6.2.1 化学反应速率 课件（35张ppt）【新教材】2020-2021学年人教版（2019）高一化学必修二

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 化学反应速率
爆炸
牛奶变质
钢铁生锈
溶洞形成
你了解下列化学变化过程进行的快慢吗？反应的快慢与我们有什么关系？
化学反应的快慢是相对的，不同的化学反应，快慢不同。
思考·讨论
在化学反应过程中，该用什么来表示一个化学反应进行的快慢呢？
以锌和硫酸反应为例
思考·讨论
判断化学反应进行得快慢的方法有哪些？
1.产生气泡的快慢；
2.固体质量的变化；
3.温度的变化；
4.浑浊程度；
5.颜色变化……
只能粗略估计化学反应进行的快慢（定性角度）
准确测定化学反应的快慢
需要统一的定量标准
思考·讨论
如何定量地判断一个化学反应的速率呢？
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＝
Δs
Δt
思考·讨论
2.表示：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)来表示。（浓度指的是物质的量浓度）
1.含义：表示化学反应过程进行快慢的物理量
一、化学反应的速率
3.计算式:
4.单位：
v(B)
mol/(L·min) 或 mol/(L·s) 或mol·L-1·min-1
v(B) ＝
Δc(B)
Δt
例1：在 N2 + 3H2 2 NH3反应中，自开始至2秒，氨的浓度由0变为0. 6 mol/L，则以氨气表示的化学反应速率是多少？
= 0.3mol/(L·s)
v (NH3) =
Δc (NH3)
Δt
=
0. 6 mol/L – 0 mol/L
2s
第2s的反应速率为多少？
无法确定
反应速率指一段时间内的平均速率

练习1：某分解反应的反应物A的浓度在10秒内从6 mol/L变成2 mol/L，则在这10秒内A的化学反应速率 V (A) ？
6 mol/L – 2 mol/L
10s
= 0.4 mol/(L·s)
=
v (A) =
Δc (A)
Δt
练习2：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 。
练习3：一个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)
练习4：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
6 mol/L
0 mol/L
t=2 s
2 mol/L
V（B）
1 mol/L
3 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？
①化学反应速率指的是某一段时间内的平均速率，而不是某一时刻的瞬时速率，均取正值。
②同一化学反应，用不同的物质来表示化学反应速率，数值可能不同，因此表示化学反应速率时，必须说明用哪种物质。
注意：
④固体或纯液体，其浓度可视为常数。因此不用固体或纯液体表示化学反应速率。
③同一化学反应，化学反应速率之比等于化学计量数之比。即：对于反应 aA＋bB==cC＋dD
有v (A)︰v (B)︰v (C)︰v (D)
＝?n(A)︰?n(B)︰?n(C)︰?n(D)
＝?c(A)︰?c(B)︰?c(C)︰?c(D)
＝a︰b︰c︰d
注意：
对于2Na+ 2H2O = 2NaOH + H2↑这个反应，
能否用钠或者水的浓度变化来表示速率呢？
例2：在反应mA＋nB＝pC中，已知A的反应速率为0.5mol/(L ?s)，B的反应速率为1mol/(L ?s)，C的反应速率为1. 5mol/(L ?s)，则该反应的化学方程式为： 。
A ＋ 2B = 3C
练习5： 已知 4NH3+5O2=4NO+6H2O，则下列关系式正确的是（ ）
A. 4v(NH3)=5v(O2) B. 4v(NO)=6v(H2O)
C. 5v(O2)=6v(H2O) D. 4v (O2)=5v(NO)
D
例3：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·s (4)v(D)=0.45mol/L·s
则该反应速率的快慢顺序为 。
(1)>(4)>(2)=(3)
比较反应的快慢，单位要一样、换算成用同种物质来表示
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？
思考·讨论
比较下列每组化学反应的速率，并分析引起速率不同的可能原因：
4. 夏天米饭变质
冬天米饭变质
1. Mg + HCl
Al + HCl
2. H2O2分解
H2O2+MnO2
3. 硫在空气中燃烧
硫在氧气中燃烧
思考·讨论
探究
影响化学反应速率的因素
【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。
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。
(1)温度对化学反应速率影响的探究
实验
操作
?
实验
现象
实验
结论
①产生气泡
速率最慢
②产生气泡
速率较快
③产生气泡
速率最快
当其它条件相同时，升高温度，化学反应速率增大；降低温度，化学反应速率减小
(2)浓度对化学反应速率影响的探究
实验
操作
?
实验
现象
实验
结论
2 mL 0.1 mol/L盐酸
2 mL 1 mol/L盐酸
等量的大理石碎块
当其他条件相同时，增大反应物浓度，化学反应速率增大；降低反应物浓度，化学反应速率减小。
加入1 mol/L盐酸的试管中生成气泡的速率更快
(3)催化剂对化学反应速率影响的探究
实验
操作
?
实验
现象
实验
结论
催化剂(正)能加快化学反应速率
①有少量
气泡出现
②能产生
大量气泡
③能产生
大量气泡
(4)固体反应物表面积对化学反应速率的影响
实验
操作
?
实验
现象
实验
结论
其他条件相同时，固体反应物表面积越大，反应速率越大
加碳酸钙粉末的试管内产生气泡较快，加块状碳酸钙的试管内产生气泡较慢
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，都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。
(5)压强化学反应速率的影响
对有气体参加的反应，改变压强对反应速率的影响实质是改变体系体积，使反应物的浓度改变。
增大压强(减小容器体积)相当于增大反应物浓度，化学反应速率增大
减小压强(增大容器体积)相当于减小反应物浓度，能化学反应速率减小
(5)压强化学反应速率的影响
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。
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）向炉膛内鼓风或用煤粉代替煤块可以使炉火更旺。
（2）把食物放在冰箱里，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。
思考·讨论
二、影响化学反应速率的因素
1.内因：反应物本身的性质（最根本的决定因素）
2.外因：
(1)浓度：当其它条件不变时，增大反应物浓度，化学反应速率增大；减小反应物浓度，化学反应速率减慢。
注意：改变固体或纯液体的量，不影响化学反应速率。
(2)温度：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。
2.外因：
(3)压强：对有气体参与的反应，当其它条件不变时，增大压强(减小容器体积)相当于增大反应物浓度，化学反应速率增大；减小压强(增大容器体积)相当于减小反应物浓度，能化学反应速率减小。
增大压强途径：压缩气体体积或充入反应物气体
(4)催化剂：当其它条件不变时，使用正催化剂可加快化学反应速率。（没有特殊说明都是指正催化剂）
二、影响化学反应速率的因素
2.外因：
(5)固体表面积：固体颗粒越小，与其他反应物的接触面积越大，反应速率加快。
(6)反应物的状态：一般来说，配成溶液或反应物是气体，都能增大反应物间的接触机会，有利于加快反应速率。
(7)形成原电池，可以加快氧化还原反应的反应速率
二、影响化学反应速率的因素
自学P46 神奇的催化剂
催化剂能极大地改变反应速率，而自身的组成、化学性质和质量在反应前后不发生变化，具有高度的选择性（或专一性）
催化剂中毒：催化剂的催化性能往往因接触少量的杂质而明显下降甚至遭破坏，这种现象叫催化剂中毒。
催化剂只有在一定的温度下才能最大限度的显示其催化作用，不同的催化剂对温度的要求不一样。
1.一定条件下，分别对反应C(s)＋CO2(g)=2CO(g)进行如下操作：
①升高反应体系的温度；②减小CO2的浓度；
③缩小反应体系的体积；④减小压强。
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
D
【课堂练习】
1.向一个容积为1L的密闭容器中放入2 moL SO2和1 moL O2，在一定条件下反应，2s末测得容器内有0.8 moL SO2，求2s内SO2、O2、SO3的反应速率和反应速率比。
V(SO2)=0.6 mol/(L·s)
V(O2)=0.3 mol/(L·s)
V(SO3)=0.6 mol/(L·s)
V(SO2): V(O2): V(SO3)=2:1:2
【课堂练习】
2.在一定条件下，mA+nB=pC的反应中，各物质的化学反应速率为
V(A)=a mol·L-1·s-1，
V(B)=a/2 mol·L-1·s-1，
V(C)=a mol·L-1·s-1，
则该反应的化学方程式是 。
2A+B=2C
【课堂练习】
2.实验室用锌粒与2 mol/L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硫酸溶液
C.改用热的2 mol/L硫酸溶液
D.向该硫酸溶液中加入等体积的水
D
【课堂练习】
3.把下列四种X溶液分别加入四个盛有10mL2mol·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】
4.把镁条投入盛有盐酸的敞口容器中，产生氢气的速率变化曲线如图所示。下列因素中，影响该反应速率的是 。
【课堂练习】
温度和浓度