高一化学(人教版)-化学反应的速率与限度第一课时化学反应的速率课件(共47张PPT)

(共47张PPT)
第六章 第二节
化学反应的速率与限度（1）
高一年级 化学
快慢差别很大的化学变化：
爆 炸
牛奶变质
钢铁生锈
溶洞形成
定性描述和比较
相对的快慢
科学研究
实际应用
定量描述和比较
同一定义或标准下的数据
物理学中物体的运动快慢用“速率”表示
ν
=
Δs
Δt
化学反应过程进行的快慢用“反应速率”来表示
一.化学反应的速率
化学反应速率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（均取正值）来表示。
浓度常以 mol/L为单位，时间常以 min（分）或 s（秒）为单位，
化学反应速率的单位相应为 mol/(L·min）或 mol/(L·s）。
1.定义
例如：
某反应的反应物浓度在5 min内由6 mol/L变成了2 mol/L，则以该反应物浓度的变化表示的该反应在这段时间内的平均反应速率为_____________。
反应物浓度的减少量为：4 mol/L
反应时间为：5 min
平均反应速率为 0.8 mol/(L·min)
“加快有利的化学反应”
“减慢有害的化学反应”
硫酸生产
合成氨
金属腐蚀
食物变质
影响化学反应速率的因素有哪些？
调控化学反应速率常常是决定化学实验成败或化工生产成本的关键
资料
打磨后的镁条与 4 mol/L盐酸
打磨后的铝片与 4 mol/L盐酸
思考：通过这个实验，
能得出什么结论？
一.化学反应的速率
2.影响化学反应速率的因素
内因
物质自身的性质
【探究】影响化学反应速率的因素
哪些反应条件会影响化学反应的速率？
影响化学反应速率的因素可能有________、____________、___________等。
问题
猜想和假设
设计实验方案
催化剂
反应温度
反应物浓度
【实验】
（1）催化剂对化学反应速率的影响
2H2O2 2H2O + O2↑
催化剂
2KClO3 2KCl + 3O2↑
过氧化氢分解：
氯酸钾分解：
氨的催化氧化：
4NH3 + 5O2 4NO + 6H2O
合成氨、SO2转化为SO3等
△
催化剂
催化剂
△
选择实验对象：
【实验】
（1）催化剂对化学反应速率的影响
选择实验对象：
2H2O2 2H2O + O2↑
催化剂
2KClO3 2KCl + 3O2↑
过氧化氢分解：
氯酸钾分解：
氨的催化氧化：
4NH3 + 5O2 4NO + 6H2O
合成氨、SO2转化为SO3等
△
催化剂
催化剂
△
条件温和
操作简单
现象明显
易于观察
便于记录
绿色环保
……
资料
【实验】
（1）催化剂对化学反应速率的影响
有催化剂
无催化剂
实验结论：
加入催化剂，
过氧化氢分解反应速率增大。
“手持技术”
计算机
数据采集器
注射器
气体压强传感器
【实验】
（1）催化剂对化学反应速率的影响
资料
【实验】
（1）催化剂对化学反应速率的影响——借助“手持技术”
【实验】
（1）催化剂对化学反应速率的影响——借助“手持技术”
选择实验对象：
2H2O 2H2O + O2↑
催化剂
过氧化氢分解：
【实验】
（2）温度对化学反应速率的影响
提供的用品：
5% H2O2溶液、1 mol/L FeCl3溶液（也可做H2O2分解反应的催化剂）、试管、试管夹、烧杯、热水。
任务：结合所给用品，尝试设计方案探究温度对过氧化氢分解速率的影响。
【实验】
（2）温度对化学反应速率的影响
任务：评价一下某同学的实验方案
催化剂相同
反应物浓度相同
反应温度不同
【实验】
（2）温度对化学反应速率的影响
组别 加入5 % H2O2溶液的体积 加入1 mol/L FeCl3溶液的体积 反应温度 产生气泡快慢
冷水组 2 2 滴 冷水
热水组 2 2 滴 热水
mL
mL
【实验】
（2）温度对化学反应速率的影响
资料
【实验】
（2）温度对化学反应速率的影响
实验结论：
在此实验条件下，其他条件相同时，
升高温度，过氧化氢分解速率增大，
降低温度，过氧化氢分解速率减小。
组别 加入5 % H2O2溶液的体积 加入1 mol/L FeCl3溶液的体积 反应温度 产生气泡快慢
冷水组 2 2 滴 冷水 慢
热水组 2 2 滴 热水 快
mL
mL
【实验原理】
Na2S2O3 + H2SO4 Na2SO4 + SO2↑ + S↓ + H2O
【实验】（2）温度对化学反应速率的影响
反应生成的硫使溶液出现乳白色浑浊，比较浑浊出现所需时间的长短，可以判断该反应进行的快慢。
（硫代硫酸钠）
【提供的用品】
0.1 mol/L Na2S2O3溶液、 0.1 mol/L 硫酸、试管、烧杯、量筒、试管架、温度计、秒表、热水、冷水。
任务：结合所给用品，尝试设计方案探究温度对硫代硫酸钠与硫酸反应速率的影响
【实验】（2）温度对化学反应速率的影响
实验编号 加入0.1 mol/L Na2S2O3溶液的体积 加入0.1 mol/L H2SO4 溶液的体积 水浴温度 出现浑浊的时间
1 5 5
2 5 5
mL
mL
℃
s
【实验】（2）温度对化学反应速率的影响
资料
【实验】（2）温度对化学反应速率的影响
实验编号 加入0.1 mol/L Na2S2O3溶液的体积 加入0.1 mol/L H2SO4 溶液的体积 水浴温度 出现浑浊的时间
1 5 5 25 29
2 5 5 74 10
mL
mL
℃
s
实验结论：
在此实验条件下，其他条件相同时，
升高温度，硫代硫酸钠与硫酸反应速率增大，
降低温度，硫代硫酸钠与硫酸反应速率减小。
【实验】（2）温度对化学反应速率的影响
实验编号 加入0.1 mol/L Na2S2O3溶液的体积 加入0.1 mol/L H2SO4 溶液的体积 水浴温度 出现浑浊的时间
1 5 5 25 29
2 5 5 74 10
mL
mL
℃
s
【实验原理】
Na2S2O3 + H2SO4 Na2SO4 + SO2↑ + S↓ + H2O
【提供的用品】
0.1 mol/L Na2S2O3溶液、 0.2 mol/L Na2S2O3溶液、
0.1 mol/L 硫酸、试管、烧杯。
任务：结合所给用品，尝试设计方案探究浓度对硫代硫酸钠与硫酸反应的速率的影响
【实验】（3）浓度对化学反应速率的影响
实验编号 加入Na2S2O3溶液的浓度 加入Na2S2O3溶液的体积 加入0.1 mol/L H2SO4溶液的体积 水浴温度 出现浑浊的快慢
1 0.1 5 5 常温
2 0.2 5 5 常温
【实验】（3）浓度对化学反应速率的影响
mL
mL
mol/L
低浓度组
高浓度组
【实验】（3）浓度对化学反应速率的影响
实验编号 加入Na2S2O3溶液的浓度 加入Na2S2O3溶液的体积 加入0.1 mol/L H2SO4溶液的体积 水浴温度 出现浑浊的快慢
1 0.1 5 5 常温 慢
2 0.2 5 5 常温 快
mL
mL
mol/L
实验结论：
在此实验条件下，其他条件相同时，
增大反应物浓度，硫代硫酸钠与硫酸反应速率增大，
降低反应物浓度，硫代硫酸钠与硫酸反应速率减小。
低浓度组
高浓度组
【实验】（3）浓度对化学反应速率的影响
实验编号 加入Na2S2O3溶液的浓度 加入Na2S2O3溶液的体积 加入0.1 mol/L H2SO4溶液的体积 水浴温度 出现浑浊的快慢
1 0.1 5 5 常温 慢
2 0.2 5 5 常温 快
mL
mL
mol/L
0.1 mol/L H2SO4溶液分别与0.1 mol/L Na2S2O3溶液、0.2 mol/L Na2S2O3溶液反应过程中浊度的变化曲线
“手持技术”
0.1 mol/L Na2S2O3溶液
0.2 mol/L Na2S2O3溶液
一.化学反应的速率
2.影响化学反应速率的因素
内因
物质自身的性质
外因
反应温度
反应物浓度
催化剂
大量实验事实和科学研究证明：
一般条件下，当其他条件相同时，
催化剂：可以改变化学反应速率；
反应物浓度：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；
外
因
反应温度：升高温度，化学反应速率增大，
降低温度，化学反应速率减小；
其他因素：固体表面积等。
对于有气体参与的反应：
在相同温度下，压强越大，一定质量的气体体积越小，单位体积内气体的分子数越多。（如右图）
在相同温度下，压强越大，一定质量的气体体积越小，单位体积内气体的分子数越多。（如右图）
增大压强（减小容器容积）相当于增大反应物的浓度，化学反应速率增大；
减小压强（增大容器容积）相当于减小反应物的浓度，
化学反应速率减小。
对于有气体参与的反应：
一.化学反应的速率
2.影响化学反应速率的因素
内因
物质自身的性质
外因
反应温度
反应物浓度
催化剂
固体表面积
压强（有气体参与）
多因素问题
一.化学反应的速率
2.影响化学反应速率的因素
内因
物质自身的性质
外因
反应温度
反应物浓度
催化剂
固体表面积
压强（有气体参与）
有催化剂
无催化剂
影响因素：催化剂
影响因素：温度
冷水组
热水组
过氧化氢分解反应的反应速率的影响因素
影响因素：温度
影响因素：浓度
低浓度组
高浓度组
冷水组
热水组
硫代硫酸钠与硫酸的反应速率的影响因素
影响因素：温度
硫代硫酸钠与硫酸的反应速率的影响因素
实验编号 加入0.1 mol/L Na2S2O3溶液的体积 加入0.1 mol/L H2SO4 溶液的体积 水浴温度 出现浑浊的时间
1 5 5 25 29
2 5 5 74 10
mL
mL
℃
s
影响因素：浓度
硫代硫酸钠与硫酸的反应速率的影响因素
实验编号 加入Na2S2O3溶液的浓度 加入Na2S2O3溶液的体积 加入0.1 mol/L H2SO4溶液的体积 水浴温度 出现浑浊的快慢
1 0.1 5 5 常温 慢
2 0.2 5 5 常温 快
mL
mL
mol/L
科学研究中的变量控制
组别 因素1 因素2 因素3 因素4
1 不 相 同 相 同 相 同 相
同
2 3 4 其他条件相同时，因素1改变 因素1对应的结论。
因素2改变 因素2对应的结论。
……
最终得到结论：影响因素有1、2、3……；
组别 因素1 因素2 因素3 因素4
1 相 同 不 相 同 相 同 相
同
2 3 4 组别 因素1 因素2 因素3 因素4
1 相 同 相 同 不 相 同 相
同
2 3 4 ……
【方法总结】
化学反应的快慢与我们的生活、科研、工业、环境等息息相关，有利的反应通常适当快一些好，比如工业合成氨、工业制硫酸等，你能说出加快这些反应的措施吗？
影响化学反应速率的因素
措施
反应温度
反应物浓度
催化剂
固体表面积
气体压强
……
提高反应温度
提高反应物浓度
使用合适的催化剂
增大固体表面积
增大气体压强
（1）试说明该图中曲线的含义。
序号 镁条的质量/g 盐酸 物质的量浓度/ (mol·L-1） 体积/ mL
① 0.01 1.0 2
② 0.01 0.5 2
典型例题
某课外实验小组利用压强传感器，数据采集器等“手持设备”，探究镁与不同浓度盐酸的反应速率，两组实验所用药品及实验结果图下图所示。
曲线表示不同浓度盐酸与镁条反应时，产生的气体的压强随着时间的变化关系，曲线的斜率可以表征反应速率。
例：
1.0 mol/L盐酸
0.5 mol/L盐酸
典型例题
某课外实验小组利用压强传感器，数据采集器等“手持设备”，探究镁与不同浓度盐酸的反应速率，两组实验所用药品及实验结果图下图所示。
例：
（2）结合实验条件，分析两条曲线的区别。
实验1中氢离子的浓度大，反应速率大，表现在图像上其曲线斜率大，相同时间内比实验2生成的气体多，压强大。
1.0 mol/L盐酸
0.5 mol/L盐酸
序号 镁条的质量/g 盐酸 物质的量浓度/ (mol·L-1） 体积/ mL
① 0.01 1.0 2
② 0.01 0.5 2