2.3.1 化学反应的快慢-2023-2024学年高一化学鲁科版必修第二册课件(共20张PPT)

(共20张PPT)
第3节 化学反应的快慢和限度
第1课时　化学反应的快慢
第2章　化学键 化学反应规律
联想·质疑
在利用化学反应时，我们除了关注化学反应的物质变化和能量变化外，还应关注哪些方面的问题？
硫酸是一种重要的化工产品。早在公元 7 世纪人们就开始寻找制取硫酸的方法，但是直到 1875 年德国化学家麦塞尔（R.Messel）以铂为催化剂才使硫酸生产有了较大的发展。尔后，硫酸工业生产的每次突破性进展都是因为使用了新型、高效的催化剂而取得的。那么，在硫酸的工业生产中，催化剂发挥了什么作用？在生产过程中，二氧化硫转化为三氧化硫需要氧气，但即使氧气再过量，二氧化硫也不能全部转化为三氧化硫，这是为什么？
反应快慢问题
反应程度问题
塑料降解
思考 1.上述情境中，哪个反应最快？哪个反应最慢？
2.反应快慢在化学上用什么来表示？
人们用化学反应速率来描述化学反应的快慢
焰火瞬间能完成，反应最快，铜的锈蚀比较慢，塑料降解极其缓慢
回忆 科学研究中如何定性描述一个反应进行的快慢？
1.过氧化氢溶液分解放出氧气，如果加入催化剂二氧化锰，产生气泡变快了，能否用产生气泡的快慢来描述反应进行的快慢呢？
2.铁与硫酸铜溶液反应，能否用溶液颜色改变来描述反应进行的快慢呢？
3.NaCl溶液与AgNO3溶液反应，能否用出现浑浊的程度描述反应进行的快慢呢？
4.氢氧化钠溶液和稀盐酸反应是一个放热反应，可以用温度计示数的变化来描述反应进行的快慢吗？
想一想 你还能找出类似的例子吗？
描述一个反应进行的快慢
②颜色变化快慢
③固体物质的减少快慢
④出现浑浊的快慢
⑤温度变化等
定性描述
①冒气泡快慢
思考 如何定量地描述化学反应的快慢呢？
一、化学反应速率
|△n(A)|
V △t
=
|△c(A)|
△t
v(A)=
1. 定义：用单位时间某反应物浓度的减少量（绝对值）或生成物浓度的增加量来表示
2.计算公式
——描述化学反应快慢的物理量
对于一体积固定的容器中进行的化学反应：
aA+bB==cC+dD
△c(D)
△t
v(D)=
△n(D)
V△t
=
注意：1.v(A)或v(D)是平均反应速率，不是瞬时反应速率
2.化学反应速率表示的是气体或溶液中溶质的反应速率，固体和纯液体的浓度是常数，所以不用来表示化学反应速率
mol·L-1·s-1 或 mol·L-1·min-1
3.单位
思考：判断下列说法是否正确(正确的打“√”，错误的打“×”)
1.反应速率的单位通常为mol·s－1或mol·min－1 (　　)
2.化学反应C(s)＋CO2(g)===2CO(g)的反应速率
v(C)∶v(CO)＝1∶2 (　　)
×
×
例1 在2L的密闭容器中，加入1molN2和3molH2，发生 N2+3H2 2NH3 ，在2s末时，测得容器中含有0.4mol的NH3，求用氮气表示的该反应的化学反应速率。
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
|△c(N2)|
△t
v(N2)=
=0.05mol·L-1·s-1
“三段式”
N2 + 3H2 2NH3
0.1mol·L-1
2s
=
思考：能否用其他物质表示该反应的反应速率？不同物质表示的速率数值有什么关系？
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
|△c(H2)|
△t
v(H2)=
=0.15mol·L-1·s-1
N2 + 3H2 2NH3
0.3mol·L-1
2s
=
△c(NH3)
△t
v(NH3)=
=0.1mol·L-1·s-1
0.2mol·L-1
2s
=
(2)同一个化学反应，各物质的化学反应速率的数值之比等于化学方程式中各物质的化学计量数之比
总结归纳：
(1)同一个反应，用不同物质表示该反应的速率时，其数值不一定相同，但意义相同
v(N2)=
0.05mol·L-1·s-1
针对练习
A
N2 + 3H2 2NH3
点拨：换算成用同一物质、同一单位表示，再比数值大小
问题：焰火瞬间能完成，铜的锈蚀比较慢，塑料降解极其缓慢，是什么原因造成化学反应速率的千差万别呢？通过以下示例分析是哪些因素影响了化学反应速率
1.Na 、Mg分别与水反应时，钠与水反应更剧烈
2.带火星的木条能在纯氧中复燃
3.新鲜水果和食物保存在冰箱里能存放得更久
4.实验室用H2O2溶液制氧气时，使用二氧化锰作催化剂反应更快
5.木材劈得小一些烧得更快
物质本身性质
浓度
温度
催化剂
接触面积
活动·探究
探究化学反应速率的影响因素
实验目的：探究哪些因素能影响化学反应速率
实验用品：表面积大致相同的镁条、铁片，块状碳酸钙、碳酸钙粉末，二氧化锰粉末，盐酸（0.5mol L—1,3mol L—1），H2O2溶液（3%）；
试管，药匙，镊子，胶头滴管，酒精灯，试管夹，火柴。
实验方案设计
1.选择化学反应
2.确定待研究的影响因素
3.设计改变影响因素的操作
4.确定观测反应快慢的指标
变量控制方法
“探究化学反应速率的影响因素”属于探究反应规律类型的任务。计此类任务实验方案的关键是变量控制，可按以下步骤进行思考。
1. 确定研究对象，如选定符合实验要求的化学反应。
2. 确定自变量和因变量。在本实验中，自变量为浓度、温度、接触面积、催化剂等外界条件，因变量为化学反应速率。
3. 设计实验操作，改变单一自变量。在此过程中，要明确通过实验操作应控制哪个自变量改变、哪些自变量不变。
4. 确定因变量的观测指标。在本实验中，应确定通过观察哪些现象来判断化学反应的快慢。
方法引导(课本P58页)
实验方案实施
实验内容 实验现象 实验结论
镁条、铁片与盐酸反应， 产生气泡的速率较快的是________
化学反应速率是由__________________________决定的
0.5 mol·L-1盐酸与铁反应产生气泡的速率 ， 3 mol·L-1盐酸与铁反应产生气泡的速率
其他条件相同时,反应物浓度越大,化学反应速率越 .
镁条
物质本身的内在性质
较慢
较快
快
镁条
实验内容 实验现象 实验结论
用酒精灯加热的试管中产生气泡的速率________ 其他条件相同时,温度
越高，化学反应速率越________
加入MnO2粉末的试管中产生气泡的速率较______ MnO2是H2O2分解反应的催化剂,可明显 化学反应速率
粉状碳酸钙比块状碳酸钙产生气泡的速率________ 其他条件相同时,固体反应物表面积越大，化学反应速率越 .
实验方案实施
较快
快
快
加快
快
快
2.影响反应速率的外界因素：
（2）温度：其他条件不变时，升高温度，反应速率增大
1.决定因素：
物质本身的内在性质
二、影响化学反应速率的因素
外因
内因
适合所有反应，不论反应吸热还是放热，升高温度，反应速率都加快
（1）浓度： 其他条件不变时，增大浓度，反应速率增大
对于固体或纯液体反应物，一般情况下其浓度是常数，因此改变其量的多少，并不影响其浓度，其化学反应速率不会改变
（3）催化剂：其他条件不变时，加入催化剂能加快反应速率
（4）接触面积：其他条件不变时，增大反应物的接触面积可以增大反应速率
固体反应物颗粒越小，表面积越大
压强变化与体积有什么关系
气体
一定量的气体，体积变小，压强变大
压强对化学反应速率的影响
思考交流
①压强变化是通过改变体积实现的，体积改变引起浓度改变，从而引起速率变化
②压强只对有气体参与的反应速率有影响。因为压强对固体、液体的体积影响很小，对其浓度几乎无影响
（5）压强：其他条件不变时，增大压强，反应速率增大
（6）其他因素：溶剂、光波、电磁波、超声波等
3.学习影响化学反应速率因素的意义
调控化学
反应速率
加快反应速率
延缓反应速率
钢铁冶炼、泄漏到大海的石油的分解
钢铁腐蚀、塑料和橡胶制品的老化
有益的反应
有害的反应
例2 在恒容密闭容器中发生反应：
，下列说法正确的是(　　)
A．增加Fe2O3的量反应速率加快
B．升高温度反应速率不一定变化
C．再充入CO反应速率加快
D．充入N2使压强增大反应速率加快
C
解析：A项，Fe2O3为固体，增加固体的量，浓度不变，反应速率不变；
B项，温度对任何反应都有影响；C项，充入CO后，c(CO)增大，反应速率加快，正确；D项，充入N2虽然压强增大，但并未引起反应体系中物质浓度的变化，反应速率不变，错误
化学反应速率
的表示方法
化学反应的快慢
化学反应速率的影响因素
化学反应速率
浓度
温度
催化剂
接触面积
压强
其他因素
课堂小结