2.1.1 化学反应速率 课件-2025-2026学年高二上学期化学人教版（2019）选择性必修1

第一节 化学反应速率 　第一课时 化学反应的速率 第二章 化学反应速率与化学平衡 人 教 版 选 择 性 必 修 1 2.通过理解影响化学反应速率的因素及规律，合理解释生产、生活中的相关化学现象。（证据推理与模型认知） 1 2 3 学习 目标 3.学会运用变量控制研究影响化学反应速率的方法。（科学思维） 1.通过了解化学反应速率的概念和表示方法，进行简单计算。（模型认知） 问题导入 爆 炸 溶洞形成 化学上是如何定量描述一个化学反应的快慢的呢？ 定性描述 很快 很慢 化学反应速率 HUA XUE FAN YING SU LV 01 化学反应速率的概念及其表示方法 1.1 【表示方法】 通常用单位时间内反应物浓度的减少或生成物浓度的增加（均取正值）来表示。 mol/(L ·s) 或 mol ·L-1 ·s-1；mol/(L ·min) 或 mol ·L-1 ·min-1 υ(x) = —— Δc(x) Δ t 【概念】 用来衡量化学反应过程进行快慢程度的物理量 【单位】 υ(x) = —— Δn(x) V•Δ t 【表达式】 Δc 表示某物质浓度的变化，单位mol·L－1 Δt 表示时间变化，常用单位s、min或h 5 化学反应速率的概念及其表示方法 1.1 注意事项 1.速率的单位为mol/(L·s)或mol/(L·min)，要加括号，错误的写法：mol/L·s； 2.υ是物质在一段时间内的平均速率，而不是在某一时刻的瞬时速率，且均取正值； 3.一般不用固体或纯液体表示化学反应速率，纯液体和纯固体的浓度是恒定不变的，Δc=0，一般不用其浓度来表示化学反应速率； 4.同一反应在相同时间内，用不同物质表示的反应速率，其数值可能不同，但都表示该反应的反应速率，意义相同。因此，表示化学反应速率时，必须指明具体物质v(A)。 6 同一反应中各物质化学反应速率的关系 1.2 对于一个化学反应：mA + nB = pC + qD，如何表示反应速率？ 其 v 可用任何一种物质的c 随时间的变化来表示。 化学反应速率v之比=△c之比=△n之比=化学计量数之比 v (A)︰v (B)︰v (C)︰v (D) ＝∆c(A)︰∆c(B)︰∆c(C)︰∆c(D) ＝∆n(A)︰∆n(B)︰∆n(C)︰∆n(D) ＝m︰n︰p︰q v (A) m = v (B) n v (C) p = v (D) q = 同一反应中各物质化学反应速率的关系 1.2 【课本P25-例题】在密闭容器中反应 N2(g)＋3H2(g) ⇌ 2NH3(g)，开始c(N2)=0.8mol·L－1，经过5 min后，c(N2)=0.7mol/L，在此段时间内分别用N2、H2、NH3表示 v，并分析 v与化学计量数关系。 v (N2) = Δc (N2) Δt v (H2) = Δc (H2) Δt = 0.1mol/L 5min = 0.02 mol/(L∙min) = 0.3mol/L 5min = 0.06 mol/(L∙min) v (NH3) = Δc (NH3) Δt = 0.2mol/L 5min = 0.04 mol/(L∙min) v (N2) : v (H2) : v (NH3) = 1 ：3 ：2 其他计算公式 1.3 化学反应速率的计算 HUA XUE FAN YING SU LV DE JI SUAN 02 定义法 2.1 例：反应4NH3(g)+5O2(g)= 4NO(g)+6H2O(g)在5升的密闭容器中进行，20秒后NO的物质的量增加了4mol，此反应中以O2表示的化学反应速率为多少？ 利用反应速率定义式直接计算： 三段式法 2.2 ①写出有关反应的化学方程式； ②标出各物质的起始量、变化量、某时刻量(平衡量)（可用n，也可用c，但要求统一）； ③根据已知条件列方程式计算。 mA(g)＋nB(g) = pC(g)＋qD(g) 起始浓度/(mol·L－1)   a      b          0       0 转化浓度/(mol·L－1)   mx     nx        px     qx 终态浓度/(mol·L－1)   a－mx  b－nx    px     qx △c之比=△n之比=化学计量数之比 三段式法 2.2 例：在2 L的密闭容器中，加入1 mol N2和3 mol H2，发生 N2+3H2 ⇌ 2NH3 ，在2 s末时，测得容器中含有0.4 mol的NH3，则用N2、H2、NH3表示的化学反应速率分别是多少？ c(起始浓度) c(2s末浓度) Δc(变化浓度) 0.5 1.5 0 0.2 0.2 0.3 0.1 0.4 1.2 N2 + 3H2 ⇌  2NH3 Δc(N2) Δt v(N2)= =0.05 mol·L-1·s-1 Δc(H2) Δt v(H2)= =0.15 mol·L-1·s-1 Δc(NH3) Δt v(NH3)= =0.10 mol·L-1·s-1 v(N2)∶v(H2)∶v(NH3) = Δc(N2)∶Δc(H2)∶Δc(NH3) = 1∶3∶2 (单位：mol/L) 关系式法 2.3 物质 时间 X Y Z Q 起始/mol 0.7   1   2 min末/mol 0.8 2.7 0.8 2.7 3 min末/mol     0.8   例：提取表格信息计算化学反应速率 在2 L密闭容器中进行反应：mX(g)＋nY(g) ⇌ pZ(g)＋qQ(g)。 在0～3 min内，各物质的物质的量变化如表所示： 已知2 min内v(Q)＝0.075 mol·L－1·min－1， ＝。 (1)起始时n(Y)＝________，n(Q)＝________。 (2)化学方程式中m＝___，n＝____，p＝___，q＝____。 (3)用Z表示2 min内的反应速率为__________________。 (4)2 min末Q的转化率为_____。· |Δn(Q)|＝0.3 mol 3 2.3 2.3 mol 3.0 mol 1 4 2 3 10% 0.05 mol·L－1·min－1 ＝ 化学反应速率v之比=化学计量数之比 根据图像计算 2.4 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“　　”。 根据图像计算 2.4 例：一定温度下，向2 L的密闭容器中通入两种气体并发生化学反应， 反应中各物质的物质的量变化如图所示，下列推断合理的是 A.该反应的化学方程式为3B＋4D ⇌6A＋2C B.0～1 s内，v(A)＝v(C) C.0～6 s内，B的平均反应速率为0.05 mol·L－1·s－1 D.0～6 s内，各物质的反应速率相等 A:Δn(A)≠Δn(C) B:3B＋4C⇌6A＋2D D:Δn(B)∶Δn(C)∶Δn(A)∶Δn(D) ＝(1.0－0.4) ∶(1.0－0.2) ∶(1.2－0) ∶(0.4－0) ＝3∶4∶6∶2 √ 化学反应速率的比较 2.5 归一法 比值法 若单位、物质不统一，则要换算成相同的物质和单位再比较。 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) 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 v(A) a v(B) b > “一看”：看 v 的单位是否一致，若不一致，需转化为同一单位。 “二化”：将不同物质的 v 转化成同一物质的 v ，或分别除以相应物质 的化学计量数。 “三比较”：标准统一后比较数值大小，数值越大， v 越大。 步骤 化学反应速率的比较 2.5 例：已知反应3A(g)＋B(g)===2C(g)＋2D(g)，在不同条件下，用不同 物质表示其反应速率，分别为 ①v(A)＝0.6 mol·L－1·min－1 ②v(B)＝0.45 mol·L－1·min－1 ③v(C)＝0.015 mol·L－1·min－1 ④v(D)＝0.45 mol·L－1·min－1 则此反应在不同条件下进行最快的是 ② ①v(A)＝0.6 mol·L－1·min－1 方法一：归一法 注意：换算成同一物质、同一单位表示，再比较数值大小 ②v(B)＝0.45 mol·L－1·min－1 ③v(C)＝0.015 mol·L－1·min－1 ④v(D)＝0.45 mol·L－1·min－1 v(B)＝0.2mol·L－1·min－1 v(B)＝0.0075 mol·L－1·min－1 v(B)＝0.225 mol·L－1·min－1 化学反应速率的比较 2.5 例：已知反应3A(g)＋B(g)===2C(g)＋2D(g)，在不同条件下，用不同 物质表示其反应速率，分别为 ①v(A)＝0.6 mol·L－1·min－1 ②v(B)＝0.45 mol·L－1·min－1 ③v(C)＝0.015 mol·L－1·min－1 ④v(D)＝0.45 mol·L－1·min－1 则此反应在不同条件下进行最快的是 ② 方法二：比值法 比较化学反应速率与化学计量数的比值 v(A) 3 ① =0.2mol·L-1·min-1 v(B) 1 ② =0.45mol·L-1·min-1 v(C) 2 ③ =0.0075mol·L-1·min-1 v(D) 2 ④ =0.225mol·L-1·min-1 化学反应速率的比较 2.5 已知 4NH3+5O2=4NO+6H2O，则下列关系式正确的是（ ） A. 4v(NH3)=5v(O2) B. 4v(NO)=6v(H2O) C. 5v(O2)=6v(H2O) D. 4v (O2)=5v(NO) D 化学反应速率的测定 HUA XUE FAN YING SU LV DE CE DING 03 浓度可以表示化学反应速率，除此以外，还可以测定哪些物理量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 测定原理和常见方法 3.1 1.测定原理 利用与化学反应中任何一种化学物质的浓度(或质量)相关的性质进行测定。 如气体体积、体系压强、颜色深浅、导电能力、光的吸收等。 2.测定方法 ①科学仪器测定：如释放出气体的体积和体系的压强等；离子浓度：pH，浑浊度，电导率等。 pH计 浊度仪 电导率仪 气体体积 分光光度计 测定原理和常见方法 3.1 ②直接观察测定：如反应体系颜色的变化。在溶液中，当反应物或产物本身有较明显的颜色时，可利用颜色深浅和显色物质浓度间的正比关系来跟踪反应的过程和测量反应速率。 高锰酸钾溶液与草酸反应，记录溶液褪色的时间 测定原理和常见方法 3.1 在KMnO4与H2C2O4反应中，KMnO4与H2C2O4反应的离子方程式：_____________________________________________________。 可通过测定____________________来测定该反应的反应速率。 溶液褪色所需时间 紫红色高锰酸钾溶液， 具有强氧化性 被草酸还原后， 溶液的紫红色褪去。 气体体积的测定 ①测定放出一定体积的气体的时间以测定反应速率； ②测定一定时间内气体体积/压强的变化以测定反应速率 3.2 气体体积的测定 （3）视线与量气管凹液面最低处相平 （2）调节量气管高度，使量气管与水准管两端液面相平 读数时注意： （1）冷却至室温 3.2 液面相平的方法： 要上下移动量筒， 使量筒内的液面与广口瓶中的液面相平。 液面相平的方法： 要上或下移动右边的玻璃管，使左右两管中的液面相平。 跟踪强化 1.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 28 跟踪强化 2.两套如图所示装置,各盛有3 g大理石(颗粒大小相同), 分别加入40 mL 1 mol·L-1和40 mL 4 mol·L-1的盐 酸,比较两者收集100 mL CO2时所用的时间。 (1)当收集到100 mL CO2时，哪个实验所耗时间较长?为什么? 　 (2)活塞外移的情况是　 　(填字母)。理由是 _______________________________ 　 　 　 。 A.均匀外移 B.先快后慢 C.先慢后快 D.先慢后快然后又逐渐减慢 加入1 mol·L-1盐酸的装置，反应物浓度小，反应速度慢。 D 反应速率加快;随着反应的进行,H+浓度不断减小,反应速率减慢 此反应是放热反应,温度升高, 29 人 教 版 选 择 性 必 修 1 本课结束，谢谢！ v(A)＝－，v(B)＝－，v(C)＝，v(D)＝ v(A)＝ 2MnOeq \o\al(－,4)＋5H2C2O4＋6H＋===2Mn2＋＋8H2O＋10CO2↑ eq \o(======,\s\up17(催化剂)) $$