6.2《化学反应的速率与限度——化学反应的速率》（第1课时）课件(共35张PPT)

(共35张PPT)
第1课时　化学反应的速率
第六章
化学反应与能量
第二节　化学反应的速率和限度
选择性必修一
2st
学习目标
化工生产中的重要非金属元素
1、了解化学反应速率的概念和表示方法。
2、能够进行化学反应速率的简单计算。
3、理解影响化学反应速率的因素及规律。
核心素养
1、变化观念：认识反应条件对化学反应速率的影响（控制变量）。
2、模型认知：能用一定的理论模型说明外界条件改变对反应速率的影响。
一、化学反应的速率
爆炸: 瞬间完成
生锈——数月或数年
牛奶变质：数天完成
溶洞形成: 数万年
一、化学反应的速率
不同的化学反应进行的快慢千差万别，快和慢是相对而言的，我们以上的判断方法都是定性地在描述反应的快慢。然而，在科学研究和实际的应用中，往往需要定量描述一个反应进行的快慢。
化学反应的快慢是相对的！
什么是定性？什么是定量？
例如：我们学过物理都知道：
（1）光的传播速度是很快的；
（2）光在空气中的传播速度3×108m/s。
定性描述
定量描述
在科学研究和实际应用中，对化学反应进行的快慢进行定量的描述或比较时，要使用同一定义或标准下的数据。与物理学中物体的运动快慢速率表示类似，化学反应过程进行的快慢用化学反应速率来表示。
一、化学反应的速率
1、定义：通常用单位时间内反应物浓度的减小量或生成物浓度的增加量来表示。
2、表达式：
3、单位：
注意： 1. v是表示某段时间内的平均速率，且为正值。
2. 需要指明具体物质。
3. 一般不用纯液体或固体来表示化学反应速率。
v=
Δt
Δc
=
Δn
V Δt
mol/(L.s) 或 mol/(L.min)
一、化学反应的速率
思考
在一容积为2 L的密闭容器中，加入 1 mol N2 和 3 mol H2 , 发生反应：
N2 + 3 H2 2 NH3 ，在2 s末时，测得容器中含有0.4 mol 的 NH3 ，求该反应的化学反应速率。
起始量（mol）
变化量（mol）
2s末时量（mol）
1
1–0.2=0.8
3–0.6=2.4
0.4
解：
N2 + 3 H2 2 NH3
0.4
0.6
0.2
3
0
一、化学反应的速率
则：
思考：1、通过以上计算结果，同学们能否得出某种结论？
2、若反应物的起始量不等于化学计量数之比呢？
一、化学反应的速率
再如
一定条件下，氮气与氢气在密闭容器中合成氨。起始时加入氮气和氢气且浓度分别为1 mol/L 和1 mol/L，2min后，氮气的浓度为0.8 mol/L ，氢气的浓度为0.4 mol/L，氨气的浓度为0.4 mol/L 。分别用氮气、氢气和氨气的浓度变化表示的这2min内的化学反应速率是多少？
一、化学反应的速率
分析： 3H2 + N2 2NH3
起始浓度 1mol/L 1mol/L 0
变化浓度 0.6mol/L 0.2mol/L 0.4mol/L
2min后浓度 0.4mol/L 0.8mol/L 0.4mol/L
V(H2)=
V(N2)=
V(NH3)=
结论：在同一化学反应中，各物质的化学反应速率之比等于方程式中的化学计量数之比。
一、化学反应的速率
对于在密闭容器中的反应：a A + b B = c C + d D 来说，存在如下
关系：
一、化学反应的速率
①同一反应，可用不同物质在单位时间 内浓度的变化来表示，但必须指明是用哪种反应物或哪种生成物来表示。
②用不同物质在单位时间内浓度变化表示时，速率比等于方程式中的系数比。
例如：在反应aA + bB == cC + dD中，
v(A):v(B):v(C):v(D) == a : b : c : d
③均取正值，且是某一段时间内的平均速率。
一、化学反应的速率
则该反应速率的快慢顺序为:
反应 A + 3B = 2C + 2D 在四种不同条件下的反应速率为：
(1) ν(A)=0.3mol/(L·s )
(2) ν(B)=0.6mol/(L·min)
(3) ν(C)=0.4mol/(L·s)
(4) ν(D)=0.45mol/(L·s)
(1)>(4)>(3)>(2)
结论:比较反应的快慢,应取同一参照物且单位要一致。
思考
二、影响化学反应速率的因素
下列反应，你是希望其反应速率越快越好还是越慢越好？
■钢铁腐蚀 ■ 食物腐坏 ■ 炼钢 ■ 合成氨
1. 内在因素：物质本身的结构与性质。（主要因素）
2. 外界因素：（次要因素）
思考
二、影响化学反应速率的因素
探究：影响化学反应速率的因素
【问题】我们已经知道催化剂可以影响化学反应速率，此外还有哪些
条件会影响化学反应的速率？
【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、大理石
碎块、冷水、热水、试管、试管夹、烧杯。
二、影响化学反应速率的因素
2. 外界因素：(次要因素)
5% 的H2O2溶液
科学探究：实验 1
FeCl3溶液
FeCl3溶液
FeCl3溶液
40℃热水
常
温
5℃冷水
（1）温度对化学反应速率的影响
二、影响化学反应速率的因素
现象 结论
热水中
常温
冷水中
产生气泡速率增大
升高温度，反应速率增大
有气泡冒出
产生气泡速率减慢
降低温度，反应速率减慢
结论1：当其它条件不变时，升高温度，化学反应速率增大；
降低温度，化学反应速率减慢
2H2O2=== 2H2O + O2↑
FeCl3
二、影响化学反应速率的因素
科学探究：实验 2
大理石碎块
0.1mol/L盐酸
1mol/L盐酸
结论2：
当其它条件不变时，增大反应物的浓度反应速率加快，减小反应物的浓度反应速率减慢。
(适用于气体和溶液)
（2）浓度对化学反应速率的影响
二、影响化学反应速率的因素
科学探究：实验 3
（3）固体表面积对化学反应速率的影响
大理石碎块
1mol/L盐酸
1mol/L盐酸
大理石粉末
结论3：
当其它条件不变时，增大固体表面积可以加快反应速率
（接触充分）。
二、影响化学反应速率的因素
科学探究：实验 4
（4）催化剂对化学反应速率的影响
FeCl3溶液
MnO2粉末
5% 的H2O2溶液
二、影响化学反应速率的因素
现 象 结 论
不加其它 试剂加入
加入MnO2
FeCl3溶液
立即产生
大量气泡
2H2O2 ===== 2H2O + O2↑
催化剂MnO2能加快反应速率
MnO2
2H2O2===== 2H2O + O2↑
催化剂FeCl3能加快反应速率
FeCl3
溶液中有少
量气泡出现
不用催化剂，化学反应速率很小
立即产生
大量气泡
结论4：催化剂可以改变化学反应的速率
二、影响化学反应速率的因素
催化剂对化学反应速率的影响
催化剂能改变化学反应的速率。有的催化剂能加快化学反应的速率，叫正催化剂；有的催化剂能减慢化学反应速率，叫负催化剂。在实践中，若无特殊说明，凡说催化剂都是指正催化剂。
催化剂只有在一定的温度下才能最大限度的显示其催化作用，不同的催化剂对温度的要求不一样。
催化剂中毒：催化剂的催化性能往往因接触少量的杂质而明显下降甚至遭破坏，这种现象叫催化剂中毒。
二、影响化学反应速率的因素
（5）压强对化学反应速率的影响
结论5：对于气体来说，在相同温度下，压强越大，一定质量气体的体积越小，单位体积内气体的分子数越多(如图6-16)。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。
二、影响化学反应速率的因素
在日常生活和化学实验中，如果我们细心观察和思考，还会发现更多影响化学反应速率的因素。
如：光波，电磁波，超声波，溶剂等。
（5）其他因素对化学反应速率的影响
二、影响化学反应速率的因素
温 度：温度高，反应速率快
催化剂：一般加快反应速率
固体的表面积
反应物的状态等
外因
浓 度：浓度大，反应速率快
压 强：压强大，反应速率快
内因：反应物本身的性质（最主要因素）
影响化学反应速率的因素
归纳小结
二、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。
增大接触面积。
2. 把食物放在冰箱里，在糕点包装内防治除氧剂可以延长食品保质期。
温度越高，食物腐败变质的速率越快，电冰箱能提供较低的温度，减缓食物的腐败；除氧剂减少氧气含量，等于减少反应物浓度，减缓食物腐败。
二、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或实验中，分别利用或体现了哪些影响反应速率的因素？
3. 实验室通常要将两种块状或颗粒状的固体药品研细，并混匀后再进行反应。
原因是什么？
能增大反应物的接触面积，使反应物充分接触，使反应速率加快。
4. 镁在空气中和在纯氧中反应的剧烈程度明显不同。
增大了反应物浓度。
二、影响化学反应速率的因素
1、下列四种X溶液均能与盐酸反应，其中反应最快的是（ ）
A. 10℃20mL 3mol/L的X溶液
B. 20℃30mL 2mol/L的X溶液
C. 20℃10mL 4mol/L的X溶液
D. 10℃10mL 2mol/L的X溶液
课堂练习
C
二、影响化学反应速率的因素
课堂练习
2. 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程度的物理量
B. 化学反应速率的大小主要取决于反应物的性质
C. 化学反应速率可以用单位时间内生成某物质的质量的多少来表示
D. 化学反应速率常用单位有mol·L－1·s－1和mol·L－1·min－1
C
二、影响化学反应速率的因素
课堂练习
3. 已知 4NH3+5O2=4NO+6H2O,则下列关系式正确的是( )
4/5v(NH3)=v(O2) B. 4/5v(NH3)=v(H2O)
C. 5/6v(O2)=v(H2O) D. 4/5v(O2)=v(NO)
D
二、影响化学反应速率的因素
课堂练习
4. 已知合成氨反应N2(g)＋3H2(g) 2NH3(g)，其浓度数据如下：
当用氨气浓度的增加来表示该化学反应的速率时，其速率为（ ）
A. 0.2 mol·L－1·s－1
B. 0.4 mol·L－1·s－1
C. 0.6 mol·L－1·s－1
D. 0.8 mol·L－1·s－1
N2 H2 NH3
起始浓度/mol·L－1 1.0 3.0 0
2 s末浓度/mol·L－1 0.6 1.8 0.8
A
高温、高压
催化剂
二、影响化学反应速率的因素
B
5. 对于硫酸工业中SO2的催化氧化反应2SO2+O2 2SO3, 下列说法错误的是(　　)
A. 使用催化剂能加快化学反应速率
B. 增大压强对反应速率无影响
C. 降低反应温度,化学反应速率减慢
D. 增大O2浓度,化学反应速率增大
课堂练习
二、影响化学反应速率的因素
课堂练习
6. 在一定条件下，mA+nB=pC的反应中，各物质的化学反应速率为
V(A)=amol·L-1·s-1,V(B)=a/2mol·L-1·s-1, V(C)=amol·L-1·s-1,
则该反应的化学方程式是__________________。
2A+B=2C
向奋斗在一线的老师致敬
课堂小结
感谢您的观看
选择性必修一
THS