第二章 - 第一节 化学反应速率 课件 2025-2026学年高二上学期化学人教版选择性必修1

第一节 化学反应速率 第1课时 化学反应速率 第二章 化学反应速率与化学平衡 1.化学反应速率 (1) (2)各物质的化学反应速率之比＝ 之比。 如mA(g)＋nB(g) ⇌ pC(g)＋qD(g)，vA∶vB∶vC∶vD＝ 。 单位时间内反应物浓度的减小 生成物浓度的增加 mol·L－1·s－1或mol/(L·s) 化学计量数 m∶n∶p∶q 一、化学反应速率及表示方法 (3)注意事项 ①化学反应速率一般指平均速率而不是某一时刻的瞬时速率，且无论用反应物还是用生成物表示均取正值。 ②同一化学反应，相同条件下用不同物质表示的反应速率，其数值可能不同，但表示的意义相同。 ③固体或纯液体的浓度视为常数，不能用固体或纯液体的浓度变化计算化学反应速率。 2.应用“三段式”计算化学反应速率 列起始量、转化量、某时刻量，再根据定义式或比例关系计算。 对于反应mA(g)＋nB(g) ⇌ pC(g)，起始时A的浓度为a mol·L－1，B的浓度为b mol·L－1， C的浓度为c mol·L－1，反应进行至t1 s时，A消耗了x mol·L－1，则化学反应速率的计算如下： 　　　　　　　　　　mA(g)＋nB(g) ⇌ pC(g) 起始浓度/(mol·L－1) 　a 　　 b 　　 c 转化浓度/(mol·L－1) 　x 　　 ____　　 ___　 t1 s时浓度/(mol·L－1) a－x 　______　 ______ 则v(A)＝_______________，v(B)＝_______________，v(C)＝__________________。 定性比较 通过明显的实验现象，如：反应的剧烈程度、产生气泡或沉淀的快慢、固体消失或气体充满所需时间的长短等来定性判断化学反应的快慢。 如K与水反应比Na与水反应剧烈，则反应速率：K>Na。 3.化学反应速率大小的比较方法 定量比较 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。 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)， v(A) a v(B) b > 则用A表示的化学反应速率大于用B表示的化学反应速率。 比值法 例1.一定条件下，在体积为10 L的固定容器中发生反应：N2(g)＋3H2(g) 2NH3(g)，反应过程如图。下列说法不正确的是 A.t1 min时正、逆反应速率相等 B.X曲线表示NH3的物质的量随时间的 变化关系 C.0～8 min，H2的平均反应速率v(H2)＝ 0.011 25 mol·L－1·min－1 D.10～12 min，N2的平均反应速率v(N2)＝0.002 5 mol·L－1·min－1 √ ⇌ 例2.工业制硫酸的过程中，SO2(g)转化为SO3(g)是关键的一步，550 ℃时，在1 L的恒温容器中，反应过程中部分数据见下表： 若在起始时总压为p0 kPa，反应速率若用单位时间内分压的变化表示，而气态物质分压＝总压×气态物质的物质的量分数，则10 min内SO2(g) 的反应速率v(SO2)＝____ kPa·min－1。 反应时间/min SO2(g)/mol O2(g)/mol SO3(g)/mol 0 4 2 0 5     1.5 10 2     15   1   例3：一课一练 33页 9、11题 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： 自变量 (如浓度、温度等) 因变量 (如反应速率) 确定研 究对象 (化学反应) 确定因变量(反应速率)的观测指标 结论 改变 单一变量 二、影响化学反应速率的因素 方法引导 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、 0.5mol/LH2SO4溶液、5%H2O2溶液、 1 mol/LFeCl3溶液、蒸馏水、热水 实验原理 Na2S2O3(硫代硫酸钠)溶液与 H2SO4 溶液反应如下： 影响化学反应速率的因素 温度对反应速率影响 Na2S2O3 ＋ H2SO4＝____________________________ +6 +2 ＋ SO2↑ ＋ S↓＋ 氧化剂 还原剂 酸化剂 (成盐) 配平技巧：无法确定元素价态变化，可先将方程式拆成离子反应方程式，简化方程式，提高配平效应。 Na2SO4 H2O 定性研究影响反应速率的因素 实验步骤 水浴温度/℃ 0.1 mol/L Na2S2O3溶液的体积/mL 0.1 mol/L H2SO4溶液的体积/mL 出现浑浊的时间/s ① 20 2 2 ② 70 2 2 实验方案 影响化学反应速率的因素 温度对反应速率影响 实验步骤 水浴温度/℃ 0.1 mol/L Na2S2O3溶液的体积/mL 0.1 mol/L H2SO4溶液的体积/mL 出现浑浊的时间/s ① 20 2 2 ② 70 2 2 实验方案 实验结论 当其他条件相同时，升高温度，化学反应速率增大，降低温度，化学反应速率减小。 87 16 影响化学反应速率的因素 温度对反应速率影响 温度对化学反应速率的影响 （1）温度对反应速率的影响适用于任何反应，无论是放热反应还是吸热反应，升高温度，反应速率都增大，降低温度，反应速率都减小。 （2）温度对反应速率的影响，无论固体、液体、气体都适用。 （3）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，利用这一规律可以对一些化学反应速率进行粗略估算。 探究浓度对反应速率的影响 【实验步骤】 【实验现象】两支试管中的溶液 ， 滴加 0.5 mol·L-1 H2SO4溶液的试管_________。 【实验结论】其他条件相同时，增大反应物浓度，化学反应速率________。 均变浑浊 先变浑浊 增大 浓度对化学反应速率的影响 （1）固体和纯液体的浓度可视为常数，改变其物质的量，对反应速率无影响。 （2）若某物质的浓度变化改变了其性质，反应实质可能发生改变，要具体分析反应速率的变化。 （3）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。 （4）固体物质的反应速率与接触面积有关，颗粒越细，表面积越大，反应速率就越快。块状固体可以通过研细来增大表面积，从而加快化学反应速率。 （5）随着化学反应的进行，反应物的浓度会逐渐减小，因此一般反应速率也会逐渐减小。 探究催化剂对化学反应速率的影响 实验现象： 滴有蒸馏水的H2O2溶液中产生气泡不明显，而滴有FeCl₃溶液的H2O2溶液中产生大量气泡 实验结论：当其他条件相同时，催化剂可加快化学反应速率 0.5mol/L FeCl3溶液 5%H2O2溶液 （1）催化剂只能改变化学反应速率，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化学反应的正、逆反应速率。 （3）没有特别指明一般指正催化剂 （4）催化剂只能催化可能发生的反应，对不发生的反应无作用 （5）催化剂一定的具有选择性 （6）催化剂中毒：催化剂的活性因接触少量的杂质而明显下降甚至遭到破坏，这种现象叫催化剂中毒(催化能力降低)。 催化剂对化学反应速率的影响 其他条件不变时，对于有气体参与的反应，增大压强（减小容器容积），相当于增大反应物的浓度，化学反应速率增大； 减小压强（增大容器容积），相当于减小反应物的浓度，化学反应速率减小。 压强对反应速率的影响 (压强的本质看浓度) （1）压强对反应速率的影响，仅针对有气体参与的反应。 （2）压强对反应速率的影响，本质是引起浓度的变化： ①恒温时，压缩体积→压强增大→气体浓度增大→反应速率增大； ②恒温恒容时， 充入气体反应物→压强增大→气体反应物浓度增大→反应速率增大； 充入惰性气体→总压强增大→气体浓度不变→反应速率不变。 ③恒温恒压时， 充入惰性气体→压强不变→体积增大→气体浓度减小→反应速率减小。 注意 变量控制法测定化学反应速率 化学反应速率是可以通过实验测定的。根据化学反应速率表达式，实验中需要测定不同反应时刻反应物(或生成物)的浓度 (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) 实验 原理 如何测定化学反应速率? 定量研究影响反应速率的因素 (选择可观测、易操作的变量) 测定项目 气体 气体的体积 体系的压强 颜色的深浅 离子浓度 浑浊度 导电能力 酸碱度 化学反应速率测定 测定项目及测定方法 量气法 比色法 电导法 激光技术法 测定方法 化学反应速率测定 测定项目及测定方法 分光光度计 浊度仪 电导率仪 pH计 实验：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 方法1：测量 v(H2O2) Δc(H2O2) 方法2：测量 ΔV(O2) Δn(O2) v(O2) 化学反应速率测定 案例分析 t/min 0 2 4 6 8 10 V(O2)/mL 0.0 9.9 17.2 22.4 26.5 29.9 实验：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。 ＝ 1.0×10-3 mol Δn(O2)＝ Vm Δ V(O2) 0.0224 L 22.4 L/mol ＝ 化学反应速率测定 案例分析 1.0×10-3 mol ∆n /(mol) 2.0×10-3 ＝ Δn(H2O2) V ·Δt Δc(H2O2) Δt v(H2O2)＝ 0.01 L×6 min 2.0×10-3 mol ＝ ≈ 3.3×10-2 mol/(L·min) 2H2O2 2H2O＋O2↑ 催化剂 ？ 如何用实验法比较：锌粒和1mol/L H2SO4 溶液、4mol/LH2SO4 溶液化学反应速率的大小? Zn＋H2SO4＝ZnSO4＋H2 ↑ c(H+) c(Zn2+) V(H2) m(Zn) 测定项目 化学反应速率测定 实验法测定反应速率 确定变量 硫酸的浓度 控制变量 锌粒的质量 锌粒的表面积 溶液的体积 温度 压强 设计方案 化学反应速率测定 实验法测定反应速率 ①锌粒颗粒大小（表面积）基本相同（控制变量，避免表面积的干扰）。 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 a.固定体积，测时间? b.固定时间，测体积? 加入试剂 反应时间/s 化学反应速/( mL·s-1) 结论 1 mol/L H2SO4 4 mol/L H2SO4 19 10.1 10 19 10 10.1 其他条件相同，4 mol/L H2SO4 硫酸溶液比1 mol/L H2SO4 硫酸溶液化学反应速率大 测定数据 实验结果 化学反应速率测定 实验法测定反应速率 思维模型 “控制变量法”解题思维模板  b－ c＋ mol·L－1·s－1 mol·L－1·s－1 mol·L－1·s－1       Lavf58.33.100 $$