6.2.1化学反应的速率 课件(27张ppt）【新教材】2020-2021学年人教版（2019）高一化学必修第二册

第六章 化学反应与能量
第二节　化学反应的速率与限度
第1课时 　化学反应的速率
学习目标
1.了解化学反应速率的含义及表示方法。
2.能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。
4.会比较化学反应速率的快慢。
核心素养
1.通过对化学反应速率的学习，培养学生变化观念与平衡思想
2.通过对影响化学反应速率的因素的探究，培养学生科学探究与创新意识。

本节学习目标及核心素养要求
在化学反应的研究和实际应用中，人们除了选择合适的化学反应以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和程度，以提高生产效率。
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。
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
在物理学中，我们是如何定量的判断一个物体移运动的快慢？
用速率来描述
v＝
?s
?t
思考
用来衡量化学反应进行的快慢的物理量。一般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表示。
一.化学反应速率
1.定义
2. 公式
3.常用单位
mol/(L·s) 、mol/(L·min) 、mol·L-1·min-1
——
v (x) = —— = ——
Δc(x)
Δt
Δt
Δn(x)
V
例1：在某一化学反应里，反应物A的浓度在20 s内从8.2 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
v(A)＝
?c(A)
=
（8.2-3.0） mol/L
20 s
＝0.26 mol/(L·s)
注意：反应速率指这20 s内的平均速率，事实上，前10s的速率要比后10s的速率要快。
例2：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。
????(H2)=Δ????Δ????=0.3mol/L2s=0.15mol/(L·s)
?
起始浓度(mol/L)
2 s末浓度(mol/L)
N2+3H2?????????????????????????????2NH3
?
变化浓度(mol/L)
三段法
0.5
1.5
0
0.2
0.2
0.3
0.1
0.4
1.2

????（NH3)=
?
?c(NH3)
?t
＝ =0.10 mol/(L·s)
0.2 mol/L
2s
????(N2)=Δ????Δ????=0.1mol/L2s=0.05mol/(L·s)
?
思考：三种方法表示的速率一样快吗?
????(N2)：????（????2):????（????????3)=?规律？
?
1、在某一化学反应中，生成物B的浓度在5 s内从0.5 mol/L变成2.0 mol/L，在这5s内B的化学反应速率为_ ________。
2、一个5 L的容器中，盛入8.0 mol某气体反应物，5 min后，测得这种气体反应物还剩余6.8 mol，这种反应物的化学反应速率为____________________。
0.3 mol/(L·s)
0.048 mol/(L·min)
【课堂练习】
3. 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 min内的这个反应的平均反应速率。
高温、高压
催化剂
时间
N2
H2
NH3
t=0 min
20 mol/L
60 mol/L
0 mol/L
t=2 min
20 mol/L
v（B）
10 mol/L
30 mol/L
5 mol/(L·min)
15 mol/(L·min)
10 mol/(L·min)
思考总结：同一个化学反应在不同条件下进行，用不同物质表示化学反应速率，如何比较速率的快慢？
1. 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】
2. 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)=0.3 mol/(L·s) (2)v(B)=0.6 mol/(L·s)
(3)v(C)=0.4 mol/(L·s) (4)v(D)=0.45 mol/(L·s)
则该反应速率的快慢顺序为 。
(1)>(4)>(2)=(3)
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？
①钢管腐蚀 ②食物腐败 ③工业炼钢 ④工业制硫酸
有哪些因素能够影响化学反应速率呢？
我们能够调控化学反应速率吗？
二. 影响化学反应速率的因素
内因:影响化学反应速率的主要因素是反应物本身的性质。
外因:温度、浓度、压强、催化剂等
内因无法改变，外因则可以改变。通过改变外部因素使反应加快或者减慢。
在两支大小相同的试管中均加入2 mL 5%
H2O2溶液，同时滴入2滴1 mol/L FeCl3，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。
{5C22544A-7EE6-4342-B048-85BDC9FD1C3A}温度环境
实验现象
冷水
热水
生成气泡速率加快
生成气泡速率变慢
结论：当其它条件不变时，升高温度，反应速率加快；降低温度，反应速率变慢。
1. 温度对反应速率的影响
2.浓度对反应速率的影响
{5C22544A-7EE6-4342-B048-85BDC9FD1C3A}不同浓度的盐酸
实验现象
0.1 mol/L 盐酸
1 mol/L 盐酸
产生气泡速率较慢
产生气泡速率较快
结论：当其它条件不变时，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。
实验：在两支大小相同的试管中加入等量的大理石碎块，分别加入2mL 0.1 mol/L 盐酸和1 mol/L 盐酸。观察现象并进行对比。
大理石碎块、大理石粉末与1 mol/L的盐酸反应谁快谁慢？为什么？
结论：当其它条件不变时，增大固体表面积可以加快反应速率（接触充分）。
思考：
{5C22544A-7EE6-4342-B048-85BDC9FD1C3A}状态
实验现象
大理石碎块
大理石粉末
产生气泡速率较慢
产生气泡速率较快
3. 催化剂对反应速率的影响：
结论：
催化剂可以改变化学反应速率
催化剂一定加快化学反应速率吗？
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。
只有有气体参加的反应，改变压强才对反应速率有影响。其影响实质是：改变体积，可使反应物的浓度改变。
(1)压缩体积使压强增大，进而反应物浓度增大，可加快化学反应速率。
(2)膨胀气体体积，压强变小，进而浓度降低，可减慢化学反应速率。
（3）体积不变，充入相关反应气体，压强增大，浓度也增大，速率加快。
（4）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。
4. 压强对反应速率的影响：
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。
我们在研究温度因素对反应速率的影响时，要保证浓度、压强等其他因素一样，才能得出正确的结论。
对每一种因素研究后，再综合考虑调控外界因素来改变化学反应速率。
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
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】
【思考】
下列调控反应速率的措施中，利用或体现了哪些影响反应速率的因素？
（1）向炉膛内鼓风，可以使炉火更旺。
（2）发电厂把煤块粉碎再送入燃烧炉。
（3）做化学实验时，将固体试剂溶于水配成溶液后再进行实验。
（4）在食品包装内放置除氧剂可以延长食品保质期。
（5)把食品放到冰箱内保存。
小结
1. 化学反应速率是用来衡量化学反应进行快慢的一个物理量。
2.化学反应速率常用的单位：mol/(L·min)或mol/(L·s)
3.化学反应速率计算公式：
4.反应速率之比等于化学方程式的计量 数之比。（三行式）
5.影响化学反应速率因素
v(B) =
?c(B)
?t
【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
B
2.一定条件下，分别对反应C(s)＋CO2(g) 2CO(g)进行如下操作(只改变该条件)：①升高反应体系的温度；②增加反应物C的用量；③缩小反应体系的体积；④减少体系中CO的量。上述措施中一定能使反应速率显著变大的是（ ）
A.①②③④ B.①③④
C.①② D.①③
高温
－
－
3.已知合成氨反应N2(g)＋3H2(g) 2NH3(g)，其浓度数据如下：当用氮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
催化剂
高温、高压
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
5.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