6.2.1化学反应速率 课件（共30张PPT） 2022-2023学年高一下学期化学人教版（2019）必修第二册

（共30张PPT）
第二节 化学反应的速率和限度
第一课时 化学反应速率
学习目标
1、了解化学反应速率的概念及其表达式
2、学会利用反应速率表达式进行简单的定量计算，并能比较反应速率的大小
在化学实验和日常生活中，我们经常观察到这样的现象：有的反应进行的快，有的进行的慢。
爆 炸
很快
(瞬 间)
较快
牛奶变质
(几天)
较慢
铁钉生锈
(几个月)
溶洞的形成
很慢
(上亿年)
例如
启示:
从这些生活实例中,我们了解到,有些化学反应进行的很慢,有些进行的很快。
有利的反应适当快一些好；有害的反应越慢越好。
反应的快慢与我们有什么关系
？
如：工业上合成氨、生产硫酸、硝酸等，快一些好；
食物的变质、橡胶、塑料的老化、金属的腐蚀，越慢越好。
判断化学反应进行得快慢的方法有哪些？
1、产生气泡的快慢；
2、固体质量的变化；
3、温度的变化；
4、浑浊程度；
5、颜色变化……
新概念
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描述反应的快慢。而在科学研究和实际应用中，往往需要定量地描述一个反应的快慢。
什么是定性？什么是定量？
思考：
新概念
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是3×108m/s。
就是定量描述
属于基本常识
属于科学素养
就是定性描述
思考:
如何定量地判断一个化学反应的速率呢？
学科连接
在物理中我们是如何定量地判断一个物体移动速度快慢的？
用速度来描述：单位时间内物体移动的距离的大小
v ＝
△s
△t
内容内容内容
一、化学反应的速率
chemical reaction rate
快慢
1．含义

化学反应速率是用来描述化学反应______的物理量。
反应物浓度的减少量
生成物浓度的增加量
通常用单位时间内__________________或__________________来表示。
2．表示方法

均取正值
一、化学反应的速率
chemical reaction rate
3．表达式

Δt ：浓度变化的时间
△n（B）:反应物物质的量的变化量

Δc (x) ：反应物(或生成物)
x浓度的变化量
4．单位

化学反应速率的常用单位为mol·L－1·s－1 或mol·L－1·min－1 。
v (x) = —— = ——
Δc(x)
Δ t
Δ t
Δn(x)
V
——
1 mol·L－1·s－1 =60 mol·L－1·min－1
例1：在某一化学反应里，反应物A的浓度在20 s内从8.0 mol/L变成3.0 mol/L。试求在这20 s内该反应的化学反应速率为多少？
?t
????(A)＝
?
?c(A)
=
（8.0-3.0） mol/L
20 s
＝0.25 mol/(L·s)
典例分析
第2０s的反应速率为多少？
无法确定
注意：反应速率指一段时间内的平均速率
例题2： 反应4NH3+5O2 4NO+6H2O 在5升的密闭容器中进行，30秒后，NO 的物质的量增加了0.3mol，此反应的平均反应速率用NO来表示为多少？
= 0.002mol/(L·s)
△c (NO) =
△n (NO)
V
=
0.3mol
5L
= 0.06 mol/L
v (NO) =
△c (NO)
△t
=
0.06mol/L
30s
内容内容内容
一、化学反应的速率
chemical reaction rate
例
v(O2)=0.0025 mol/(L·s)
v(NH3)=0.002 mol/(L·s)
v(NO)=0.002 mol/(L·s)
反应4NH3+5O2 = 4NO+6H2O 在5L的密闭容器中进行，
30秒后，NO的物质的量增加了0.3mol，此反应的平均反应速率为多少？分别用v(NH3)、v(O2)、v(NO)、v(H2O)表示
同一反应的速率可用不同物质来表示，其数值可能不同，
但表示的意义相同，所以需要指明具体物质，如v(NO)
微提醒
不用固体或纯液体表示化学反应速率。
内容内容内容
一、化学反应的速率
chemical reaction rate
例
v(O2)=0.0025 mol/(L·s)
v(NH3)=0.002 mol/(L·s)
v(NO)=0.002 mol/(L·s)
反应4NH3+5O2 = 4NO+6H2O 在5L的密闭容器中进行，
30秒后，NO的物质的量增加了0.3mol，此反应的平均反应速率为多少？分别用v(NH3)、v(O2)、v(NO)、v(H2O)表示
v(NO):v(O2):v(NH3)=
4:5:4
1、同一化学反应，用不同的物质表示其化学反应速率，数值可能不相同，但意义相同，均表示这段时间内该反应的化学反应速率。
vA : vB : vC : vD
化学反应速率之比等于化学计量数之比等于物质的量变化量之比等于浓度变化量之比
=△nA : △nB : △nC : △nD =△CA : △CB : △CC : △CD
=m : n : p : q
mA + nB → pC + qD
规律小结：
(2) 对于反应 mA(g) + nB(g) ?pC(g) + qD(g) 来说，则有
各物质的速率之比等于方程式计量数之比
例题4:在某温度时,在2L的容器中,A B C三种物质的物质的量浓度随时间的变化曲线如图.由图得,
(1)2min内A反应速率是多少？
(2)该反应的化学方程式为
(2) 3A + 2B ?3C
(1)V(A) ＝(8-2) ÷2=3mol/(L·min)
内容内容内容
一、化学反应的速率
chemical reaction rate
5．化学反应速率大小的比较方法

②换算成同一物质表示的反应速率,再比较数值的大小
归一法
①看单位是否统一,若不统一,换算成相同的单位
通过两幅图能判断出马和狗水跑的快吗？
内容内容内容
一、化学反应的速率
chemical reaction rate
则该反应速率的快慢顺序为:_____________________
【例】反应 A + 3B = 2C + 2D 在四种不同条件下的反应速率为：
(1)v(A)=0.3mol/(L·s )
(2) v(B)=0.6mol/(L·s)
(3) v(C)=0.4mol/(L·min)
(4) v(D)=0.45mol/(L·s)
(1)>(4)>(2)>(3)
v(C)=0.6mol/(L·s)
v(C)=0.4mol/(L·s)
v(C)=0.4/60 =0.0067mol/(L·s)
v(C)=0.45mol/(L·s)
方法二：比值法
在化学反应速率单位相同的前提下，化学反应速率的数值除以相应的化学计量数，数值越大，表示反应速率越快
①v'(A) =?0.3mol/(L·s)1 = 0.3mol/(L·s)
②v'(B) = 0.6?mol/(L·s)?3 = 0.2 mol/(L·s)
③v'(C)= 0.0067?mol/(L·s)?2 = 0.00335 mol/(L·s)
④v'(D)= 0.45?mol/(L·s)?2 = 0.225 mol/(L·s)
?
①＞④＞②＞③
随堂练习
1.已知4NH3(g)+5O2(g)==4NO(g)+6H2O(g),若反应速率分别用v(NH3)、v(O2)、v(NO)、v(H2O)表示,则正确的关系是(　　)
A. 4v(NH3)==5v(O2)　　 B. 5v(O2)==6v(H2O)
C. 2v(NH3)==3v(H2O) D. 4v(O2)==5v(NO)
D
练习6：反应A(g) + 3B(g)=2C(g)在2L密闭容器中反应，0.5min内C的物质的量增加0.6mol，有关反应速率正确的
A、 V(A) = 0.005mol/(L·s)
B、 V(C) = 0.002mol/(L·s)
C、 V(B) = V(A)/3
D、 V(A) = 0.001mol/(L·s）
A
基本关系
①变化量与方程式中各物质的化学计量数成比例
②转化率α
α(A)＝
A的变化量
A的起始量
×100%
例： m A + n B ＝ p C + q D
起始(mol/L)：
变化(mol/L)：
某时刻(mol/L)：
a b 0 0
mx
nx px qx
a－mx
b－nx px qx
设A、B 两种物质的起始浓度分别为 a mol/L 、 b mol/L ，mx mol/L 为反应物A 的转化浓度，则：
5.计算化学反应速率：“三段法”
例、在2 L的密闭容器中，加入1 mol N2和3 mol H2，发生 N2＋3H2＝2NH3 ，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。
分析：三段法 N2 ＋ 3H2 ＝ 2NH3
起始浓度(mol/L)
2s末浓度(mol/L)
变化浓度(mol/L)
0.5 1.5 0
0.2
0.2
0.3
0.1
0.4
1.2
v(H2)＝0.15mol/(L·s)
v(N2)＝0.05mol/(L·s)
v(NH3)＝0.1mol/(L·s)
特点：v(N2) : v(H2) : v(NH3)＝1 : 3 : 2
1、一定温度下，向一个容积为2L的事先装入催化剂的真空密闭容器中通入1mol氮气和3mol氢气，3min后测得容器内的压强是起始时压强的0.9倍，在此时间内，用氢气的变化量来表示该反应的平均反应速率v(H2)是：
A、0.2mol/(L·min) B、 0.6mol/(L·min)
C、 0.1mol/(L·min) D、 0.3mol/(L·min)
恒温恒容时，气体压强比等于物质的量之比！
随堂练习
2、数学表达式：
课堂小结：化学反应速率
1、定义：
3、常用的单位：mol/(L·min)或mol/(L·s)
④同一反应，用不同物质表示反应速率，在数值上可能不同，但是表示的快慢意义相同；而且它们的化学反应速率之比等于它们的计量数之比。
注意：① 化学反应速率为某段时间的平均速率，且是正值
②一般不用固体和纯液体物质来表示化学反应速率
③表示化学反应的速率时，必须指明是用反应体系中的哪种物质做标准
用单位时间内反应物浓度的减小或生成物浓度的增大来表示。
（1）化学反应速率是用来衡量化学反应进行快慢的尺度（ ）
（2）化学反应速率通常用单位时间内生成或消耗某物质的质量的多少来表示（ ）
（3）对任何化学反应来说，反应速率越大，反应现象就越明显（ ）
（4）在同一个反应中，各物质的反应速率之比等于其化学方程式中的化学计量数之比（ ）
（5）合成氨的反应中，3v (H2) = 2v (NH3) （ ）
√
√
×
×
×
1．判断正误，正确的打“√”，错误的打“×”
(6)同一化学反应，相同条件下用不同物质表示的反应速率，其数值可能不同，但表示的意义相同(　　)
(7)化学反应速率为0.8 mol·L－1·s－1是指1s时某物质的浓度为0.8 mol·L－1(　　)
(8)化学反应速率是表示化学反应进行快慢程度的物理量。(　　)
(9)化学反应速率通常用单位时间内生成或消耗某物质的质量的多少来表示。(　　)
(10)化学反应速率的常用单位有mol/(L·s)和mol/(L·min)。(　　)(11)化学反应速率可以用固体物质浓度的变化来表示。(　　)
×
×
×
√
√
√
2．在2 L密闭容器中，发生以下反应：2A(g)＋B(g) 2C(g)＋D(g)。若最初加入的A和B都是4 mol，在前10 s A的平均反应速率为0.12 mol·L－1·s－1，则10 s时，容器中B的物质的量是(　　)
A．1.6 mol B．2.8 mol C．2.4 mol D．1.2 mol
解析：　根据化学反应速率之比等于对应物质的化学计量数之比，可得v(B)＝0.5v(A)＝0.5×0.12 mol·L－1·s－1＝0.06 mol·L－1·s－1，则Δc(B)＝0.06 mol·L－1·s－1×10 s＝0.6 mol·L－1，Δn(B)＝0.6 mol·L－1×2 L＝1.2 mol，故10 s时容器中B的物质的量为4 mol－1.2 mol＝2.8 mol。
B
3．已知反应A(g)＋3B(g)===2C(g)＋D(g)在某段时间内以A的浓度变化表示的化学反应速率为1 mol·L－1·min－1，则此段时间内以C的浓度变化表示的化学反应速率为(　　)
A．0.5 mol·L－1·min－1 B．1 mol·L－1·min－1
C．2 mol·L－1·min－1 D．3 mol·L－1·min－1
解析：因为对于同一化学反应，用不同物质表示的反应速率之比等于各物质的化学计量数之比，由v(A)＝1 mol·L－1·min－1，可得出v(C)＝2v(A)＝2 mol·L－1·min－1。
C