高中化学人教版（2019）必修第二册第六章第二节化学反应速率及其影响因素（共31张ppt）

(共31张PPT)
第六章 化学反应与能量
第二节 化学反应的速率与限度
第1课时 化学反应的速率
【学习目标】
1.理解化学反应速率的概念。
2.通过化学反应速率影响因素的学习，学会“变量控制”的科学方法。
3.能解释生活中常见的改变反应速率的事例。
在化学实验和日常生活中，我们经常观察到这样的现象：有的反应进行的快，有的进行的慢。
你了解下图涉及的化学反应进行的快慢吗？反应的快慢程度与我们有什么关系？
很快
较快
较慢
很慢
思考·讨论
化学反应的快慢是相对的，不同的化学反应，快慢不同。
一、化学反应速率概念
1.化学反应速率
意义—表示化学反应过程进行 的物理量
　↓
定义—单位时间内反应物浓度的 或生成物浓度的 .
　↓
表达式—
↓
单位— 或mol·L-1·s-1
【微点拨】v表示反应速率,Δc表示反应物(或生成物)浓度的变化,Δt表示反应时间的变化。
快慢
减少量
增加量
mol·L-1·min-1
Δt
Δc
常用单位mol·L-1
常用单位min或 s
例1：在某一化学反应里，反应物A的浓度在20 s内从8.0 mol/L变成3.0 mol/L。试求在这20 s内该反应的化学反应速率为多少？
t
(A)＝
c(A)
=
（8.0-3.0） mol/L
20 s
＝0.25 mol/(L·s)
典例分析
第2０s的反应速率为多少？
无法确定
注意：反应速率指一段时间内的平均速率
例2：反应A2 + 3B2 2C2 在5 min 内，A2的物质的量由6 mol变成4 mol，容器的体积为1L，B2的起始物质的量为10 mol，求：
(1)这段时间内A2的平均反应速率
(2)这段时间内B2，C2的平均反应速率
典例分析
利用“三段式”法计算化学反应速率(v)和转化率(α)
设a mol·L-1、b mol·L-1分别为A、B两物质的起始浓度,t s后,
mx mol·L-1为反应物A的转化浓度,nx mol·L-1为反应物B的转化浓度,则:
三段式解题法
起始量、变化量、最终量
第一步：写出化学方程式
第二步：写出三段式的量
第三步：依据相关公式计算
化学反应的速率理解计算
已知： 2SO2 + O2 2SO3
t=0时 3mol/L 1mol /L 0
t=2min 2.5mol/L
求：用SO2 、 O2 、SO3浓度变化量表示的反应速率。 即：V(SO2) 、V(O2) 、V(SO3)
催化剂
加热

典例分析
例3：
方法：三段法
解 已知： 2SO2 + O2 2SO3
　　　　3 　　　1 　　 0
　　　　　0.5　　　0.25 0.5
　　　　　　
0.75 　　　0.5
催化剂
加热

起始浓度(mol/L)
变化浓度(mol/L)
2min末浓度(mol/L) 2.5
三段法
V(SO2)=
(3－2.5) mol/L
(2－0) min
= 0.25mol/（L.min ）
V(O2)=
(1－0.75)mol/L
(2－0)min
= 0.125 mol/（L.min）
V(SO3)=
(2－0)min
(0.5－0) mol/L
= 0.25mol/（L.min）
〖思考与讨论〗
分析计算出的V(SO2) 、
V(O2) 、V(SO3) 的比值与方程式的系数比有什么关系
三段式法:
只有变化量与系数成比例
1. 将4 mol A和2 mol B在2 L的密闭容器中混合,并在一定条件下发生反应:2A(s)+B(g) 2C(g),反应2 s后测得C的浓度为0.6 mol·L-1。下列说法正确的是(　　)
A.用物质A表示2 s内的平均反应速率为0.3 mol·L-1·s-1
B.用物质B表示2 s内的平均反应速率为0.6 mol·L-1·s-1
C.2 s时v(C)=0.3 mol·L-1·s-1
D.2 s时物质B的浓度为0.7 mol·L-1
D
不能用固体物质的浓度变化表示化学反应速率
化学反应速率是平均速率不是瞬时速率
则2 s时物质B的浓度为 -0.15 mol·L-1·s-1×2 s=0.7 mol·L-1,B项错误,
课堂小练
2. 反应4A(s)＋3B(g)=2C(g)＋D(g)，经2 min后B的浓度减少0.6 mol/L，下列说法正确的是(　　)
A．用A表示的反应速率是0.4 mol/(L·min)
B．在2 min末的反应速率，用B表示是0.3 mol/(L·min)
C．分别用B、C、D表示反应的速率，其比值是3∶2∶1
D．在这2 min内B和C两物质浓度是逐渐减小的
C
课堂小练
结论
1、同一反应的反应速率可以用不同的物质来表示, 其数值可能不同, 但所表示的物理意义相同。在表示反应速率时，应注明是由哪种物质表示的。
2、同一反应的各反应速率之比等于化学方程式的系数之比。即对于反应：aA+bB=cC+dD (各物质都不是固体和纯液体)
A:B:C:D = a : b : c : d
又如： N2 + 3H2 ===== 2NH3
V(N2)∶V(H2)∶V(NH3)=
催化剂
高温高压
如 2SO2 + O2 2SO3
V(SO2) ∶V(O2) ∶V(SO3)= 2∶1∶2
催化剂
加热
1∶3∶2

3：根据下图填空：
(1)反应物是 ；
生成物是 ；
(2)2min内A、B、C三者的反应速率是多少？
该反应的化学方程式是 。
A、B
C
3A+2B 3C
课堂小练
0.25
0.3
0.8 ÷ 3=0.27
0.25
4. 在2A(g)＋B(g)??3C(g)＋4D(g)反应中，
①表示该反应速率最快的是(　　)
A．v(A)＝0.5 mol·L－1·s－1
B．v(B)＝0.3 mol·L－1·s－1
C．v(C)＝0.8 mol·L－1·s－1
D．v(D)＝1 mol·L－1·s－1
B
②下列反应速率关系中，正确的是 ( )
A．2v(A)＝ v(B) B．v(B)＝ 3v(C)
C．2v(A)＝ v(D) D．3v(C)＝ 4v(D)
C
课堂小练
5： 已知 4NH3+5O2=4NO+6H2O，则下列关系式正确的是（ ）
A. 4v(NH3)=5v(O2) B. 4v(NO)=6v(H2O)
C. 5v(O2)=6v(H2O) D. 4v (O2)=5v(NO)
D
课堂小练
比较下列每组化学反应的速率，并分析引起速率不同的可能原因：
4. 夏天米饭变质
冬天米饭变质
1. Mg + HCl
Al + HCl
2. H2O2分解
H2O2+MnO2
3. 硫在空气中燃烧
硫在氧气中燃烧
思考与讨论
内因：反应物本身的性质
外因：外界条件
【探究】
影响化学反应速率的因素
【假设】影响化学反应速率的因素可能有反应温度、反应物浓度等。
【用品】5%H2O2溶液、1mol/LFeCl3溶液、0.1mol/L盐酸、1mol/L盐酸、大理石碎块、冷水、热水、试管、试管夹、烧杯。
方法引导——变量控制方法
1、温度对化学反应速率影响的探究
实验 操作
实验 现象
实验 结论
①产生气泡
速率最慢
②产生气泡
速率较快
③产生气泡
速率最快
当其它条件相同时，升高温度，化学反应速率增大；降低温度，化学反应速率减小
2、浓度对化学反应速率影响的探究
实验 操作
实验 现象
实验 结论
2 mL 0.1 mol/L盐酸
2 mL 1 mol/L盐酸
等量的大理石碎块
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。
加入1 mol/L盐酸的试管中生成气泡的速率更快
【注意】对于纯液体或固体其浓度是常数，改变它们的量不会改变化学反应速率。浓度改变不能过犹不及，如金属铝与稀硫酸反应生成氢气，若变成浓硫酸则发生钝化现象。
3、催化剂对化学反应速率影响的探究
实验 操作
实验 现象
实验 结论
催化剂(正)能加快化学反应速率
①有少量
气泡出现
②能产生
大量气泡
③能产生
大量气泡
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积，使反应物的浓度改变。
4、压强化学反应速率的影响
增大压强的方法
（1）压缩体积或充入气态反应物
（2）体积不变，充入不参与反应的气体
压强增大，反应物浓度增大，化学反应速率加快
压强增大，但反应物浓度不发生变化，故化学反应速率不变
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
压缩容器
恒容
5、固体反应物表面积对化学反应速率的影响
实验 操作
实验 现象
实验 结论
其他条件相同时，固体反应物表面积越大，反应速率越大
加碳酸钙粉末的试管内产生气泡较快，加块状碳酸钙的试管内产生气泡较慢
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
影响化学反应速率的因素
【思考与讨论】
下列调控反应速率的措施中，利用或体现了哪些影响反应速率的因素？
（1）向炉膛内鼓风，可以使炉火更旺。
（2）把食品存放到冰箱内。在食品包装内放置除氧剂可以延长食品保质期。
（3）做化学实验时，将固体试剂溶于水配成溶液后再进行实验。
（4）铁在空气中和在纯氧中反应的剧烈程度不同
（1）反应物的浓度、反应物的接触面积
（2）温度、反应物的浓度
（3）反应物的接触面积
（4）反应物的浓度
1.对于反应2SO2(g)+O2(g) 2SO3(g)。如下表所示,保持其他条件不变,只改变一个反应条件时,生成SO3反应速率会如何变化 (在表空格内填“增大”“减小”或“不变”)。
【课堂练习】
改变条件 升高温度 降低温度 增大氧气的 浓度 使用催化剂 减小容器体积 恒容下充入Ｎｅ
生成ＳＯ３的速率
增大
减小
增大
增大
增大
不变
２.下列措施中，不能增大化学反应速率的是（　　　）
Ａ、Zn与稀硫酸反应制取H2时，加入蒸馏水
B、Al在O2中燃烧生成Al2O3时，用铝粉替代铝片
C、CaCO3与稀盐酸反应生成CO2时，适当升高温度
D、用KClO3固体分解制取O2时，固体中添加少量MnO2
Ａ
【课堂练习】
３.一定条件下，分别对反应C(s)＋CO2(g)=2CO(g)进行如下操作：
①升高反应体系的温度；②减小CO2的浓度；
③缩小反应体系的体积；④减小压强。
上述措施中一定能使反应速率显著变大的是（ ）
A.①②③④ B.①③④ C.①② D.①③
D
【课堂练习】
4.在体积为2 L的密闭容器内合成氨，已知在时间t内，氨的物质的量增加了0.6 mol，在此时间段内，用氢气表示的平均反应速率是0.45 mol·L－1·s－1，则t是(　　)
A．0.44 s　 B．1 s C．1.33 s D．2 s
N2 + 3H2 2NH3
v(NH3):v(H2 ) = 2:3 = v(NH3) : 0.45
v(NH3) =0.3 mol/(L·s)
B
作业
课本第４９页第２题
课本第５３页第２题