6.2.1 化学反应速率 课件-2025-2026学年高一下学期化学人教版必修第二册

第六章 化学反应与能量 第二节 化学反应的速率与限度 课时1 化学反应的速率 1.了解化学反应速率的概念和常用的表示方法； 2.掌握化学反应速率的简单计算； 3.理解影响化学反应速率的因素及规律 4.学会运用变量控制研究影响化学反应速率的方法。 学习目标： 在化学实验和日常生活中，我们经常观察到这样的现象：有的反应进行的快，有的进行的慢。 你了解下图涉及的化学反应进行的快慢吗？ 新课导入 ①炸药爆炸 快 ②金属锈蚀 慢 ③食物腐败 慢 ④钟乳石形成 慢 思考：如何科学衡量化学反应速率的快慢？ 点拨精讲 在化学实验中，有哪些观察和比较化学反应快慢（定性）的方法? 气泡的快慢 出现浑浊的快慢 固体消失的快慢 颜色的变化 在科学研究和实际应用中，往往需要定量地描述一个反应的快慢 一、化学反应速率 在物理中我们是如何定量地判断一个物体移动速度快慢的？ 用速度来描述：单位时间内物体移动的距离的大小 v ＝ △s △t 1.表示：通常用单位时间内反应物浓度的减少量或生成物浓度的增加量(均取正值)表示。 （1）计算公式 换算：1mol/(L·s) =60mol/(L·min) = V∙Δt Δn ￣￣￣ v = Δt Δc ￣￣ = t2–t1 c2–c1 ￣￣￣ (2)常用单位： mol/(L·min)、 mol/(L·s) 特别提醒 1.化学反应速率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。 2.化学反应速率无论是用反应物还是生成物表示，化学反应速率都为正值。 3.固体或纯液体的浓度视为常数，Δc = 0，因此不用固体或纯液体表示化学反应速率【纯液体就是液态纯净物，主要为了和溶液区分。如水，液氨，酒精，液氯等均属于纯液体。但是其水溶液的话就与浓度有关系了。】 练习1：在某一化学反应中，生成物B的浓度在5s内从0.5mol/L变成2.0mol/L，在这5s内B的化学反应速率为_________________。 练习2：一个4L的容器中，盛入8.0mol某气体反应物，5min后，测得这种气体反应物还剩余4.0mol，这种反应物的化学反应速率为___________________。 练习3：一个2L的容器中，盛入4.0mol某气体反应物，2s后，测得这种气体反应物还剩余2.0mol，2s时该反应物的化学反应速率为__________。 0.3mol/(L·s) 0.2mol/(L·min) 无法表示 二、化学反应速率“三段式”计算 【例】在1L的密闭容器中，加入8molN2和20mol H2，发生N2 + 3H2   2NH3， 在5min末时，测得容器中含有6mol的N2，求该反应的化学反应速率。 N2 + 3H2   2NH3 起始浓度(mol/L) 8 20 0 v(N2)= 0.4mol/(L·min) v(H2)= 1.2mol/(L·min) v(NH3)= 0.8mol/(L·min) 变化 ∆C (mol/L) 2 6 4 结论1:同一反应的反应速率可以用不同的物质表示，其数值可能不同，但所表示的意义是相同的。在表示反应速率时，应注明是由哪种物质表示的。 由以上可知∶ v(N2）: v (H2): v(NH3）= 0.4 : 1.2 : 0.8 = 1 : 3 : 2 5min末浓度(mol/L) 6 14 4 结论2: 同一反应中，各物质的反应速率之比等于其化学方程式中的化学计量数之比。 即对于反应：aA+bB=cC+dD v A: v B: v C: v D = a : b : c : d 练习 = 0.3mol/(L·s) v (NH3) = △c (NH3) △t = (0. 6 – 0 )mol/L 2s v (N2) = △c (N2) △t = (0. 8 – 0.5 )mol/L 2s = 0.15mol/(L·s) 问题1：若用N2的浓度变化来表示此反应速率是多少？若用NH3 来表示呢? 问题2：此反应化学反应速率用不同物质表示为什么数值不同？ 数值上有何规律？ 在反应中，从开始至 2 秒， N2的浓度从0. 8mol/L 变为0. 5 mol/L，NH3的浓度由0 变为 0. 6 mol/L， v (N2) : v (NH3) = 1：2 化学反应速率的特点 ①在同一个化学反应里，用不同的物质表示的反应速率数值可能不同， 但其意义相同。 故描述化学反应速率时，必须指明是用哪种反应物或哪种生成物来表示。 ②用不同物质在单位时间内的浓度变化表示时， 化学反应速率之比=化学计量数之比。 即：对于反应mA(g)＋nB(g)===pY(g)＋qZ(g)，分别用A、B、Y、Z表示 的化学反应速率的关系为：v(A)∶v(B)∶v(Y)∶v(Z)＝m∶n∶p∶q。 变化量的之比 = 速率之比 = 化学计量数之比 V = Δc Δt = Δn VΔt 同一体系，V 相同，△t 相同时， △ c 物质的量浓度变化量 ；△ n 物质的量的变化量 11 课堂检测 1.已知：4NH3+5O2=4NO+6H2O(g)，若反应速率分别用vNH3、vO2、vNO、vH2O [mol/(L·min)]表示，则正确的关系式是:（ ） A. vNH3=vO2 B. vO2=vH2O C. vNH3=vH2O D. vO2=vNO D 2.在密闭容器里，A与B反应生成C，其反应速率分别用v A、 v B、 v C表示，已知2 v B=3 v A、3 v C=2 v B，则此反应可表示为:（ ） A．A+3B=2C B．2A+3B=2C C．3A+B=2C D．A+B=C B 3.在一定条件下，mA + nB = p C 的反应中，各物质的化学反应速率为V(A)= a mol·L-1·s-1, V(B)= mol·L-1·s-1, V(C)= a mol·L-1·s-1, 则该反应的化学方程式是__________ 。 2A + B = 2C 二、“三段式法”计算化学反应速率 (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 (可用物质的量，也可用物质的量浓度）； (3)根据已知条件列方程式计算 1. “三段式法”基本步骤: 二、“三段式法”计算化学反应速率 2. 基本关系： ①变化量与方程式中各物质的化学计量数成比例 ②标出的量可为 物质的量、浓度、体积 等 ③反应物：某时刻量＝起始量－变化量 生成物：某时刻量＝起始量＋变化量 ④转化率α α(A) = A的变化量 A的起始量 ×100% 二、三段式 【模型】 假设起始时A、B的浓度分别为a mol/L、b mol/L，t s内A反应了x mol/L mA(g) + nB(g) = pC(g) + qD(g) a b 0 0 起始浓度c初(mol/L) 转化浓度△c(mol/L) x nx/m px/m qx/m t s时浓度c末(mol/L) a-x b-nx/m px/m qx/m 利用浓度变化量之比=化学计量数之比而建立的数据间的关系。 试一试： 在 2 L 的密闭容器中，加入 1 mol N2和 3 mol H2，发生 N2+3H2   2NH3 ，在 2s 末时，测得容器中含有 0.4 mol 的NH3，求该反应的化学反应速率。 三段式法 起始浓度(mol/L) 变化浓度(mol/L) 2s末浓度(mol/L) 1.5 0.5 0 0.2 0.2 0.1 0.3 0.4 1.2 2.在反应4A(s)＋ 3B(g)＝2C(g) ＋ D(g)中，经2min，B的浓度减少0.6mol •L-1，对此反应速率的表示正确的是（ ） A.用A表示的反应速率为0.4mol •L-1 •min-1 B.分别用B、C、D表示的反应速率其比值为3：2：1 C.B在2min末的反应速率是0.3mol •L-1 •min-1 D.B在2min内的平均反应速率是3mol •L-1 •min-1 B 19 3.某温度时，在2 L密闭容器中X、Y、Z三种物质的物质的量随时间的变化曲线如下图所示。根据图中数据，试回答： (1)反应在2 min内的v(X)＝______________， v(Y)＝________________________， v(Z)＝________________________。 (2)容器内的反应物是________。 (3)写出该反应的化学方程式：__________________。 0.025 mol·L－1·min－1 0.075 mol·L－1·min－1 0.05 mol·L－1·min－1 X、Y X＋3Y ⇋ 2Z 归一法： 先统一单位，换算成同一物质表示的反应速率，再比较数值的大小。 三、化学反应速率的比较方法 想一想：反应 A(g) + 3B(g) = 2C(g) + 2D (g) 在四种不同情况下的反应速率为： ①v(A)=45mol·L-1 · min-1 ②v(B)=6mol·L-1·s-1 ③v(C)=4mol·L-1·s-1 ④v(D)=4.5mol·L-1·s-1 则该反应速率的快慢顺序为_____________________ ④>③=②>① 三、化学反应速率的比较方法 对于反应：aA＋bB == dD＋eE , 用不同的物质表示速率满足关系： v(A)∶v(B)∶v(D)∶v(E)＝a∶b∶d∶e 即 比值法： 比较化学反应速率与化学计量数的比值，比值越大,化学反应速率越大。 若 → 𝑣(𝐴) ＜ 𝑣(𝐵) ①化学反应速率是标量，反应速率都为正数。 ②一段时间内的平均速率，而不是指瞬时速率。 ③一般不用固体或纯液体（其浓度是常数）表示化学反应速率。 ④用不同物质表示的化学反应速率之比等于化学计量数之比 反应：mA + nB == pC + qD v(A): v(B): v(C): v(D)==m:n:p:q ⑤用不同物质表示的化学反应速率，其值不一定相同，但其表示反应的快慢程度相同——指明具体物质v(A) 小结 思维课堂 23 【当堂检测】 1.反应A+3B=3C+2D，在不同条件下的反应速率如下，其中反应速率最快的是（ ） A．v(A)=30mol·L-1·min-1 B．v(B)=0.6mol·L-1·s-1 C．v(C)=0.3mol·L-1·s-1 D．v(D)=0.45mol·L-1·s-1 2.把0.6mol X 气体的 0.4mol Y 气体混合于 2L 容器中，使它们发生如下反应：3X+Y= nZ+2W。2min末已生成 0.2mol W，若测V(z)=0.1mol/(L·min)，则 反应物的转化量 转化率= 反应物的起始量 ×100% (2) 上述反应在2min末时，已消耗的 Y 占原来的百分比是( ) A.20% B.25% C.33% D.50% (1) 上述反应中Z气体的计量数n的值是( ) A.1 B.2 C.3 D.4 D B 25 3.在反应 4A(s)＋ 3B(g)＝2C(g) ＋ D(g) 中，经 2min，B 的浓度减少 0.6mol •L-1，对此反应速率的表示正确的是（ ） A. 用 A 表示的反应速率为 0.4 mol •L-1 •min -1 B. 分别用 B、C、D 表示的反应速率其比值为 3：2：1 C. B 在 2min 末的反应速率是 0.3mol •L-1 •min -1 D. B 在 2min 内的平均反应速率是 0.3mol •L-1 •min -1 BD 练习 A 是固体。 $