6.2.1化学反应与速率 课件(共52张PPT含视频) 2022-2023学年高一下学期化学人教版（2019）必修第二册

(共52张PPT)
01
化学反应与速率
快慢差别很大的化学反应
爆炸
铁桥生锈
快慢差别很大的化学反应
牛奶变质
溶洞形成
①冒气泡快慢
④生成固体产物的快慢
③固体物质的减少快慢
⑤颜色变化快慢
②温度变化快慢
如何定量描述化学反应的快慢呢
只能粗略估计化学反应进行的快慢（定性角度）
测定化学反应的快慢需要统一的定量标准
思考：判断化学反应进行得快慢的方法有哪些？
学科链接
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？
速度：单位时间内物体运动的位移
v ＝
△x
△t
那么化学上又是如何定量地判断一个化学反应的快慢的呢？
新问题
化学反应速率
物质浓度的改变
内容内容内容
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
3．表达式
Δt ：浓度变化的时间
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
一、化学反应的速率
内容内容内容
例
向4L容器中充入0.7moL SO2和0.4moL O2，在一定条件下反应，
4s末测得容器内剩余SO2 是0.3moL，求4s内SO2反应速率？
一、化学反应的速率
内容内容内容
例
反应4NH3+5O2 = 4NO+6H2O(l) 。反应物8molNH3和10molO2在10L的密闭容器中进行，3秒后，NH3的物质的量变为6.8mol，此反应的平均反应速率为多少？用v(NH3)、v(O2)、v(NO)、v(H2O)表示
一、化学反应的速率
内容内容内容
例
v(O2)=0.05mol/(L·s)
v(NH3)=0.04 mol/(L·s)
v(NO)=0.04 mol/(L·s)
反应4NH3+5O2 = 4NO+6H2O (l)。反应物8molNH3和10molO2在10L的密闭容器中进行，3秒后，NH3的物质的量变为6.8mol，此反应的平均反应速率为多少？分别用v(NH3)、v(O2)、v(NO)表示
v(NH3):v(O2):v(NO)=
4:5:4
一、化学反应的速率
微提醒
化学反应速率之比＝物质的量浓度的变化量之比
＝物质的量的变化量之比＝化学计量数之比。
一、化学反应的速率
5．化学反应速率大小的计算
（1）根据公式计算：
v =
△c
△t
（2）列“三段式”计算
aA+bB=cC+dD vA:vB:vC:vD=a:b:c:d
例子：假设起始时A、B的浓度分别为a mol/L、b mol/L，t s内A反应了x mol/L
mA + nB = pC + qD
a b 0 0
起始浓度c初(mol/L)
改变浓度△c(mol/L)
x nx/m px/m qx/m
t s时浓度c末(mol/L)
a-x b-nx/m px/m qx/m
变化量与化学计量数成比例
一、化学反应的速率
5．化学反应速率大小的计算
（2）列“三段式”计算
例子：假设起始时A、B的浓度分别为a mol/L、b mol/L，t s内A反应了x mol/L
mA + nB = pC + qD
a b 0 0
起始浓度c初(mol/L)
改变浓度△c(mol/L)
x nx/m px/m qx/m
t s时浓度c末(mol/L)
a-x b-nx/m px/m qx/m
①v =
△c
△t
②转化率α
α(A)＝
A的变化量
A的起始量
×100%
(1)2 s末，N2、H2、NH3的物质的量浓度变化各为多少？则2 s内用N2、H2、NH3表示的化学反应速率v(N2)、v(H2)、v(NH3)分别为多少？
2.实例
已知合成氨反应N2(g)＋3H2(g) 2NH3(g)，其浓度数据如下：
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
(1)2 s末，N2、H2、NH3的物质的量浓度变化各为多少？则2 s内用N2、H2、NH3表示的化学反应速率v(N2)、v(H2)、v(NH3)分别为多少？
N2 + 3H2 2NH3
高温、高压
催化剂
起始浓度c初(mol/L)
改变浓度Δc(mol/L)
t s时浓度c末(mol/L)
1.0
3.0
0
0.6
1.8
0.8
0.4
1.2
0.8
三段式
内容内容内容
通过两幅图能判断出马和狗谁跑的快吗？
一、化学反应的速率
6．化学反应速率大小的比较方法
内容内容内容
6．化学反应速率大小的比较方法
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
看单位是否统一,若不统一,换算成相同的单位
一、化学反应的速率
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
比值法
内容内容内容
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)
一、化学反应的速率
一、化学反应的速率
(1)对于任何化学反应来说，反应速率越大，反应现象就越明显( )
(2)对有固体参加的化学反应，可用单位时间固体浓度的改变量表示化学反应速率( )
(3)化学反应速率的单位通常为mol·s－1或mol·min－1( )
(4)反应速率是指某反应在某时刻的瞬时速率( )
(5)化学反应速率为0.8 mol·L－1·s－1是指1 s时某物质的浓度为0.8 mol·L－1( )
×
正误判断
×
×
×
×
应用体验
1.(1)在反应A(g)＋3B(g)===2C(g)中，若以物质A表示该反应的化学反应速率为0.2 mol·L－1·min－1，则以物质B表示此反应的化学反应速率为____ mol·L－1·min－1。
0.6
(2)在2 L的密闭容器中，充入2 mol N2和3 mol H2，在一定条件下发生反应，3 s后测得N2的物质的量为1.9 mol，则以H2的浓度变化表示的反应速率为________________。
0.05 mol·L－1·s－1
(3)将10 mol A和5 mol B放入容积为10 L的密闭容器中，某温度下发生反应：3A(g)＋B(g) ===2C(g)，在最初2 s内，消耗A的平均速率为0.06 mol·
L－1·s－1，则在2 s 时，容器中有____ mol A，此时C的物质的量浓度为____________。
8.8
0.08 mol·L－1
2.已知反应4CO(g)＋2NO2(g) N2(g)＋4CO2(g)在不同条件下的化学反应速率如下：
①v(CO)＝1.5 mol·L－1·min－1
②v(NO2)＝0.01 mol·L－1·s－1
③v(N2)＝0.4 mol·L－1·min－1
④v(CO2)＝1.1 mol·L－1·min－1
请比较上述4种情况反应的快慢：__________(由大到小的顺序)。
③①②④
例、在2 L的密闭容器中，加入1 mol N2和3 mol H2，发生反应，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
高温、高压
催化剂
课堂引入
对于下列反应，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
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。
有哪些因素能够影响化学反应速率呢？
化学反应速率的影响因素
二、化学反应的速率影响因素
与酸的反应 实验现象
镁
锌
铁
铜
锌片表面大量气泡产生
镁剧烈反应，产生大量气泡
铁片表面有少量气泡产生
铜片表面无气泡产生
（1）内因（主要因素）：反应物本身的性质
活动性：镁＞锌＞铁＞铜
反应物的化学性质越活泼，化学反应速率越快；反之化学反应速率越慢。
热天食物保存在冰箱里比在外面能存放得更久；
实验硫在纯氧中燃烧比在空气中燃烧更加剧烈；
木材劈得细小一些比整个大块木材烧得更快。
实验室用氯酸钾制氧气若使用二氧化锰反应更快；
反应物接触面积
浓度
温度
催化剂
（2）外界环境的影响：温度、浓度、催化剂、固体反应物表面积、压强
方法引导——控制变量方法
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。
二、化学反应的速率影响因素
①温度
二、化学反应的速率影响因素
任何反应，无论该反应是放热反应还是吸热反应，温度越高反应速率越快，温度越低反应速率越慢
实验操作 实验现象 ①产生气泡速率_____ ②产生气泡速率_____ ③产生气泡速率_____
实验结论 对于反应2H2O2 2H2O＋O2↑来说，温度升高，H2O2的分解速率_____ ①温度
最慢
较快
最快
加快
二、化学反应的速率影响因素
②催化剂
二、化学反应的速率影响因素
实验操作 实验现象 ①无明显现象 ②能产生大量气泡 ③能产生大量气泡
实验结论 MnO2、FeCl3可以使H2O2分解的速率_____ 加快
②催化剂
催化剂可加快化学反应速率
二、化学反应的速率影响因素
催化剂
②催化剂自身的质量、组成、化学性质在反应前后不发生改变（物理性质可能改变）
①催化剂参与反应，改变化学反应速率，且无法改变反应本质。即无法让不发生反应的物质发生反应。
③正催化剂加快反应速率，负催化剂减慢反应速率，高中阶段一般催化剂指正催化剂
注意：
④催化剂对一个反应有催化作用，对另一反应不一定有催化作用，催化剂具有专一性
⑤催化剂在最适温度条件下才能最大限度发挥催化作用，不同催化剂对温度要求不同
⑥催化剂的催化性往往会因为接触少量杂质而明显下降或遭到破坏，即催化剂中毒
二、化学反应的速率影响因素
③浓度
二、化学反应的速率影响因素
③浓度
2mL 0.1 mol/L盐酸
2mL 1 mol/L盐酸
碳酸钙粉末
取2支试管，加入相同数目，且大小基本相同的石灰石
现 象 结论
1 mol/L盐酸
0.1 mol/L盐酸 放出气体较慢
放出气体较快
其他条件相同时，反应物浓度大，化学反应速率快；反应物浓度小，化学反应速率慢。
二、化学反应的速率影响因素
实验操作
实验现象 装有12% H2O2溶液的试管产生气泡速率_____
实验结论 增大反应物浓度能使H2O2分解速率_____
更快
加快
③浓度
二、化学反应的速率影响因素
③浓度
其他条件相同时，反应物浓度大，化学反应速率快；反应物浓度小，化学反应速率慢。
注意
②改变固体或纯液体的量，浓度不发生改变，因此用量多少，不会影响到化学反应速率
①在溶液中进行的化学反应或有气体参与的反应，反应物浓度越高，反应速率越快
③固体或纯液体作为反应物的化学反应，其反应速率只和接触面积有关
二、化学反应的速率影响因素
实验操作
实验现象 加粉末状碳酸钙的试管内产生气泡_____，加块状碳酸钙的试管内产生气泡_____
实验结论 其他条件相同时，固体反应物表面积越大，反应速率_____
较快
较慢
越快
二、化学反应的速率影响因素
④固体反应物表面积
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。
其它条件不变时，有气体参加的反应
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。
二、化学反应的速率影响因素
⑤压强
有气体参加的反应，改变压强对反应速率的影响实质是改变反应物的浓度改变导致的。
(1)恒温时
体积缩小压强增大
浓度增大
反应速率加快
二、化学反应的速率影响因素
⑤压强
(2)恒容时
①充入气体反应物
浓度增大
反应速率加快
②充入惰性气体
总压强增大，各物质的浓度不变，反应速率不变
(注：此处惰性气体指不参加反应的气体)
(3)恒压时
充入惰性气体
体积增大
各反应物浓度减小
反应速率减慢
二、化学反应的速率影响因素
⑤压强
体系压强的改变只有影响到参加反应的反应物浓度的变化时，才会改变化学反应速率
1、内因：反应物本身的性质。（主要因素）
2、外因：外界条件，其他条件不变时
1、T↑，V↑
2、使用催化剂，一般能加快反应速率
3、C↑，V↑
4、若气体P↑可使C↑，V↑
5、固体表面积↑，V↑
6、构成原电池能加快反应速率
其他影响因素：反应物状态、光照、超声波、电磁波、溶剂等
二、化学反应的速率影响因素
(1)Na、Mg、Al的金属性决定了它们与水反应的速率大小( )
(2)对一定条件下C(s)＋O2(g)===CO2(g)的反应，增加C的量，该反应
化学反应速率加快( )
(3)对于放热反应，升高温度化学反应速率减小( )
(4)改变压强，化学反应速率必然改变( )
(5)用铁和稀硫酸反应制取氢气时，换成浓硫酸，产生氢气的速率加快( )
(6)Fe与盐酸反应时，加入NaCl固体，由于c(Cl－)增大而使反应速率加快( )
×
正误判断
√
×
×
×
×

深度思考
在带有活塞的密闭容器中发生如下反应：3Fe(s)＋4H2O(g)===Fe3O4(s)＋4H2(g)，分析改变下列条件化学反应速率如何改变(填“变大”“变小”或“不变”)，阐述理由。
(1)增加铁片的质量(不考虑表面积的变化)：_____，理由：___________
_______________________________________。
(2)保持容器的体积不变，增加水蒸气的通入量：_____，理由：_______
___________________________。
不变
纯固体的浓度视为常数，改变用量不影响化学反应速率
变大
增大反
应物浓度，化学反应速率增大
高温
(3)保持容器内压强不变，充入一定量的氩气：_____，理由：_________
______________________________________________________________。
(4)保持容器的容积不变，充入一定量的氩气：_____，理由：_________
______________________________________________________________。
变小
保持压强不变，充入氩气，容器体积增大，水蒸气的浓度变小，化学反应速率变小
不变
容器的容积不变，充入氩气，反应物和生成物的浓度均不改变，化学反应速率不变
应用体验
1.(2022·厦门湖滨中学高一检测)金属Zn与酸反应产生H2的反应速率最大的是
选项 温度 金属 酸
A 25 ℃ Zn粒 0.1 mol·L－1盐酸
B 25 ℃ Zn粒 0.1 mol·L－1硫酸
C 50 ℃ Zn粉 0.1 mol·L－1硫酸
D 50 ℃ Zn粉 0.1 mol·L－1盐酸
√
2.为了探究温度对化学反应速率的影响，下列实验方案可行的是
√
1.下列关于化学反应速率的说法中，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.在容积不变的反应容器中，化学反应速率通常用单位时间内反应物浓
度的减小或生成物浓度的增来表示
C.若某化学反应在某段时间内的反应速率为0.5 mol·L－1·s－1，就是指在
该段时间内反应物和生成物的浓度变化量都为0.5 mol·L－1
D.化学反应速率是可以通过实验测定的
1
2
3
4
5
√
2.一定条件下反应N2(g)＋3H2(g) 2NH3(g)在10 L的密闭容器中进行，测得2 min内，N2的物质的量由20 mol减小到8 mol，则2 min内N2的反应速率为
A.1.2 mol·L－1·min－1
B.6 mol·L－1·min－1
C.0.6 mol·L－1·min－1
D.0.4 mol·L－1·min－1
1
2
3
4
5
√
3.(2022·连云港锦屏高级中学高一期中)对于反应4NH3(g)＋5O2(g)===
4NO(g)＋6H2O(g)，下列反应速率的关系正确是
1
2
3
4
5
√
4.容积可变的密闭容器中加入WO3和H2进行反应：WO3(s)＋3H2(g)
W(s)＋3H2O(g)，下列说法不正确的是
A.将容器的体积缩小一半，其反应速率增大
B.保持体积不变，充入氩气，其反应速率不变
C.保持压强不变，充入氖气，H2O(g)的生成速率增大
D.保持压强不变，充入氖气，H2O(g)的生成速率减小
1
2
3
4
5
√
5.在下列事实中，各是什么因素影响了化学反应速率？
(1)集气瓶中有H2和Cl2的混合气体，在瓶外点燃镁条时发生爆炸：____。
(2)黄铁矿煅烧时要粉碎成细小的矿粒：___________。
(3)熔化的KClO3放出气泡很慢，加入少量MnO2后很快产生气体：_______。
1
2
3
4
5
光照
固体表面积
催化剂
(4)同浓度、同体积的盐酸中放入同样大小的锌粒和镁块，产生气体的速率有快有慢：__________________。
(5)同样大小的石灰石分别在0.1 mol·L－1的盐酸和1 mol·L－1的盐酸中反应，反应速率不同：_____。
(6)夏天食品容易变质，冬天就不易发生该现象：_____。
1
2
3
4
5
反应物本身的性质
浓度
温度
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