2.1.1化学反应速率的概念及计算课件(共33张PPT)2023-2024学年高二上学期化学人教版(2019)选择性必修1

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名称 2.1.1化学反应速率的概念及计算课件(共33张PPT)2023-2024学年高二上学期化学人教版(2019)选择性必修1
格式 pptx
文件大小 7.9MB
资源类型 教案
版本资源 人教版(2019)
科目 化学
更新时间 2023-10-07 17:44:45

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文档简介

(共33张PPT)
第二章 化学反应速率与化学平衡
第一节 化学反应速率
第1课时
1.知道化学反应速率的表示方法。
2.掌握化学反应速率的简单计算,学会化学反应速率的测定方法,学会比较化学反应速率的快慢。
课程目标
上述化学反应进行快慢是否一样?
黎巴嫩首都爆炸
岩石风化
火柴燃烧的过程
橡胶老化
结论:不同化学反应的速率有大有小
看一看 想一想!
一、化学反应速率
1、含义:
2、表示方法:
3、数学表达式:
4、单位:
化学反应速率是用来衡量化学反应进行快慢的物理量。
在容积不变的反应器中,通常是用单位时间内反应物浓度的减少或生成物浓度的增加来表示 。
V = △C/ △t
mol/(L·s) 、mol/(L·min)、 mol/(L·h)
或 mol L-1 min-1、mol L-1 s-1 、mol L-1 h-1
V =

[基础 初探]
例题: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用NO来表示为多少?
问题1:若用O2的浓度变化来表示此反应速率是多少?
v(NO)=0.002mol/(L·s)
v(O2)=0.0025mol/(L·s)
问题2:v(NO)=0.002mol/(L·s) 与v(O2)=0.0025mol/(L·s)是否表示此反应的同一种速率?数值上有何规律?
在同一反应体系中用不同的物质来表示反应速率时,其数值是可以不同的,但是这些数值都表示同一个反应速率。因此化学反应速率的表示必须说明用哪种物质来做标准。
结论:同一反应各物质的反应速率之比一定等于其化学计量数之比。
对反应: mA + nB = pY + qZ,即 v (A)/ m = v(B) /n = v(Y)/p = v(Z)/ q
或v (A) ︰v(B)︰v(Y)︰v(Z) = m︰n︰p︰q
1、对于化学反应
3W(g)+2X(g)===4Y(g)+3Z(g),
下列反应速率关系中,正确的( )
A.v (W)=3v (Z)
B.2v(X)=3v (Z)
C.2v (X)=v(Y)
D.3v (W)=2v (X)
C
[课堂 专练]
理解化学反应速率的表示方法时应注意的几个问题:
1.上述化学反应速率是平均速率,而不是瞬时速率。
2.化学反应速率一般为正值。
3.一般不用 纯液体或固体来表示化学反应速率。
4、表示化学反应速率时,必须指明是用反应体系中的哪种物质来表达。
5、在同一个反应中,各物质的反应速率之比等于方程式中的系数比。
2、化学反应速率的计算
1、化学反应速率的计算
(1)根据表达式计算: 或
(2)根据不同物质的化学反应速率之比等于化学方程式中各物质的化学计量数之比进行计算,如反应mA + nB = pC + qD,其反应速率之比为:
(3)运用“三段式”法进行计算
a.写出有关反应的化学方程式;
b.设未知数,列出各物质的起始量、转化量、某时刻量;
c.根据已知条件列方程式计算,得出各物质的转化浓度(Δc);
d.根据 计算反应速率。
1.将4 mol A气体和2 mol B气体在2 L的容器中混合,并在一定条件下发生如下反应:
2A(g)+B(g) 2C(g),若经2 s后测得C的浓度为0.6 mol·L-1,试计算:
①用物质A表示的反应速率
②用物质B表示的反应速率
③2 s时物质A的转化率
④2s末与反应开始时的的压强比为________
【练后小结】
1、有关化学反应速率和化学平衡的计算一般运用“三段法”(即 起始、转化、终态 )
2、在同一个反应中,各物质的反应速率之比等于方程式的系数比。
[课堂 专练]
v(A)=0. 3mol/(L·s)
v(B)=0. 15mol/(L·s)
30%
9:10
[课堂 专练]
B
3、化学反应速率的应用
(1)、用不同的物质来表示反应速率。
例1、反应4NH3 + 5O2 === 4NO + 6H2O 在5L的密闭容器中进行,30s后恢复到室温时,NO的物质的量增加了0.3mol,则此反应的平均速率可表示为:( )
A、v (O2)=0.01 mol/(L·s)
B、 v (NO)=0.008 mol/(L·s)
C、 v (H2O)=0.004 mol/(L·s)
D、 v (NH3)=0.002 mol/(L·s)
D
(2)、比较反应速率的大小
小结:比较速率的快慢,须转化为同种物质、同一单位。
例2:反应A +3B =2C +2D在四种不同情况下
的反应速率分别为:
①v(A)=0.15 mol/(L·S) ②v(B)=0.6 mol/(L·S)
③v(C)=24 mol/(L·min) ④v(D)=0.45 mol/(L·S)
则该反应进行的快慢顺序为:____________
④ > ③ = ② > ①
(3)、根据各物质的浓度变化量之比写出化学方程式。
例3、某温度下,浓度都是1mol/L的两种气体X2和Y2,在密闭容器中反应生成气体Z,经过t min后,测得物质的量浓度分别为:c(X2)=0.4mol/L , c(Y2)=0.8mol/L ,c(Z)=0.4mol/L,则该反应的反应方程式可表示为:
3X2 + Y2 === 2Z
3X2 + Y2 === 2X3Y
例4、在密闭容器中A与B反应生成C,其反应速率分别用V(A)、V(B)、V(C)表示。已知V(A)、V(B)、V(C)之间有以下关系2V(B)==3V(A),3V(C)==2V(B)。则此反应可表示为( )
A、2A+3B==2C B、A+3B==2C
C、3A+B==2C D、A+B==C
A
(4)、根据各物质的反应速率之比写出化学方程式。
3、已知反应N2+3H2 2NH3 ,根据下图判断
1、A是_____物质的量浓度变化情况
2、C是______物质的量浓度变化情况
3、2分钟内N2的平均速率是
__________________
H2
NH3
0.5mol/(L· min )
[课堂 专练]
4.某温度时,在2 L容器中X、Y、Z三种气体的物质的量随时间变化的曲线如图所示。由此分析,该反应的化学方程式为________________;从反应开始至2 min时,Z的反应速率为________。
3Y + Z 2X
0. 025mol/(L·min)
1.确定反应物和生成物;
2.反应物和生成物前的系数
3.反应可逆与否
【书写要点】
[课堂 专练]
二、化学反应速率的测量
思考1:你准备如何定性地比较反应的快慢?
思考2:你准备如何定量地比较反应的快慢?
用不同浓度的稀硫酸与锌发生反应:H2SO4+Zn=ZnSO4+H2↑
①观察产生气泡的快、慢;
②观察试管中剩余锌粒的质量;
③用手触摸试管,感受试管外壁温度的高、低等;
测定哪一个量更简单
测 定
①单位时间内锌的质量变化;
②单位时间内c(H+)的变化;
③单位时间内c(Zn2+)的变化;
④单位时间内产生氢气体积的多少?或者产生相同体积H2
所需时间为多少?
【实验探究】Zn与稀H2SO4反应速率的测定
实验原理:Zn+H2SO4 === ZnSO4+H2↑
实验装置:如图
实验步骤:按图安装两套装置,在锥形瓶内各盛有2g相同的锌粒,然后通过分液漏斗分别加入40mL1mol/L和40mL 4mol/L的硫酸,测量并记录收集10mLH2所用时间,将测定结果填入下表。
加入试剂 反应时间(min) 反应速率[mol/(L·min)]
1 mol/L H2SO4
4 mol/L H2SO4
思考与交流
① 测定环境的温度相同;
② 锌粒的颗粒(即表面积)大小基本相同);
③ 硫酸溶液要足量,要迅速加入;
④ 读注射器、秒表计时精确且要迅速;
1.反应在开始前要进行的步骤是?
2.为保证测量的准确性,做这个实验要注意
哪些问题?
3.测量气体体积还有哪些方法或装置?
检验装置气密性
要控制变量:
1.确定变量
2.定多变一
气体体积的测量装置
①恢复到室温
②调节量气管高度,使量气管与水准管两端液面相平
③视线与量气管凹液面的最低处相平
【思考】读数时应该要注意哪些问题?
【思考练习】
(1)已知酸性条件下, KMnO4溶液与H2C2O4(草酸)溶液反应
2MnO4-+5H2C2O4+6H+=2Mn2++10CO2↑+8H2O
可通过测定 来测定该反应的反应速率。
(2)已知:Na2S2O3+H2SO4=Na2SO4+SO2↑+H2O+S↓
可通过测定 来测定该反应的反应速率。
溶液褪色的时间
溶液出现浑浊的时间
三、影响化学反应速率的因素
1、内因(决定因素):
2、外因(外界条件):
浓度:
反应物的组成、结构和性质
当其他条件不变时
增大反应物的浓度,化学反应速率加快;
反之, 化学反应速率减慢。
温度:
升高温度,反应速率增大;反之速率减慢。
实验测得,温度每升高10度,化学反应速率通常增大原来的2~4倍。
注意:改变固体(纯液体)的量,化学反应速率不变。
压强:
对于有气体参加的反应,
增大压强,反应速率增大,反之速率减慢。
其它因素:反应物表面积、溶剂、光、辐射等。
【思考小结】影响化学反应速率的因素
催化剂:
一般使用催化剂,反应速率增大。
2、外因(外界条件):
当其他条件不变时
注意:改变压强,其实是改变了反应物的浓度。压强的改变,只有引起反应体系中反应物浓度的变化,才对反应速率产生影响。
对于反应C(s) + H2O(g) CO(g) + H2(g) 在一可变容积的密闭容器中进行,改变下列条件化学反应速率如何变化?
①升高温度:________;
②恒容充入一定量的水蒸气:__________;
③增大C的质量:__________;
④把块状C改成粉末状:____________;
⑤恒温恒容充入He :____________;
⑥恒温恒压充入He:_________________
[课堂 专练]
增大
增大
不变
增大
不变
减小
下列有关化学反应速率的判断正确的是
A.块状大理石、粉末状大理石分别与0.1 mol·L-1的盐酸反应的速率相同
B.物质的量浓度相同的稀盐酸和稀硝酸分别与大小相同的大理石反应的 速率相同
C.镁粉和铁粉分别与物质的量浓度相同的稀盐酸反应的速率相同
D.物质的量浓度相同的稀盐酸和稀醋酸分别与2 mol·L-1的NaOH溶液反应的速率相同
注意 :反应速率只与实际参加反应的离子浓度有关
B
【思考练习2】
把下列四种X溶液分别加入四个盛有10 mL 2 mol·L-1盐酸的烧杯中,均加水稀释到50 mL,此时,X和盐酸缓慢地进行反应,其中反应最快的是( )如果没有加水稀释呢( )
A.10 ℃ 20 mL 3 mol·L-1的X溶液
B.20 ℃ 30 mL 2 mol·L-1的X溶液
C.20 ℃ 10 mL 4 mol·L-1的X溶液
D.10 ℃ 10 mL 2 mol·L-1的X溶液
B
【思考练习3】
【解题感悟】
比较溶液中物质的浓度对反应速率的影响时,必须比较混合后物质的浓度。
C
【思考练习4】硫代硫酸钠溶液与稀硫酸反应的化学方程式为Na2S2O3+H2SO4=Na2SO4+SO2↑+S↓+H2O,下列各组实验中最先出现浑浊的是(  )
实验 反应温度/℃ Na2S2O3溶液 稀H2SO4 H2O
V/mL c/mol·L-1 V/mL c/mol·L-1 V/mL
A 25 5 0.1 10 0.1 5
B 25 5 0.2 5 0.2 10
C 35 5 0.1 10 0.1 5
D 35 5 0.2 5 0.2 10
D
【思维要点】
外界条件对化学反应速率的影响效果的一般规律:
催化剂>温度>压强>浓度
1、正误判断
(1)任何反应,增大压强,反应速率一定增大
(2)恒温恒容密闭容器中发生全为气体的反应,若容器总压强增大,则反应速率一定增大
(3)升高温度,吸热反应速率会加快而放热反应速率会减慢
(4)某反应温度每升高10 ℃,速率变为原来的2倍,若温度升高30 ℃,则速率变为原来的6倍
(5)锌与H2SO4反应,H2SO4的浓度越大,产生H2的速率越快
(6)100 mL 2 mol·L-1的盐酸与锌片反应,加入适量的NaCl溶液,反应速率不变。
【巩固提升】
v2
v1
=(2)
t2-t1
10
2.下列措施能明显增大化学反应速率的是(  )
A.钠与水反应增大水的用量
B.将稀硫酸改为98%的浓硫酸与锌反应制取氢气
C.在硫酸溶液与氢氧化钠溶液反应时,增大压强
D.恒温恒容条件下,在合成氨反应中增加氮气的量
D
3、对于反应:
2SO2(g)+O2(g)
能增大正反应速率的措施是
A.通入大量O2 B.增大容器容积
C.移去部分SO3 D.降低体系温度
2SO3(g)
A
4:已知:C + CO2 2CO;ΔH1>0,反应速率v1,N2+3H2 2NH3;ΔH2<0,反应速率v2。
如升温,v1和v2的变化是 ( )
A.同时增大 B.同时减少
C.v1增大,v2减少 D.v1减少,v2增大
A
5. 在相同条件下,做H2O2分解对比实验时,其中①加入MnO2催化,②不加MnO2催化。下图是反应放出O2的体积随时间的变化关系示意图,其中正确的是(  )
A
6. 过量的Zn与1mol/L的HCl反应时,使化学反应速率减慢,但不影响H2产量的是:
A. 加入CH3COONa固体 B. 加入Na2CO3固体
C. 加入NaCl溶液 D. 加入KNO3溶液
E. 加入NaHSO4溶液 F.加入几滴CuSO4溶液
G. 加入Na2SO4溶液 H. 加入NaHCO3溶液
ACG
【巩固提升】