化学人教版（2019）必修第二册第六章第二节化学反应速率和影响因素（共35张ppt）

(共35张PPT)
化学反应速率与影响因素
Chemical reaction rate and limitation
化学平衡
动力学
必修二 第六章 第二节
化学反应速率
Chemical reaction rate
PART 01
如何定量描述一个化学反应的快慢？
如何定量描述一个化学反应的快慢？
联想
物理学中我们如何定量地衡量物体运动的快慢？
速度v=
s
t
猜想
化学中如何定量地衡量化学反应的快慢？
单位时间内物体移动的距离
单位时间内······？
化学反应速率：衡量化学反应过程进行的快慢程度
Chemical reaction rate
1、表示方法：通常为单位时间内反应物浓度的减少量/生成物浓度的增加量(均为正值)
2、表达式：
v=
c
t
v=
n
V· t
3、常用单位：
注意：固体与纯液体的浓度为一定值， c=0，因此不用固体或纯液体的浓度变化表示化学反应速率，可用其质量、物质的量等物理量表示化学反应速率
c=
n
V
mol/(L·s)或mol·L-1·s-1或mol/(L·min)或 mol·L-1·min-1
v=
n
V· t
mol
L·s
小试牛刀——公式运用
1、在某一化学反应中，反应物B的浓度在5s内从2.0 mol/L变成0.5 mol/L，在这5s内B的化学反应速率为____________。
2、一10L的反应容器中，反应物B的物质的量在2min内从8mol变成4mol，在这2min内B的化学反应速率为______________。
v(B) ＝
ΔcB
Δt
＝
5s
2.0 mol/L- 0.5 mol/L
0.3mol/(L·s)
＝
0.3mol/(L·s)
v (B) ＝
ΔnB
V·Δt
＝
10L·2min
8 mol- 4 mol
0.2mol/(L·min)
＝
0.2mol/(L·min)
3、某一10L反应容器中反应物B初始浓度为1mol/L，在最初反应的2s内，消耗反应物B的平均速率为0.06mol·L-1·s-1，则在2s末，反应物B的物质的量为_____________。
ΔcB ＝
v (B) ·Δt
＝
0.06×2
0.12(mol/L)
＝
cB2s末 ＝
cB0- ΔcB
＝
1-0.12
0.88(mol/L)
＝
nB2s末 ＝
cB2s末·V
＝
0.88×10
8.8(mol)
＝
8.8mol
运算技巧——三段式
【例1】已知SO2在催化剂加热条件下能与氧气反应为SO3，现将4 mol SO2和2 mol O2 在2 L的密闭容器中反应2 min 后，SO2的物质的量浓度为1.5 mol/L。
（1）求2min内SO2、O2、SO3的反应速率；（2）求2min时SO2的转化率。
思考：比较用SO2、O2、SO3表示的反应速率，从中你能得出什么结论？
化学反应速率特点
1、同一化学反应中，用不同的物质表示的反应速率可能不同，但意义相同，因此在描述反应速率时必须指明具体的物质，v(B)
2、用不同反应物表示同一化学反应速率时（单位相同）：
化学反应速率之比=化学计量数之比
对于反应mA(g) + nB(g) === pC(g) + qD(g)，
v (A)∶v (B)∶v (C)∶v (D) = m∶n∶p∶q
小试牛刀——三段式运用
练1、在容积为2L的密闭容器中进行如下反应：A(g)+2B(g) 3C(g)+xD(g)，开始时A为4mol，B为6mol，C为1mol；5min末时测得C的物质的量为4mol，用D表示的化学反应速率v(D)为0.2mol/(L·min)。计算：
(1)5min末A的物质的量浓度为_______________。
(2)前5min内用B表示的化学反应速率v(B)为______________。
(3)化学方程式中x值为_________。
(4)A在5min时的转化率为______________。
(5)B在5min时的物质的量分数为__________。
(6)5min时与反应前容器的压强比为___________。
1.5mol/L
0.2mol/(L·min)
2
25%
30.8%
13:11
小试牛刀——化学反应速率大小比较
练2、对于反应A(g)+2B(g)=3C(s)+2D(g)来说，下列反应速率最快的是（ ）
A．v(A)=0.32 mol·L-1·min-1
B．v(B)=0.55 mol· L-1·min-1
C．v(C)=0.02 mol·L-1·s-1
D．v(D)=0.01 mol· L-1·s-1
归一法
【例2】已知反应4CO＋2NO2=N2＋4CO2在不同条件下的化学反应速率如下：
①v(CO)＝1.5 mol·L－1·min－1　②v(NO2)＝0.01 mol·L－1·s－1　③v(N2)＝0.4 mol·L－1·min－1　④v(CO2)＝1.1 mol·L－1·min－1
请比较上述4种情况反应的快慢：________(由大到小的顺序)。
③①②④
A
课堂练习
1、在容积不变的密闭容器中，M与N反应生成P和R，其化学反应速率分别用v(M)、v(N)、v(P)、v(R)表示。已知： 5v(M)=4v(N)、 5v(P)=4v(N)、 3v(P)=2v(R)。则此反应可表示为（ ）
A．3M+2N 4P+5R B．5M+6N 5P+4R
C．4M+5N 3P+2R D．4M+5N 4P+6R
D
课堂练习
2、在一定条件下，将3molA和1molB两种气体混合于固定容积为2L的密闭容器中，发生如下反应：3A(g)＋B(g) xC(g)＋2D(g)，2min末该反应生成0.8molD，并测定C的浓度为0.2mol·L-1，下列判断错误的是（ ）
A．x=1
B．2min内A的反应速率为0.6mol·L-1·min-1
C．B的转化率为40%
D．反应过程中2v(A)=3v(D)
B
影响化学反应速率的因素
Chemical reaction rate
PART 02
影响化学反应速率的因素
不同的水果保质期不同，熟香蕉一周左右就会变质，但是橙子能在常温下保存一个月，这意味着 是决定化学反应速率的主要因素
物质自身的性质
影响化学反应速率的因素
食物直接暴露在常温空气中易变质，用冰箱保存延长其保质期
影响速率的因素为___________
蜂窝煤比普通煤块燃烧效率更高
影响速率的因素为________________
温度
固体的表面积
调控化学反应速率的意义
使用酵母来加速面团的发酵
影响速率的因素为___________
腌制咸鸭蛋，泥土中的盐分越高，咸蛋成熟得越快
影响速率的因素为___________
催化剂
浓度
影响化学反应速率的因素
一、内因
反应物本身的性质是影响化学反应速率的主要因素。
二、外因(其他条件不变，只改变一个条件)
1、催化剂：
2、温度：
3、浓度：
4、压强：
5、其他因素：固体的表面积、光波、电磁波、溶剂等
实验探究
【设计实验：探究各因素对化学反应速率的影响】
实验室提供以下仪器和药品：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、试管架、烧杯、量筒、胶头滴管。
实验设计思路：
1、选择化学反应
2、确定待研究的影响因素
3、设计改变因素的操作
4、确定观测反应快慢的指标（定性宏观角度）
实验室提供以下仪器和药品：5%H2O2溶液，10%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、试管架、烧杯、量筒、胶头滴管。
实验探究
【实验1：探究催化剂对化学反应速率的影响】
结论：催化剂会影响化学反应速率
1、选择化学反应
2、确定待研究的影响因素
3、设计改变因素的操作
4、确定观测反应快慢的指标（定性宏观角度）
2H2O2=2H2O+O2↑
催化剂
产生气泡的速率
控制变量
影响化学反应速率的因素
催化剂
【阅读课本P46 神奇的催化剂】
特点：
影响化学反应速率的程度极大；
具有选择性；
不同催化剂的催化效率不同；
催化剂存在一定的活性温度；
参与反应，反应前后自身的组成、化学性质和质量不变
具有正催化剂（加快）和负催化剂（减慢）
食用油脂里通常会加入0.01%~0.02%没食子酸正丙酯，可有效防止酸败。这里的没食子酸正丙酯就是一种负催化剂
实验探究
【小组实验活动5min】
实验室提供以下仪器和药品：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、试管架、烧杯、量筒、胶头滴管。
1、选择化学反应
2、确定待研究的影响因素
3、设计改变因素的操作（具体的实验操作，可画出装置图）
4、确定观测反应快慢的指标（定性宏观角度）
影响化学反应速率的因素
【实验2：探究温度对化学反应速率的影响】
实验操作
实验现象 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
实验结论 对于反应2H2O2 2H2O＋O2↑来说，温度升高， H2O2的分解速率____________________
加快
升高温度会在一定程度上加快化学反应速率，即T↑,v↑
影响化学反应速率的因素
【实验3：探究浓度对化学反应速率的影响】
实验操作
实验现象 加1mol/L盐酸的试管内产生气泡较快，加0.1mol/L盐酸试管内产生气泡较慢
实验结论 其他条件相同时，反应物浓度越大，反应速率______
越快
1
0.1mol/L
增大浓度会在一定程度上加快化学反应速率，即c↑,v↑
影响化学反应速率的因素
【实验3：探究浓度对化学反应速率的影响】
为了使分析更加有说服力，我们应该从定量的角度研究浓度对过氧化氢分解的影响，需设计一系列实验得到数据做出速率变化曲线。现实验室仅有1mol/L H2O2溶液和冷水，该如何设计这个定量实验？
　　　实验 混合溶液　　　 A B C D E F
1mol·L-1 H2O2溶液/mL 30 V1 V2 V3 V4 V5
H2O/mL 0
影响化学反应速率的因素
【实验4：探究固体表面积对化学反应速率的影响】
实验操作
实验现象 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
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______
越快
1
增加固体表面积会在一定程度上加快化学反应速率，即s↑,v↑
影响化学反应速率的因素
【讨论：压强对化学反应速率的影响】
如何增大该容器的压强？
方法1：减小容器体积
V↓，p↑，n反-，c ↑，v↑
方法2：恒容充反应物
影响化学反应速率的因素
【讨论：压强对化学反应速率的影响】
如何增大该容器的压强？
n反↑，V-， p↑，c↑，v↑
方法3：恒容充无关气体
n反-， V-， p↑，c-，v-
压强改变不一定影响速率，
回归压强对浓度的影响进行分析
影响化学反应速率的因素
一、内因
反应物本身的性质是影响化学反应速率的主要因素。
二、外因(其他条件不变，只改变一个条件)
1、催化剂：正催化剂，v↑
2、温度：T↑，v↑
3、浓度：c↑，v↑
4、压强：从浓度角度分析，若 p↓ 使得 c↑ ，则 v↑
5、其他因素：固体的表面积、光波、电磁波、溶剂等
多因素影响化学反应速率
对于一个化学反应而言，可能存在多个因素同时影响化学反应速率。例如CaCO3与盐酸的反应（放热反应），生成的CO2的物质的量与时间图像如图所示，请分析不同时间段该反应化学速率的变化情况。
小试牛刀
【课本P45 思考与讨论】
下列调控反应的措施或实验中，分别利用或体现了哪些影响反应速率的因素？
（1）向炉膛内鼓风，用煤粉代替煤块可以使炉火更旺；
（2）把食物存放在冰箱里，在糕点包装内放置除氧剂可以延长食品保质期；
（3）做化学实验时，为加速反应的进行，通常将块状或颗粒状的固体药品研细并混匀，或者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明显不同。
小试牛刀
判断正误
(1)Na、Mg、Al的金属性决定了它们与水反应的速率大小(　　)
(2)对一定条件下C(s)＋O2(g) CO2(g)的反应，增加C的量，该反应化学反应速率加快(　　)
(3)对于放热反应，升高温度化学反应速率减小(　　)
(4)改变压强，化学反应速率必然改变(　　)
(5)用铁和稀硫酸反应制取氢气时，换成浓硫酸，产生氢气的速率加快
(　　)
√
×
×
×
×
小试牛刀
在带有活塞的密闭容器中发生如下反应：3Fe(s)＋4H2O(g) Fe3O4(s)＋4H2(g)，分析改变下列条件化学反应速率如何改变(填“变大”“变小”或“不变”)，阐述理由。
(1)增加铁片的质量(不考虑表面积的变化)________，
理由_________________________________________________________________
(2)保持容器的体积不变，增加水蒸气的通入量_______，
理由_________________________________________________________________
(3)保持容器内压强不变，充入一定量的氩气________，
理由_________________________________________________________________
(4)保持容器的容积不变，充入一定量的氩气_____，
理由_________________________________________________________________
不变
纯固体的浓度视为常数，改变用量不影响化学反应速率
变大
增大反应物浓度加快化学反应速率
变小
保持压强不变，充入氩气，容器体积增大，水蒸气的浓度变小，因而化学反应速率变小
不变
容器的容积不变，充入氩气，反应物和生成物的浓度均不改变，因而化学反应速率不变
课堂练习
1.(2020·廊坊高一检测)为了探究温度对化学反应速率的影响，下列实验方案可行的是
√
课堂练习
2.(2020·凌源市校级月考)容积可变的密闭容器中加入WO3和H2进行反应：WO3(s)＋3H2(g) W(s)＋3H2O(g)，下列说法不正确的是
A.将容器的体积缩小一半，其反应速率增大
B.保持体积不变，充入氩气，其反应速率不变
C.保持压强不变，充入氖气，H2O(g)的生成速率增大
D.保持压强不变，充入氖气，H2O(g)的生成速率减小
√
课堂练习
3.(2020·济宁市鱼台县校级月考)下列各组反应(表中物质均为反应物)中，反应刚开始时放出H2的速率最大的是
选项 金属(粉末状) /mol 体积/mL 酸浓度/(mol·L－1) 酸 反应温度/℃
A Mg 0.1 10 6 HNO3 60
B Mg 0.1 10 3 HCl 60
C Fe 0.1 10 3 HCl 60
D Mg 0.1 10 3 H2SO4 60
√