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 化学反应速率 N2＋3H2 2NH3 2SO2＋O2 2SO3 催化剂 催化剂 工业反应中为何要使用催化剂？ 化学反应的速率 如何表示？ 你了解吗？ 日常生活和生产中发生的反应有快有慢 课本 P42 有的反应进行的快 HCl＋NaOH＝NaCl＋H2O H2＋Cl2 2HCl 点燃 有的反应进行的慢 水果腐烂 以天计时 金属生锈 以年月计时 溶洞形成 以万年计时 千分之一秒即完成 百分之一秒即完成 几分钟见效 思考与交流 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 如何定量描述化学反应速率的快慢？ 日常生活和生产中发生的反应有快有慢 思考与交流 如何定量描述化学反应速率的快慢？ 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 课本 P43 核心内容 一、化学反应的速率 课本 P43大本 P46 1 概念 单位时间内反应物浓度的减少量或生成物浓度的增加量 2 表达式 v ＝ Δ Δt c 3 单位 mol·L－1·s－1 mol·L－1·min－1 不能用固体或纯液体表示反应速率 固体和纯液体的浓度是不变的，是常数 ∆t ∆c 或 v＝ ∆n V∙Δt ✪特别提醒： v：一段时间内的平均速率，取正值； 固体或纯液体∆c=0，不表示速率。 1.化学反应速率 思考与练习 一、化学反应的速率 例. 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) 反应速率指一段时间内的平均速率！ 问：第10s的反应速率为多少？ 无法确定 一、化学反应的速率 思考与练习 在2 L的密闭容器中，通入1.0 mol N2和3.0 mol H2发生反应： ，2秒末时，生成0.6 mol NH3，求氨的反应速率。 Δc(NH3)＝ 0.6 mol 2 L ＝0.3 mol·L－1 υ(NH3)＝ Δc(NH3) Δt ＝ 0.3 mol·L－1 2 s ＝ 0.15 mol·L－1·s－1 若用H2的浓度变化来表示，则反应速率是多少？ 若用N2的浓度变化来表示，则反应速率是多少？ 解析： 一、化学反应的速率 思考与练习 在2 L的密闭容器中，通入1.0 mol N2和3.0 mol H2发生反应： ，2秒末时，测得生成0.6 mol NH3。 合成氨反应的反应速率计算 若用H2的浓度变化来表示，则反应速率是多少？ 若用N2的浓度变化来表示，则反应速率是多少？ 起始量/mol·L－1 转化量/mol·L－1 2 s量/mol·L－1 0.5 1.5 0.15 0.45 0.3 0.3 0 一、化学反应的速率 思考与练习 在2 L的密闭容器中，通入1.0 mol N2和3.0 mol H2发生反应： ，2秒末时，测得生成0.6 mol NH3。 起始量/mol·L－1 转化量/mol·L－1 2 s量/mol·L－1 0.5 1.5 0.15 0.45 0.3 0.3 υ(N2)＝ Δc(N2) Δt ＝ 0.15 mol·L－1 2 s ＝ 0.075 mol·L－1·s－1 υ(H2)＝ Δc(H2) Δt ＝ 0.45 mol·L－1 2 s ＝ 0.225 mol·L－1·s－1 物质 N2 H2 NH3 反应速率/ mol·L－1·s－1 0.075 0.225 0.15 不同物质表示的反应速率可能不同 但表示的意义相同 其比值等于其反应方程式的化学计量数之比 大本P50 一、化学反应的速率 1.在一定条件下,反应N2(g)+3H2(g) 2NH3(g)在2 L恒容密闭容器中进行,5 min内氨的质量增加了1.7 g,则反应速率为(　　)。 A.v(NH3)=0.1 mol·L-1·min-1 B.v(N2)=0.02 mol·L-1·min-1 C.v(H2)=0.015 mol·L-1·min-1 D.v(NH3)=0.17 mol·L-1·min-1 C 核心内容 一、化学反应的速率 2.化学反应速率的计算——三段式 (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)根据已知条件列方程式计算。 步 骤 例： m A + n B ＝ p C + q D 起始量(mol/L)： 变化量(mol/L)： 某时刻(mol/L)： a b 0 0 mx nx px qx a－mx b－nx px qx 课本 P43大本 P57 反应消耗/生成的量 剩余的量 核心内容 一、化学反应的速率 2.化学反应速率的计算——三段式 ①不同物质表示的反应速率可能不相同 ②要指明是哪种物质的反应速率 ③各物质的反应速率之比等于各物质的化学计量数之比 aA＋bB＝cC＋dD v(A)∶v(B)∶v(C)∶v(D)＝a∶b∶c∶d ④转化率 α(A)＝ A的变化量 A的起始量 ×100% 课本 P43 大本 P47-48 核心内容 一、化学反应的速率 1 概念 单位时间内反应物浓度的减少量或生成物浓度的增加量 2 表达式 υ ＝ Δ Δt c 3 单位 mol·L－1·s－1 mol·L－1·min－1 不能用固体或纯液体表示反应速率 固体和纯液体的浓度是不变的，是常数 4 计算 三段式 起始量/mol·L－1 转化量/mol·L－1 某时刻量/mol·L－1 mA＋nB＝pC＋qD a b 0 0 mx nx px qx a-mx b-nx px qx 各物质的反应速率之比等于各物质的化学计量数之比 课本 P43大本 P47 【例1】在2 L密闭容器中,发生以下反应: 2A(g)+B(g)═2C(g)+D(g)。若最初加入的A和B都是4 mol,前10 s 内A的平均反应速率为0.12 mol·L-1·s-1,则10 s末时,容器中B的物质的量是(　　)。 A.1.6 mol B.2.8 mol C.2.4 mol D.1.2 mol 大本P48 一、化学反应的速率 B 大本P47 一、化学反应的速率 微判断 (1)化学反应速率用来表示化学反应进行的快慢。(　　) (2)化学反应速率通常用单位时间内生成或消耗某物质的质量的多少来表示。(　　) (3)化学反应速率可以用气体物质来表示。(　　) (4)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。(　　) (5)同一化学反应,相同条件下可以用不同物质表示反应速率,且数值可能不同。(　　) √ × √ × √ 物质的量浓度 并非某时刻的浓度 而是某段时间内反应的量的浓度 一、化学反应的速率 思考与练习 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 哪种条件下反应速率最慢？ ③v(NH3)＝2 mol·L－1·s－1 v(H2)＝0.1 mol·L－1·s－1 以v(N2)为基准进行对比 ①v(N2)＝3 mol·L－1·s－1 ②v(H2)＝6 mol·L－1·min－1 v(N2)＝1/3 v(H2)＝1/3 × 0.1 mol·L－1·s－1 ③v(NH3)＝2 mol·L－1·s－1 v(N2)＝1/2 v(NH3)＝1/2 × 2 mol·L－1·s－1 不能单纯看数值大小 核心内容 一、化学反应的速率 课本 P43大本 P48 2.化学反应速率的大小比较 归一法 不同物质，换算成同一物质、同一单位；再比较数值的大小。 比值法 ＞ v(A) m v(B) n 比较化学反应速率与化学计量数的比值，如 mA＋nB＝pC＋qD 则A的反应速率大于B的反应速率 若 大本P49 一、化学反应的速率 学以致用 1.对反应A(s)+3B(g)═2C(g)+D(g)来说,下列表示的反应速率最大的是(　　)。 A.v(A)=0.02 mol·s-1 B.v(D)=0.01 mol·L-1·s-1 C.v(C)=0.5 mol·L-1·min-1 D.v(B)=0.6 mol·L-1·min-1 B 【技巧】比较某一反应的快慢， 首先考虑单位， 再转换成同一物质进行比较。 讨论 二、影响化学反应速率的因素 生产、生活中，人们是怎样加快或减慢化学反应速率的，请举例说明。 希望速率越快越好 硝酸的生产 合成氨 希望速率越慢越好 食物的变质 金属的锈蚀 课本 P43 讨论 二、影响化学反应速率的因素 根据日常生活及所学知识，想一想：影响化学反应速率的因素有哪些？ 普通面包 常温2～3天 冷藏5 ～ 7天 ——温度 铁丝 在空气中不燃烧 在纯氧中剧烈燃烧 ——浓度 过氧化氢 常温下无气泡 加入MnO2有气泡 ——催化剂 课本 P43 二、影响化学反应速率的因素 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：反应物本身的性质（决定因素） 活动性：镁＞锌＞铁＞铜 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。 核心内容 课本 P45大本 P51 K Ca Na Mg Al Zn Fe Sn Pb (H) Cu Hg Ag Pt Au 二、影响化学反应速率的因素 核心内容 课本 P43-44 大本 P49 2.外因：温度、浓度、催化剂、压强、其他因素等 对比试验 注意控制变量 (1)温度对化学反应速率影响的探究 实验 现象 结论 H2O2溶液 H2O2溶液 冷水 热水 有气泡冒出 缓慢 有气泡冒出 较快 升高温度 其他条件相同时 反应速率增大 温度每升高10℃ ，化学反应速率通常增加到原来的2～4倍。 范特霍夫规则 一、化学反应的速率 大本P48 【微思考】对任意一个化学反应，升高温度，其反应速率一定能增大吗？ 有些化学反应只在一定温度范围内进行 eg. 生物酶催化反应，升温可能使其失活，反应速率下降 变量控制方法 确定研究对象 确定自变量和因变量 设计实验操作 改变单一自变量 确定因变量的观测指标 气泡逸出的快慢 固体消失的快慢 颜色变化的快慢 溶液浑浊的快慢 规律方法点拨 无关变量 二、影响化学反应速率的因素 思考与讨论 (2)浓度对化学反应速率影响的探究 设计实验证明浓度对化学反应速率的影响，应满足什么条件？ ①控制其他条件不变，而只改变浓度一个条件 ②反应有明显现象 CaCO3＋2HCl＝CaCl2＋CO2↑＋H2O ↑ 二、影响化学反应速率的因素 核心内容 课本 P43-44 大本 P49 (2)浓度对化学反应速率影响的探究 实验 现象 结论 有气泡冒出 较慢 大理石 5滴 0.1 mol/L HCl 大理石 5滴 1 mol/L HCl 有气泡冒出 较快 增大反应物的浓度 其他条件相同时 反应速率增大 对于固体和纯液体来说，浓度都是不变的 固体和纯液体的用量，对化学反应速率几乎不产生影响！ 二、影响化学反应速率的因素 核心内容 课本 P43-44 大本 P49 (3)催化剂对化学反应速率影响的探究 实验 现象 结论 几乎没有气泡冒出 极慢 有气泡冒出 较快 有气泡冒出 较快 加入催化剂 其他条件相同时 反应速率增大 H2O2溶液 H2O2溶液 H2O2溶液 二、影响化学反应速率的因素 核心内容 课本 P46 (3)催化剂对化学反应速率影响的探究 催化剂可以改变化学反应速率 温馨提醒 使用催化剂，能够成千上万倍的改变反应速率 约有80%的化工生产都要用催化剂！ 2SO2＋O2 2SO3 催化剂 不用催化剂及用催化剂V2O5，反应速率相差 1亿6千万倍！ 可加快/减慢反应速率 催化剂参与化学反应过程 二、影响化学反应速率的因素 核心内容 课本 P45 大本 P49 (4)压强对化学反应速率的影响 　　有气体参加的反应， 改变压强对反应速率的影响 实质是改变体系体积，使反应物的浓度改变。 增大压强（减小容器体积，增大反应物浓度），能加快化学反应速率。 减小压强（增大容器体积，减小反应物浓度），能减慢化学反应速率。 二、影响化学反应速率的因素 核心内容 课本 P45 大本 P49 (4)压强对化学反应速率的影响——恒温恒容条件（容积不变，充入气体） 活化分子 容器的容积不变 充入非反应气体 在其它条件不变时，充入非反应气体→压强 ↑，但各物质浓度不变→v 不变 【思考】 若充入反应气体呢？ 惰性气体 在其它条件不变时，充入反应气体→浓度 ↑→v ↑ 【思考】 若是恒温恒压下通入不反应气体呢？ 体积 ↑→浓度 ↑→v ↑ 二、影响化学反应速率的因素 核心内容 课本 P45 大本 P49 (4)压强对化学反应速率的影响 ——易错汇总 压强 容积 气体 增大容积 V增大 p减小 c减小 v ↓ 压缩容积 V减小 p增大 c增大 恒容 通反应气体 p增大 c增大 通惰性气体 p增大 c不变 恒压 通惰性气体 p不变 V增大 c减小 v ↑ v ↓ v ↑ v 不变 二、影响化学反应速率的因素 核心内容 课本 P45 大本 P49 (4)压强对化学反应速率的影响 其他条件相同时，增大压强(缩小体积)，反应速率加快 压强只对有气体参加的反应速率有影响！ 压强的改变本质—— 气体浓度的改变！ 压强对反应速率的影响是通过对浓度的影响实现的，若充不参加反应的气体 恒容：p增大，c不变， 恒压：V变大，c减小 二、影响化学反应速率的因素 核心内容 课本 P45 大本 P49 (5)其他影响因素 ①固体反应物的颗粒大小 ②反应物接触面积的大小 ③搅拌（玻璃棒、通气体） ...... 与化学反应速率相关的诺贝尔化学奖 1909年　　 W. 奥斯特瓦尔德 （德国人） 从事催化作用、化学平衡以及反应速度的研究 1929年　　 A. 哈登（英国人） 冯·奥伊勒 – 歇尔平（瑞典人） 阐明了糖发酵过程和酶作用 1963年　　 K. 齐格勒（德国人） G. 纳塔（意大利人） 发现了利用新型催化剂进行聚合的方法，并从事这方面的基础研究 1967年　　 R.G.W.诺里会 G. 波特（英国人） M. 艾根（德国人） 发明了测定快速化学反应的技术 1999年　　 A. 兹韦勒美籍埃及人 利用激光闪烁研究化学反应（飞秒化学） 2001年　　 威廉·诺尔斯 巴里·夏普莱斯(美) 野依良治(日) 在“手性催化氢化反应”领域取得成就 二、影响化学反应速率的因素 总结 大本 P49 影响因素 变化规律 注意事项 总结 延时符 化学反 应速率 影响 因素 衡量化学反应进行快慢程度的物理量。同一反应用不同物质其数值可能不同，但意义相同 v＝Δc/Δt()＝Δn/V/Δt；v(A):v(B):v(C):v(D)＝计量数比 ①归一法：转化为同一物质表示；②比值法：与计量数知比 反应物本身的性质 温度、催化剂、浓度、压强（g）等 意义 定义 计算 表达式 化学反应速率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来表示 单位 mol/L·s 或 mol/L·min 比较 内因 外因 小本P19 1.对于反应CaCO3+2HCl === CaCl2+H2O+CO2↑,下列判断正确的是(　　)。 A.用HCl和CaCl2表示的化学反应速率数值不同,但所表示的意义相同 B.不能用CaCO3的浓度变化来表示化学反应速率,但可以用H2O来表示 C.用H2O和CO2表示的化学反应速率相同 D.可用CaCl2浓度的减少来表示其化学反应速率 A 不能用纯液体表示 增加量 小本P19 2.过量铁粉与一定量的稀盐酸反应。为了加快此反应速率,且不改变H2的产量,可以使用如下方法中的(　　)。 ①加H2O　②加NaOH固体　③滴入几滴浓盐酸　④再加少量铁粉　⑤加NaCl溶液　⑥滴入几滴硫酸铜溶液 ⑦升高温度(不考虑盐酸挥发) A.⑥⑦ B.③④⑦ C.③⑦ D.③⑥⑦ A 小本P19 3.已知4NH3(g)+5O2(g) 4NO(g)+6H2O(g),若某时间段内的反应速率分别用v(NH3)、v(O2)、v(NO)、v(H2O)表示,则正确的关系式为(　　)。 A.4v(NH3)=5v(O2) B.5v(O2)=6v(H2O) C.2v(NH3)=3v(H2O) D.4v(O2)=5v(NO) D 速率之比=化学计量数之比 小本P19 6.将等物质的量的A、B混合于2 L的恒容密闭容器中，发生如下反应:3A(g)+B(g) xC(g)+2D(g)，经5 min后，测得D的浓度为0.5 mol·L-1，c(A)：c(B)=3：5，C的平均反应速率为0.1 mol·L-1·min-1。 (1)5 min后A的浓度c(A)=　　　　 mol·L-1, 反应开始前容器中A、B的物质的量:n(A)=n(B)=　　 mol。  (2)B的平均反应速率:v(B)=　　　　　　 mol·L-1·min-1。  (3)x的值为　　　　。  0.75 3 0.05 2 小本P20 1.已知反应4CO(g)+2NO2(g) N2(g)+4CO2(g)在不同条件下的化学反应速率如下,则四种情况所表示的化学反应最慢的是(　　)。 A.v(CO)=1.5 mol·L-1·min-1 B.v(NO2)=0.01 mol·L-1·s-1 C.v(N2)=0.4 mol·L-1·min-1 D.v(CO2)=1.1 mol·L-1·min-1 D 小本P20 2.一定温度下,在2 L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图所示。下列描述正确的是 (　　)。 A.反应开始到10 s时,用Z表示的反应速率为0.158 mol·L-1·s-1 B.反应开始到10 s时,X的物质的量浓度减少了0.79 mol·L-1 C.反应开始到10 s时,Y的转化率为79% D.反应的化学方程式为X(g)+Y(g) Z(g) C 小本 P19-20 余下习题 课本 P49-51 各班收两本时间↓ 作业 错题本 笔记本 周六 周三晚 45 119124.0 影响因素 影响结果 固体反应物 的表面积 增大固体反应物的表面积,化学反应速率增大;减小固体反应物的表面积,化学反应速率减小 其他 形成原电池、光照、使用合适的溶剂等也影响化学反应速率 $