第六章第二节化学反应的速率与限度（一）(教学课件）(共32张PPT)-2022-2023学年高一化学人教版（2019）必修第二册

(共32张PPT)
高一—人教版—化学—必修第二册—第六章
第二节 化学反应速率与限度
——化学反应速率
【学习目标】
1. 通过生活常识、数据分析和实验现象的观察，初步形成化学反应速率的概念及其定量表示的一般方法、知道影响化学反应速率的常见因素。
2. 通过影响化学反应速率实验方案的设计，学会“控制变量”的科学方法，增强证据推理的意识。
3. 能从微观角度理解浓度和压强对速率的影响，发展宏观辨识与微观探析的化学学科核心素养。
牛
奶
变
质
铁
桥
生
锈
爆
炸
溶
洞
形
成
请比较图中所涉及的化学反应进行的快慢。
【思考】
一、化学反应速率
1. 表示方法：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。
2. 计算公式：
3. 单位：mol/(L min) 或 mol/(L s)
某反应中反应物A的浓度在5min内由6mol/L变成了2mol/L，求该反应物这段时间内的平均反应速率。
【例题】
某反应中反应物A的浓度在5min内由6mol/L变成了2mol/L，求该反应物这段时间内的平均反应速率。
v(A) =
答：反应物A这段时间的平均分应速率是0.8 mol/(L min)。
【例题】
【解】
= 0.8 mol/(L min)
在某2L的密闭容器中发生化学反应N2(g)+3H2(g)2NH3(g)，
5min内NH3的物质的量增加了0.2mol。
【例题】
物质 N2 H2 NH3
物质的量的变化（mol）
物质的量浓度的变化（mol/L）
反应速率（mol·L-1·min-1）
各物质速率之比 化学方程式中各物质计量数之比 结论 0.1
0.3
0.2
0.05
0.15
0.1
0.01
0.03
0.02
1 : 3 : 2
1 : 3 : 2
化学反应中各物质的反应速率之比等于化学计量数之比
某温度时，在2L的容器中，X、Y、Z三种物质的物质的量随时间变化的曲线如图所示。
【例题】
（1）反应开始至5min， Y的
平均反应速率为_________________。
（2）该反应的化学方程式为
_______________________ ；
0.2 mol/(L min)
Y + 2Z = 2X
【小结】在使用化学反应速率时应注意：
（1）化学反应速率只取正值，没有负值。
（2）通过公式计算出的化学反应速率是一段时间内的
平均速率，而不是瞬时速率。不同时刻的化学反
应速率不一定相同。
（3）对于固体物质或纯液体物质，由于我们认为它们
的“浓度”是不变的，所以一般不用固体或纯液
体表示一个化学反应的速率 。
（4）对于同一化学反应，用不同的物质表示化学反应
速率，其数值可能不相同。各物质表示的反应速
率比等于该反应方程式中化学计量数的比。
影响因素 如何影响


2. 影响因素：
（1） 内因：参加反应的物质的性质是决定化学反应速率
的重要因素。
（2） 外因：
催化剂
催化剂可以改变化学反应速率
除此之外，影响化学反应速率的因素还可能有哪些？
【思考】
（1）生活中把食物存放在冰箱里，可以延长保质期；
（2）铁在空气中和在纯氧中反应的剧烈程度明显不同；
（3）做化学实验时，通常会将块状固体研细或将固体先溶解
再进行实验以加速反应的进行。
环境温度。
反应物浓度。
反应物颗粒大小、反应物的接触面积。
实验一：反应温度的影响。
不同温度环境 实验现象
冷水
热水
在两支大小相同的试管中均加入2mL5%H2O2溶液，同时滴入2滴1 mol/L FeCl3溶液，待试管中均有气泡出现时，将其中一支试管放入盛有冷水的烧杯中，另一支试管放入盛有热水的烧杯中，观察、记录现象并进行对比。
产生气泡较慢
产生气泡较快
影响因素 如何影响
催化剂 催化剂可以改变化学反应速率
温度 其他条件相同时，
温度越高，化学反应速率越大

（2） 外因：
请利用实验室常用的药品和仪器，自行设计实验方案来探究反应物浓度对反应速率的影响。
【思考】
实验二：反应物浓度的影响。
盐酸的浓度 实验现象
0.1 mol/L
1 mol/L
方案1：取同等质量、颗粒大小相同的大理石粉末于两支试管中，分别加入2mL 0.1 mol/L盐酸和1mol/L盐酸，观察、记录现象并进行对比。
产生气泡较慢
产生气泡较快
影响因素 如何影响
催化剂 催化剂可以改变化学反应速率
温度 其他条件相同时，
温度越高，化学反应速率越大
反应物浓度 其它条件相同时，
反应物浓度越大，化学反应速率越大
（2） 外因：
除此方案外，也可以设计其它可行的实验方案。
★控制变量：对于多因素的问题，常常采用只改变其中某一个因素，控制其它因素不变的研究方法，把多因素问题变成单因素问题。
【方法导引】
在实验方案中若需使用固体反应物，应注意选用大小相同、表面积相同的固体；若实验中所发生的反应伴随有明显的放热或吸热，应观察反应起始，即相同温度下的实验现象。
实验二：反应物浓度的影响。
盐酸的浓度 实验现象
0.1 mol/L
1 mol/L
方案2：取同等质量、表面积相同经打磨除去氧化膜后的镁条于两支试管中，分别加入2mL0.1mol/L盐酸和1mol/L盐酸，观察反应初始的现象并进行对比。
某探究小组用HNO3与大理石反应过程中质量减小的方法研究影响反应速率的因素．所用HNO3浓度为1.00mol/L、2.00mol/L，大理石有细颗粒与粗颗粒两种规格，实验温度为25℃、35℃ ，每次实验HNO3的用量为25.0mL、大理石用量为10.00g。
【例题】
请完成以下实验设计表，并在实验目的一栏中填出对应的实验编号：
实验编号 实验温度 大理石 规格 HNO3 浓度 实验目的
① 25℃ 粗颗粒 2.00 mol/L I. 实验①和②探究HNO3浓度对该反应速率的影响
II. 实验①和 探究温度对该反应速率的影响
III. 实验①和 探究大理石规格（粗、细）对该
反应速率的影响
② ③ ④ 25℃
粗颗粒
1.00 mol/L
35℃
粗颗粒
2.00 mol/L
③
细颗粒
2.00 mol/L
25℃
④
选择气体反应体系为研究对象：
压强对气体粒子之间的距离会产生影响。
压强变化，由于气体粒子间距的改变，相同分子数也就是相同物质的量的气体所占的体积就会变化，气体的浓度也就相应发生改变。
增大压强，相当于增大气态反应物的浓度，化学反应速率增大；
减小压强，相当于减小气态反应物的浓度，化学反应速率减小。
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的速率会如何变化？
【例题】
改变条件 升高温度 降低温度 增大氧气的浓度
生成SO3的速率
改变条件 使用催化剂 减小容器容积 恒容下充入Ne
生成SO3的速率
增大
增大
减小
增大
增大
不变
某课外实验小组利用压强传感器、数据采集器和计算机等数字化实验设备，探究镁与不同浓度盐酸的反应速率，两组实验所用药品如下：
【例题】
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
实验结果如右图所示。
（1）试说明图中曲线的含义。
（2）结合实验条件，分析两条曲线的区别。
（1）试说明图中曲线的含义。
曲线表示不同浓度盐酸与镁条反应时，产生气体的压强随时间的变化关系。
曲线斜率可表征反应速率。
（2）结合实验条件，分析两条曲线的区别。
①实验1中c(H+)大，反应速率快，图像中曲线斜率大，相同时间内比实验2所产生的气体多、压强大；
②两次实验中盐酸均过量，镁条均不足，理论上若时间足够长，最终反应生成的气体的物质的量相同，产生的压强也应该是一样的。
神奇的催化剂
化学反应过程，这样精准调控
《人民日报》
（2021年11月11日）
“纳米限域催化”
1. 表示方法：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。
2. 计算公式：
3. 单位：mol/(L min) 或 mol/(L s)
【总结：化学反应速率】
4. 影响因素：
①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。
②浓度：增大反应物浓度，化学反应速率增大；减小反应物浓度，化学反应速率减小。
③压强：改变压强，因为改变了气体反应物的浓度，所以影响了化学反应速率。
④反应物接触面积：增大固体表面积、增大反应物接触面积，化学反应速率加快。
⑤催化剂可以调控化学反应速率。
（1） 内因：参加反应的物质的性质是决定化学反应速率的重要因素。
（2） 外因：
练习与应用
1. 下列关于化学反应速率的说法中，错误的是（ ）
A. 化学反应速率是用来衡量化学反应进行快慢的物理量
B. 化学反应速率可以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
C. 化学反应速率0.8mol/(L s)是指1秒时某物质的浓度为0.8mol/L
D. 一般来说，可以通过观察化学反应的现象，进而比较和判断
反应速率的大小
C
2. 在一定条件下：N2O4 (g) 2NO2(g)，在20s内N2O4的浓度
由0.1mol/L降到0.06mol/L，则v (N2O4)为 （ ）
A. 0.01mol/(L s) B. 0.002mol/(L s)
C. 0.06mol/(L s) D. 0.04mol/(L s)
B
练习与应用
练习与应用
3. X、Y、Z三种气体可发生反应 3X+Y 2Z，在三种不同情况下
测得的速率分别为：
①v(X)= 1.0mol/(L min);
②v(Y)= 0.5mol/(L min);
③v(Z)= 0.5mol/(L min);
这三种情况下该反应的速率由快到慢的顺序是（ ）
A. ③>②>① B. ②>①>③ C. ①>②>③ D. ③>①>②
B
练习与应用
4. 将镁条投入盛有足量盐酸的敞口容器里，反应速率用产生
氢气的速率来表示。下列因素中：①盐酸的浓度；②镁条的
表面积；③溶液的温度；④盐酸的体积；⑤氯离子的浓度，
影响该反应速率的因素是（ ）
A. ①④ B. ③⑤ C. ①②③⑤ D. ①②③
D
练习与应用
5. 过量的锌粒与100mL6mol/L的硫酸溶液反应时，一定温度下，为了减缓反应速率但又不影响生成氢气的总量，可采取的措施是（ ）
A. 向反应物中加入碳酸钠固体
B. 向反应物中加入硝酸钾固体
C. 向反应物中加入适量水
D. 向反应物中加入少量硫酸铜溶液
C
练习与应用
6. 向4个体积相同的密闭容器中分别充入一定量的SO2和O2，开始反应时，按反应速率由大到小的排列顺序正确的是 （ ）
甲：500℃，10mol SO2和5mol O2
乙：500℃，V2O5催化剂，10mol SO2和5mol O2
丙：450℃，8mol SO2和5mol O2
丁：500℃，8mol SO2和5mol O2
甲、乙、丙、丁 B. 乙、甲、丙、丁
C. 乙、甲、丁、丙 D. 丁、丙、乙、甲
C
7. 温度不变的条件下：在恒容的密闭容器中进行反应N2O4 (g) 2NO2(g)，
若N2O4的浓度由0.1mol/L降到0.07mol/L需要15s，那么N2O4的浓度由0.07mol/L降到0.05mol/L 所需的时间为（ ）
A. 5s B. 10s C. 小于10s D. 大于10s
D
练习与应用