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

第一章 化学反应的热效应 化学反应速率 第一节 第1课时 化学反应速率 mA + nB ==== pC + qD 反应体系中各物质的浓度分别表示为： ， ， = = = 旧知巩固 一、化学反应速率 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（均取正值）。 2、公式： mol/L s、min、h mol/(L·s) mol/(L·min) mol/(L·h) mol·L-1·s-1 mol·L-1·min-1 mol·L-1·h-1 mol/L·s × 注： ① 反应速率要指明具体物质，计算时注意把 n 转化为 c； 一、化学反应速率 ③ 表示气体/溶液的反应体系，不能用于表示固体和纯液体，固体和纯液体的视作1。 ② 总取正值，且表示一段时间的平均速率而非某一时刻下的瞬时速率； 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（均取正值）。 2、公式： mol/L s、min、h mol/(L·s) mol/(L·min) mol/(L·h) mol·L-1·s-1 mol·L-1·min-1 mol·L-1·h-1 mol/L·s × 注： ① 反应速率要指明具体物质，计算时注意把n转化为c； 例：在密闭容器中发生反应：N2 + 3H2 2NH3，反应开始时N2的浓度为0.8mol/L，5min后N2的浓度变为0.7mol/L。用N2、H2和NH3的浓度变化表示的化学反应速率分别为： 解： 化学反应速率 随堂演练 一、化学反应速率 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（均取正值）。 2、公式： mol/L s、min、h mol/(L·s) mol/(L·min) mol/(L·h) mol·L-1·s-1 mol·L-1·min-1 mol·L-1·h-1 mol/L·s × 注： ① 反应速率要指明具体物质，计算时注意把n转化为c； ③ 表示气体/溶液的反应体系，不能用于表示固体和纯液体，固体和纯液体的视作1。 ② 总取正值，且表示一段时间的平均速率而非某一时刻下的瞬时速率； ④同一化学反应，计量数之比 = 之比 =之比 = 之比。 一、化学反应速率 3、计算： ② 同一化学反应，计量数之比 = 之比 =之比 = 之比； ① 公式： ； ③ “三段式”法： mA + nB ==== pC + qD 起始 c (mol/L) t s内的(mol/L) t s时的 (mol/L) d 0 d a b 0 a - b - 物理量统一 与计量数有关 =m : n : p : q 用同一反应体系中不同物质表示同一速率时， 速率之比＝化学计量数之比 ＝各物质浓度的变化量 (Δc)之比 ＝各物质物质的量的变化量(Δn)之比。 C 1、反应4NH3(g)＋5O2(g)===4NO(g)＋6H2O(g)在10 L密闭容器中进行，半分钟后，水蒸气的物质的量增加了0.45 mol，则此反应的速率可表示为(　　) A．v(NH3)＝0.01 mol · L－1 · s－1 B．v(O2)＝0.001 mol· L－1 · s－1 C．v(NO)＝0.001 mol · L－1 · s－1 D．v(H2O)＝0.045 mol· L－1 · s－1 v(H2O) 0.0015 mol · L－1 · s－1； 则v(NH3)＝v(NO)＝v(H2O)·2/3＝0.001 mol · L－1 · s－1； v(O2)＝v(H2O)·5/6＝0.00125 mol · L－1 · s－1。 随堂演练 A和B C A ＋ B ⇌ C 4 6 ： 反应前c/mol·L-1： 8 0 反应后c/mol·L-1 ： 4 6 6 8 2 3 3 2 3A ＋ 2B ⇌ 3C 课堂练习 随堂演练 例：反应 A(g) + 3B(g) 2C(g) + 2D (g) 在四种不同情况下的反应速率为 ①υ(A)=0.45mol·L-1·min-1 ②υ(B)=0.6mol·L-1·s-1 ③υ(C)=0.4mol·L-1·s-1 ④υ(D)=0.45mol·L-1·s-1 则该反应速率的快慢顺序为_______________ ④>③=②>① ① υ(A) 1 = 0.45 60 mol·L-1·s-1 ② υ(B) 3 = 0.2mol·L-1·s-1 ③ υ(C) 2 = 0.2mol·L-1·s-1 ④ = 0.225mol·L-1·s-1 υ(D) 2 化学反应速率大小的比较方法：①同一单位 ②同一物质 1 mol/(L·s) = mol/(L·min) 60 mol/(L·min) = mol/(L·s) 60 1 一定温度下，向一个容积为2L的事先装入催化剂的真空密闭容器中通入1mol氮气和3mol氢气，3min后测得容器内的压强是起始时压强的0.9倍， 在此时间内，用氢气的变化量来表示该反应的平均反应速率v(H2)是： 。 在此时间内，N2转化率是： 。 恒温恒容时，气体压强比等于物质的量之比！ N2(g)+3H2(g) 2NH3(g) 1mol 3mol 起： 转： 平： 0mol x 3 x 2 x 1-x 3-3x 2 x 0.1mol/(L·min) x=0.2 △c c0 ×100% = △n n0 ×100% = 20% 随堂演练 【思考交流】与小组同学进行讨论，汇报化学反应速率如何测定？ 【拓展延伸】除浓度外，哪些物理量还可以测定来表示化学反应速率？ 气体的体积 体系的压强 颜色的深浅 导电能力 光的吸收 Δc(B) Δt v(B)= 二、化学反应速率的测定 下列方法能实现对应化学反应速率测定的是_________(填序号)。   化学反应 一定时间内 ① CO(g)＋H2O(g)==CO2(g)＋H2(g) 用压力传感器测量反应前后体系压强变化 ② Mg＋2HCl==MgCl2＋H2↑ 用分析天平称量镁条反应前后的质量变化 ③ H2O2＋2HI==2H2O＋I2 用比色计测量反应前后颜色深浅 ④ Na2S2O3＋H2SO4==Na2SO4＋SO2↑＋S↓＋H2O 用浊度计测量反应前后浊度变化 ⑤ 2H2O2 2H2O＋O2↑ 用注射器收集反应后气体体积 ②③④⑤ 反应前后压强不变 【交流探讨】 探究：定性与定量研究影响化学反应速率的因素 【提出问题】 浓度、温度、催化剂等因素如何影响化学反应速率？如何测定化学反应速率？ 【实验探究Ⅰ】 选择实验用品，设计实验探究影响化学反应速率的因素。 实验用品：烧杯、试管、量筒、试管架、胶头滴管、温度计、秒表。 0.1mol/LNa2S2O3溶液、 0.1mol/LH2SO4溶液、 0.05mol/LH2SO4溶液、 5%H2O2溶液、 1mol/LFeCl3溶液、蒸馏水、热水。 实验方案设计： 影响因素 实验步骤 实验现象比较 结论 浓度 温度 催化剂 二、化学反应速率的测定 教材 P 26 探究：定性与定量研究影响化学反应速率的因素 【实验探究Ⅰ】 实验方案设计： 影响因素 实验步骤 实验现象比较 结论 浓度 ① ② Na2S2O3＋H2SO4 === Na2SO4＋SO2↑＋S↓＋H2O 0.1mol/L 5mLNa2S2O3 0.1mol/L 5mLH2SO4 0.1mol/L 5mLNa2S2O3 0.5mol/L 5mLH2SO4 两组溶液均出现浑浊并有刺激性气味的气体生成，第二组溶液先变浑浊。 其他条件相同时， c（反应物）↑，。 二、化学反应速率的测定 【实验探究Ⅰ】 实验方案设计： 影响因素 实验步骤 实验现象比较 结论 温度 ① ② Na2S2O3＋H2SO4 === Na2SO4＋SO2↑＋S↓＋H2O 冷水 两组溶液均出现浑浊并有刺激性气味的气体生成，第一组溶液先变浑浊。 其他条件相同时， T↑，。 热水 二、化学反应速率的测定 探究：定性与定量研究影响化学反应速率的因素 【实验探究Ⅰ】 实验方案设计： 影响因素 实验步骤 实验现象比较 结论 催化剂 ① ② 有催化剂 余烬未复燃。 催化剂可以改变。 无催化剂 余烬复燃。 5滴FeCl3溶液 5% 5% 5滴蒸馏水 二、化学反应速率的测定 1、内因——反应物本身的性质（很难改变） 2、外因——浓度、温度、催化剂、反应物的接触面积等 ν增大. 具体: C（浓度）增大， ν增大； S(固体比表面积)增大， ν增大； 一般加快； 催化剂， T（温度）升高， T ↓ v ↓。 C↓ v ↓ （即正催化剂加快、负催化剂减慢反应速率） 三、化学反应速率的影响因素 点评、归纳、补充 点评、归纳、补充 补充说明 对于固体或纯液体的物质，不存在改变其浓度的问题 （如：CaCO3、Zn、H2O） 形成原电池的氧化还原反应，速率加快（如：铁锈、粗锌） 光、电磁波、超声波、激光、溶剂、放射线…… 都可能影响化学反应速率 影响效果: 反应物自身的性质＞＞催化剂＞温度＞浓度＞＞固体表面积 补充说明:对于有气体参加的反应体系， ν 受压强的影响 以N2+3H2 ⇌2NH3为例 N2 H2 恒容容器 ①充入N2或H2， ②充入稀有气体He C（反）增大， ν增大 C（反）不变， 则ν不变 结论:对于有气体参加的反应，体系压强的改变， 只有引起了反应物浓度的变化，才会改变化学反应速率 压强增大，反应物浓度增大 压强增大，反应物浓度不变 He 则体积缩小，反应物浓度增大 C（反）增大， ν增大 ①增大压强， N2 H2 充入稀有气体He， 则压强不变，体积增大 （相当于减小反应物浓度） C（反）减小， ν减小 He 活塞式容器 N2 H2 条 件 措施 结果 恒 温 扩大容器体积 ↓ 减小容器体积 ↑ 恒 温 恒 容 充入气体反应物 ↑ 充入惰气 （不参加反应的气体） P总P反应物不变， 恒温恒压 充入惰气 V↑→c↓→ ↓ ① 规律：P ↑，c↑，↑ ； P↓，c↑，↓。 ② 常见形式： 补充说明:对于有气体参加的反应体系， ν 受压强的影响 1.在一密闭容器中充入1 mol H2和1 mol I2，压强为p(Pa)，并在一定温度下使其发生反应：H2(g)＋I2(g)=2HI(g) 。 (1)保持容器容积不变，向其中充入1 mol H2，反应速率_________。 (2)升高温度，反应速率________。 (3)扩大容器体积，反应速率______。 (4)保持容器内气体压强不变，向其中充入1 mol H2(g)和1 mol I2(g)，反应速率________。 (5)保持容器体积不变，向其中充入1 mol N2，反应速率________。 (6)保持容器内气体压强不变，向其中充入1 mol N2，反应速率________。 减小 不变 增大 增大 不变 减小 随堂演练 2、设NO+CO2⇌2CO(正反应吸热)反应速率为v1； N2+3H2 ⇌2NH3 (正反应放热)反应速率为v2。 对于上述反应，当温度升高时，v1和v2变化情况为( ) A、同时增大 B、同时减小 C、v1减少，v2增大 D、v1增大，v2减小 A 对于可逆反应，升高温度，正、逆反应速率都加快， 降低温度，正、逆反应速率都减小。 大量实验证明，温度每升高10℃，化学反应速率通常增大为原来的2-4倍，表明温度对速率的影响非常显著 23 少量铁粉与100mL0.01mol·L-1的稀盐酸反应，反应速率太慢，为了加快此反应速率而不改变H2的量，可以使用如下方法中的( ) ①由铁粉换铁块 ②加NaNO3固体 ③将0.01mol·L-1的稀盐酸换成98％的硫酸溶液 ④加CH3COONa固体 ⑤加NaCl溶液 ⑥滴入几滴硫酸铜溶液 ⑦升高温度(不考虑盐酸挥发) ⑧改用100mL0.1mol·L-1盐酸 A．③⑤ B．①③ C．⑥⑦ D．⑦⑧ D √ √ 随堂演练 探究：定性与定量研究影响化学反应速率的因素 【实验探究Ⅱ】 通过实验测定并比较下列化学反应速率。 （1）按图2-1所示组装实验装置。在锥形瓶内放入2g锌粒，通过分液漏斗加入40ml 1mol/L H2SO4溶液，测量并记录收集10ml H2所用时间。 （2）如果用4mol/ H2SO4溶液代替1mol/L H2SO4溶液重复上述实验，所用时间会增加还是减少？请通过实验验证，并解释原因。 将测定结果填入下表，计算并比较化学反应速率。 试剂 所用时间 反应速率 结论 4mol/L H2SO4溶液 1mol/L H2SO4溶液 快 慢 长 短 其他条件相同时，c（反应物）↑，。 秒表 2min51s 1min37s 如何检查装置气密性？ 关闭分液漏斗活塞，将注射器活塞向外拉， 放开后，若回到原位，说明气密性良好 探究：定性与定量研究影响化学反应速率的因素 ①测量一定时间内H+的浓度变化； ②测量一定时间内产生的H2的体积； ③测量一定时间内锌粒的质量变化。 ①锌粒颗粒大小（表面积）基本相同。 ②40 mL的稀硫酸溶液要迅速加入。 ③装置气密性要好，且计时要迅速、准确。 注意 实验通过测量收集10 mL H2所用的时间，来表征反应速率的快慢，除了这个方式，还可以测量哪些物理量来表征速率快慢？ 思考 【例】某温度下按如图装置进行实验，锥形瓶内盛有6.5 g锌粒，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44.8 mL(标况)，在该温度下下列说法不正确的是（ ） A.用锌粒表示的10 s内该反应的速率为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 CD 随堂演练 27 图中装置测定锌与稀硫酸反应的速率，同学发现，本实验设计存在明显不足？ 如何改进不足之处？ 漏斗中稀硫酸滴入锥形瓶中，即使不生成气体，也会将瓶中的空气排出，使所测气体的体积偏大。 导管作用：①平衡气压，使液体顺利滴下。 （使分液温斗内气体压强与锥形瓶内气体压强相等，打开分液漏斗活塞时液体能顺利滴下。） ②消除加入液体引起的氢气体积误差。 （滴入锥形瓶的液体体积等于进入分液漏斗的气体体积，从而消除由于加入液体引起的氢气体积误差。） 用导管将分液漏斗上部与锥形瓶连通 锌粒 硫酸 【知识拓展】 注意应恢复至室温后，读取注射器中气体的体积。 ①注射器法 测量气体体积的方法 (一般适合滴加液体量比较少的气体体积测量) 【知识拓展】 测量气体体积的方法 ②排水集气法1 思考:气体体积受什么因素的影响？ 在读数时应该注意什么问题 ？ △读数时注意: ①冷却至室温； ②调节量筒内外液面相平； ③视线与凹液面的最低处相切。 【知识拓展】 测量气体体积的方法 ③排水集气法2 导气管短进长出 △读数时注意: ①冷却至室温； ②调节左右两边液面相平； ③视线与凹液面的最低处相切。 【知识拓展】 测量气体体积的方法 ③排水集气法3 △读数时注意:①冷却至室温； ②调节左右两液面相平； ③视线与凹液面的最低处相切。 32 【思考】如何检验装置气密性？ 如图所示连接好实验装置，关闭分液漏斗活塞，向量气管内注入水，使右管内液面高于左管内液面，静置，若液面不发生变化，则证明气密性良好。 下图A装置是稀硫酸与碳酸钠的反应装置，通过如图装置测量产生CO2气体的体积可测定该反应的化学反应速率，B中溶液最好采用　　(填序号)使测量误差较小。 a.饱和碳酸钠溶液 b.饱和碳酸氢钠溶液 c.饱和氢氧化钠溶液 d.饱和硫酸铜溶液   b 随堂演练 2、根据右图填空： (1)反应物是________；生成物是________。 (2)该反应化学方程式是__________________。 eq \o(======,\s\up17(催化剂)) EVCapture4.0.2软件录制 Lavf56.38.102 本视频由湖南一唯信息科技开发的EV录屏软件录制，www.ieway.cn EVCapture4.0.2软件录制 Lavf56.38.102 本视频由湖南一唯信息科技开发的EV录屏软件录制，www.ieway.cn $$