2.1 化学反应速率 第1课时（同步课件）化学人教版选择性必修1

该高中化学课件聚焦化学反应速率的表示方法与影响因素，通过溶洞形成与火药爆炸的快慢对比导入，结合必修二知识回顾，搭建“概念定义-公式计算-影响因素”的学习支架，衔接新旧知识。 其亮点在于采用分层研学与实验探究结合，通过浓度、温度、催化剂的定性实验和定量测量，培养科学探究与实践能力，利用三段式计算模型和控制变量法深化科学思维。学生能提升分析与解决问题能力，教师可直接用于课堂教学，提高效率。

人教版选择性必修 1 第二章 化学反应速率与化学平衡 第1课时 化学反应速率及其影响因素 第1节 化学反应速率 1 影响化学反应速率的因素 2 化学反应速率 1 学习内容导览 2 1.理解化学反应速率的概念，学会用公式表示化学反应速率。 2.能根据给定数据计算反应的平均速率，注意不同物质的速率关系(与化学计量数成正比）。 3.初步认识影响化学反应速率的因素，定性分析浓度、压强、温度、催化剂、接触面积等因素对速率的影响趋势，培养控制变量法的科学思维。 重点：反应速率的定义、计算及简单影响因素。 难点：反应速率的影响因素。 素养锚定·课标定位 化学反应的快慢 如何表示化学反应速率？如何认识影响化学反应速率的因素呢？ 溶洞的形成长达数万年 火药爆炸瞬间完成 情境启思·任务缘起 化学反应速率 01 5 一、化学反应速率 任务一 回忆并总结必修二学过的化学反应速率 定量描述 溶洞数万年形成 草莓腐烂 卫星发射 爆炸瞬间完成 化学反应的快到什么程度？ 化学反应的慢到什么程度？ 计算化学反应速率 分层研学·探理悟新 1.化学反应速率 知识总结 如果反应的体积是恒定的，化学反应速率通常用单位时间内反应物浓度的减小或生成物浓度的增大表示。 一、化学反应速率 ①表达式： Δc 表示某物质浓度的变化，常用单位mol·L－1 Δt 表示时间变化，常用单位s、min或h 一段时间内的平均速率 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 mol·L-1·s-1 或 mol/（L·s） mol·L-1·min-1 或 mol/（L·min） ②单位 ③注意 分层研学·探理悟新 如何计算反应速率？ 任务二 如何计算化学反应速率？ 一、化学反应速率 对于一个化学反应：mA +nB =pC +qD，可用任一种物质的物质的量浓度随时间的变化来表示该化学反应的速率。 υ（A）= Δc（A） Δt υ（B）= Δc（B） Δt υ（C）= Δc（C） Δt υ（D）= Δc（D） Δt m A + n B p C + q D υ(A) m υ(B) n υ(C) p υ(D) q ＝ ＝ ＝ 分层研学·探理悟新 一、化学反应速率 2.化学反应速率的计算 知识总结 对于同一个反应来说，用不同的物质来表示该反应的速率时，其数值可能不同，但表达的意义相同。 ⑴同一反应中，各物质的速率之比等于他们在化学方程式中的化学计量数之比。 也可表达为 同一化学反应 m A ＋ n B p C ＋ q D υ(A)︰υ(B)︰υ(C)︰υ(D) ＝ m︰n︰p︰q υ(A) m υ(B) n υ(C) p υ(D) q ＝ ＝ ＝ 分层研学·探理悟新 一、化学反应速率 【例1】在恒容的密闭容器中发生反应N2 + 3H2   2NH3，反应开始时N2的浓度0.8 mol/L，5min后N2的浓度变为0.7 mol/L。求该反应的化学反应速率（分别用N2 、H2 、NH3 表示）。 υ(N2) = = υ(H2) = Δc (H2) Δt = 0.1mol/L 5min = 0.02 mol/(L∙min) 0.3mol/L 5min = 0.06 mol/(L∙min) υ(NH3) = Δc (NH3) Δt = 0.2mol/L 5min = 0.04 mol/(L∙min) Δc (N2) Δt -0.1 -0.3 0.2 Δc (mol/L) N2 + 3H2   2NH3 v (N2) : v (H2) : v (NH3) = 1 ：3 ：2 典例剖析·逻辑释疑 一、化学反应速率 2.化学反应速率的计算 知识总结 ⑵比较化学反应速率的快慢。 ①看单位 看化学反应速率v的单位是否一致，若不一致，需转化为同一单位。 mol/(L·min) 或 mol/(L·s) ③比较 比较数值大小： 数值越大， v越大。 N2 or H2 ②看物质 将不同物质的 v 转化成同一物质的v v (A) m = v (B) n 0.5 mol/(L·s) 0.3 mol/(L·s) 分层研学·探理悟新 一、化学反应速率 A 【例2】对于可逆反应4NH3+5O2 6H2O+4NO在不同条件下的化学反应速率如下，其中表示反应速率最快的是（ ） A. B. C. D. v (H2O）= 0.05mol/(L·s) v (O2）= 1mol/(L∙min) v (NO）= 1.6mol/(L∙min) v (NH3）= 1.2mol/(L∙min) 典例剖析·逻辑释疑 一、化学反应速率 3.“三段式”计算模型 知识总结 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n，也可用c，但要求统一）。 ③根据已知条件列方程式计算。 mA(g) ＋ nB(g) pC(g) ＋ qD(g) 起始量(mol/L) a b 0 0 变化量(mol/L) x 某时刻量(mol/L) a－x 相关计算： 变化量 起始量 转化率= ×100 ％ x n m a－ x n m x p m x q m x p m x q m 分层研学·探理悟新 一、化学反应速率 N2 ＋ 3H2 2NH3 起始量（mol）： 1 3 0 变化量（mol）： 2s末量（mol）： 【例3】在2L的密闭容器中，加入1mol N2和3mol H2，发生N2 ＋ 3H2 2NH3，在2s末时，测得生成0.4mol NH3，求①用NH3表示该反应的化学反应速率；②H2 的转化率；③ 反应后N2的浓度。 则①υ(NH3)＝ ＝0.1 mol/(L·s) 0.4mol 2L×2s ② H2的转化率＝ ×100％＝20％ 0.6mol 3mol ③ 反应后N2浓度＝ ＝0.4 mol/L 0.8mol 2L 0.2 0.6 0.4 0.8 2.4 0.4 典例剖析·逻辑释疑 影响化学反应速率的因素 02 15 任务三 相同条件下，不同的化学反应为什么会有不同的速率 二、影响化学反应速率的因素 食物腐败几天 Na与水反应剧烈 反应物或反应本身的性质或特点 内因 分层研学·探理悟新 任务三 在相同条件下，不同的化学反应会有不同的速率 二、影响化学反应速率的因素 与铜片反应浓硝酸为什么比稀硝酸更快 食品包装袋中为什么加入除氧剂？ 冷水中，产生气泡速率最慢,热水中，产生气泡速率较快 同一化学反应的速率，受到外界因素的影响 浓度、压强、温度、催化剂、固体表面积等 分层研学·探理悟新 17 二、影响化学反应速率的因素 1.影响化学反应速率的因素 知识总结 ⑴内因：反应物或反应本身的性质或特点。 ⑵外因：浓度、压强、温度、催化剂、固体表面积等。 这些因素如何影响反应速率 ？如何测定反应速率？ 分层研学·探理悟新 任务四 科学探究的基本步骤 二、影响化学反应速率的因素 提出问题 收集化学 事实和信息 实验探究 得出结论 设计 实验方案 提出假设 浓度、温度、催化剂等因素如何影响化学反应速率？ Na与水的反应比Mg与水的反应剧烈 夏天食物变质快 与铜片反应浓硝酸为什么比稀硝酸更快 定性与定量研究影响化学反应速率的因素 分层研学·探理悟新 19 任务五 定性研究影响化学反应速率的因素 【提出问题】 浓度、温度、催化剂等因素如何影响化学反应速率？如何测定化学反应速率？ 【实验探究Ⅰ】 选择实验用品，设计实验探究影响化学反应速率的因素。 实验用品：烧杯、试管、量筒、试管架、胶头滴管、温度计、秒表。 0.1 mol/LNa2S2O3 溶液、0.1 mol/L H2SO4 溶液、0.5 mol/L H2SO4 溶液、5% H2O2 溶液、1 mol/L FeCl3 溶液、蒸馏水、热水。 实验方案设计： 二、影响化学反应速率的因素 分层研学·探理悟新 2.定性研究影响化学反应速率的因素 知识总结 二、影响化学反应速率的因素 ⑴探究浓度对化学反应速率的影响 Na2S2O3＋H2SO4 = Na2SO4＋SO2 ↑＋S↓＋H2O 分层研学·探理悟新 二、影响化学反应速率的因素 2.定性研究影响化学反应速率的因素 知识总结 ⑴探究浓度对化学反应速率的影响 影响因素 实验步骤 实验现象 实验结论 浓度   均出现浑浊，但后者出现浑浊更快 增大反应物浓度，化学反应速率增大 Na2S2O3＋H2SO4 = Na2SO4＋SO2 ↑＋S↓＋H2O 分层研学·探理悟新 二、影响化学反应速率的因素 2.定性研究影响化学反应速率的因素 ⑴探究浓度对化学反应速率的影响 ①固体和纯液体的浓度可视为常数，改变其物质的量，对反应速率无影响。 ②若某物质的浓度变化改变了其性质，反应实质可能发生改变，要具体分析反应速率的变化（如铁与稀硫酸反应，在一定浓度范围内反应速率与浓度有关，但常温下铁遇浓硫酸钝化）。 ③对于离子反应，只有实际参加反应的各离子浓度发生变化，才会引起化学反应速率的改变。 分层研学·探理悟新 23 二、影响化学反应速率的因素 2.定性研究影响化学反应速率的因素 知识总结 ⑵探究温度对化学反应速率的影响 Na2S2O3＋H2SO4 = Na2SO4＋SO2 ↑＋S↓＋H2O 分层研学·探理悟新 二、影响化学反应速率的因素 2.定性研究影响化学反应速率的因素 ⑵探究温度对化学反应速率的影响 Na2S2O3＋H2SO4 = Na2SO4＋SO2 ↑＋S↓＋H2O 影响因素 实验步骤 实验现象 实验结论 温度   70 ℃热水一组先出现浑浊 升高温度，化学反应速率增大 分层研学·探理悟新 知识总结 二、影响化学反应速率的因素 2.定性研究影响化学反应速率的因素 ⑵探究温度对化学反应速率的影响 ①温度对反应速率的影响适用于任何反应，无论是放热反应还是吸热反应，升高温度，反应速率都增大，降低温度，反应速率都减小。 ②温度对反应速率的影响，无论固体、液体、气体都适用。 ③大量实验证明，温度每升高10℃，化学反应速率通常增大为原来的2~4倍，利用这一规律可以对一些化学反应速率进行粗略估算。 分层研学·探理悟新 二、影响化学反应速率的因素 2.定性研究影响化学反应速率的因素 ⑶探究催化剂对化学反应速率的影响 2H2O2 = 2H2O ＋ O2 ↑ 分层研学·探理悟新 二、影响化学反应速率的因素 2.定性研究影响化学反应速率的因素 ⑶探究催化剂对化学反应速率的影响 2H2O2 = 2H2O ＋ O2 ↑ 影响因素 实验步骤 实验现象 实验结论 催化剂   前者无明显现象，后者出现大量气泡 催化剂能加快化学反应速率 分层研学·探理悟新 知识总结 二、影响化学反应速率的因素 2.定性研究影响化学反应速率的因素 ⑶探究催化剂对化学反应速率的影响 ①催化剂只能改变化学反应速率，不能改变反应方向，也不能改变反应热的大小。 ②同一催化剂能同等程度地改变化学反应的正、逆反应速率。 分层研学·探理悟新 任务六 定量研究影响化学反应速率的因素 二、影响化学反应速率的因素 【实验探究Ⅱ】 通过实验测定并比较下列化学反应的速率。 （1）按图 2-1 所示组装实验装置。在锥形瓶内放入 2 g 锌粒，通过分液漏斗加入40 mL 1 mol/L H2 SO4 溶液， 测量并记录收集10 mL H2 所用时间。 （2）如果用 4 mol/L H2 SO4 溶液代替1 mol/L H2 SO4 溶液重 复上述实验，所用时间会增加还是减少？请通过实验验证，并解释原因。 将测定结果填入下表，计算并比较化学反应速率。 分层研学·探理悟新 3.定量研究影响化学反应速率的因素 知识总结 二、影响化学反应速率的因素 ⑴化学反应速率的测定 ②选择可观测、 易操作的变量 气体 离子浓度 电导率 pH 颜色 浑浊度 颜色 体积 压强 υ＝ Δc Δt ①实验原理 找与该物理量化学变化对应的时间 找与化学反应物质的浓度相关的物理量 ③测定数据 固定体积测时间 固定时间测体积 分层研学·探理悟新 知识总结 3.定量研究影响化学反应速率的因素 二、影响化学反应速率的因素 ⑵定量测量浓度对化学反应速率的影响 分层研学·探理悟新 二、影响化学反应速率的因素 3.定量研究影响化学反应速率的因素 ⑵定量测量浓度对化学反应速率的影响 Zn+H2SO4=ZnSO4+H2↑ 加入试剂 反应时间 反应速率 结论 40 mL 1 mol·L－1硫酸 40 mL 4 mol·L－1硫酸 长 短 慢 快 其他条件相同时， 反应物浓度大， 化学反应速率快 2min51s 1min37s 分层研学·探理悟新 任务七 上述实验探究中，你用到了哪些科学方法？ 变量控制 科学研究中，对于多因素（多变量）的问题，常常采用只改变其中的某一个因素，控制其他因素不变的研究方法，使多因素的问题变成几个单因素的问题分别加以研究，最后再将几个单因素问题的研究结果加以综合。 确定变量 控制不变的因素 硫酸的浓度 温度、压强、锌粒的质量、锌粒的表面积、溶液的体积 二、影响化学反应速率的因素 分层研学·探理悟新 【例4】硫代硫酸钠溶液与稀硫酸反应的化学方程式为 Na2S2O3＋H2SO4===Na2SO4＋SO2↑＋S↓＋H2O，下列各组实验中最先出现浑浊的是(　　) 二、影响化学反应速率的因素 实验 反应温度/℃ Na2S2O3溶液 稀H2SO4 H2O V/mL c/mol·L－1 V/mL c/mol·L－1 V/mL A 25 5 0.1 10 0.1 5 B 25 5 0.2 5 0.2 10 C 35 5 0.1 10 0.1 5 D 35 5 0.2 5 0.2 10 D 典例剖析·逻辑释疑 化学反应速率及其影响因素 化学反应速率 影响化学反应速率的因素 化学反应速率 化学反应速率的计算 同一反应中，各物质的速率之比等于他们在化学方程式中的化学计量数之比。 比较化学反应速率的快慢。 影响化学反应速率的因素 定性研究影响化学反应速率的因素 “三段式”计算模型 外因 表达式 单位 内因 注意 探究浓度对化学反应速率的影响 探究温度对化学反应速率的影响 探究催化剂对化学反应速率的影响 定量研究影响化学反应速率的因素 化学反应速率的测定 定量测量浓度对化学反应速率的影响 体系梳整·认知升华 1.一定温度下，在2L密闭容器中发生可逆反应CO(g)+H2O(g) CO2(g)+H2(g)，5s内消耗的CO的物质的量为2mol，则用H2表示的该反应速率是 A．0.4mol/(L·s B．2mol/(L·s) C．0.2mol/(L·s) D．0.2mol/(L·min) C 2.一定温度下，向10 L密闭容器中投入2 mol C2H6和3 mol CO2，发生反应：C2H6 (g)+ 2CO2(g) =4CO(g) + 3H2(g)，测得5 min时CO的物质的量为2 mol。下列叙述正确的是 A．v(C2H6) = 0.01 mol·L−1·min−1 B．v(CO2) = 0.2 mol·L−1·min−1 C．5 min时c(H2)= 1.5 mol·L−1 D．4v(CO)=3v(H2) A 当堂诊学·成效校验 3.对于300mL 1mol•L﹣1盐酸与铁片的反应，采取下列措施： ①升高温度 ②改用100mL 3mol•L﹣1盐酸 ③再加300mL 1mol•L﹣1盐酸 ④用等量铁粉代替铁片 ⑤改用100mL 98%的硫酸 其中能使反应速率加快的是（　　） A．①②④ B．①③④ C．①②③④ D．①②③⑤ A 当堂诊学·成效校验 4.小李同学采用如图所示的实验装置测定锌与稀硫酸反应的速率，取1g锌粒与20mL0.5mol·L-1的硫酸进行反应，测得不同时刻反应生成的H2的体积(已折算为标准状况)如表。下列说法正确的是 A．反应结束时锌粒无剩余 B．锌与稀硫酸反应初期速率逐渐加快，后又变慢 C．应用锌粉代替锌粒进行实验，以节约实验时间 D．假设溶液的体积不变，10~25s内的平均反应速率 v(H2SO4)=0.02mol·L-1·min-1 B t/s 0 5 10 15 20 25 V(H2)/mL 0.0 14.6 34.5 44.8 52.2 56.9 当堂诊学·成效校验 5.某同学探究影响硫代硫酸钠溶液与稀硫酸反应速率的因素时,设计如下系列实验: 实验序号 反应温度/℃ Na2S2O3溶液 稀H2SO4 H2O V/mL c/(mol·L-1) V/mL c/(mol·L-1) V/mL ① 20 10.0 0.10 10.0 0.50 0 ② 40 V1 0.10 V2 0.50 V3 ③ 20 V4 0.10 4.0 0.50 V5 该实验①②可探究_________对反应速率的影响,因此V3=_______;实验①③可 探究____________________对反应速率的影响,因此V5=_________。  温度 0 稀H2SO4的浓度 6.0 当堂诊学·成效校验 感谢观看 更多练习见分层作业 人教版选择性必修 1 https://www.zxxk.com/user/13354804 41 Lavf60.4.100 Lavf60.4.100 vid:v02004870000bqvme7k9hq5v1j42t140 Lavf60.4.100 Lavf60.4.100 $