2.1.1化学反应速率的计算与测定（27张）

(共27张PPT)
第二章 化学反应速率与化学平衡
第一节 化学反应速率
第1课时 化学反应速率
而溶洞的形成需要百年甚至千年。
【思考与讨论】怎样来描述反应的快慢呢？
学习
目标
第1课时
化学反应速率的计算与测定
PART
01
PART
02
知道化学反应速率的概念及表示方法;
能进行化学反应速率的简单计算；
了解化学速率的常见测定方法，能比较化学反应速率的快慢。
PART
03
一、化学反应速率
1.概念：用来衡量化学反应进行的快慢程度的物理量
3.表达式
4.常用单位
mol/(L min)、 mol/(L s)
=
V Δt
Δn
￣￣￣
V=
Δt
Δc
￣￣
=
t2–t1
c2–c1
￣￣￣
2.表示方法：
通常用单位时间内反应物浓度的减少量或生成物浓度的增加量来表示
写
5.注意
（1）化学反应速率是_____速率，且为正值
平均
（2）____________的浓度为常数，不能用__________________表示反应速率
固体或纯液体
固体或纯液体
（3）方程式中用不同物质表示速率，数值______,意义相同，要指明具体物质，且速率之比=_________=__________=__________
不同
化学计量数之比
Δc之比
Δn之比
小结1：同一个反应，用不同的物质来表示反应速率，数值是不一样的，所以应注明是由哪种物质表示的。
同一反应中，各物质的速率之比等于化学计量数之比。
对一个化学反应：mA+nB=pC+qD，可用任何一种物质的量浓度随时间的变化来表示该反应的速率。
v(A) =
v(B) =
v(C) =
v(D) =
且有===
例1：在1 L的密闭容器中，发生反应4A(s)＋3B(g)===2C(g)＋D(g)，经2 min后B的浓度减少0.6 mol·L－1。对此反应速率的正确表示是(　　)
A．用A表示的反应速率是0.4 mol·L－1·min－1
B．3v(B)＝2v(C)
C．在2 min末的反应速率用B表示是0.3 mol·L－1·min－1
D．在这2 min内用D表示的速率0.1 mol·L－1·min－1
化学反应速率的计算
D
运用“三段式”法进行计算的步骤：
第一步：写出有关反应的化学方程式；
第二步：设未知数，列出各物质的起始量、转化量、某时刻量；
第三步：根据已知条件列方程式计算，得出各物质的转化浓度(Δc)；
第四步：根据 v(A) = 计算反应速率。
①v(B) == ②A的转化率：α(A)=
起始浓度（mol/L） a b 0 0
浓度变化（mol/L） mx nx px qx
t时刻浓度（mol/L） a-mx b-nx px qx
mA(g)＋nB(g) = pC(g) ＋ qD(g)
任意反应
小结2“三段式”计算模板
注意：变化量之比等于化学计量数之比
例2：向容积为2 L的密闭容器中通入3 mol X气体，在一定温度下发生如下反应：2X(g) Y(g)＋3Z(g)。经5 min后反应达到平衡，此时测得容器内的压强为起始时的1.2倍，则用Y表示的化学反应速率为________，X的转化率为________，Z的平衡浓度为________。
化学反应速率的计算
0.03 mol·L-1·min-1
20％
0.45 mol/L
1．定性比较
通过观察实验现象，如反应的剧烈程度、产生气泡或沉淀的快慢、固体消失或气体充满所需时间的长短等来定性判断化学反应的快慢。
2．定量比较
同一化学反应速率用不同物质表示时数值可能不同，比较化学反应速率的快慢不能只看数值大小，还要进行一定的转化。
归一法：先统一单位，换算成同一物质表示的反应速率，再比较数值的大小。
比值法：比较化学反应速率与化学计量数的比值，比值越大化学反应速率越大。
小结3：化学反应速率的比较方法
例3.反应 A(g) + 3B(g) = 2C(g) + 2D (g) 在四种不同情况下的反应速率为：①v(A)=0.45mol·L-1·min-1 ②v(B)=0.6mol·L-1·s-1
③v(C)=0.4mol·L-1·s-1 ④v(D)=0.45mol·L-1·s-1
则该反应速率的快慢顺序为_____________________
④>③=②>①
②v(B)=0.6mol·L-1·s-1
③v(C)=0.4mol·L-1·s-1
④v(D)=0.45mol·L-1·s-1
v(A)=0.2mol·L-1·s-1
v(A)=0.2mol·L-1·s-1
v(A)=0.225mol·L-1·s-1
v(A)
1
①
=mol·L-1·s-1
v(B)
3
②
=0.2mol·L-1·s-1
v(C)
2
③
=0.2mol·L-1·s-1
v(D)
2
④
=0.225mol·L-1·s-1
①v(A)=0.45mol·L-1·min-1 = mol·L-1·s-1
方法二：比值法
方法一：归一法
二、影响化学反应速率的因素
1.内因：反应物本身的性质
2.外因：浓度、温度、催化剂、压强，固体反应物的表面积
写
☆定性研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/L Na2S2O3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。
课本P24页 实验探究Ⅰ
利用下列用品探究浓度、温度、催化剂等因素如何影响化学反应速率？
Na2S2O3 + H2SO4 ＝Na2SO4 + SO2 ↑ + S↓ + H2O
学习任务一 1.1定性探究浓度对化学反应速率的影响
定性与定量研究影响化学反应速率的因素
[探究Ⅰ]选择实验用品，设计实验定性探究影响化学反应速率的因素。
影响因素 实验步骤 实验现象比较 结论
浓度 量取两份5mL0.1mol/LNa2S2O3溶液分别于两支试管中，再量取5mL0.1mol/L硫酸溶液和5mL0.5mol/L硫酸溶液，同时分别加以上两支试管中。
加5mL0.5mol/L硫酸溶液的试管中出现浑浊快
其他条件不变，增大反应物浓度，加快化学反应速率
S2O32- + 2H+ ＝ SO2↑ + S↓ + H2O
★浓度对化学反应速率影响的注意事项
（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）固体物质的反应速率与其表面积有关，颗粒越小，表面积越大，反应速率就越快，故块状固体可通过研磨来增大表面积，从而加快反应速率。
（4）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。
学习任务一 1.1定性探究浓度对化学反应速率的影响
影响因素 实验步骤 实验现象比较 结论
温度 量取两份5mL0.1mol/LNa2S2O3溶液分别于两支试管中，再量取两份5mL0.1mol/L硫酸溶液，将一份硫酸溶液置入水浴中加热一段时间，然后同时将温度不同的两份硫酸溶液分别加以上两支试管中。
其他条件不变，升高温度，加快化学反应速率
加入热的5mL0.1mol/L硫酸溶液的试管中出现浑浊快
学习任务一 2.定性探究温度对化学反应速率的影响
②反应若是可逆反应，升高温度，正、逆反应速率都加快，只是加快的程度不一样。
★注意：
③实验测定，温度每升高10℃,化学反应速率通常增大到原来2~4倍。
①无论吸热反应、还是放热反应，升高温度，速率都加快，只是加快的程度不一样。
学习任务一 2.定性探究温度对化学反应速率的影响
影响因素 实验步骤 实验现象比较 结论
催化剂 量取两份5mL5%H2O2溶液分别于两支试管中，其中一支试管中加入3滴蒸馏水，另一支加3滴FeCl3溶液同时分别加以上两支试管中。
加入FeCl3溶液的试管中产生气体速率快，加蒸馏水的试管中几乎看不到现象
其他条件不变，加入催化剂，大幅加快化学反应速率
学习任务一 3.定性探究催化剂对化学反应速率的影响
①没特别指明一般指正催化剂
③使用催化剂同等程度的增大正逆反应速率，从而减少反应到达平衡所需时间
⑤催化剂中毒：催化剂的活性因接触少量的杂质而明显下降甚至遭到破坏，这种现象叫催化剂中毒
②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
④催化剂具有一定的选择性
学习任务一 3.定性探究催化剂对化学反应速率的影响
★注意：
[探究Ⅱ] 通过实验测定，定量比较化学反应的速率。
加入试剂 反应时间(min) 反应速率(mL/min)
结论
1mol/LH2SO4
4mol/LH2SO4 2’51”
1’37”
3.51
6.17
其他条件不变，增大反应物浓度，加快化学反应速率
学习任务一 4.定量探究浓度对化学反应速率的影响
1.怎么检查该装置的气密性？
关闭分液漏斗的活塞，将注射器的活塞推入一小段（或活塞拉出一小段），松开手，注射器的活塞恢复回原位置，说明气密性好。
【问题与计论】
2.有同学经认真分析发现本实验设计存在一处明显的不足之处，你能找到吗？
漏斗中稀硫酸滴入锥形瓶中，即使不生成气体，也会将瓶中的空气排出，使所测气体的体积偏大。
写
3.如何改进问题2中的不足之处？
导管作用：①使分液温斗内气体压强与锥形瓶内气体压强相等，打开分液漏斗活塞时液体能顺利滴下。
②滴入锥形瓶的液体体积等于进入分液漏斗的气体体积，从而消除由于加入液体引起的氢气体积误差。
用导管将分液漏斗上部与锥形瓶连通
锌粒
硫酸
写
只适用于气体（必须引起气体浓度改变）
1.适用范围:
学习任务一 5. 探究压强对化学反应速率的影响
★注意：
2.恒温恒容时加入稀有气体使压强增大，但是反应物和生成物的浓度都没改变，所以化学反应速率不变。
3.恒温恒压时加入稀有气体使体积增大，反应物和生成物的浓度都减小，所以化学反应速率减小。
恒容装置
恒压装置
稀有气体
稀有气体
体积不变浓度不变
压强对速率的影响是通过改变气体的浓度来改变的；若压强变化之后，气体的浓度未变，其化学反应速率不变。
体积增大浓度变小
二、影响化学反应速率的因素
3、化学反应速率的测定
（1）测定原理
υ＝
Δc
Δt
找与化学反应物质的浓
度相关的物理量
气体
颜色
体积
压强
溶液
电导率
pH
颜色
浑浊度
找与该物理量化学变化对应的时间
（2）测定方法
①其余条件相同时，测定收集相同体积的气体、溶液颜色发生相同变化、产生等量沉淀、消耗某一固体反应物等所用的时间来测定反应速率
②其余条件相同时，测定相同时间内收集气体的体积、溶液颜色的变化、产生沉淀的量等来测定反应速率
※注意：控制变量
从实验现象和实验测量两方面如何判断化学反应进行的快慢？
①观察产生气泡的快、慢；
②观察试管中剩余锌粒的质量的多、少；
③用手触摸试管，感受试管外壁温度的高、低
定性描述
①测定收集一定体积的H2时所用的时间；
②测定一段时间内溶液中H＋浓度的变化；
③测定一段时间内锌粒质量的变化。
④测定一定时间内收集的H2的体积。
定量描述
化学反应速率
定性描述：化学反应特征现象出现的快、慢
定量描述：
实验测定：控制单一变量，找与浓度相关
可测量、易操作变量
化学反应速率
小结：如何表征化学反应速率
Δc
Δt
υ ＝
Δn
VΔt
＝