6.2.1 化学反应速率 课件-2024-2025学年高一化学人教版（2019）必修第二册

化学反应速率 第6章 化学反应与能量 作者编号：35004 食物腐败(5天) 电动车自燃(90秒) 在化学实验和日常生活中，我们经常观察到有些反应进行得快，有些反应进行得慢。 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 【课堂导入】 初中我们通过观察对比实验现象来定性描述化学反应的快慢。 ①冒气泡快慢 ②颜色变化快慢 ③固体物质的减少快慢 ④出现浑浊的快慢 ⑤温度变化快慢 对于现象看上去差不多的反应，我们的眼睛判断不出谁更快，可以用定量描述。 【课堂导入】 定量描述：使用同一标准下的具体数据 在物理中，如何定量表示速度的快慢？ 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 【课堂导入】 1、定义：单位时间内反应物浓度的减少量或生成物浓度的增加量 3、公式： 4、单位：mol/(L·s) 、mol/(L·min) 或 mol·L-1·min-1 2、符号：v v = = 浓度变化量 时间 物质的量变化量 容器体积 不用固体和纯液体表示v 纯液体或固体的浓度一般视为常数 (1)v是表示某段时间内的平均速率，且为正值; (2)需要指明具体物质 一、化学反应速率 公式法计算 【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 二、化学反应速率的计算 注意：反应速率指一段时间内的平均速率 三段式法计算 【例2】在密闭容器中，反应前测得 N2 的浓度 1mol/L，H2 的浓度 3mol/L ，2 min 后测得 NH3 的浓度 1mol/L ，求 v(H2)、 v(N2)、 v(NH3) v(NH3 ) = = 1 mol·L-1 ÷ 2 min = 0.5 mol·L-1·min-1 催化剂 N2 + 3H2 2NH3 三段式解题法 起始量、变化量、最终量 第一步：写出化学方程式 第二步：写出三段式的量 第三步：依据相关公式计算 1mol/L 3mol/L 0 ? ? ? ? ? 1mol/L 1.5 mol/L 0.5 mol/L 0.5 mol/L 1.5 mol/L 最终量 变化量 起始量 1mol/L 二、化学反应速率的计算 【例2】在密闭容器中，反应前测得 N2 的浓度 1mol/L，H2 的浓度 3mol/L ，2 min 后测得 NH3 的浓度 1mol/L ，求 v(H2)、 v(N2)、 v(NH3) 经计算，得 v(N2 ) = 0.25 mol·L-1·min-1， v(H2 ) = 0.75 mol·L-1·min-1 v(NH3 ) =0.5 mol·L-1·min-1 v(N2 ) ： v(H2 ) ： v(NH3 ) = 1 : 3 : 2 【结论】同一化学反应中，不同物质表示的化学反应速率之比（单位一致）= 化学计量数之比 二、化学反应速率的计算 关系式法计算 常用于化学反应速率的计算、化学方程式配平、大小比较 当单位一致时、对于任意反应 a A(g) + b B(g) = c C(g) + d D(g)，化学反应速率之比 = 化学计量数之比 都成立；即： v(A ) : v(B ) : v(C ) : v(D ) = a : b : c : d 或 = = = 【例3】在某一条件下，容器中有反应 A + 3B = 2C + 2D，其中 v(A) = 0.3 mol/(L·s)，求 v(B)、 v(C)、 v(D) 分别为多少？ 二、化学反应速率的计算 v(N2 ) = 0.25 mol·L-1·min-1， v(H2 ) = 0.75 mol·L-1·min-1， v(NH3 ) = 0.5 mol·L-1·min-1 在相同条件下，用不同物质表示化学反应速率时，数值上可能不同，但对于整个反应，快慢是一样的。 一样快 三、化学反应速率的比较 问：用哪种物质表示该化学反应的反应速率时最快? 归一法 【例1】反应 A (g) + 3B (g) == 2C(g)+ 2D(g) 在四种不同条件下的反应速率为： (1)v(A)=0.3mol/(L·s ) (2) v(B)=0.6mol/(L·s) (3) v(C)=0.4mol/(L·min) (4) v(D)=0.45mol/(L·s) 则该反应速率的快慢顺序为:_____________________ (1)>(4)>(2)>(3) 注意: 物质统一，单位统一 先统一单位，换算成同一物质表示的反应速率，再比较数值的大小 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 三、化学反应速率的比较 1、下列说法不正确的是(　 　) A、化学反应速率是用来表示一段时间内化学反应快慢的物理量 B、化学反应速率通常用反应物或生成物物质的量浓度随时间的变化表示 C、对于同一时间、同一个反应，化学反应速率用不同物质表示时数值不同 D、用不同物质表示化学反应速率时，其数值之比等于化学方程式中对应物质的化学计量数之比 C 【及时巩固】 2、合成氨的反应为 3H2+N2 2NH3，其反应的速率可分别表示为 v(H2)、v(N2)、v(NH3)(单位为mol·L-1·s-1)，则下列关系正确的是(　 　) A、 v(H2)=v(N2)=v(NH3) B、 v(H2)=3v(N2) C、 v(N2)=2v(NH3) D、 v(NH3)=v(H2) B 【及时巩固】 3、在反应mA＋nB＝pC中，已知A的反应速率为0.5mol/(L •s)，B的反应速率为1mol/(L •s)，C的反应速率为1. 5mol/(L •s)，则该反应的化学方程式为： 。 A＋2B = 3C 4、根据下图填空： (1)反应物是 ； 生成物是 ； (2)该反应的化学方程式是 。 A、B C 3A+2B⇌3C 【及时巩固】 14 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 四、影响化学反应速率的因素 【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 四、影响化学反应速率的因素 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？ 【思考】影响化学反应速率的因素？ 决定因素 内因：反应物或反应本身的性质或特点 外因 温度 浓度 催化剂 接触面积 压强 适用对象是气体 变量控制法 四、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 四、影响化学反应速率的因素 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。 试管中均为 5 g大理石碎块 四、影响化学反应速率的因素 实验操作 实验现象 实验结论 ②、③产生气泡的速率远大于① MnO2、FeCl3能加快H2O2分解的反应速率 3、催化剂对化学反应速率影响的探究 【注意】对可逆反应，催化剂能同时同等程度地改变正、逆反应速率。 四、影响化学反应速率的因素 实验操作   实验现象 实验结论 其他条件相同时，固体反应物表面积越大，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 四、影响化学反应速率的因素 方法引导——变量控制方法 探究化学反应速率的影响因素，关键是控制好变量，其大致步骤： 【思考1】探究温度对化学反应速率的影响实验，要保证FeCl3溶液和H2O2溶液浓度和用量______； 【思考2】探究浓度对化学反应速率的影响实验， _____一组用大理石粉末，另一组用大理石颗粒。 不能 相同 四、影响化学反应速率的因素 实验目的 实验操作 A 探究Fe3+、Cu2+对H2O2分解速率的影响 向2mL 10% H2O2溶液中分别滴入5滴1mol/L FeCl3溶液、CuSO4溶液 B 探究反应物浓度对反应速率的影响 向两支盛有同体积、同浓度Na2SO3溶液的试管中分别滴入等量、不同浓度的H2O2溶液 C 探究反应物浓度对反应速率的影响 向两支试管中均加入等量等浓度Na2S2O3溶液和等量不同浓度H2SO4溶液，观察沉淀出现的时间 D 探究温度对反应速率的影响 向两支试管中均加入等量等浓度HCl溶液和等量CaCO3，再将其分别放入冷、热水浴中 1、下列实验操作能达到实验目的的是（ ） C 【及时巩固】 2、某实验小组利用0.1 mol·L-1 Na2S2O3溶液与0.2 mol·L-1 H2SO4溶液的反应研究外界条件对化学反应速率的影响。设计实验如下表: (提示:Na2S2O3+H2SO4=Na2SO4+S↓+SO2↑+H2O) 实验编号 温度/℃ V(Na2S2O3)/mL V(H2SO4)/mL V(H2O)/mL 出现浑浊时间/s ① 10 5.0 10.0 0 t1 ② 10 5.0 5.0 a t2 ③ 50 5.0 10.0 0 t3 下列说法错误的是 ( 　) A.研究温度的影响时，应将溶液混合后置于不同温度的水浴中 B.此实验小组探究了浓度和温度对化学反应速率的影响 C.实验②中a=5.0 D.t2>t1>t3 A 【及时巩固】 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 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 增大压强，容器体积减小 特征：改变压强相当于改变浓度从而影响化学反应速率 四、影响化学反应速率的因素 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 四、影响化学反应速率的因素 【思考】是否存在改变了压强，但是气体浓度并没有发生变化的情况呢? 体积不变,增加不反应气体 1.用锌粒与2 mol·L－1的稀硫酸混合制备氢气时，若向其中分别再加入少量等体积的下列物质：①KCl溶液、②4 mol·L-1盐酸、③CuCl2溶液、④4 mol·L-1 CH3COONa溶液，则加入后反应生成氢气速率的大小顺序是(　　) A.②>③>④>① B.③>①>②>④ C.③>②>①>④ D.①>④>③>② C 2.下列措施或实验中，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试剂研细并混匀，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。 反应物浓度、固体的表面积 体系温度，反应物浓度 反应物表面积 反应物浓度 【随堂演练】 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 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）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 mol/(L·s) 或 mol/(L·min) 比较 内因 外因 【课堂总结】 Lavf57.71.100 Packed by Bilibili XCoder v2.0.2 $$