2.1.1 化学反应速率课件 2026-2027学年高二上学期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，系统涵盖定义、计算、影响因素及定量测定等核心内容。课堂从反应快慢的定性比较切入，引导学生思考定量描述方法，通过概念辨析、公式推导搭建学习支架，衔接前后知识逻辑。 其亮点在于以问题链驱动探究，结合“三段式”计算模型、变量控制实验（如浓度对Na₂S₂O₃与H₂SO₄反应速率的影响）及图像表征，培养科学思维与探究能力。学生通过实例分析深化化学观念，教师可借助结构化内容提升教学效率。

第一节 化学反应速率 第1课时 化学反应速率 第二章　化学反应速率与化学平衡 1 私藏(5天)的霉变苹果 (90秒)鬼火电动车 不同的化学反应进行的快慢千差万别，快与慢是相对而言的，是一种定性的比较。 那么，如何定量的描述化学反应过程进行的快慢呢? 引·新课导入 2 化学反应速率的定义 单位时间内反应物浓度的减小量或生成物浓度的增加量。 1、意义： 表示化学反应进行快慢的物理量。 2、表示： 3、表达式： υ(A) = —— Δc(A) Δ t υ(A) = —— Δn(A) V•Δ t Δc 表示物质A浓度的变化，单位mol/L Δt 表示反应时间变化，常用单位s、min 4、单位： mol/ (L·min) 或 mol/(L·s) mol· L-1·min-1 或 mol·L-1·s-1 1 mol/(L·s) = mol/(L·min) 60 均取正值 （反应体系体积须恒定） 单位换算，仅需替换不同的部分；1s ＝60-1 min 【例1】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．若一段时间内某化学反应的反应速率为0.5 mol·L－1·s－1，就是指在该时间段内反应物和生成物的浓度变化都为0.5 mol·L－1·s－1 D．化学反应速率常用单位有mol·L－1·s－1和mol·L－1·min－1 C 析·典型范例 化学反应速率的注意事项 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或mol/L· min 化学反应速率是一段时间内的平均速率，不是某一时刻的瞬时速率； 反应中，用浓度变化表示化学反应速率只适用于气体和溶液中的溶质，纯液体和纯固体的浓度恒定不变，不能用其浓度来表示化学反应速率； 纯液体表示速率可用L/s或L/min，纯固体表示速率可用g/s或g/min 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，但表示的意义相同且化学反应速率之比＝化学计量数之比。 表示化学反应速率时，必须指明用哪种物质作标准，在v的后面将该物质的化学式用括号括起来； 化学反应速率的注意事项 v (A)︰v (B)︰v (C)︰v (D) ＝ ∆c(A)︰∆c(B)︰∆c(C)︰∆c(D) ＝ ∆n(A)︰∆n(B)︰∆n(C)︰∆n(D) ＝ m︰n︰p︰q 反应速率之比 ＝ 化学计量数 之比 ＝ 物质的浓度的变化量 之比 m A + n B p C + q D 化学反应速率的计算 【例题】在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） 三段式法计算∆c 0.1 ∆c N2 + 3H2   2NH3 C始 C末 0.3 0.2 v(N2)= =0.02mol/(L·min) v(H2)= =0.06mol/(L·min) v(NH3)= =0.04mol/(L·min) 0.7 0.8 附加题：N2 的转化率为？ 相关计算： 变化量 起始量 转化率= ×100 ％ α (N2) = ×100 ％ =12.5％ 0.1mol 0.8mol 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。 相关计算： 变化量 起始量 转化率= ×100 ％ “三段式”计算模型 反应 mA ＋ nB pC　　 起始浓度/（mol·L－1） a b c 转化浓度/（mol·L－1） x t时刻浓度/（mol·L－1）a－x b－ c＋ 化学反应速率的计算 8 恒温、恒容时，浓度均为 1 mol·L-1的两种气体X和Y，在密闭容器中发生 反应生成气体Z，10 s末反应达到平衡时，X、Y、Z的浓度分别是0.4 mol·L-1、0.8 mol·L-1、0.4 mol·L-1，该反应的化学方程式为(　　) 习题 B 化学计量数之比 ＝ 物质的浓度的变化量之比 化学反应速率的计算 常见求算量： ①转化率 ②有气体参加的反应，前后压强之比 (恒容条件) 根据 PV=nRT， ③ 物质A的体积分数 (恒容条件) 化学反应速率的大小比较 A “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) “②看物质” 将不同物质的 v 转化成同一物质的v “③比较” 比较数值大小： 数值越大， v越大。 N2 or H2 v (A) m = v (B) n (1)转化法： 化学反应速率的大小比较 (2)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)， v(A) a v(B) b > 则用A表示的化学反应速率大于用B表示的化学反应速率。 【例1】 在密闭容器中,合成氨的反应 N2 ＋3H2⇌2NH3开始时 ，在不同反应条件下测得化学反应速率如下，其中化学反应速率由大到小的是___________________ C ＞A＞ B v(N2) 1 v(H2) 3 ＝ 1.2 3 ＝ mol/(L·min) 0.4 ＝ mol/(L·min) v(N2) 1 v(NH3) 2 ＝ 72 2 ＝ mol/(L·min) 36 ＝ mol/(L·min) 1.2×60 ＝ mol/(L·min) 运用归一法，将H2、NH3的反应速率，用N2来表示 60 s-1 ＝(60-1 min)-1 ＝60 min-1 1s ＝60-1 min 72 ＝ mol/(L·min) 0.4 ＝ mol/(L·min) 36 ＝ mol/(L·min) 单位换算，仅需替换不同的部分 单位换算：1 mol/(L·s) ＝______ mol/(L·min) A. υ(N2) ＝ 0.6 mol/(L·min) B. υ(H2) ＝ 1.2 mol/(L·min) C. υ(NH3)＝ 1.2 mol/(L·s) 析·典型范例 化学反应速率的图像表征 以生成物的浓度变化为例： 浓度 时间 t1 t2 v(平均速率)= 割线斜率 C1 C2 v(瞬时速率)切线斜率 浓度 时间 t3 斜率大→速率快 斜率小→速率慢 (1) 反应物是________；生成物是________。 (2) 该反应化学方程式是__________________。 化学反应速率的图像表征 根据图像推断方程式 A和B C A ＋ B ⇌ C ∆c C始 C末 4 6 6 8 0 4 6 8 2 3 3 2 3A ＋ 2B ⇌3C 共存 【根据图像确定方程式三步走】 ① 看趋势：定反应物、生成物 ② 做差：求变化量 ③ 得方程式：变化量之比=系数比 【练习4】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(　　) 反应开始到10 s，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，Y的转化率为79.0% C. t1 s时，Z和X的浓度相等，达到了化学 平衡状态 D. 反应的化学方程式为X(g)＋Y(g)⇌Z(g) B ⇌ D 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 化学反应速率的定性研究 18 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 二、影响化学反应速率的因素 化学反应速率的定性研究 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 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 二、影响化学反应速率的因素 二、影响化学反应速率的因素 化学反应速率的定性研究 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。 二、影响化学反应速率的因素 二、影响化学反应速率的因素 化学反应速率的定性研究 21 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 二、影响化学反应速率的因素 二、影响化学反应速率的因素 化学反应速率的定性研究 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。 二、影响化学反应速率的因素 二、影响化学反应速率的因素 化学反应速率的定性研究 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 二、影响化学反应速率的因素 二、影响化学反应速率的因素 化学反应速率的定性研究 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。 二、影响化学反应速率的因素 二、影响化学反应速率的因素 化学反应速率的定性研究 【实验探究】压强对反应速率的影响 (有气体参加的反应) 增大压强 减小体积 增大浓度 反应速率ν加快 减小压强 增大体积 减小浓度 反应速率ν减慢 注意：压强只对于有气体参加的反应有影响，当反应物都是固体或液体时，压强对速率无影响。 二、影响化学反应速率的因素 二、影响化学反应速率的因素 化学反应速率的定性研究 思考与交流 恒容时，向反应2SO2+O2 2SO3中充入N2气，化学反应速率如何变化？ 恒压时，向反应2SO2+O2 2SO3充入N2，化学反应速率如何变化？ 恒容时通入惰性气体，体系压强增大，但反应物和生成物的浓度不变，所以化学反应速率不变。 恒压时通入惰性气体，系统体积增大，反应物和生成物的浓度减小，所以化学反应速率减小。 二、影响化学反应速率的因素 二、影响化学反应速率的因素 化学反应速率的定性研究 结论 其他条件相同时，对于有气体参加的反应来说： 增大压强，化学反应速率加快。 减小压强，化学反应速率减慢。 (1)恒温时： 压强P↑→体积V↓→反应体系浓度C(体系)↑→反应速率ν↑ (2)恒温时，恒容密闭容器中： ①充入气体反应物 → P↑→ C(反应体系)↑ → ν↑； ②充入反应无关气体(如He）→P↑，但C(反应体系)不变 → ν不变 (3)恒压时： 充入反应无关气体(如He）→V↑→C(反应体系)↓→ν↓ 二、影响化学反应速率的因素 二、影响化学反应速率的因素 化学反应速率的定性研究 化学反应速率的定量测定 化学反应速率是可以通过实验测定的。根据化学反应速率表达式，实验中需要测定不同反应时刻反应物(或生成物)的浓度 υ＝ Δc Δt 实验原理： ①直接测Δc ②利用与浓度有关的变量间接测定 气体：体积、体系压强、颜色深浅等 离子浓度：pH、浑浊度、电导率 与该反应对应时间 固定体积测时间 固定时间测体积 通常测定与变化有关的各种物理量 化学反应速率的定量测定 CH3COOC2H5 + OH- → CH3COO- + C2H5OH H2SO4 + BaCl2 == BaSO4↓ + 2H2O H2(g) + I2(g) 2HI(g) 气体颜色 不能测体系的压强 浑浊度 电导率 浊度仪 电导率仪 pH pH计 通常测定与变化有关的各种物理量 2KMnO4 + 5H2C2O4 + 3H2SO4 == K2SO4 + 2MnSO4 + 8H2O + 10CO2↑ 化学反应速率的定量测定 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。 气体体积 体系压强 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。 二、影响化学反应速率的因素 二、影响化学反应速率的因素 化学反应速率的定量研究 【设计方案】 确定变量：______________ 控制不变的因素：_______________________________ 3. 测定数据 硫酸的浓度 锌粒的质量 锌粒的表面积 溶液的体积 温度 压强 b.固定时间，测体积？ 你有哪些方法比较锌粒和 1 mol/L H2SO4 溶液、4 mol/L H2SO4 溶液化学反应速率的大小？ 【反应原理】Zn + H2SO4= ZnSO4 ＋ H2 ↑ a.固定体积，测时间？ 二、影响化学反应速率的因素 化学反应速率的定量研究 定量研究影响化学反应速率的因素 化学反应速率的定量研究 实验 操作 原理 收集10mLH2所用时间 反应速率 结论 t1 t1 10 mL v1(H2)= t2 t2 10 mL v2(H2)= v₁(H₂)<v₂(H₂),则其他条件相同时，反应物的浓度越大，化学反应速率越大 Zn+H2SO4=ZnSO4+H2↑ 上述实验探究中，用到什么科学方法？ 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。 化学反应速率的定量研究 实验通过测量收集10 mL H2所用的时间，来表征反应速率的快慢，除了这个方式，还可以测量哪些物理量来表征速率快慢？ ①测量一定时间内H+的浓度变化； ②测量一定时间内产生的H2的体积； ③测量一定时间内锌粒的质量变化。 36 习题 室温下，按如图所示的装置进行实验（实验过程中反应体系的温度保持不变），5 s 内消耗0.01 mol锌。下列说法正确的是(　　) A、5 s内：v(H2SO4)=0.01 mol·L-1·s-1 B、5 s内：v(Zn)=0.002 mol·L-1·s-1 C、若药品足量，再消耗 0.65 g Zn的时间超过 5 s D、可用长颈漏斗替换分液漏斗 C 对于反应3Cu＋8HNO3（稀） 3Cu（NO3）2＋2NO↑＋4H2O，在测 量化学反应速率时，以下相关性质不可以利用的是（　　） A. 气体的体积和体系的压强 B. 溶液颜色的深浅 C. 固体物质的体积 D. H＋浓度的变化 解析： 　与化学反应中任何一种化学物质的浓度（或质量）相关的性质在测量反应速率时都可以加以利用，包括能够直接观察的某些性质（如释放出气体的体积和体系压强），也包括必须依靠科学仪器才能测量的性质（如颜色的深浅），故A、B、D三项可以利用。 √ 习题 实验：在一定温度下，10 mL 0.40 mol/L H2O2溶液发生催化分解。测定0 ～ 6 min内的化学反应速率。 2H2O2 2H2O＋O2↑ 催化剂 方法1：测量 υ(H2O2) Δc(H2O2) 方法2：测量 ΔV(O2) Δn(O2) υ(O2) 化学反应速率测定 案例分析 探·知识奥秘 39 t/min 0 2 4 6 8 10 V(O2)/mL 0.0 9.9 17.2 22.4 26.5 29.9 实验：在一定温度下，10 mL 0.40 mol/L H2O2 溶液发生催化分解，不同时刻测得生成的 O2 的体积(已折算为标准状况)如下表(溶液体积变化忽略不计)。求0～6 min时段的化学反应速率。 ＝ 1.0×10-3 mol Δn(O2)＝ Vm Δ V(O2) 0.0224 L 22.4 L/mol ＝ 化学反应速率测定 案例分析 1.0×10-3 mol ∆n /(mol) 2.0×10-3 ＝ Δn(H2O2) V ·Δt Δc(H2O2) Δt υ(H2O2)＝ 0.01 L×6 min 2.0×10-3 mol ＝ ≈ 3.3×10-2 mol/(L·min) 2H2O2 2H2O＋O2↑ 催化剂 探·知识奥秘 、 40 v(A)＝，v(B)＝， v(C)＝，v(D)＝ A.X(g)+2Y(g)2Z(g) B.3X(g)+Y(g)2Z(g) C.2X(g)+Y(g)Z(g) D.X(g)+2Y(g)Z(g) 1．将2 mol X和2 mol Y充入2 L密闭容器中发生如下反应：X(g)＋3Y(g)2Z(g)＋aQ(g)。2 min后达到平衡时生成0.8 mol Z，测得Q的浓度为0.4 mol/L，下列叙述错误的是 (　　) A．a的值为2 B．平衡时X的浓度为0.8 mol·L－1 C．Y的转化率为60% D．反应速率v(Y)＝0.6 mol·(L·min)－1 2MnOeq \o\al(－,4)＋5H2C2O4＋6H＋===2Mn2＋＋8H2O＋10CO2↑ Lavf60.4.100 $