2.1 化学反应速率 第1课时（教学课件）化学苏教版选择性必修1

该高中化学课件聚焦化学反应速率的概念、表示方法、测定及计算，通过“调控反应速率的意义”情境（如合成氨需快、钢铁生锈需慢）导入，衔接必修定性描述，以H₂O₂分解实验数据为支架，引导学生从浓度-时间曲线分析反应速率变化规律。 其亮点是以“分层研学”为主线，通过H₂O₂分解浓度变化、大理石与盐酸反应量气法等实验培养科学探究与实践能力，结合“三段式”计算和归一法比较速率发展科学思维，锚定化学观念中的变化观念。典例与当堂诊学结合，助学生掌握核心技能，为教师提供结构化资源，提升教学效率。

苏教版选择性必修 1 专题2 化学反应速率与化学平衡 第1课时 化学反应速率的表示方法 第一单元 化学反应速率 1 化学反应速率的表示 2 认识化学反应速率 1 3 化学反应速率的测定 4 化学反应速率的计算与比较 学习内容导览 2 1.了解化学反应速率的概念及其表示方法，形成不同的反应可用不同的方法来表示化学反应速率的变化观念。 2.根据化学反应速率的测定原理，设计实验学会化学反应速率的测定方法，通过对比的方法，发展基于变量关系的证据推理素养。 重点：化学反应速率的计算与比较。 难点：控制变量法在反应速率测定实验中的应用。 素养锚定·课标定位 调控化学反应速率具有重要的意义 有些化学反应人们希望能快一些 合成氨 工业炼铁 有些化学反应人们希望其越慢越好 钢铁生锈 橡胶老化 情境启思·任务缘起 如何定量描述一个化学反应的快慢？ 很快 很慢 情境启思·任务缘起 认识化学反应 速率 01 6 一、认识化学反应速率 任务一 观察思考：H2O2的分解实验 t/min 0 20 40 60 80 c(H2O2)/mol·L-1 0.80 0.40 0.20 0.10 0.05 室温下，过氧化氢水溶液在少量催化剂存在时发生分解反应： 2H2O2 2H2O+O2↑ 1．作出H2O2分解反应的浓度-时间曲线。 2．以10 min 为时间间隔，请观察任意一个10 min 间隔内H2O2浓度的改变值，这些数据给你什么启迪？ 分层研学·探理悟新 一、认识化学反应速率 任务一 观察思考：H2O2的分解实验 对同一化学反应，其他条件不变时，随着反应的进行，速率逐渐减小。 分层研学·探理悟新 化学反应速率的表示 02 9 二、化学反应速率的表示 任务二 认识反应速率，学习反应应速率表示方法 (1)概念：化学反应速率是用来衡量化学反应过程进行快慢程度的物理量。 (2)表示方法 可以用单位时间内反应物浓度(通常使用物质的量浓度)的 减少 或者生成物浓度的 增加 来表示。 (3)数学表达式：v= 。 说明　Δc表示反应物或生成物物质的量浓度的变化(取绝对值)，常用单位：mol·L-1。Δt表示一定的时间间隔，常用单位s、 min或h。 (4)常用单位：mol·L-1·min-1或 mol·L-1·s-1。 分层研学·探理悟新 10 二、化学反应速率的表示 任务二 认识反应速率，学习反应应速率表示方法 (5)实例分析 对于化学反应：aA+bB===cC+dD v(A)= ，v(B)= ，v(C)= ，v(D)= 。 1、在同一个化学反应中，用不同物质表示的化学反应速率，其数值大小不一定相同，但表示的速率相同，即一种物质的速率就代表了整个化学反应的速率。即：故描述反应速率时必须指明具体的物质。 2、浓度变化适用于气体和溶液中的溶质，不适用于固体和纯液体。 注意： 3、求得的反应速率是时间间隔Δt内化学反应的平均速率。均为正值。 分层研学·探理悟新 11 二、化学反应速率的表示 任务二 认识反应速率，学习反应应速率表示方法 平均速率与瞬时速率 根据求得的反应速率是在时间间隔Δt内化学反应的平均速率。若时间间隔Δt非常小，则平均速率接近某一时刻的瞬时速率。瞬时速率也可以在物质的浓度随时间的变化曲线上通过数学方法求得。 分层研学·探理悟新 12 二、化学反应速率的表示 任务二 认识反应速率，学习反应应速率表示方法 正误判断 (1)对于任何化学反应来说，反应速率越大，反应现象就越明显 ( ) (2)化学方程式中，任何一种物质均可用v＝ 求出用该物质表示的化学反应速率 ( ) (3)测定某化学反应从开始到8秒末的反应速率，指的是8秒末的瞬时速率 ( ) (4)同一化学反应，相同条件下用不同物质表示的反应速率，数值越大，表示化学反应速率越大 ( ) × × × × 分层研学·探理悟新 13 二、反应热的测定 任务三 讨论用不同物质表示同一反应应速率，数值之间的关系 N2O5在四氯化碳溶液中的分解反应为： 2N2O5 = 4NO2 + 1O2 0.29 0.58 0.15 0.29 0.58 0.15 0.50 1.00 0.25 0.25 0.50 0.125 0.65 1.30 0.25 0.22 0.43 0.11 0.75 1.50 0.38 0.19 0.38 0.095 0.83 1.66 0.42 0.17 0.33 0.84 V (N2O5) V (NO2) V (O2) 分层研学·探理悟新 二、反应热的测定 任务三 讨论用不同物质表示同一反应速率，数值之间的关系 结论：(1)在同一化学反应中，选用不同物质表示化学反应速率，其数值可能相同也可能不相同，但表示的意义相同。 (2)同一化学反应中，用不同反应物表示化学反应速率时，化学反应速率(v)之比=物质的量浓度变化(Δc)之比=物质的量变化(Δn)之比=化学计量数之比。即aA+bB===cC+dD，v(A)∶v(B)∶v(C)∶v(D)= 。 a∶b∶c∶d 分层研学·探理悟新 【例1】 反应：4A(s)+3B(g)　　2C(g)+D(g) (1)完成下列表格，并计算该反应的化学反应速率。   B C D 起始浓度/(mol·L-1) 1 0 0 2 min内浓度变化量/(mol·L-1) ____ ____ ____ 2 min末浓度/(mol·L-1) 0.4 ____ ____ v(B)= ；v(C)= ；v(D)= 。 根据计算数据得出的结论：_______________________________________ 。 0.6 0.4 0.2 0.4 0.2 0.3 mol·L-1·min-1 0.2 mol·L-1·min-1 0.1 mol·L-1·min-1 化学反应速率的数值之比等于化学计量数之比 典例剖析·逻辑释疑 【变式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的浓度的变化来表示化学反应速率，但可以用水来表示 C.用H2O和CO2表示的化学反应速率相同 D.用单位时间内CaCl2浓度的减小来表示其化学反应速率 A 典例剖析·逻辑释疑 化学反应的 测定 03 18 三、化学反应速率的测定 任务四 讨论化学反应的测定方法 如何测定化学反应速率？ 测定原理 浓度 体积 压强 深浅 吸收 导电 分层研学·探理悟新 三、化学反应速率的测定 任务四 讨论化学反应的测定方法 气体 离子浓度 体积 压强 颜色 电导率 pH 选择可观测、 易操作的变量 pH计 测量化学反应速率的常见方法 1.量气法 2.比色法 3.电导法 4.激光技术法 颜色 浑浊度 浊 度 仪 分层研学·探理悟新 三、化学反应速率的测定 任务四 讨论化学反应的测定方法 Δc(B) Δt v(B)= ①直接测Δc ②利用与浓度有关的变量间接测定。 如气体体积、体系压强、颜色深浅等。 与该反应对应时间 溶液中进行的反应，当反应物或生成物本身有较明显颜色时，可用颜色变化与浓度变化间的比例关系来跟踪反应的过程和测量反应速率。 尝试在交流讨论后，总结如何测定化学反应速率 分层研学·探理悟新 三、化学反应速率的测定 任务四 讨论化学反应的测定方法 实验室测定化学反应速率常用的方法 01 02 03 04 有气体生成 可测定相同时间内收集气体的体积或收集等量气体所用的时间。 有固体参加 有酸碱参与 有颜色变化 可测定一段时间内消耗固体质量的多少 可测定一段时间内溶液中氢离子或氢氧根离子浓度的变化。 可测定溶液变色所需时间。 05 有沉淀生成 可测定溶液变浑浊所需的时间。 分层研学·探理悟新 三、化学反应速率的测定 任务五 完成教材[实验探究] ①按如图所示安装装置，在锥形瓶中放入5 g大理石，加入20 mL 1 mol·L-1盐酸。每隔10 s观测玻璃注射器中气体的体积。 分层研学·探理悟新 三、化学反应速率的测定 任务五 完成教材[实验探究] 时间/s 10 20 30 40 50 60 气体体积/mL 4 14 25 38 47 55 反应速率/(mL·s-1) 0.4 1.0 1.1 1.3 0.9 0.8 ②以mL·s-1为反应速率的单位，计算每10 s时间间隔内的反应速率。 分层研学·探理悟新 三、化学反应速率的测定 任务五 完成教材[实验探究] ③以反应时间为横坐标，产生气体的体积为纵坐标，绘制V(CO2)-t曲线。 分层研学·探理悟新 三、化学反应速率的测定 任务五 完成教材[实验探究] 交流讨论 不同组的同学的实验结果并不相同，有的差异挺大，产生差异的原因有哪些？ ①大理石的大小不同； ②注射器内外针筒间的摩擦力不同； ③计时器不同可能产生误差。 化学反应速率通常用单位时间内浓度的改变量来表示，但有时也可以用单位时间内其他的变化量来表示。 分层研学·探理悟新 【例1】 下列方法能实现对应化学反应速率测定的是　　　　　(填序号)。   化学反应 一定时间内 ① CO(g)+H2O(g)===CO2(g)+H2(g) 用压力传感器测量反应前后体系压强变化 ② Mg+2HCl===MgCl2+H2↑ 用分析天平称量镁条反应前后的质量变化 ③ H2O2+2HI===2H2O+I2 用比色计测量反应前后颜色深浅 ④ Na2S2O3+H2SO4===Na2SO4+ SO2↑+S↓+H2O 用浊度计测量反应前后浊度变化 ⑤ 2H2O2　　　2H2O+O2↑ 用注射器收集反应后气体体积 ②③④⑤ 典例剖析·逻辑释疑 【变式1】化学反应的速率是通过实验测定的。下列说法错误的是 A.酸性KMnO4溶液和H2C2O4溶液反应，可以通过记录溶液褪色的时间来测定反应速率 B.锌与稀硫酸反应，可以通过测量一定时间内产生的H2体积来计算反应速率 C.可以依靠科学仪器测量光的吸收、光的发射、导电能力等来测定反应速率 D.恒温恒容条件下发生反应：H2(g)+I2(g)　　2HI(g)，可以通过测量单位时间内压强的变化来测定反应速率 D 典例剖析·逻辑释疑 【变式2】 在KMnO4与H2C2O4反应中，KMnO4与H2C2O4反应的离子方程式：_____________________________________________________。 可通过测定____________________来测定该反应的反应速率。 溶液褪色所需时间 紫红色高锰酸钾溶液，具有强氧化性 被草酸还原后， 溶液的紫红色褪去。 典例剖析·逻辑释疑 化学反应速率 的计算与比较 04 30 四、化学反应速率的计算与比较 任务六 化学反应速率的计算方法 回顾所学，必修阶段你是否计算过化学反应速率？你是如何计算的？ 1.列“三段式”法 利用转化量之比等于化学计量数之比建立各数据间的关系。 如：　　　　　　　　mA(g)＋nB(g) ⇌ pC(g) 起始/(mol·L－1)　　　　a　　　b　　　 c 转化/(mol·L－1)　　　　x　　 　 　　　 某时刻(t s)/(mol·L－1)　a-x　 b-　 c+ v(A)＝ mol·L－1·s－1； v(B)＝ mol·L－1·s－1； v(C)＝ mol·L－1·s－1。 分层研学·探理悟新 四、化学反应速率的计算与比较 任务六 化学反应速率的计算方法 物质 时间 X Y Z Q 起始/mol 0.7   1   2 min末/mol 0.8 2.7 0.8 2.7 3 min末/mol     0.8   提取表格信息计算化学反应速率 在2 L密闭容器中进行反应：mX(g)＋nY(g) ⇌ pZ(g)＋qQ(g)。 在0～3 min内，各物质的物质的量变化如表所示： 已知2 min内v(Q)＝0.075 mol·L－1·min－1， ＝。 (1)起始时n(Y)＝________，n(Q)＝________。 (2)化学方程式中m＝___，n＝____，p＝___，q＝____。 (3)用Z表示2 min内的反应速率为__________________。 (4)2 min末Q的转化率为_____。· |Δn(Q)|＝0.3 mol 3 2.3 2.3 mol 3.0 mol 1 4 2 3 10% 0.05 mol·L－1·min－1 ＝ 2.利用速率之比＝化学计量数之比计算 分层研学·探理悟新 四、化学反应速率的计算与比较 任务六 化学反应速率的计算方法 一定温度下，向2 L的密闭容器中通入两种气体并发生化学反应， 反应中各物质的物质的量变化如图所示，下列推断合理的是 A.该反应的化学方程式为3B＋4D⇌6A＋2C B.0～1 s内，v(A)＝v(C) C.0～6 s内，B的平均反应速率为0.05 mol·L－1·s－1 D.0～6 s内，各物质的反应速率相等 Δn(B)∶Δn(C)∶Δn(A)∶Δn(D) ＝(1.0－0.4) ∶(1.0－0.2) ∶(1.2－0) ∶(0.4－0) ＝3∶4∶6∶2 3B＋4C⇌6A＋2D Δn(A)≠Δn(C) √ Δn均不同 分层研学·探理悟新 四、化学反应速率的计算与比较 任务六 化学反应速率的比较 1.定性比较 通过明显的实验现象(如反应的剧烈程度、产生气泡或沉淀的快慢等)来定性判断化学反应的快慢。 分层研学·探理悟新 四、化学反应速率的计算与比较 任务六 化学反应速率的比较 2.定量比较 ①归一法 ②比值法 对于反应：mA(g)+nB(g)===pC(g)+qD(g)，先换算成统一单位，再分别计算、、、的值，数值越大，化学反应速率越大。 分层研学·探理悟新 四、化学反应速率的计算与比较 1 一看 看化学反应速率的单位是否一致，若不一致，需转化为同一单位。 2 二化 将不同物质的化学反应速率转化成同一物质的化学反应速率，或分别除以相应物质的化学计量数，所得数值大的速率大。 3 三比较 标准统一后比较数值大小，数值越大，反应速率越大。 总结与归纳 分层研学·探理悟新 【例1】 对于反应4NH3(g)＋5O2(g)===4NO(g)＋6H2O(g)，在四种不同情况下测得的反应速率由快到慢的顺序为_____________(填序号)。 ①v(NH3)＝0.2 mol·L－1·s－1 ②v(O2)＝0.24 mol·L－1·s－1 ③v(H2O)＝15 mol·L－1·min－1 ④v(NO)＝9 mol·L－1·min－1 12 mol·L－1·min－1 14.4 mol·L－1·min－1 ①>②>③>④ 典例剖析·逻辑释疑 三、中和热 【变式1】将4 mol A气体和2 mol B气体在2 L的密闭容器中混合并在一定条件下发生反应：2A(g)+B(g)===3C(g)+4D(s)，经2 s后测得C的浓度为0.9 mol·L-1，则下列说法中不正确的是 A.0~2 s内，用物质A表示的平均反应速率为0.3 mol·L-1·s-1 B.0~2 s内，用物质D表示的平均反应速率为0.6 mol·L-1·s-1 C.2 s时，物质A的转化率为30% D.用A、B、C表示的反应速率之比为2∶1∶3 B 典例剖析·逻辑释疑 三、中和热 【变式2】 室温下，某溶液初始时仅溶有M和N且浓度相等，同时发生以下两个反应：①M+N===X+Y；②M+N===X+Z。反应体系中组分M、Z的浓度随时间变化情况如图所示。 (1)0~30 min时间段内，Y的平均反应速率为 　　　 　　。 0.002 5 mol·L-1·min-1 典例剖析·逻辑释疑 化学反应速率 定性描述 定量描述 实验测定 化学反应特征现象出现的快、慢 控制单一变量，找与浓度相关，可测量、易操作变量 υ ＝ Δc Δt 体系梳整·认知升华 1.4A(s)＋3B(g) ⇌2C(g)＋D(g)，经2 min，物质B的浓度减少0.6 mol/L。对此反应速率的表示正确的是(　　) A．用A表示的反应速率是0.4 mol/(L·min) B．2 min内，v（B）和(C)表示的反应速率的值都是逐渐减小的 C．2 min末的反应速率用B表示是0.3 mol/(L·min) D．分别用B、C、D表示的反应速率的比值是3∶ 2∶ 1 D 当堂诊学·成效校验 2.将15 mol A与B的混合物充入容积为2 L的恒容密闭容器中，在一定温度下发生反应：2A(g)+3B(g)　　C(g)+2D(g)，经过15 min容器内的压强是反应前的，则0~15 min内用B的浓度变化表示的反应速率是 A.0.15 mol·L-1·min-1 B.0.3 mol·L-1·min-1 C.0.45 mol·L-1·min-1 D.0.6 mol·L-1·min-1 A 当堂诊学·成效校验 3．在不同条件下进行反应：2SO2(g)+O2(g)　　2SO3(g)，下列表示的反应速率最快的是 A.v(O2)=3 mol·L-1·min-1 B.v(SO2)=0.6 mol·L-1·s-1 C.v(SO3)=0.5 mol·L-1·s-1 D.v(O2)=0.2 mol·L-1·s-1 B 当堂诊学·成效校验 C 4.某温度下，浓度都是1 mol·L－1的两种气体X2和Y2，在密闭容器中反应生成Z，反应2 min后，测得参加反应的X2为0.6 mol·L－1，用Y2变化表示的反应速率v(Y2)＝0.1 mol·L－1·min－1，生成的c(Z)＝0.4 mol·L－1，则该反应的化学方程式为 A.X2＋2Y2===2XY2 B.2X2＋Y2===2X2Y C.3X2＋Y2===2X3Y D.X2＋3Y2===2XY3 变化量之比 = 化学计量数之比 Δc(Y2)＝0.2 mol·L－1 则X2、Y2、Z的物质的量浓度变化之比为0.6∶0.2∶0.4＝3∶1∶2 当堂诊学·成效校验 感谢观看 更多练习见分层作业 苏教版选择性必修 1 45 eq \f(Δc,Δt) 2MnOeq \o\al(－,4)＋5H2C2O4＋6H＋===2Mn2＋＋8H2O＋10CO2↑  $