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

6.2.1 化学反应的速率与影响因素 第6章 化学反应与能量 食物腐败(5天) 电动车自燃(90秒) 观察下面的动图，你能从中得到什么启示？ 在化学实验和日常生活中，我们经常观察到有些反应进行得快，有些反应进行得慢。 新课导入 2 温故知新 通过什么现象可说明化学反应的快慢？ ①气泡冒出快慢 ②溶液颜色变化快慢 ③浑浊出现的快慢 ④固体减少的快慢 ⑤溶液温度变化程度 定性描述 对于现象看上去差不多的反应，我们的眼睛判断不出谁更快，可以用定量描述。 温故知新 什么是定量？ 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。 如何定量的描述化学反应速率的快慢? 交流讨论 物理学中 如何定量描述谁跑的快？ υ ＝ Δs Δt NaCl+AgNO₃=NaNO₃+AgCl↓ K2SO4+BaCl2=BaSO4↓+2KCl 化学反应中 怎样定量判断反应的快、慢？ υ ＝ Δ Δt s ？ 气体体积 物质质量 热量或温度 物质的量 物质的量浓度 1.概 念： 2.表示方法： 3.单 位： 4.表达式： 用来衡量化学反应过程进行快慢程度的物理量 均取正值 1 mol/(L·s) = mol/(L·min) 60 一、化学反应速率的定义 单位时间内反应物浓度的减少量或生成物浓度的增加量。 ∆t ∆c V·△t = △n(B) 需指明具体物质 平均反应速率 固体或纯液体不适用， Δc=0 mol/(L·min) 或 mol ·L-1 ·min-1 mol/(L·s) 或 mol ·L-1 ·s-1 V·△t = △n(B) 思考1: 对于2Na+ 2H2O = 2NaOH + H2↑这个反应，能否用钠或者水的浓度变化来表示速率呢？ 例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 ＝ 4.0 mol/L－1.0 mol/L 10 s ＝0.3 mol/(L·s) 思考2：第10s的反应速率为多少？ 无法确定 注意：化学反应速率指某一段时间内化学反应的平均速率，不是某刻的瞬时速率 【例2】在一个 2 L 的密闭容器中，一定条件下发生反应：N2 + 3H2 ⇌2NH3 ，自开始至２秒末，NH3 的物质的量由 0 变为 1.2 mol，则以 NH3 表示的化学反应速率是多少？ ν (NH3) = = 0.3mol/(L·s) 思考3: 若用氮气或氢气表示上述反应速率又为多少？ ν (N2) = 0.15mol/(L·s) v (H2) = 0.45mol/(L·s) ————— V·Δ t Δn(NH3) = 思考4:观察！不同物质的化学反应速率与化学计量数有什么关系？ 同一化学反应中，不同物质表示的化学反应速率之比=方程式中各物质化学计量数之比 【 结 论 】 一样快！同一反应用不同物质表示化学反应速率时，其数值大小可能不同，但意义相同，均表示体系中物质的量浓度变化情况，进而知晓反应的快慢状态。 思考5：这个反应用哪种物质表示时其速率最快？ 即：对于反应 a A＋b B = c C＋d D 有ν(A):ν(B):ν(C):ν(D) ＝ a:b:c:d 二、化学反应速率计算——关系式法计算 = = = (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； (3)写出三段式的各个量。 步 骤 例： m A + n B ＝ p C + q D 起始(mol/L)： 变化(mol/L)： 某时刻(mol/L)： a b 0 0 mx nx px qx a－mx b－nx px qx 二、化学反应速率计算——三段式解题法 (4)据相关公式计算。 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转化率α α(A)＝ A的变化量 A的起始量 ×100% 例： m A + n B ＝ p C + q D 起始(mol/L)： 变化(mol/L)： 某时刻(mol/L)： a b 0 0 mx nx px qx a－mx b－nx px qx 例3、在2 L的密闭容器中，加入1 mol N2和3 mol H2，发生 N2＋3H2＝2NH3 ，在2 s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。 分析：三段法 N2 ＋ 3H2 ＝ 2NH3 起始浓度(mol/L) 2s末浓度(mol/L) 变化浓度(mol/L) 0.5 1.5 0 0.2 0.2 0.3 0.1 0.4 1.2 v(H2)＝0.15mol/(L·s) v(N2)＝0.05mol/(L·s) v(NH3)＝0.1mol/(L·s) 特点：v(N2) : v(H2) : v(NH3)＝1 : 3 : 2 思考6: 既然同一化学反应的反应速率用不同物质表示时数值可能不同，如何比较反应速率的快慢呢？ 比较反应的快慢不能只看数值的大小！而要进行一定的转化！ H2与N2在一密闭容器中生成NH3，在不同的条件下测得反应速率如下： ①v(N2)＝3 mol·L－1·s－1 ②v(H2)＝6 mol·L－1·min－1 ③v(NH3)＝2 mol·L－1·s－1 v(H2)＝0.1 mol·L－1·s－1 在相同条件下，用不同物质表示化学反应速率时，数值上可能不同，但对于整个反应，快慢是一样的。 【例5】反应N2(g)+3H2(g) 2NH3(g)在四种不同情况下的反应速率为： ①v(N2)=6.0 mol·L-1·min-1 ②v(H2)=0.45 mol·L-1·s-1 ③v(H2)=0.3 mol·L-1·s-1 ④v(NH3)=0.15 mol·L-1·s-1 则该反应速率的大小顺序为（由大到小）________________ 三、化学反应速率比较 ②>①=③>④ 做题步骤：①先统一单位 ②转化为同一物质表示的反应速率 ③再比较数值的大小 1. 归一法 2. 比值法 反应aA(g)＋bB(g) == cC(g)＋dD(g) 则说明用A表示的化学反应速率越快 有ν(A)：ν(B)：ν(C)：ν(D) ＝ a：b：c：d 比较V(A)和V(B)反应速率大小？ 下列描述中正确的打“√”，错误的打“×”。 (1)化学反应速率的单位通常为mol·L－1或mol·min－1(　　) (2)反应速率是指某反应在某时刻的瞬时速率(　　) (3)对有固体参加的化学反应，可用单位时间固体浓度的改变量表示化学反应速率(　　) (4)化学反应速率为0.8 mol/(L·s)是指1 s时某物质的浓度为0.8 mol·L－1(　　) (5)对于任何化学反应来说，反应速率越大，反应现象就越明显(　　) (6)由 计算平均速率，用反应物表示时为正值，用生成物表示时为负值(　　)。 (7)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( )。 (8)有时也可以用单位时间内某物质质量的变化量来表示化学反应速率( )。 (9)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任何一种生成物浓度的增加( ) 。 × × × × × v (B) = —— Δc(B) Δ t × √ √ √ 例4.(2024·江西上饶高一期中)在某温度下，发生反应：C2H4(g)+3O2(g) ===2CO2(g)+2H2O(g)。在四种不同情况下测得的反应速率分别如下： ①v=0.45 mol·L-1·min-1 ②v=0.6 mol·L-1·s-1 ③v=0.4 mol·L-1·min-1 ④v=0.45 mol·L-1·min-1 下列有关反应速率的比较正确的是 A.②>④=①>③ B.①>④>②=③　 C.②>①>④>③ D.④>③>②>① √ 例5、已知4NH3(g)+5O2(g) 4NO(g)+6H2O(g)，若反应速率分别用v(NH3)、v(O2)、v(NO)、v(H2O)表示，则正确的关系式是（ ） A. 4v(NH3)=5v(O2) B. 5v(O2)=6v(H2O) C. 2v(NH3)= 3v(H2O) D. 4v(O2)= 5v(NO) V(NH3) V(O2) 4 5 D 计量数交叉乘 = 例6、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 例7. 向容积 2 L 的密闭容器中加 2 mol A 和 1 mol B，一定条件下发生反应: 2A(s) + B(g) ⇌ 3C(g)。 经过 2 s，测得C气体浓度0.6 mol/L。下列说法中正确的是(　 　) ① 用物质 A 表示该反应的平均反应速率为 0.2 mol/(L·s) ② 用物质 B 表示该反应的平均反应速率为 0.1 mol/(L·s) ③ 2 s 时物质 A 与 B 的转化率相等 ④ 2 s时物质B的浓度为0.2 mol/L A.①③ B.②③ C.②④ D.①④ 一、化学反应速率 及其表示方法 B 转化率α α(A)= A的变化量 A的起始量 ×100% 例8. 某温度时，在2 L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图所示。 由图中数据分析：该反应的化学方程式 为__________________。 反应开始至2 min,用Z表示的平均反应速 率为____________________。 3X+Y 2Z 0.05 mol·L-1·min-1 各物质的反应速率之比 ＝ 化学计量数 之比 ＝ （物质的浓度）变化量 之比 那么，有哪些因素能够影响化学反应速率呢？我们能够调控化学反应速率吗？ 对于有些化学反应，我们希望其越慢越好，如食物的变质、橡胶和塑料的老化、金属的锈蚀；有些则希望其快一些，如氨、硫酸等化工产品的生产。调控化学反应速率常常是决定化学实验成败或化工生产成本的关键。 与酸的反应 实验现象 镁 锌 铁 铜 锌片表面大量气泡产生 镁剧烈反应，产生大量气泡 铁片表面有少量气泡产生 铜片表面无气泡产生 1.内因 反应物的化学性质越活泼，化学反应速率越快；反之化学反应速率越慢。 思考：镁和钠与冷水反应，谁的反应速度快？ 兔子天生比乌龟跑的快！ 兔子若被狗追呢？ 结论：反应速率取决于物质的本身的性质！ 四、影响化学反应速率的因素 【生活中的化学】生活中有哪些控制反应速率快慢的实例？ 氧气浓度 食物温度 酵母加速发酵 煤的接触面积 反应物浓度 反应温度 催化剂 反应物接触面积 浓度越大， 速率越快 温度越低， 速率越慢 催化剂加快速率 接触面积越大， 速率越快 2. 外因 1、这些实例是通过控制什么条件达到控制速率的目的？2、由此，我们可以推测哪些因素会影响化学反应速率？3、这些因素的改变会使反应速率如何改变？ 1. 内因：影响化学反应速率的主要因素是反应物本身的性质。 2. 外因：温度、浓度、接触面积、压强、催化剂等 内因无法改变，外因则可以改变。通过改变外部因素使反应加快或者减慢。 总结记忆： 适用对象是气体 思考7：内因还是外因影响大呢？ 方法引导——控制变量方法 对于多因素的问题，常常采用只改变其中某一个因素，控制其它因素不变的研究方法，把多因素问题变成单因素问题。 在两支大小相同的试管中均加入2 mL 5%H2O2溶液，同时滴入2滴1 mol/L FeCl3，溶液。待试管中均有适量气泡出现时，将其中一支试管放入盛有冷水的烧杯中，另一支试管放入盛有热水的烧杯中，观察现象并进行对比。 （1）温度对反应速率的影响 温度环境 实验现象 冷水 热水 生成气泡速率加快 生成气泡速率变慢 规律1：当其它条件不变时，升高温度，反应速率加快；降低温度，反应速率变慢。 （2）浓度对反应速率的影响 实验：在两支大小相同的试管中加入等量的大理石碎块，分别加入2mL 0.1 mol/L 盐酸和1 mol/L 盐酸，观察现象并进行对比。 不同浓度的盐酸 实验现象 0.1 mol/L 盐酸 1 mol/L 盐酸 产生气泡速率较慢 产生气泡速率较快 规律2：当其它条件不变时，增大反应物的浓度反应速率加快，减小反应物的浓度反应速率减慢。 规律2：当其他条件相同时，增大反应物浓度，化学反应速率增大。 降低反应物浓度，化学反应速率减小。 29 ①固体、纯液体(如H2O)不适用，因其浓度是常数。 Na与水反应时增大水的用量 C(s)＋CO2(g)=2CO(g)增加C的用量 ②对于离子反应，只有改变参与反应的离子浓度，速率才改变 FeCl3+3KSCN⇌Fe(SCN)3+3KCl 思考:加入氯化钾，速率会改变吗? 本质：Fe3++3SCN-- ⇌Fe(SCN)3 速率不变 例9. 把下列四种X溶液分别加入四个盛有10 mL 2 mol/L盐酸的烧杯中，均加水稀释到50mL，其中化学反应速率最快的是( ) A. 10℃ 20 mL 3 mol/L的X溶液 B. 20℃ 30 mL 2 mol/L的X溶液 C. 20℃ 10 mL 4 mol/L的X溶液 D. 10℃ 10 mL 2 mol/L的X溶液 B 注：浓度对化学反应速率的影响只适用于在溶液中或有气体参加的反应。对于纯液体或固体物质，其浓度可视为常数，其量的改变不会影响化学反应速率。 （3）催化剂对反应速率的影响 在三支大小相同的试管中均加入同等量双氧水，然后分别向其中两支滴入几滴氯化铁溶液和少量二氧化锰，观察现象并进行对比。 【实验现象】 规律3： 三支试管中均有气泡产生，产生气泡的速率：①＞②＞③ 催化剂可以改变反应速率，不同催化剂催化效果不同 有的催化剂能加快化学反应的速率，叫正催化剂； 有的催化剂能减慢化学反应的速率，叫负催化剂。 高中阶段一般催化剂指正催化剂 催熟剂加快植物生长速率 食用油脂里加入0.01%~0.02% 没食子酸正丙酯，可有效地防止酸败。 大理石碎块、大理石粉末与1 mol/L的盐酸反应谁快谁慢？为什么？ 规律4：当其它条件不变时，增大固体表面积可以加快反应速率（接触充分）。 思考： 状态 实验现象 大理石碎块 大理石粉末 产生气泡速率较慢 产生气泡速率较快 2SO2(g)+O2(g)⇌2SO3(g) ΔH=-198 kJ·mol-1，在V2O5存在时，该反应的机理为： V2O5+SO2==2VO2+SO3(快)　 4VO2+O2==2V2O5(慢) 下列说法正确的是(　　) A.反应速率主要取决于V2O5的质量 B.VO2是该反应的催化剂 C.反应速率由慢反应决定 D.增大SO2的浓度可显著提高反应速率 V2O5 催化剂 VO2 中间产物 催化剂的表面积 C 例10 情景导入 教学过程 对点训练 课堂小结 对点训练 对点训练 实验目的 实验操作 A 探究Fe3+、Cu2+对H2O2分解速率的影响 向2mL 10% H2O2溶液中分别滴入5滴1mol/L FeCl3溶液、CuSO4溶液 B 探究反应物浓度对反应速率的影响 向两支盛有同体积、同浓度Na2SO3溶液的试管中分别滴入等量、不同浓度的H2O2溶液 C 探究反应物浓度对反应速率的影响 向两支试管中均加入等量等浓度Na2S2O3溶液和等量不同浓度H2SO4溶液，观察沉淀出现的时间 D 探究温度对反应速率的影响 向两支试管中均加入等量等浓度HCl溶液和等量CaCO3，再将其分别放入冷、热水浴中 例11. 下列实验操作能达到实验目的的是（ ） C (5)压强对化学反应速率影响的探究 其他条件不变时，对于有气体参与的反应： 增大压强， 容器体积减小 v = = = 增大压强 减小容器体积 增大反应物浓度 加快化学反应速率 减小压强 增大容器体积 减小反应物浓度 降低化学反应速率 思考：压强改变导致速率改变的本质是什么？ 改变压强时，只有导致参加反应的气体浓度改变，反应速率才会改变 1、恒温恒容时 充入惰性气体 V不变 参加反应的气体浓度不变 速率不变 2、恒温恒压时 充入惰性气体 V增大 参加反应的气体浓度减小 速率减小 V= = = 思考：判断以下两种情况速率是否改变？ “惰性气体”是指不参与反应的气体 改变压强时，只有导致参加反应的气体浓度改变，反应速率才会改变 3、恒温恒容时 充入参加反应的气体 V不变 参加反应的气体浓度增加 速率增加 V= = = 思考：判断以下两种情况速率是否改变？ 4、恒温增压时 V减小 参加反应的气体浓度增加 速率增加 只有有气体参加的反应，改变压强才对反应速率有影响。 其影响实质是：改变体积，可使反应物的浓度改变。 (1) 压缩体积使压强增大，进而反应物浓度增大，可加快化学反应速率。 (2) 膨胀气体体积，压强变小，进而浓度降低，可减慢化学反应速率。 （3）体积不变，充入相关反应气体，压强增大，浓度也增大，速率加快。 （4）体积不变，充入不参与反应的气体。虽然总的压强增大，但反应物浓度不发生变化，故化学反应速率不变。 小结 注意事项： ①浓度对化学反应速率的影响只适用于在溶液中进行或有气体参加的化学反应，在一定温度下，固体或纯液态物质的浓度是一个常数，改变其用量，对反应速率无影响。 ②温度对任何化学反应的速率都有影响作用，且不受反应物状态的影响，不论是吸热反应还是放热反应，升高温度都能加快反应速率，降低温度都能减慢反应速率。 ③催化剂参与化学反应，能同等程度地加快正、逆反应的速率，但其质量和化学性质在反应前后保持不变。催化剂只有在适宜的温度下才能最大限度地显示其催化作用，不同的催化剂所需要的适宜温度不一定相同。 ④压强对化学反应速率的影响是通过改变浓度实现的。 影响因素 规律 内因 反应物本 身的性质 反应物的化学性质越活泼，化学反应速率越快；反之化学反应速率越慢 外因 浓度 增大反应物的浓度，化学反应速率增大；减小反应物的浓度，化学反应速率减小 温度 升高温度，化学反应速率增大； 降低温度，化学反应速率减小 催化剂 一般地，使用催化剂能极大地加快反应速率 固体的表面积 增大固体反应物的表面积，化学反应速率加快 其他 光照、溶剂、形成原电池等，也能影响化学反应速率 【总结】 (双选)对于反应N2＋O2⇌2NO在密闭容器中进行，下列条件中哪些能加快该反应的化学反应速率（　　） A.缩小体积使压强增大 B.体积不变充入N 2 / O2 / NO使压强增大 C.体积不变充入He/Ne/Ar/H2使压强增大 D.使体积增大到原来的2倍 E.保持压强不变,通入He A B c增大，v增大 c不变，v不变 P减小，c减小，v减小 V增大，c减小，v减小 c增大，v增大 注意：不参与反应的气体和惰性气体具有相同的情况 对点训练 讲解时板书，C=n(N2/O2/NO)/V 然后再板书PV=nRT，进行逐一分析，强调第一个公式中n是参与反应的物质；第二个公式中n是所有的气体 1、下列关于化学反应速率的说法中，错误的是（ ）  A. 化学反应速率用于表示化学反应进行的快慢 B. 化学反应速率会受到反应物本身性质的影响 C. 可逆反应达到化学平衡状态时，正、逆反应的速率都变为0 D. 增大反应物的浓度、提高反应体系温度都能增大反应速率 【课堂练习】 C 2.在密闭容器里的有气体参与的反应，通入气体和改变下列条件，反应速率将如何变化，填“增大、减小、或无影响” 若升高温度，速率 _____________；          若加入催化剂，速率 _________ ； 若充入更多的，速率 ___________； 若扩大容器的体积，速率 ___________； 若容器容积不变，通入氖气，速率 _______ 。   增大 增大 增大 减小 不变 3.在下列事实中，影响反应速率的外界条件分别为： 夏天的食品易霉变，放置在冰箱中不易发生该现象，影响反应速率的外界条件________________； 在的溶液中加入一滴溶液，很快产生气体，影响反应速率的外界条件________________； 工业合成氨通常采用个大气压下进行，影响反应速率的外界条件________； 铁丝在纯氧中剧烈燃烧、火星四溅，影响反应速率的外界条件________________ 温度 催化剂 压强 浓度 5.一定温度下，反应N2(g)＋O2(g)===2NO(g)在密闭容器中进行，下列措施不能改变化学反应速率的是( ) A.缩小容积使压强增大 B.恒容，充入N2 C.恒容，充入He D.恒压，充入He C 随堂演练 6.用等质量的锌与等体积过量盐酸在不同条件下进行如下5组实验，测定收集相同条件下等体积的氢气所用时间。 组别 A B C D E 盐酸浓度/mol·L－1 2.0 2.0 2.5 2.5 2.5 温度/℃ 25 30 30 50 50 锌粒状态 块状 粉末 粉末 块状 粉末 回答下列问题： (1)探究浓度对化学反应速率的影响应选用哪两组实验数据____。 (2)探究温度对化学反应速率的影响应选用哪两组实验数据____。 BC CE 随堂演练 7.下列关于化学反应速率的说法，不正确的是（ ） A.化学反应速率是衡量化学反应进行快慢程度的物理量 B.化学反应速率的大小主要取决于反应物的性质 C.化学反应速率可以用单位时间内生成某物质的质量的多少来表示 D.化学反应速率常用单位有mol·L－1·s－1和mol·L－1·min－1 C 8.已知合成氨反应N2(g)＋3H2(g) 2NH3(g)，其浓度数据如下：当用氮气浓度的增加来表示该化学反应的速率时，其速率为（ ） A.0.2 mol·L－1·s－1 B.0.4 mol·L－1·s－1 C.0.6 mol·L－1·s－1 D.0.8 mol·L－1·s－1   N2 H2 NH3 起始浓度/mol·L－1 1.0 3.0 0 2 s末浓度/mol·L－1 0.6 1.8 0.8 A 催化剂 高温、高压 9.把下列四种X溶液分别加入四个盛有10 mL 2 mol·L－1盐酸的烧杯中，均加水稀释到50 mL，此时，X和盐酸缓慢地进行反应，其中反应最快的是（ ） A.10 ℃ 20 mL 3 mol·L－1的X溶液 B.20 ℃ 30 mL 2 mol·L－1的X溶液 C.20 ℃ 10 mL 4 mol·L－1的X溶液 D.10 ℃ 10 mL 2 mol·L－1的X溶液 B 10.实验室用锌粒与2 mol·L－1硫酸溶液制取氢气，下列措施不能增大化学反应速率的是（ ） A.用锌粉代替锌粒 B.改用3 mol·L－1硫酸溶液 C.改用热的2 mol·L－1硫酸溶液 D.向该硫酸溶液中加入等体积的水 D 11. 3W(g)＋2X(g) ＝ 4Y(g)＋3Z(g)，下列反应速率关系中，正确的是 A．v(W)＝3v(Z) B．2v(X)＝3v(Z) C．2v(X)＝v(Y) D．3v(W)＝2v(X) 12. 某温度时，在 2L 容器中，X、Y、Z 三种物质的物质的量随时间变 化的曲线如图所示。由图中数据分析： （1）求该反应的化学方程式 （2）反应开始至 2min，用 Z 表示的平均反应速率为________ C 归纳整理 EVCapture4.1.8软件录制 Lavf57.25.100 本视频由湖南一唯信息科技开发的EV录屏软件录制，www.ieway.cn Lavf57.71.100 Packed by Bilibili XCoder v2.0.2 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