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选择性必修1

第一节　化学反应速率 第二章 化学反应速率与化学平衡 第1课时 1 2 化学反应速率的简单计算 1 本节重点 本节难点 化学反应速率的比较与计算 知识导航 在北京故宫的保和殿后，有一块巨大的“云龙陛石”，上面雕有精美的蟠龙图案，是珍贵的文化遗产。但是近些年浮雕已经受损，一些细小的花纹已经模糊不清。大理石雕刻制品从安放的时候起，由于风吹、日晒、雨淋等自然因素的影响，就开始受到腐蚀。可是为什么前几百年腐蚀很慢，而近几十年却变快了呢？这就涉及化学反应速率的问题。 那么，什么是化学反应速率呢？ 新课导入 1、意义： 表示化学反应进行快慢的物理量。 用单位时间内反应物速率的减小或生成物浓度的增加表示（反应体系的体积须恒定）。 2、表示： 3、表达式： 4、单位： mol·L-1·min-1 mol·L-1·s-1 v（B）＝ △c（B） △t v（B）＝ △t △n（B） V △c（B）:反应物浓度的变化量 △t ： 反应进行的时间 △n（B）:反应物物质的量的变化量 V： 体积 1.1认识化学反应速率 注意：①v 是平均速率，对于纯固体或纯液体Δc为0，不能表示 v 。 ②v 是正值，没有负值 1.某温度下6.5 g锌粒与40 mL 2.5 mol·L－1的硫酸反应，用时10 s时恰好收集H2体积44.8 mL(0 ℃、101 kPa条件下)。 (1)用锌粒表示的10 s内该反应的速率为 g·s－1。 0.002 mol v(Zn) = Δm(Zn) Δt 0.013 (2)忽略溶液体积的变化，用H＋表示的10 s内该反应的速率为 mol·L－1·s－1。 0.01 (3)忽略溶液体积的变化，用Zn2＋表示的10 s内该反应的速率为 mol·L－1·s－1。 0.005 (4)用H2表示的10 s内该反应的速率为  mol·s－1。 0.000 2 Zn＋H2SO4 = ZnSO4＋H2↑ 1 1 1 1 |Δn(Zn)|＝|Δn(H2SO4)|＝|Δn(ZnSO4)|＝|Δn(H2)|＝0.002 mol 1.1认识化学反应速率 1.判断正误（正确的打“√”，错误的打“x”）。 (1)化学反应速率是指一定时间内任何一种反应物浓度的减少或生成物浓度的增加( ) (2)化学反应速率为0.8 mol·L－1·s－1是指1 s时某物质的浓度为0.8 mol·L－1(　　) (3)由v计算平均速率，用反应物表示为正值，用生成物表示为负值。(　　) (4)根据化学反应速率的大小可以推知化学反应进行的快慢（ ） (5)对于化学反应来说，反应速率越大，反应现象就越明显( ) (6)有时也可以用单位时间内生成某物质质量的变化量来表示化学反应速率。(　　) √ × × × √ × 正误判断 6 【例题】：合成NH3的反应为N2+3H2 ⇌ 2NH3。现在某2L的容器中充入 2 mol 的N2和5 mol 的H2。反应5 分钟后，容器中的N2的物质的量减少为1 mol 。 试求：(1) 5分钟后，容器中H2和NH3的物质的量。 (2) 5分钟内三者的反应速率各是多少？ (3) 三者速率是否相等 应用体验 三段式中只有转化量与化学计量数成正比关系，其余量均不一定。 反应物：c(起始)－c(转化)＝c(某时刻)； 生成物：c(起始)＋c(转化)＝c(某时刻)； 物质的转化率＝ ×100% c(转化) c(起始) 课堂小结 1、同一化学反应，用不同的物质表示其化学反应速率，数值可能不相同，但意义相同，均表示这段时间内该反应的化学反应速率。 vA : vB : vC : vD =△nA : △nB : △nC : △nD =△CA : △CB : △CC : △CD =m : n : p : q mA + nB ⇌ pC + qD 2、速率大小比较 vx x 数值越大，化学反应速率越大 3、反应物转化率= △c c0 ×100% = △n n0 ×100% 课堂小结 注意　在溶液中进行的反应，当反应物或生成物本身有较明显的颜色时，可利用颜色变化与浓度变化间的比例关系来跟踪反应的过程和测量反应速率。 1．测定原理 浓度的变化 直接测定 体积 压强 颜色 导电性 光吸收 间接测定 对应的时间 找到 已知 v = Δc Δt 1.2化学反应速率测定 【实验探究】设计实验测定盐酸与碳酸钙的反应速率，按下列实验步骤完成实验。 (1)按如图装置安装仪器，加入一定量碳酸钙然后快速加入1 mol·L－1的盐酸，测量收集10 mL CO2所用的______。 (2)实验中所用仪器有：锥形瓶、双孔塞、直角导气管、_________、50 mL注射器、铁架台、______。 时间 分液漏斗 秒表 应用体验 (3)按如图装置，测定1 mol·L－1的盐酸分别与块状碳酸钙、粉状碳酸钙反应的速率，实验时，已限定了两次实验时间均为1 min，还需要测定的另一个数据是________________。实验结束后，得到的结论是__________________________ _____________________________________________________。 收集到气体的体积 其他条件相同时，粉状碳酸钙 与盐酸的反应速率比块状碳酸钙与盐酸的反应速率快 应用体验 2. 已知 4NH3(g)+5O2(g)=4NO(g)+6H2O(g)，若反应速率分别用(NH3)、(O2)、(NO)、(H2O)表示，则正确的关系是（ ） A. B. C. D. A 应用体验 3.反应A(g)＋3B(g) =2C(g)＋2D(g)，在四种不同情况下的反应速率分别为①v(A)＝0.45 mol·L－1·s－1、②v(B)＝0.6 mol·L－1·s－1、③v(C)＝0.4 mol·L－1·s－1、④v(D)＝0.45 mol·L－1·s－1，该反应在四种不同情况下进行的快慢顺序为( ) A．①>③＝②>④ B．④>②＝③>① C．②>①＝④>③ D．①>④>②＝③ D 应用体验 类型一　提取表格信息计算化学反应速率 1.在2 L密闭容器中进行反应：mX(g)+nY(g)　　pZ(g)+qQ(g)，式中m、n、p、q为物质的化学计量数。在0~3 min内，各物质的物质的量变化如下表所示：   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   已知2 min内v(Q)＝0.075 mol·L-1·min-1，。 (1)起始时n(Y)＝　　　　，n(Q)＝　　　　。 2.3 mol 3.0 mol 解题时明确化学反应速率与化学计量数的关系以及化学计算的方法。对比X的起始量和2 min末的量，可知反应逆向进行。 |Δn(Q)|＝|v(Q)·V·Δt|＝0.075 mol·L-1·min-1×2 L×2 min＝0.3 mol， 对反应过程作“三段式”分析如下： 　　　　　　　　mX(g)+nY(g)　　pZ(g)+ qQ(g)　　 起始/mol　　　　0.7　　 n(Y)　　 1　　　 n(Q) 转化/mol　　　　Δn(X)　Δn(Y)　 |Δn(Z)|　|Δn(Q)| 2 min末/mol　　 0.8　　 2.7　　　0.8　　 2.7 故Δn(X)＝0.8 mol-0.7 mol＝0.1 mol Δn(Z)＝0.8 mol-1 mol＝-0.2 mol n(Q)＝0.3 mol+2.7 mol＝3.0 mol 因 Δn(Y)＝0.4 mol n(Y)＝2.7 mol-0.4 mol＝2.3 mol。 (2)化学方程式中m＝　　，n＝　　，p＝　　，q＝　　。   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   1 4 2 3 m∶n∶p∶q＝Δn(X)∶Δn(Y)∶|Δn(Z)|∶|Δn(Q)|＝0.1 mol∶0.4 mol∶0.2 mol ∶0.3 mol＝1∶4∶2∶3。 (3)用Z表示2 min内的反应速率为　　　　　　　　。   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   0.05 mol·L-1·min-1 ，v(Q)＝0.075 mol·L-1·min-1，故v(Z)＝0.05 mol·L-1·min-1。 (4)2 min末Q的转化率为　　。   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   10% 2 min 末Q的转化率α(Q)＝×100%＝×100%＝10%。 2.Bodensteins研究反应：H2(g)+I2(g)　　2HI(g)　ΔH<0。温度为T时，在容积为1 L的密闭容器中加入0.5 mol I2和0.5 mol H2进行实验，测得气体混合物中碘化氢的物质的量分数w(HI)与反应时间t的关系如下表： 容器中，前20 min内的反应速率v(HI)＝　　　　　　　　　。 根据在20 min时，w(HI)＝50%可知，在该时间段内生成HI的物质的量为0.5 mol，故v(HI)＝＝0.025 mol·L-1·min-1。 t/min 0 20 40 60 80 100 w(HI)/% 0 50 68 76 80 80 0.025 mol·L-1·min-1 类型二　从图像中获取计算的数据 3.一定温度下，向容积为2 L的密闭容器中通入两种气体并使其发生化学反应，反应中各物质的物质的量变化如图所示，对该反应的推断合理的是 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错，由相同时间内同一反应中，各物质的物质 的量变化之比等于其化学计量数之比知，|Δn(B)| ∶|Δn(C)|∶Δn(A)∶Δn(D)＝(1.0-0.4)mol∶(1.0- 0.2)mol∶(1.2-0)mol∶(0.4-0)mol＝3∶4∶6∶2， 故该反应的化学方程式为3B+4C　　6A+2D； C对，0~6 s内，v(B)＝＝0.05 mol·L-1·s-1。 4.室温下，某溶液初始时仅溶有M和N且浓度相等，同时发生以下两个反应：①M+N===X+Y；②M+N===X+Z。反应体系中组分M、Z的浓度随时间变化情况如图所示。 (1)0~30 min时间段内，Y的平均反应速率为　　　　　　　　　。 0.002 5 mol·L-1·min-1 由图可知，30 min时消耗M的浓度为0.2 mol·L-1，Z的浓度为0.125 mol· L-1，则Y的浓度为0.2 mol·L-1-0.125 mol·L-1＝0.075 mol·L-1，v(Y)＝ ＝0.002 5 mol·L-1·min-1。 (2)30 min时，N的转化率为　　　。 40% 根据两个反应方程式的化学计量数可知，30 min M、N两物质消耗的量相同，则N的转化率为×100%＝40%。 在用图像计算化学反应速率时，横坐标一般是时间，要特别注意纵坐标是物质的量还是物质的量浓度，甚至其他表示物质量多少的物理量。 练后反思 类型三　用不同物质表示同一化学反应速率 5.已知3Cl2+2NH3===N2+6HCl。若反应速率分别用v(Cl2)、v(NH3)、v(N2)、v(HCl)表示，则下列关系式正确的是 A.v(Cl2)＝v(NH3) B.v(Cl2)＝v(N2) C.v(Cl2)＝v(HCl) D.v(NH3)＝v(HCl) √ 反应速率之比等于物质化学计量数之比，则v(Cl2)＝v(NH3)，A错误； 2v(Cl2)＝v(HCl)，C错误； 3v(NH3)＝v(HCl)，D错误。 6.对于反应4NH3(g)+5O2(g)===4NO(g)+6H2O(g)，在四种不同情况下测得的反应速率由快到慢的顺序为　　 　　(填序号)。 ①v(NH3)＝0.2 mol·L-1·s-1 ②v(O2)＝0.24 mol·L-1·s-1 ③v(H2O)＝15 mol·L-1·min-1 ④v(NO)＝9 mol·L-1·min-1 ①>②>③>④ $