2.1 化学反应速率（课件）-【学而思·PPT课件分层练习】2025-2026学年高二化学选择性必修第一册（人教版2019）

第一节 化学反应速率 知识点 1 化学反应速率 必备知识 清单破 1.化学反应速率 (1)表示:通常用单位时间内反应物浓度的减小或生成物浓度的增大来表示。 (2)表达式:v= 。 (3)常用单位:mol/(L·min)、mol/(L·s)等。 特别提醒　应用化学反应速率的注意事项 (1)化学反应速率是指某一时间段内的平均反应速率,而不是某一时刻的瞬时速率。 (2)无论是用反应物还是用生成物表示,化学反应速率都取正值。 (3)化学反应速率除可用物质的量浓度表示外,还可用质量、气体体积等的变化表示;用物质 的量浓度的变化表示化学反应速率时,不用固体或纯液体来表示。 第二章 化学反应速率与化学平衡 第1讲　描述运动的基本概念 2.同一化学反应的反应速率的不同表示 　　同一个化学反应中,可用不同物质表示化学反应速率。如反应mA(g)+nB(g)  pY(g)+ qZ(g),用不同物质表示的化学反应速率分别为vA= ,vB= ,vY= ,vZ= ,其数值 可能不同,故表示化学反应速率时必须指明具体物质。不同物质表示的化学反应速率之比等 于化学计量数之比。即 = = = 或v(A)∶v(B)∶v(Y)∶v(Z)=m∶n∶p∶q。 3.化学反应速率的测定 　　物质的某些物理性质(如压强、体积、吸光度、电导率等)与其物质的量或浓度存在函 数关系。人们常用物理方法准确而快速地测定化学反应速率。 第二章 化学反应速率与化学平衡 第1讲　描述运动的基本概念 知识拓展     (1)反应速率方程 　　对于反应H2O2+2HI  2H2O+I2,其反应速率与反应物浓度间的关系为v=kc(H2O2)·c(HI), 其中k为反应速率常数。 (2)反应速率常数(k) 含义 表示单位浓度下的化学反应速率 单位 不同反应速率方程中k的单位不同 意义 通常反应速率常数k越大,反应进行得越快 影响因素 与浓度无关,但受温度、催化剂、固体表面性质等因素的影响 (3)反应速率与参与反应的物质的浓度的关系式是实验测定的结果,不能随意根据反应的化 学方程式直接写出。 4.化学反应速率的计算与大小比较【详见定点1】 第二章 化学反应速率与化学平衡 第1讲　描述运动的基本概念 知识点 2 影响化学反应速率的因素 1.决定因素(内因):反应物的组成、结构和性质等。 2.外界因素(外因):浓度、压强、温度、催化剂、反应物间的接触面积、光、电磁波、超声 波等。(详见定点2) 3.化学反应速率图像【详见定点5】 第二章 化学反应速率与化学平衡 第1讲　描述运动的基本概念 知识点 3 活化能　有效碰撞理论 1.基元反应 　　大多数化学反应往往是经过多个反应步骤才能实现,每一步反应都称为基元反应;先后 进行的基元反应反映了化学反应历程,反应历程又称反应机理。 2.有效碰撞 (1)概念 ①有效碰撞:把能够发生化学反应的碰撞叫做有效碰撞。 ②活化分子:在化学反应中,能量较高、有可能发生有效碰撞的分子叫做活化分子。 ③活化分子百分数:活化分子数占总分子数的百分含量。 (2)发生有效碰撞的条件:①分子必须是活化分子(即具有足够的能量);②碰撞时具有合适的取向。 第二章 化学反应速率与化学平衡 第1讲　描述运动的基本概念 (3)活化能 ①概念:活化分子具有的平均能量与反应物分子具有的平均能量之差,叫做反应的活化能。 ②化学反应中活化能与反应热的关系 　　图中E1为正反应的活化能,E2为逆反应的活化能,使用催化剂时的正反应的活化能为E3, 反应热为E1-E2。 3.利用反应机理图像分析活化能(能垒)对化学反应速率的影响【详见定点4】 第二章 化学反应速率与化学平衡 第1讲　描述运动的基本概念 知识辨析 1.在比较化学反应速率大小时,数值越大则反应速率越快,这种说法对吗? 2.在溶液中进行的化学反应,增大反应物的用量或增大溶液的用量,化学反应速率一定增大, 这种说法对吗? 3.增大反应物浓度,逆反应速率一直不变,这种说法对吗? 4.恒温恒容的密闭容器中,有气体参与的反应,增大体系的压强,化学反应速率不一定加快,这 种说法对吗? 5.活化分子间发生的碰撞一定是有效碰撞,这种说法对吗? 第二章 化学反应速率与化学平衡 第1讲　描述运动的基本概念 一语破的 1.不对。比较用不同物质的浓度变化来表示的化学反应速率大小时,必须结合化学方程式中 物质的化学计量数对数据进行换算,同时应注意单位统一。 2.不对。溶液中若进行的是固体和溶液的反应,增加固体的用量,对化学反应速率无影响;改 变溶液的用量时,若溶液的浓度不变,对化学反应速率无影响。 3.不对。增大反应物浓度,正反应速率瞬间增大,在改变的瞬间,生成物的浓度可认为不变,逆 反应速率不变;但随着反应的进行,反应物的浓度逐渐减小,生成物的浓度逐渐增大,导致正反 应速率逐渐减小,逆反应速率逐渐增大,直到两者相等。 4.对。恒温恒容时,若增加气态反应物的量使体系压强增大,气态反应物浓度增大,化学反应速率加快;若充入与反应无关的气体使体系压强增大,但气态反应物浓度不变,则化学反应速率不变。 5.不对。活化分子间发生的碰撞不一定是有效碰撞。能够发生有效碰撞的分子一定要具有 足够的能量(活化分子具有足够的能量),同时还要有合适的取向,二者缺一不可。 第二章 化学反应速率与化学平衡 第1讲　描述运动的基本概念 定点 1 化学反应速率的计算与大小比较 关键能力 定点破 1.化学反应速率的计算 (1)利用反应速率的定义式v= = 求算。 (2)利用化学反应中用各物质表示的化学反应速率之比等于化学方程式中各物质的化学计量 数之比的规律求算。 (3)“三段式”法计算化学反应速率 ①写出反应的化学方程式。 ②找出各物质的起始量、转化量、某时刻量。 ③根据已知条件计算。 第二章 化学反应速率与化学平衡 第1讲　描述运动的基本概念 例如:反应  mA(g)+nB(g) pC(g) 起始量/mol·L-1　　    a　　    b　　    c 转化量/mol·L-1　　    x　　     　　      某时刻量/mol·L-1　    a-x　    b- 　    c+  则v(A)= ,v(B)= ,v(C)= 。 第二章 化学反应速率与化学平衡 第1讲　描述运动的基本概念 2.化学反应速率的比较 (1)统一标准比较法 　　当比较同一反应的化学反应速率的相对大小时,先按相应的化学方程式中各物质的化学 计量数之比换算成同一物质表示的化学反应速率,单位统一,再比较数值大小。 (2)比值比较法 　　比较化学反应速率与其在相应化学方程式中物质的化学计量数的比值大小。如反应 mA(g)+nB(g) pC(g)在不同条件下的反应速率分别用v(A)、v(B)、v(C)表示, 、  、 的单位相同时,数值越大的表示的反应速率越大。 第二章 化学反应速率与化学平衡 第1讲　描述运动的基本概念 定点 2 外界因素对化学反应速率的影响 1.浓度、温度、催化剂对化学反应速率的影响及注意事项 影响因素 对化学反应速率的影响 注意事项 浓度 其他条件不变时,增大反应物的浓度,化学反应速率增大;减小反应物的浓度,化学反应速率减小 ①此规律只适用于有气体参加或溶液中进行的反应。对于固体或纯液体的反应物,其浓度被视为常数,改变它们的用量(忽略表面积变化)不会 改变化学反应速率; ②对于离子反应,只有实际参加反应的各离子浓度发生变化,才会引起化学反应速率的改变 第二章 化学反应速率与化学平衡 第1讲　描述运动的基本概念 影响因素 对化学反应速率的影响 注意事项 温度 其他条件不变时,升高温度,反应速率增大;降低温度,反应速率减小 ①温度对反应速率的影响不受体系的限制; ②若是可逆反应,升高温度,正、逆反应速率都增大,反之均减小   可以改变(加快或减慢)化学反应速率(如不特别说明,催化剂都是指能加快化学反应速率的正催化剂) ①催化剂只能改变化学反应速率,既不能改变反应方向,也不能改变反应热的大小; ②同一催化剂,能同等程度地改变可逆反应的正、逆反应速率 第二章 化学反应速率与化学平衡 第1讲　描述运动的基本概念 2.压强对化学反应速率的影响 (1)影响规律 　　对于有气体参加的化学反应,其他条件不变时,增大压强(减小容器的容积),反应物的浓度增大,化学反应速率增大;减小压强(增大容器的容积),反应物的浓度减小,化学反应速率减小。 特别提醒    ①压强只对有气体参加的反应的反应速率有影响。 ②压强对反应速率的影响是通过浓度对反应的影响实现的。 第二章 化学反应速率与化学平衡 第1讲　描述运动的基本概念 (2)特殊情况 恒温恒容时 ①充入气体反应物  总压强增大  气体反应物的分压(或浓度)增大  反应速率增大; ②充入“无关气体”(如He、Ne、Ar等不参与反应也不干扰反应的气体,下同)   总压强增大,但各气体反应物的分压不变,即各气体反应物的浓度不变  反 应速率不变 恒温恒压时 充入“无关气体”  容器容积增大 各气体反应物的分压(或浓度)减小  反应速率减小 第二章 化学反应速率与化学平衡 第1讲　描述运动的基本概念 3.外界因素影响化学反应速率的原因分析 项目外界条件的改变 活化能 分子总数 单位体积内活化分子数 活化分子 百分数 有效碰 撞次数 化学反 应速率 反应物浓度 增大 不变 增加 增加 不变 增加 增大 减小 不变 减少 减少 减少 减小 压强(有气体参加的反应) 增大(减小容器的容积) 不变 不变 增加 不变 增加 增大 减小(增大容器的容积) 不变 不变 减少 减少 减小 第二章 化学反应速率与化学平衡 第1讲　描述运动的基本概念 项目外界条件的改变 活化能 分子总数 单位体积内活化分子数 活化分子 百分数 有效碰 撞次数 化学反 应速率 温度 升高 不变 不变 增加 增加 增加 增大 降低 不变 不变 减少 减少 减少 减小 催化剂 使用 降低 不变 增加 增加 增加 增大 特别提醒    改变浓度和压强,不改变活化分子百分数;升高温度和加入催化剂,可增大活化分 子百分数。 第二章 化学反应速率与化学平衡 第1讲　描述运动的基本概念   (1)确定变量:明确影响实验探究结果的因素可能有哪些,即变量。 (2)定多变一:根据实验目的确定需控制的变量。在探究时,应该先确定其他的因素不变,只改 变一种因素,看这种因素与探究的问题存在怎样的关系;确定一种因素的影响结果以后,再确 定另一种因素的影响结果;通过分析每种因素与所研究问题之间的关系,得出所有影响因素 与所探究问题之间的关系。 (3)数据有效:注意选择数据(或设置实验)要有效,且变量统一,否则无法作出正确判断。 定点 3 运用控制变量法探究外界因素对化学反应速率的影响 第二章 化学反应速率与化学平衡 第1讲　描述运动的基本概念 典例 实验探究影响H2O2分解速率的因素。H2O2溶液浓度在不同条件下随时间变化的曲线如 图所示,实验分组及反应条件分别见表,其中溶液pH均在常温下测得。   第二章 化学反应速率与化学平衡 第1讲　描述运动的基本概念 分组 温度/℃ pH c(Mn2+)/(mol·L-1) ① 60 7 0.000 02 ② 60 12 0 ③ 60 13 0 ④ 60 11 0.000 02 ⑤ 70 13 0 第二章 化学反应速率与化学平衡 第1讲　描述运动的基本概念 下列说法不正确的是 (　    ) A.实验①、④说明中性条件下,少量Mn2+对H2O2分解速率的影响不大 B.实验②、③说明其他条件相同时,溶液碱性越强,H2O2分解速率越大 C.实验③、⑤说明升高温度可以增大H2O2分解速率 D.实验④中0~40 min内,H2O2的反应速率为0.022 5 mol·L-1·min-1 思路点拨    首先判断“变量”,然后结合图像分析“变量”对H2O2分解速率的影响,最后结 合选项分析判断。 C 第二章 化学反应速率与化学平衡 第1讲　描述运动的基本概念 解析    实验①、④其他条件均相同,溶液pH不同,但①中H2O2 60 min内浓度变化很小,④中H2 O2 60 min内浓度变化较大,说明中性条件下,少量Mn2+对H2O2分解速率的影响不大,A正确;实 验②、③其他条件均相同,溶液pH不同,而③中H2O2的分解速率大于②,说明溶液碱性越强H2 O2分解速率越快,B正确;实验③和实验⑤中H2O2的起始浓度和温度都不同,由题图不能说明 升高温度H2O2的分解速率增大,C错误;实验④中0~40 min内H2O2的反应速率为  =0.022 5 mol·L-1·min-1。 第二章 化学反应速率与化学平衡 第1讲　描述运动的基本概念 (1)反应历程中的最大能垒是指正反应过程中最大相对能量的差值,可以用估算的方法进行确定,上图中E(能垒1)=E(过渡态)-E(吸附态)=[a-(-b)] eV=(a+b) eV。 定点 4 利用反应机理图像分析活化能(能垒)对化学反应速率的影响 (2)ΔH=E(生成物)-E(反应物)=(-d-0) eV=-d eV。 (3)能垒越大,反应速率越小;多步反应中能垒最大的基元反 应为决速反应。 (4)相同反应物同时发生多个竞争反应,其中能垒最小的反应, 反应速率最大,其对应的产物占比最高。 第二章 化学反应速率与化学平衡 第1讲　描述运动的基本概念 典例 正丁烷(CH3CH2CH2CH3)催化裂解为乙烷和乙烯的反应历程如图(*代表催化剂): 下列说法正确的是 (　    ) A.使用催化剂能降低该反应的ΔH B.过渡态TS1、TS2、TS3中稳定性最强的是TS1 C.正丁烷裂解生成乙烷和乙烯的反应为放热反应 D.正丁烷裂解生成乙烷和乙烯的决速步骤是① 思路点拨    分析反应历程→弄清各步骤的反应物、产物并分析能垒大小,确定决速步骤→分 析总反应的能量变化情况,确定ΔH。 C 第二章 化学反应速率与化学平衡 第1讲　描述运动的基本概念 解析    结合题图中相对能量的变化及选项问题分析解答:   第二章 化学反应速率与化学平衡 第1讲　描述运动的基本概念 定点 5 化学反应速率的有关图像 1.定性图像 　　定性图像主要包括反应速率与反应物浓度、气体压强、反应温度、催化剂等外界条件 的关系,以及反应过程中的速率变化等定性关系。 (1)速率—时间图:如Zn与足量盐酸的反应,反应速率随时间的变化如图所示。   OA段:Zn与盐酸的反应是放热反应,使溶液的温度升高,化学反应速率逐渐增大;AB段:随着反 应的进行,H+的浓度逐渐减小,化学反应速率逐渐减小。 第二章 化学反应速率与化学平衡 第1讲　描述运动的基本概念 (2)速率—温度图:其他条件一定,反应速率随着温度的升高而增大;其他条件一定,反应速率随 着温度的降低而减小,如图所示。   (3)速率—压强图:其他条件一定,增大气态反应物的压强(缩小容器的容积),反应速率增大;其 他条件一定,减小气态反应物的压强(增大容器的容积),反应速率减小,如图所示。   第二章 化学反应速率与化学平衡 第1讲　描述运动的基本概念 2.定量图像 　　定量图像主要是指反应物或生成物的物质的量(或物质的量浓度)与反应时间的定量关 系,如图所示。 　　该类图像所能解决的问题:(1)确定反应物、生成物;(2)反应起始时进行的方向;(3)确定 是否为可逆反应;(4)确定化学方程式、某段时间内的平均反应速率;(5)确定可逆反应达到平 衡的时刻及达到平衡时各种物质的量的关系。 第二章 化学反应速率与化学平衡 第1讲　描述运动的基本概念 3.定性与定量相结合的图像的分析 　　此类图像通常既包括反应速率的定性比较,如曲线的趋势等,也包括与反应速率相关的 计算等的定量比较,需要依据相关的计算公式和外界条件对反应速率的影响规律从定量和定 性两个方面加以分析。 第二章 化学反应速率与化学平衡 第1讲　描述运动的基本概念 典例 臭氧催化氧化是降解水体中有机污染物的常用方法。某科研小组研究O3降解有机物的 路径:取四份废水,保持其他条件相同,第一份直接加入MnO2;第二份直接通入O3;第三份在加 入一定量MnO2的同时通入O3;第四份在加入一定量MnO2(与第三份中量相同)与叔丁醇的同 时通入O3,分别测得四份废水中有机物的残留率随时间的变化如图所示。   第二章 化学反应速率与化学平衡 第1讲　描述运动的基本概念 已知:①O3除直接降解有机物外,在溶液中能产生羟基自由基·OH,·OH也能降解水中有机物。 ②叔丁醇能迅速结合·OH而将·OH除去。 下列说法不正确的是 (　    ) A.MnO2几乎不能直接降解有机物 B.MnO2对O3降解有机物有催化作用 C.溶液中产生的·OH降解有机物是该降解过程的主要途径 D.O3直接降解是该降解过程的主要途径 思路点拨    首先明确图像中横、纵坐标的含义;其次将每个实验操作与图像中的曲线结合, 横向观察每一条曲线的变化趋势,进行定性分析;再纵向观察多条曲线进行分析,最后结合选 项进行解答。 C 第二章 化学反应速率与化学平衡 第1讲　描述运动的基本概念 解析    由题图知,只加入二氧化锰时废水中有机物的残留率基本不变,即MnO2几乎不能直接 降解有机物,A正确;根据题图,对比第二份和第三份可知,加入一定量MnO2的同时通入O3后, 有机物的残留率明显减小,因此MnO2对O3降解有机物有催化作用,B正确;对比第三份和第四 份图像可知,第四份加入的叔丁醇能迅速结合·OH而将·OH除去,但有机物残留率和第三份相 差不大,即溶液中产生的·OH降解有机物不是该降解过程的主要途径,O3直接降解才是该降解 过程的主要途径,C错误、D正确。 第二章 化学反应速率与化学平衡 第1讲　描述运动的基本概念 $$