2.1.1 化学反应速率及其测定-【核心素养新教学】2025-2026学年高二化学同步优质教学课件（人教版选择性必修1）

第一章 化学反应的热效应 第二章 化学反应速率与化学平衡 第一节化学反应速率 第1课时 化学反应速率及其测定 本节重点 化学反应速率的计算与测定 你能判断以下三种化学反应过程中，哪一根试管中的化学反应速率更快吗？ 冒气泡快慢 右边快 固体物质的减少快慢 右边快 反应剧烈程度 右边快 只能粗略地估计化学反应进行的快慢 （定性角度） 学科链接 在物理学中我们是如何定量地判断一个物体移动速度快慢的？ 定义：衡量物体运动的快慢的物理量 表示方式：单位时间内物体运动的位移 表达式： 常用单位：m/s m·s-1 速率 v ＝ △x △t 准确表示化学反应的快慢 需要统一的定量标准 1、化学反应速率的表示： 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来表示。 单位：mol/(L·s) 或 mol/(L·min)等 或mol·L-1·S-1 注意：① 化学反应速率只取正值。 ② 该化学反应速率指一段时间的平均速率，而不是瞬时速率。 ③在反应中，用浓度变化表示化学反应速率只适用于气体和溶液中的溶质，纯液体和纯固体的浓度是恒定不变的，因此对有纯液体或纯固体参加的化学反应，一般不用其浓度来表示化学反应速率 主题1:化学反应速率的描述计算 比较 2.运用“三段式”求解化学反应速率计算题的一般步骤 (1)写出有关反应的化学方程式。 (2)找出各物质的起始量、 转化量、某时刻量。 (3)根据已知条件列方程计算。 转化量之比Δc = 化学计量数之比 转化率 主题1:化学反应速率的描述计算 比较 课堂检测 1.在2 L的密闭容器中，加入1 mol N2和3 mol H2，发生反应N2+3H2 ⇌2NH3，在2 s末时，测得容器中含有0.4 mol的NH3，求该反应在2 s内的化学反应速率。 解析:　　　　　 N2 +　　3H2 ⇌ 2NH3 起始量/mol: 1 3 0 变化量/mol: 0.2 0.6 0.4 2 s末量/mol: 1-0.2 3-0.6 0.4 则v(N2)= 0.2mol/2L×2s=0.05 mol·L-1·s-1 v(H2)= 0.6mol/2L×2s=0.15 mol·L-1·s-1 v(NH3)=0.4mol/2L×2s= 0.1 mol·L-1·s-1 课堂检测 解析： 2SO2(g）+ O2(g） ⇌ 2SO3(g） C起始（mol/L) 2 1 0 C变化（mol/L) 1.2 0.6 1.2 C2s后（mol/L） 0.8 0.4 1.2 则：v（SO2）= 1.2mol·L-1/2s = 0.6 mol·L-1·s-1 v（O2） = 0.6 mol·L-1/2s = 0.3 mol·L-1·s-1 v（SO3）= 1.2 mol·L-1/2s = 0.6 mol·L-1·s-1 【交流讨论】 上述两题用不同物质表示的化学反应速率不同，有何规律？ 对化学反应：mA (气) + nB（气）= pC（气）+ qD（气） t = t1 cA1 cB1 cC1 cD1 t = t2 cA2 cB2 cC2 cD2 在t1---t2时间内： D C B A v v v v ∶ ∶ ∶ = m ： n ：p ：q v(N2) : v(H2) : v(NH3) = 0.05 mol·L-1·s-1 : 0.15 mol·L-1·s-1 : 0.1 mol·L-1·s-1 = 1:3:2 v(SO2): v(O2) : v(SO3) = 0.6 mol·L-1·s-1 : 0.3 mol·L-1·s-1 : 0.6 mol·L-1·s-1 = 2:1:2 主题1:化学反应速率的描述计算 比较 【总结】化学反应速率的特点 1.化学反应速率通常指的是某物质在某一段时间内的平均反应速率，而不是瞬时反应速率。 2.由于在反应中固体和纯液体的浓度是恒定不变的。因此一般不用固体和纯液体来表示化学反应速率。 3.在同一化学反应中，在相同的反应时间内，可用不同物质表示化学反应速率，其数值之比等于化学方程式中化学计量数之比。 主题1:化学反应速率的描述计算 比较 课堂检测 3.在一定条件下，对于反应A2(g)+3B2(g) ⇌2AB3(g)来说,以下化学反应速率中，表示化学反应速率最大的是(　　) A.v(A2)=0.8 mol·L-1·s-1 B.v(A2)=60 mol·L-1·min-1 C.v(AB3)=1.0 mol·L-1·s-1 D.v(B2)=1.2 mol·L-1·s-1 【解析】解此类题目要先统一单位，然后同一种物质表示的反应速率再进行比较。若都转化为用A2表示的反应速率且单位统一为 mol·L-1·s-1，则A项中v(A2)=0.8 mol·L-1·s-1，B项中v(A2)=1 mol·L-1·s-1，C项中v(A2)=0.5 mol·L-1·s-1，D项中v(A2)=0.4 mol·L-1·s-1。 B 【交流讨论】化学反应速率大小的比较方法 1.归一法 若单位不统一，则要换算成相同的单位；若为不同物质表示的反应速率，则要换算成同一物质来表示反应速率；再比较数值的大小。 2.比值法 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 > 注意二同：同一单位，同一物质 主题1:化学反应速率的描述计算 比较 课堂检测 1.4A(s)＋3B(g) ⇌2C(g)＋D(g)，经2 min，物质B的浓度减少0.6 mol/L。对此反应速率的表示正确的是(　　) A．用A表示的反应速率是0.4 mol/(L·min) B．2 min内，v（B）和(C)表示的反应速率的值都是逐渐减小的 C．2 min末的反应速率用B表示是0.3 mol/(L·min) D．分别用B、C、D表示的反应速率的比值是3∶ 2∶ 1 【解析】不能用固体A表示该反应的反应速率；反应物，浓度降低，速率逐渐减小，生成物浓度增大，速率逐渐增大；反应速率之比等于方程式中相应物质的化学计量数之比，则v(B)∶ v(C)∶ v(D)＝3∶ 2∶ 1 故D正确。 D 课堂检测 2. 已知：反应aA(g)＋bB(g)⇌cC(g)，某温度下，在2 L的密闭容器中投入一定量的A、B，两种气体的物质的量浓度随时间变化的曲线如图所示。 (1)从反应开始到12 s时，用A表示的反应速率为 。 (2)经测定前4 s内v(C)＝0.05 mol·L－1·s－1，则该反应的化学方程式为 。 (3)若上述反应分别在甲、乙、丙三个相同的密闭容器中 进行经同一段时间后，测得三个容器中的反应速率分别为 甲：v(A)＝0.3 mol·L－1·s－1； 乙：v(B)＝0.12 mol·L－1·s－1； 丙：v(C)＝9.6 mol·L－1·min－1； 则甲、乙、丙三个容器中反应速率由快到慢的顺序为 。 0.05mol·L－1·s－1 3A(g)＋B(g) ⇌2C(g) 乙>甲>丙 化学反应速率是可以通过实验测定的。 υ＝ Δc Δt 实验原理 找与化学反应物质的浓度相关的物理量 找与该物理量化学变化对应的时间 间接测定与物质的浓度相关的可观测的变量 颜色 体积 体系压强 颜色 pH 电导率 直接测定物质的浓度变化 离子浓度传感器 气体 溶液 高锰酸钾溶液与草酸反应， 记录溶液褪色的时间 主题2:化学反应速率的测定 根据释放出气体的体积测定 在一定温度下，10 mL 0.40 mol/L H2O2溶液发生催化分解。测定0 ～ 6 min内的化学反应速率。 2H2O2 2H2O + O2 ↑ 催化剂 υ(O2) υ(H2O2) 测量 主题2:化学反应速率的测定 根据释放出气体的体积测定 在一定温度下，10 mL 0.40 mol/L H2O2 溶液发生催化分解，不同时刻测得生成的 O2 的体积(已折算为标准状况)如下表(溶液体积变化忽略不计)。求0～6 min时段的化学反应速率。 t/min 0 2 4 6 8 10 V(O2)/mL 0.0 9.9 17.2 22.4 26.5 29.9 Δn(O2)＝ ＝ 1.0×10-3 mol Vm Δ V(O2) 0.0224 L 22.4 L/mol ＝ 主题2:化学反应速率的测定 根据释放出气体的体积测定 在一定温度下，10 mL 0.40 mol/L H2O2 溶液发生催化分解，不同时刻测得生成的 O2 的体积(已折算为标准状况)如下表(溶液体积变化忽略不计)。求0～6 min时段的化学反应速率。 t/min 0 2 4 6 8 10 V(O2)/mL 0.0 9.9 17.2 22.4 26.5 29.9 2H2O2 2H2O + O2 ↑ 催化剂 -2.0×10－3 ∆n /(mol) 1.0×10-3 mol Δc(H2O2) Δt υ(H2O2)＝－ ＝－ Δn(H2O2) V ·Δt 0.01L×6 min -2.0×10－3 mol ＝－ ≈ 3.3×10－2 mol/(L·min) 主题2:化学反应速率的测定 有多少种方法测这个反应的速率？仪器和试剂、装置任选。发挥你的想象。 反应： Zn＋H2SO4（稀）＝ZnSO4＋H2↑ 1. ts内收集氢气的体积 2. 收集一定体积氢气所需要的时间 3. ts内溶液中pH变化，即△c(H＋) 4. ts内△c(Zn2＋) 5. ts内△m(Zn) …… 主题2:化学反应速率的测定 反应：Zn＋H2SO4（稀）＝ZnSO4＋H2↑ 主题2:化学反应速率的测定 反应：Zn＋H2SO4（稀）＝ZnSO4＋H2↑ 读数：冷却至室温，上下移动右管使两液面(内外或左右)相平，视线与凹液面的最低处相切。 主题2:化学反应速率的测定 课堂检测 3．对于锌粒与稀H2SO4的反应，下列说法中不正确的是(　　) A．可选用颗粒大小基本相同的锌粒与等体积不同浓度的硫酸反应，比较二者收集10 mL H2所用的时间，从而计算反应速率并说明浓度对反应速率的影响。 B．可选用等质量的锌片和锌粒与等量相同浓度的硫酸反应，记录锌完全消失的时间，从而计算反应速率并说明固体表面积对反应速率的影响 C．可记录溶液中c(H＋)随时间的变化(用pH计测定溶液的pH)来测量反应速率。 D．可记录溶液的温度变化(用温度计测量温度)来测量反应速率 解析：D项中如果参与反应的物质的物质的量不同，则温度不同，不能用于比较反应速率，故D不正确 D 课堂检测 2.用大理石(杂质不与稀盐酸反应)与稀盐酸反应制CO2，实验过程记录如图所示，下列有关说法正确的是(　　) A．OE段表示的反应速率最快 B．EF段表示的反应速率最快，收集的CO2最多 C．FG段表示的收集的CO2最多 D．OG段表示随着时间的推移，反应速率逐渐增大 B 课堂小结 更多模版：亮亮图文旗舰店https://liangliangtuwen.tmall.com 23 Thank you for watching Lavf58.20.100 $$