【公开课】化学反应的速率与限度++第一课时++课件高一下学期化学人教版（2019）必修第二册

第六章

化学反应与能量第二节

化学反应的速率和限度

6.2.1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.会比较化学反应速率的快慢。

4.了解影响化学反应速率的因素及规律。

【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。学习目标及核心素养要求【引入】找一找，你能发现谁快谁慢?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？很快较快较慢很慢思考·讨论瞬间完成需亿万年时间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，此种相对而言的判断方法叫做定性地描述反应的快慢。那如何定量地描述一个反应的快慢呢？飞机比汽车快问飞机比汽车具体快多少呢？飞机的速度为400m/s汽车的速度为20m/s定量描述化学反应速率Iftheythrowstonesatyou,don'tthrowback,usethemtobuildyourownfoundationinstead壹Rateofchemicalreaction1、概念用来衡量化学反应快慢程度的物理量速度单位时间物体运动的位移化学反应速率单位时间物质的量浓度的改变反应物浓度的减少生成物浓度的增加反应物浓度的减少量

生成物浓度的增加量

通常用单位时间内_________________或_________________来表示。2．表达式Δc(A)表示反应物(或生成物)A__________________，Δt表示浓度变化的_______3．单位化学反应速率的常用单位为_______________、_______________或mol·L－1·h－1。

v(A)=——=——Δc(A)ΔtΔtΔn(A)V——

浓度的变化量

时间

mol·L－1·s－1

mol·L－1·min－1

均取正值均取正值例1：在某一化学反应里，反应物A的浓度在20s内从8.0mol/L变成3.0mol/L。试求在这20s内该反应的化学反应速率为多少？【课堂练习】例2：向4L容器中充入0.7moLSO2和0.4moLO2，在一定条件下反应，4s末测得容器内剩余SO2是0.3moL，求4s内SO2反应速率？例1：在某一化学反应里，反应物A的浓度在20s内从8.0mol/L变成3.0mol/L。试求在这20s内该反应的化学反应速率为多少？∆t

∆c(A)=（8.0-3.0）

mol/L20s＝0.25mol/(L·s)注意：反应速率指这20s内的平均速率【课堂练习】例2：向4L容器中充入0.7moLSO2和0.4moLO2，在一定条件下反应，4s末测得容器内剩余SO2是0.3moL，求4s内SO2反应速率？【课堂练习】∆t

=（0.7-0.3）

mol4Lx4s＝0.025mol/(L·s)Δn(A)V注：化学反应速率实际上是指某一段时间内化学反应的平均速率，而不是某一时刻的瞬时速率。第4s的反应速率为多少？无法确定在一个化学反应中，反应速率既可以用反应物浓度的减少量来表示，也可以用生成物浓度的增加量来表示。那么同一反应中，用不同物质的浓度变化来表示的反应速率是否相同呢？其大小有什么关系呢？“三段式”计算已知反应：2SO2+O22SO3，2mol/LSO2和1mol/LO2在密闭容器中反应2min

后，SO2的物质的量浓度为1.5mol/L，求SO2、O2、SO3的反应速率。比较不同物质的反应速率，从中你能得出什么结论？三段式解题法起始量、变化量、最终量第一步：写出化学方程式第二步：写出三段式的量第三步：依据相关公式计算起始量（mol/L）

变化量（mol/L）最终量（mol/L）2100.51.5各物质的反应速率为：0.750.50.250.5

=0.5mol·L-1

÷2min=0.25

mol·L-1·min-1

=0.5mol·L-1

÷2min=0.25

mol·L-1·min-1

=0.25mol·L-1

÷2min=0.125

mol·L-1·min-1

只有变化量与系数成比例催化剂N2+3H22NH3练习：在密闭容器中，反应前测得

N2的浓度1mol/L，H2

的浓度3mol/L，2min后测得NH3

的浓度1mol/L

，求V(H2)、V(N2)、V(NH3)

解：=1mol·L-1

÷2min=0.5

mol·L-1·min-1

1mol/L3mol/L0??1mol/L??1mol/L1.5mol/L0.5mol/L0.5mol/L1.5mol/L最终量变化量起始量v(N2)

=0.25

mol·L-1·min-1

v(H2)

=0.75

mol·L-1·min-1

思维启迪N2+3H22NH3催化剂经计算，得v(N2)

=0.25

mol·L-1·min-1，v(H2)

=0.75

mol·L-1·min-1，v(NH3)

=0.5

mol·L-1·min-1v(N2)

：v(H2)

：v(NH3)

=1:3:2化学反应速率之比与方程式中的化学计量数之比有什么关系?当单位一致时，对于任意反应aA+bB=cC+dD，化学反应速率之比=化学计量数之比都成立；即：例：在某一条件下，容器中有反应A+3B=2C+2D，其中v(A)=0.3mol/(L·s)，求v(B)、

v(C)、

v(D)

分别为多少？v(A

)

:v(B

)

:v(C

)

:v(D

)

=a:b:c:d

v(B)=0.9mol/(L·s)

v(C)=0.6mol/(L·s)

v(D)=0.6mol/(L·s)

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)=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)例:反应A(g)+3B(g)=2C(g)+2D(g)在四种不同情况下的反应速率为：①v(A)=0.45mol·L-1·min-1②v(B)=0.6mol·L-1·s-1

③v(C)=0.4mol·L-1·s-1④v(D)=0.45mol·L-1·s-1则该反应速率的快慢顺序为()A.④>③=②>①B.④<③=②<①C.①>②=③>④D.④>③>②>①A

反应4NH3+5O24NO+6H2O在2L密闭容器中进行，3秒后，NO的物质的量增加了3mol/L，此反应的平均反应速率为多少？分别用v(NH3)、v(O2)、v(NO)、v(H2O)表示△c（mol/L）33.75速率（mol/（L·s））311.251比例4:5:4NH3O2NOH2O？？注意：固体和纯液体的c是常数，所以通常不用固体和纯液体表示化学反应速率

(1)化学反应速率指平均速率，不是瞬时速率。(2)同一反应用不同的物质来表示速率，需要指明具体物质，如V(CO)。(4)不用固体或纯液体表示化学反应速率。(3)同一化学反应:aA＋bB=cC＋dD，有V(A)︰V(B)︰V(C)︰V(D)＝a︰b︰c︰d化学反应速率的注意事项【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，求该反应的化学反应速率。起始量(mol/L)最终量(mol/L)

变化量(mol/L)

三段式法0.51.500.20.20.30.10.41.2[例]在2L的密闭容器中加入4molN2和10mol的H2；反应开始2min时，测得容器中N2的浓度为1.8mol/L，(1)求这2min内N2、H2、NH3的平均速率各是多少？(2)求2min时，容器中H2、NH3的浓度？解：

N2+3H22NH3

2501.80.20.60.4所以:V(N2)=0.2mol/L2min=0.1mol/L·min同理:V(H2)=0.3mol/L·minV(NH3)=

0.2mol/L·min高温高压催化剂4.40.4C始（mol/L）C末（mol/L）

C（mol/L）化学反应速率的影响因素贰Influencefactorsoftherateofchemicalreaction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。思考·讨论有哪些因素能够影响化学反应速率呢？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+HClAl+HCl2.H2O2分解

H2O2+MnO23.硫在空气中燃烧硫在氧气中燃烧二影响化学反应速率的因素实验探究影响化学反应速率的因素影响化学反应速率的因素可分为内因和外因；内因外因反应物本身的性质，如金属活动性，是影响化学反应速率的决定性因素，不可调控外界环境对化学反应速率的影响因素，如催化剂、温度、浓度等，可人为调控反应物的化学性质越活泼，化学反应速率越快；反之，化学反应速率越慢决定化学反应速率的决定性因素（内因）:物质本身的性质【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。探究化学反应速率的影响因素，关键是控制好变量。其大致步骤如下：方法引导——变量控制方法(1)温度对化学反应速率影响的探究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。实验现象实验结论冷水：气泡产生速率较慢；热水：气泡产生速率较快升高温度，反应速率增大；降低温度，反应速率减小(1)温度对化学反应速率影响的探究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。【实验用品】0.1mol/L盐酸、1mol/L盐酸、大理石碎块、试管等根据实验目的和实验用品设计实验实验步骤在相同环境温度下，取两支试管分别加入2mL0.1mol/L盐酸和1mol/L盐酸，再加入质量相等，体积相似的大理石碎石块，观察现象并对比。(2)浓度对化学反应速率影响的探究【实验用品】0.1mol/L盐酸、1mol/L盐酸、大理石碎块、试管等根据实验目的和实验用品设计实验实验步骤在相同环境温度下，取两支试管分别加入2mL0.1mol/L盐酸和1mol/L盐酸，再加入质量相等，体积相似的大理石碎石块，观察现象并对比。实验现象0.1mol/L盐酸：气泡产生速率较慢；1mol/L盐酸：气泡产生速率较快。实验结论增大浓度，反应速率增大；降低浓度，反应速率减小(2)浓度对化学反应速率影响的探究(3)催化剂对化学反应速率影响的探究实验①②③操作现象结论有少量气泡有较多气泡有大量气泡其它条件相同时，使用催化剂，能加快反应速率不同催化剂，催化效率不同实验操作

实验现象实验结论(4)探究固体反应物表面积对化学反应速率的影响其他条件相同时，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探究压强对化学反应速率的影响适用对象：气体比较右图，哪一个压强大，哪一个压强小？具有哪些特征？特征：改变压强相当于改变浓度；增大压强，气体浓度增大；

减小压强，气体浓度减小。结论：增大压强，反应速率增大；减小压强，反应速率减小讨论1：取一个容积固定的密闭容器，充入He气后，对速率如何影响？N2+3H2

2NH3N2H2He压强对化学反应速率的影响总压强增大N2、H2浓度不变速率不变恒容时，充入不反应气体，虽总压增加，但各反应物浓度不变，反应速率不变稀有气体/惰性气体N2+3H22NH3讨论2：向一个容积可变的容器中充入He气后，分析速率变化情况？N2H2He活塞压强对化学反应速率的影响容器体积增大N2、H2浓度减小速率减小恒压时，充入不反应气体，容器体积增加，各反应物浓度减小，反应速率减慢思考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。（1）反应物的浓度、反应物的接触面积（2）温度、反应物的浓度（3）反应物的接触面积（4）反应物的浓度条件改变对化学反应速率的影响浓度增大反应物的浓度

减小反应物的浓度温度升高温度降低温度催化剂多数情况下，使用催化剂能够

化学反应速率压强(对有气体参加的化学反应)增大压强

减小压强接触面积块状固体变为粉末状

加快加快加快加快减慢减慢减慢加快影响化学反应速率的因素

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。【科学▪技术▪社会】【课堂练习】1、已知合成氨反应

N2(g)＋3H2(g)2NH3(g)，其浓度数据如下：用氨气来表示该化学反应的速率时，其速率为（）A、0.2mol·L-1·s-1

B、0.4mol·L-1·s-1C、0.6mol·L-1·s-1

D、0.8mol·L-1·s-1高温高压催化剂

N2H2NH3起始浓度/mol·L－11.03.002s末浓度/mol·L－10.61.80.8B【课堂练习】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.①②③④B.①③④

C.①②

D.①③D2.实验室用锌粒与2mol/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3mol/L硫酸溶液C.改用热的2mol/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50mL，此时，X和盐酸缓慢地进行反应，其中反应最快的是（

）A.10℃20mL3mol·L－1的X溶液B.20℃30mL2mol·L－1的X溶液C.20℃10mL4mol·L－1的X溶液D.10℃10mL2mol·L－1的X溶液B4.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

。温度和浓度5、

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)