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

第二节 化学反应的速率与限度 6.2.1 化学反应的速率 第六章 化学反应与能量 化学Master 『人教版高中化学课本同步知识讲解』 化学Master 化学Master 学习目标 1、掌握化学反速率的概念及表示方法 2、掌握有关化学反应速率的计算方法 化学Master 『人教版高中化学课本同步知识讲解』 化学Master 化学Master 1、在化学反应的研究和实际应用中，人们除了选择合适的化学反应以实现所期待的物质转化或能量转化，还要关注化学反应进行的快慢和程度，以提高生产效率。请问下列常见的四种化学反应，哪个反应最快？ 思考 爆炸 牛奶变质 钢铁生锈 溶洞形成 化学Master 『人教版高中化学课本同步知识讲解』 化学Master 化学Master 2、不同的化学反应，快慢不同。溶洞的形成需要几百年甚至上千年；有些反应可以瞬间完成，例如酸碱中和反应、炸弹爆炸等；有些反应进行得很慢，例如牛奶变质、铁桥生锈等，而化学反应的快慢是相对的，那么该如何来判断一个反应是快还是慢呢？ 思考 化学Master 『人教版高中化学课本同步知识讲解』 化学Master 化学Master 1、定性观察法 气泡逸出快慢、固体物质消失的快慢、浑浊程度、颜色变化、温度变化…… 一、比较化学反应快慢的方法 通过化学反应现象变化的快慢来定性判断化学反应速率的快慢 2、定量表示法 以真实合理的数据做判断 化学Master 『人教版高中化学课本同步知识讲解』 化学Master 化学Master 3、如何理解定性和定量？ 例如：我们学过物理都知道： (1) 光的传播速度是很快的； (2) 光在空气中的传播速度3×108m/s。 定性描述 定量描述 4、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？ 物理学中用速度衡量物体运动的快慢。 速度：单位时间内物体移动的距离。 5、请类比速度的概念和计算表达式，思考化学上又是如何定量地判断一个化学反应的快慢的呢？ v ＝ △s △t 思考 化学Master 『人教版高中化学课本同步知识讲解』 化学Master 化学Master 二、化学反应速率 衡量化学反应过程进行快慢程度的物理量 单位时间(如每秒，每分，每小时)内反应物浓度的减少量或生成物浓度的增加量(均取正值)来表示 1、意义 2、化学反应速率的定义 3、计算表达式 v (x) = —— = —— Δc(x) Δt Δt Δn(x) V —— Δc :某一反应物或生成物浓度的变化量，常用单位：mol/L； Δn:某一反应物或生成物物质的量的变化量，常用单位：mol； Δt :变化所用时间，常用单位：s，min，h； v :化学反应速率，常用单位：mol/(L·min) 或 mol/(L·s) 或mol·L-1·min-1 化学Master 『人教版高中化学课本同步知识讲解』 化学Master 化学Master 所有的化学反应(主要是气体和溶液间的反应) 4、适用范围 【注意】 ①速率的单位也可表示为mol/(L·s)或mol/(L·min)，但是必须要加括号，错误的写法：mol/L·s ②单位间的换算：60mol/(L·min) =1mol/(L·s) 化学Master 『人教版高中化学课本同步知识讲解』 化学Master 化学Master 【练一练】 1、在某一化学反应里，反应物A的浓度在10 s内从4.0 mol/L变成1.0 mol/L。在这10 s内A的化学反应速率为多少？ v(A)＝ ∆c(A) ∆t = 3.0 mol/L 10 s ＝0.3 mol/(L • s) 6、结合上例，思考我们研究的化学反应速率是瞬时速率还是平均速率? 化学反应速率是指一段时间内的平均反应速率,非瞬时速率 思考 化学Master 『人教版高中化学课本同步知识讲解』 化学Master 化学Master 2、将5mol/L的NO与2mol/LO2的混合气体发生反应：2NO+O2=2NO2，经10秒后,NO的浓度减少了3mol/L，则用NO表示该反应的速率VNO为多少？ v(NO)＝ ∆c(NO) ∆t = 3.0 mol/L 10 s ＝0.3 mol/(L • s) 7、如果将上题中的“了”改成“为(到)”,结果将怎样? v(NO)＝ ∆c(NO) ∆t = 2.0 mol/L 10 s ＝0.2 mol/(L • s) 注意审题 【练一练】 思考 化学Master 『人教版高中化学课本同步知识讲解』 化学Master 化学Master 10 3、反应4NH3+5O2 = 4NO+6H2O(g)在5升的密闭容器中进行，10秒后，NO的物质的量增加了10mol； ①此反应的平均反应速率用NO来表示为多少？ ②若用O2 、NH3 、H2O(g)来表示此反应速率分别是多少？ ③将NO 、O2 、NH3 、H2O(g)的反应速率相比，你发现了什么？ v(NO)=0.2mol/(L·s) v(O2)=0.25mol/(L·s) v(NH3)=0.2mol/(L·s) v(H2O)=0.3mol/(L·s) v(NH3):v(O2):v(NO):v(H2O)=4:5:4:6 =化学计量数之比 对于同一反应，用不同的物质来表示反应速率，其比值一定等于化学方程式的化学计量数之比 【练一练】 化学Master 『人教版高中化学课本同步知识讲解』 化学Master 化学Master 4、在一个体积为2 L的密闭容器中发生反应2SO2＋O2⇋2SO3，经过5 s后，测得SO3的物质的量为0.8 mol。填写下表： 【练一练】 有关反应物质 SO2 O2 SO3 物质的量浓度变化 0.4 mol·L－1 0.2 mol·L－1 0.4 mol·L－1 化学反应速率 0.08 mol·L－1·s－1 0.04 mol·L－1·s－1 0.08 mol·L－1·s－1 化学反应速率之比 2∶1∶2 化学Master 『人教版高中化学课本同步知识讲解』 化学Master 化学Master 8、固体和纯液体的浓度为常数，它们的反应速率该如何表示？ 思考 固体或纯液体浓度视为常数，参加反应时，浓度变化为零，所以不表示速率。 化学Master 『人教版高中化学课本同步知识讲解』 化学Master 化学Master ①对于一个具体的化学反应，反应物和生成物的物质的量的变化是按化学方程式中化学计量数之比进行的，所以化学反应中各物质的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 对于反应aA＋bB=cC＋dD(A、B、C、D均不是固体或纯液体)：则：v(A)∶v(B)∶v(C)∶v(D)＝Δn(A)∶Δn(B)∶Δn(C)∶Δn(D)＝Δc(A)∶Δc(B)∶Δc(C)∶Δc(D)＝a∶b∶c∶d ②在同一时间内的同一个化学反应里，虽然用不同物质表示的化学反应速率不一定相同，但它们表示的意义相同，即一种物质的化学反应速率就代表了整个化学反应的反应速率 ③表示化学反应速率时，必须指明具体的物质，因为同一化学反应，用不同的物质表示的反应速率，其数值可能不同。如：化学反应N2＋3H2⇋2NH3，用H2表示该反应的反应速率时应写成v(H2) 【几点强调】 化学Master 『人教版高中化学课本同步知识讲解』 化学Master 化学Master ④浓度是指物质的量浓度而不是物质的量或质量分数⑤化学反应速率与时间和浓度有关，无论是用反应物浓度的减少还是用生成物浓度的增加来表示，浓度变化都取正值⑥中学里研究的是一段时间内的化学反应，因此化学反应速率是指平均反应速率 ⑦在一定温度下，对于固体和纯液体物质来说，其单位体积里的物质的量不会改变，即它们的物质的量浓度为常数，即Δc＝0(无意义)，所以不用固体或纯液体(水)表示反应速率 【几点强调】 化学Master 『人教版高中化学课本同步知识讲解』 化学Master 化学Master 5、判断正误 (1)化学反应速率是表示化学反应进行快慢程度的物理量。(　　) (2)在同一个反应中,可以用反应物或生成物来表示反应速率。(　　) (3)化学反应速率的常用单位有mol·L-1·s-1和mol·L-1·min-1等。(　　) (4)化学反应速率可以用固体物质来表示。(　　) (4)化学反应速率为0.8mol·L-1·s-1是指1s时某物质的浓度为0.8mol·L－1( ) √ √ √ × × 【练一练】 6、反应 A + 3B = 2C + 2D 在四种不同条件下的反应速率为： (1)v(A)=0.3mol/(L·s) (2)v(B)=0.6mol/(L·s) (3)v(C)=0.4mol/(L·s) (4)v(D)=0.45mol/(L·s) 则该反应速率的快慢顺序为 。 (1)>(4)>(2)=(3) 比较反应速率的快慢,应取同一参照物先统一单位，再转化为同一物质。 化学Master 『人教版高中化学课本同步知识讲解』 化学Master 化学Master ⑧化学反应速率大小的比较方法 a.归一法(最常用)：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。 【几点强调】 b.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)，比较v(A)/a与v(B)/b，若v(A)/a＞v(B)/b，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。 化学Master 『人教版高中化学课本同步知识讲解』 化学Master 化学Master 7、1 L的密闭容器中，发生反应4A(s)＋3B(g)=2C(g)＋D(g)，经2 min后B的浓度减少0.6 mol·L－1。对此反应速率的正确表示是(　　) A．用A表示的反应速率是0.4 mol·L－1·min－1 B．用B、C、D分别表示反应的速率，其比值是3∶2∶1 C．在2 min末的反应速率用B表示是0.3 mol·L－1·min－1 D．在这2 min内用B表示的速率的值逐渐减小，用C表示的速率的值逐渐增大 8、对于反应2A(g)＋B(g)3C(g)＋4D(g)，下列表示的反应速率最快的是(　　) A．v(A)＝0.5 mol·L－1·s－1                        B．v(B)＝0.3 mol·L－1·s－1 C．v(C)＝0.8 mol·L－1·s－1                         D．v(D)＝1 mol·L－1·s－1 【练一练】 B B 化学Master 『人教版高中化学课本同步知识讲解』 化学Master 化学Master 9、一定温度下，向容积为2 L的密闭容器中通入两种气体发生化学反应，反应中各物质的物质的量变化如图所示，下列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．反应进行到6 s时B的转化率为40% C．反应进行到6 s时，B的平均反应速率为0．05 mol·L－1·s－1 D．反应进行到6 s时，各物质的反应速率相等 【练一练】 C 化学Master 『人教版高中化学课本同步知识讲解』 化学Master 化学Master 【练一练】 10、一定温度下，在2L的密闭容器中，X、Y、Z三种气体的物质的量随时间变化的曲线如下图所示：下列描述正确的是(    ) A．反应开始到10s，用Z表示的平均反应速率为 0.158  mol·L－1·s－1 B．反应开始到10s，X的物质的量浓度减少了0.79 mol/L C．反应开始到10s时，Y的转化率为79.0%                     D．反应的化学方程式为：X(g)＋Y(g)⇋Z(g) C 化学Master 『人教版高中化学课本同步知识讲解』 化学Master 化学Master (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(固体纯液体除外)； (3)根据已知条件列方程式计算。 例： m A + n B ⇋ p C + q D 变化量：mx nx px qx 某时刻量：a-mx b-nx 0+px 0+qx 三、“三段式”法计算化学反应速率 1、“三段式”法计算步骤 起始量：a b 0 0 化学Master 『人教版高中化学课本同步知识讲解』 化学Master 化学Master (1)变化量等于方程式中各物质的化学计量数之比 (2)这里a、b可指物质的量、浓度、气体体积等 (3)反应物：某时刻量＝起始量－变化量 (4)生成物：某时刻量＝起始量＋变化量 2、“三段式”法中的基本关系 化学Master 『人教版高中化学课本同步知识讲解』 化学Master 化学Master N2 + 3H2 ⇋ 2NH3 三段法 起始浓度(mol/L) 10min末浓度(mol/L) 变化浓度(mol/L) 1 2 0 0.5 0.5 0.75 0.25 0.75 1.25 V(N2)=Δc/Δt= =0.025mol/(L·min） V(H2)=Δc/Δt= =0.075mol/(L·min） V(NH3)=Δc/Δt= =0.05mol/(L·min） 【练一练】 11、在一定条件下，向2 L密闭容器中充入2 mol N2和4 mol H2发生反应N2(g)＋3H2(g)⇋2NH3(g)，10 min时测定生成NH3 1 mol，则用N2、H2、NH3表示的平均反应速率分别为多少？ 化学Master 『人教版高中化学课本同步知识讲解』 化学Master 化学Master (1)反应的转化率(α) 指已被转化的反应物的量(物质的量，浓度，气体体积或者质量)与其初始的量(物质的量，浓度，气体体积或者质量)之比 N2的转化率＝x100%=25% H2的转化率＝x100%=37.5% NH3的生成率＝x100%=20% 3、“三段式”法的常见计算类型 化学Master 『人教版高中化学课本同步知识讲解』 化学Master 化学Master (2)生成物的产率 指生成物的实际量与理论量(理论量按照方程式计算得出)的比值。量可以是质量，物质的量，浓度，气体体积 NH3的生成率＝x100%=37.5% (理论上可以生成氨气8/3mol) (3)反应结束时各物质的浓度 化学Master 『人教版高中化学课本同步知识讲解』 化学Master 化学Master N2的体积(物质的量、浓度分数)分数＝= H2的体积(物质的量、浓度分数)分数＝= NH3的体积(物质的量、浓度分数)分数＝= (4)反应结束时各物质的百分含量(气体的体积分数、物质的量分数、浓度分数、质量分数) 化学Master 『人教版高中化学课本同步知识讲解』 化学Master 化学Master (5)恒温时，两种容器 恒温恒容 恒温恒压   恒温、恒容时：   恒温、恒压时： 化学Master 『人教版高中化学课本同步知识讲解』 化学Master 化学Master 12、将4 mol A气体和2 mol B气体在2 L的容器中混合并在一定条件下发生如下反应：2A(g)＋B(g)⇋2C(g)。若经2 s后测得C的浓度为0.6 mol·L－1，现有下列几种说法，其中正确的是(　　)①用物质A表示的反应的平均速率为0.3 mol·L－1·s－1 ②用物质B表示的反应的平均速率为0.6 mol·L－1·s－1③2 s时物质B的浓度为0.7 mol·L－1 ④2 s末，物质A的转化率为70% A．①④ B．①③ C．②④ D．③④ 2A(g) ＋ B(g) ⇋ 2C(g) 三段法 起始浓度(mol/L) 2s末浓度(mol/L) 变化浓度(mol/L) 2 1 0 0.6 0.6 0.3 0.6 1.4 0.7 B 【练一练】 化学Master 『人教版高中化学课本同步知识讲解』 化学Master 化学Master $