的物理量。同一反应用不同物质其数值可能不同，但意义相同 v＝Δc/Δt()＝Δn/V/Δt v(A):v(B):v(C):v(D)＝计量数比 比较大小: ①归一法：转化为同一物质表示； ②比值法：与计量数知比 反应物本身的性质 温度、催化剂、浓度、压强（g）、其他因素（固体比表面积、光波、电磁波、溶剂）等 意义 定义 计算 表达式 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来表示 单位 单位：mol/(L·s) 或 mol/(L·min) 比较 内因 外因 应用体验 1.判断正误 (1)无论是吸热反应还是放热反应，温度升高，反应速率一定增大(　　) (2)对一定条件下发生的反应：C(s)＋O2(g)===CO2(g)，增加C的量，化学反应速率加快(　　) (3)改变压强，化学反应速率一定改变(　　) (4)铁和硫酸反应时，硫酸浓度越大，产生H2的速率越大(　　) (5)增加水的量，能使Mg与H2O的反应速率大于Na与H2O的反应速率(　　) (6)Fe与盐酸反应时，加入NaCl固体，由于c(Cl－)增大而使反应速率加快(　　) √ × × × × × Lavf57.71.100 Packed by Bilibili XCoder v2.0.2 Lavf57.71.100 Packed by Bilibili XCoder v2.0.2 Lavf57.71.100 Packed by Bilibili XCoder v2.0.2 $$