新人教版高一化学必修第二册第六章第二节《化学反应速率与限度》第1课时化学反应速率精品教学课件（25张ppt）

(共25张PPT)
第二节《化学反应速率与限度》
第1课时
化学反应速率
新人教版高一化学必修第二册第六章化学反应与能量
【学习目标与核心素养】
学习目标
1、知道化学反应速率的概念和表示方法。
2、学会进行化学反应速率的简单计算。
3、了解影响化学反应速率的因素及规律。
核心素养
1、变化观念：懂得反应条件对化学反应速率的影响（控制变量）。
2、模型认知：能用一定的理论模型指出外界条件改变对反应速率的影响。
【引入】
在化学反应的研究以及实际应用中，人们除了选择合适的化学反应来实现所期待的物质转化或能量转化，还要关注化学反应进行的快慢以及程度，从而提高生产效率。
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。
【思考与讨论】
你了解下图涉及的化学反应进行的快慢吗？反应的快慢程度与我们有什么关系？
很快
较快
较慢
很慢
【思考与讨论】
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？
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3×108m/s。
定性描述
定量描述
【课堂练习】
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？
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
化学反应速率是用来衡量化学反应过程进行的快慢的物理量。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)表示。
一、化学反应速率
1.定义
2.计算公式
3.常用单位
mol/(L·min)
或
mol/(L·s)
或mol·L-1·min-1
v
(x)
=
——
=
——
Δc(x)
Δ
t
Δ
t
Δn(x)
V
——
4.实例
某反应的反应物A浓度在5
min内由6
mol·L－1变成了2
mol·L－1，则v(A)＝
。
0.8
mol·L－1·min－1
注意：
1、化学反应速率要指明具体物质并取正值
2、溶液的浓度或气体的浓度
3、纯液体和固体视为定值不能用
4、平均速率
1、在某一化学反应中，生成物B的浓度在5s内从0.5mol/L变成2.0mol/L，在这5s内B的化学反应速率为_
________。
2、一个5L的容器中，盛入8.0mol某气体反应物，5min后，测得这种气体反应物还剩余6.8mol，这种反应物的化学反应速率为___________。
0.3mol/(L·S)
0.048mol/(L·min)
【课堂练习】
反应：N2
+
3H2
2NH3在密闭的容器中进行，各物质浓度随时间变化如下：完成表格并求在2
s内的这个反应的平均率。
高温、高压
催化剂
时间
N2
H2
NH3
t=0
s
2
mol/L
8
mol/L
0
mol/L
t=2
s
2
mol/L
V（B）
1
mol/L
5
mol/L
0.5
mol/(L·s)
1.5
mol/(L·s)
1.0
mol/(L·s)
思考1：化学反应速率之比与方程式中它们的计量数之比有什么关系？
思考2
：这个反应用哪种物质表示时其速率最快？
【思考与发现】
C初
ΔC
C末
1mol/L
3mol/L
2mol/L
3、
已知
4NH3+5O2=4NO+6H2O,则下列关系式正确的是(
)
4/5v(NH3)=v(O2)
B.4/5v(NH3)=v(H2O)
C.
5/6v(O2)=v(H2O)
D.
4/5v(O2)=v(NO)
D
【课堂练习】
4、反应
A
+
3B
=
2C
+
2D
在四种不同条件下的化学反应速率为：
(1)v(A)=0.3mol/(L·s)
(2)v(B)=36mol/(L·min)
(3)v(C)=0.4mol/(L·s)
(4)v(D)=0.45mol/(L·s)
则该反应速率的快慢顺序为
。
(1)>(4)>(2)=(3)
结论：1、同一化学反应，用不同的物质表示其化学反应速率时，数值可能不相同。化学反应速率之比等于化学计量数之比。
2、比较同一化学反应在不同条件下反应的快慢，
先统一单位，再转化成同一种物质表示的速率
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
【思考与讨论】
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？
【实验探究】
影响化学反应速率的因素
【问题】
我们已经知道催化剂可以影响化学反应速率，此外，还有哪些反应条件会影响化学反应的速率？
【假设】
影响化学反应速率的因素可能有反应温度、反应物浓度等。
【用品】
5%H2O2溶液、1mol/LFeCl3溶液、0.1mol/L盐酸、1mol/L盐酸、大理石碎块、冷水、热水、试管、试管夹、烧杯。
【实验探究】
(1)
反应温度的影响
在两支大小相同的试管中均加入2mL5%H2O2溶液，同时滴入2滴1mol/LFeCl3，溶液。待试管中均有适量气泡出现时，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，观察现象并进行对比。
不同温度环境
实验现象
冷水
热水
产生气泡速率增大
产生气泡速率较慢
结论1：当其它条件不变时，升高温度，化学反应速率增大；降低温度，化学反应速率减小
【实验探究】
(2)
反应物浓度的影响
利用实验室提供的用品，设计实验方案并提请教师审阔，待教师同意后进行实验（提示：探究某影响因素时，需保持其他条件因素相同）。
步骤：
。
记录：
。
变量控制
科学研究中，对于多因素（多变量）的问题，常常采用只改变其中的某一个因素，控制其他因素不变的研究方法，使多因素的问题变成几个单因素的问题分别加以研究，最后再将几个单因素问题的研究结果加以综合。这种变量控制的方法是科学探究中常用的方法。例如，以上探究在比较不同温度对化学反应速率的影响时，控制浓度和其他影响因素相同；而比较不同浓度对化学反应速率的影响时，则控制温度和其他影响因素相同；最后综合得出影响化学反应速率的多种因素。
【实验探究】
1、请预计大理石（
CaCO3
）分别与0.1mol/L和1mol/L的盐酸反应的快慢。你能得出什么结论吗？
结论2：其他条件不变时，增大反应物的浓度反应速率加快，减小反应物的浓度反应速率减慢.
2、块状CaCO3、粉末状CaCO3与0.1
mol/L的盐酸反应谁快谁慢？为什么？
结论3：其他条件不变时，增大固体表面积可以加快反应速率（接触充分）。
【实验探究】
现象
结论
加入MnO2
加入FeCl3
不加其他试剂
气泡冒出速率增大
气泡冒出速率增大
有气泡冒出，较慢
MnO2能加快反应速率
FeCl3能加快反应速率
无催化剂反应较慢
结论4：加入催化剂（正）能加快化学反应的速率。
压强对反应速率的影响
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体积，使反应物的浓度改变。
(1)压缩体积或充入气态反应物，
使压强增大，相当于增大了浓度，能加快化学反应速率。
(2)体积不变，充入不参与反应的气体。
虽然总的压强增大，但反应物浓度不发生变化，故化学反应速率不变。
【实验探究】
影响因素
规律
内因
反应物本
身的性质
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
外因
浓度
【压强】
增大反应物的浓度，化学反应速率增大；减小反应物的浓度，化学反应速率减小
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
催化剂
一般地，使用催化剂能极大地加快反应速率
固体的表面积
增大固体反应物的表面积，化学反应速率加快
其他
光照、溶剂、形成原电池等，也能影响化学反应速率
【总结】
其他条件不变时
【思考与讨论】
下列调控反应速率的措施或实验中，分别利用或体现了哪些影响反应速率的因素？
（1）向炉膛内鼓风，用煤粉代替煤块可以使炉火更旺。
（2）把食物存放在冰箱里，在糕点包装内放置除氧剂可以延长食品保质期。
（3）做化学实验时，为加速反应的进行，通常将块状或颗粒状的固体药品研细并混匀，或者将固体试剂溶于水配成溶液后再进行实验。
（4）铁在空气中和在纯氧中反应的剧烈程度明显不同。
科学·技术·社会
神奇的催化剂
催化剂是现代化学中关键而神奇的物质之一。据统计，有80%以上的化工生产过程（如氨、硫酸、硝酸的合成，乙烯、丙烯、苯乙烯的聚合，煤、石油、天然气的综合利用，等等）使用了催化剂，目的是增大反应速率，提高生产效率。在资源利用、能源开发、医药制造、环境保护等领域，催化剂有着广泛的应用。催化剂十分神奇，它能极大地提高化学反应速率（可使反应速率增大几个到十几个数量级），而自身的组成、化学性质和质量在反应前后不发生变化；它和一些反应体系的关系就像钥匙与锁的关系，具有一定的选择性。
生物体内几乎所有的化学反应（如淀粉、脂肪、蛋白质的水解，DNA的复制等）都是由生物体内存在的特殊催化剂——酶所催化的。酶比一般的催化剂具有更高的选择性和催化效率，而且是在正常体温的条件下发生作用，反应条件温和。受酶的启示，科学家开牌了设计和合成催化剂的新途径，正在研制具有生物酶某些特性的化学酶，以期实现“仿酶催化”。催化剂的神奇面纱至今尚未完全揭开，对催化剂的研究是当代化学一个极具魅力和应用前景的重要课题。
【课堂练习】
1.下列关于化学反应速率的说法，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.化学反应速率的大小主要取决于反应物的性质
C.化学反应速率可以用单位时间内生成某物质的质量的多少来表示
D.化学反应速率常用单位有mol·L－1·s－1和mol·L－1·min－1
C
2.已知合成氨反应N2(g)＋3H2(g)
2NH3(g)，其浓度数据如下：
当用氨气浓度的增加来表示该化学反应的速率时，其速率为（
）
A.0.2
mol·L－1·s－1
B.0.4
mol·L－1·s－1
C.0.6
mol·L－1·s－1
D.0.8
mol·L－1·s－1
?
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
A
【课堂练习】
高温、高压
催化剂
3.实验室用锌粒与2
mol·L－1硫酸溶液制取氢气，下列措施不能增大化学反应速率的是
A.用锌粉代替锌粒
B.改用3
mol·L－1硫酸溶液
C.改用热的2
mol·L－1硫酸溶液
D.向该硫酸溶液中加入等体积的水
D
【课堂练习】
4.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（
）
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
【课堂练习】