【化学】化学反应的速率课件 2023-2024学年高一下学期化学人教版（2019）必修第二册

第二节化学反应的速率与限度目标素养1.知道化学反应平均速率的常用表示方法,能基于生活经验和实验探究认识影响化学反应速率的因素。2.能基于可逆反应的特征认识在一定条件下可逆反应能达到化学平衡状态。3.能描述化学平衡状态的特征,并据此判断化学反应是否达到平衡状态。4.能基于控制变量法研究化学反应,能从化学反应快慢和限度的角度解释生产、生活中简单的化学现象。知识概览第1课时化学反应的速率一、化学反应的速率1.表示。化学反应速率通常用单位时间内反应物浓度的

减小

或生成物浓度的

增大

来表示(取正值)。

(2)常用单位:

mol/(L·min)或mol/(L·s)

。

2.意义。化学反应速率是定量描述化学反应进行快慢程度的物理量。微解读1对于同一化学反应,用不同的物质来表示反应速率时,其数值可能不同,但这些数值所表示的意义相同,其比值一定等于化学方程式中相应物质的化学计量数之比。如反应aA(g)+bB(g)═cC(g)+dD(g),v(A)∶v(B)∶v(C)∶v(D)=a∶b∶c∶d。微判断(1)化学反应速率用来表示化学反应进行的快慢。(

)(2)化学反应速率通常用单位时间内生成或消耗某物质的质量的多少来表示。(

)(3)化学反应速率可以用气体物质来表示。(

)(4)化学反应速率为0.8

mol·L-1·s-1是指1

s时某物质的浓度为0.8

mol·L-1。(

)(5)同一化学反应,相同条件下可以用不同物质表示反应速率,且数值可能不同。(

)√×××√二、外界条件对化学反应速率的影响1.实验探究温度、浓度和催化剂对化学反应速率的影响。(1)温度对化学反应速率的影响。(2)浓度对化学反应速率的影响。(3)催化剂对化学反应速率的影响。2.外界条件对化学反应速率的影响。温度—其他条件不变时,

升高温度

,化学反应速率增大;

降低温度

,化学反应速率减小

∣浓度—其他条件不变时,

增大反应物浓度

,化学反应速率增大;

减小反应物浓度

,化学反应速率减小

∣催化剂—其他条件不变时,使用催化剂能改变化学反应速率

∣其他—固体的

表面积

、反应物的状态等都可以影响化学反应的速率

微解读2对于有气体参与的反应,改变压强是通过改变反应物的浓度来改变化学反应速率的。在相同温度下,压强越大,一定质量气体的体积越小,单位体积内气体的分子数越多,即反应物浓度越大,反应速率越大。结论:其他条件不变时,增大气体反应体系的压强(减小容器容积),化学反应速率增大;减小气体反应体系的压强(增大容器容积),化学反应速率减小。微训练

将20

mL

0.5

mol·L-1盐酸与块状大理石反应,下列措施不能提高化学反应速率的是(

)。A.加入10

mL

3

mol·L-1盐酸B.给反应的混合物加热C.将所用的块状大理石研磨成粉末D.加入少量Na2SO4粉末答案:D解析:增大反应物浓度、适当加热、增大固体的表面积都能增大反应速率,加Na2SO4粉末,不能增大c(H+),且生成微溶的CaSO4附着在大理石表面,使反应速率变小。一

化学反应的速率问题探究在2L的密闭容器中,加入1molH2和3molI2,发生反应H2(g)+I2(g)2HI(g)。在2s末时,测得容器中含有0.4molHI。(1)根据上述内容,求算该反应2s内的化学反应速率v(H2)、v(I2)、v(HI)。提示:

H2(g)

+

I2(g)2HI(g)起始量/mol

1

3

0变化量/mol

0.2

0.2

0.42

s末量/mol

1-0.2

3-0.2

0.4(2)上述反应中,v(H2)、v(I2)、v(HI)并不完全相等,能否认为化学反应速率的数值越大,反应越快?怎样比较同一化学反应不同时间段内反应速率的大小?提示:不能,对于同一个反应,在相同时间段内用不同的物质来表示该反应的速率时,其数值可能不同,但表示的意义相同。在同一反应中比较不同时间段内反应速率的大小时,将不同物质表示的反应速率根据化学方程式换算成用同一物质表示的反应速率,且单位相同,然后进行比较,数值越大,反应速率越大。(3)若在标准状况下(此时碘为固体),在原容器中加入1molH2和3molI2,反应结束后恢复到标准状况下,此时测得容器中含有0.4molHI。该过程中能用碘的浓度的变化来描述该反应的反应速率吗?提示:此时碘为固体,所以不能用碘的浓度的变化来描述该反应的反应速率。重难归纳1.化学反应速率的正确理解。2.化学反应速率的计算方法。

(2)关系式法:根据同一化学反应中,化学反应速率之比=物质的量浓度变化之比=物质的量变化之比=化学计量数之比计算。3.反应速率大小比较的两种方法。比较同一化学反应不同时间段内的反应速率不能只看数值大小,要进行一定的转化。(1)归一法:换算成同一物质、同一单位表示,再比较数值大小。【例1】在2L密闭容器中,发生以下反应:2A(g)+B(g)═2C(g)+D(g)。若最初加入的A和B都是4mol,前10s内A的平均反应速率为0.12mol·L-1·s-1,则10s末时,容器中B的物质的量是(

)。A.1.6mol B.2.8molC.2.4mol D.1.2mol答案:B解析:根据化学反应速率之比等于对应物质的化学计量数之比,则Δc(B)=0.06

mol·L-1·s-1×10

s=0.6

mol·L-1,Δn(B)=0.6

mol·L-1×2

L=1.2

mol,故10

s

末时容器中B的物质的量为4

mol-1.2

mol=2.8

mol。学以致用1.对反应A(s)+3B(g)═2C(g)+D(g)来说,下列表示的反应速率最大的是(

)。A.v(A)=0.02mol·s-1B.v(D)=0.01mol·L-1·s-1C.v(C)=0.5mol·L-1·min-1D.v(B)=0.6mol·L-1·min-1答案:B解析:以物质D为基准,根据化学反应速率之比等于化学计量数之比进行计算与判断,因为容器容积未知,且A是固态,浓度视为常数,故无法计算化学反应速率。选项B~D中转换为用物质D表示的反应速率且统一单位后分别是0.6

mol·L-1·min-1、0.25

mol·L-1·min-1、0.2

mol·L-1·min-1,所以反应速率最大的是选项B。二

影响化学反应速率的因素问题探究在周朝时,人们就发明了一种专门用来保存“冰”的器皿——“冰鉴”,后来也被御膳房的厨师用作食物“更长久”的保鲜装置,这也是最早的古代皇室专用版“冰箱”。(1)古代的“冰鉴”和现代的冰箱能够较长时间保存食物的原理是什么?提示:通过降低温度,减小食物变质速率,起到延长食品保存时间的作用。(2)根据生活经验,除温度外,还有哪些因素会影响化学反应速率?试举例说明。提示:除温度外,反应物的浓度、固体表面积、光等都会影响化学反应速率。例如,向炉膛内鼓风、用煤粉代替煤块可以使炉火更旺;铁在空气中和在纯氧中反应的剧烈程度明显不同;保存土豆时,见光的土豆容易变绿色。(3)在恒压条件下,发生反应N2(g)+3H2(g)

2NH3(g),向容器中通入氦气,化学反应速率如何变化?如果某反应中没有气体参加,改变压强,化学反应速率会发生改变吗?提示:减小。总压强不变,通入氦气,容器容积增大,反应物的浓度减小,反应速率减小。压强对固体、液体浓度几乎没有影响,所以如果反应中没有气体参加,改变压强化学反应速率几乎不变。重难归纳1.内因。2.外界因素。其他条件不变时,改变某一条件:易错提醒(1)由于固体和纯液体的浓度可视为常数,故改变其用量化学反应速率不变。但当固体颗粒变小时,其表面积增大将导致反应速率增大。

(2)压强对化学反应速率的影响是通过改变气态反应物浓度实现的。例如,①恒温恒容下:充入“惰性气体”→总压增大→物质浓度不变→反应速率不变;②恒温恒压下:充入“惰性气体”→容器容积增大→物质浓度减小→反应速率减小。典例剖析【例2】下列关于影响化学反应速率的因素的说法正确的是(

)。①增大压强一定能增大化学反应速率②使用催化剂,可以使反应速率增大③反应物浓度是决定化学反应速率的主要因素④升高温度,可以增大化学反应速率A.①② B.②④ C.②③

D.①④答案:B解析:压强对反应速率的影响只适用于有气体参与的反应,即改变压强,反应速率不一定改变,①不正确。催化剂能增大反应速率,②正确。参加反应的物质的性质是决定化学反应速率的主要因素,③不正确。升高温度,可以增大化学反应速率,④正确。学以致用2.在反应C(s)+CO2(g)══2CO(g)中,可使反应速率增大的措施是(

)。①增大压强②升高温度③通入CO2

④增加炭的量⑤用等量炭粉代替焦炭A.①②③

B.①④⑤

C.①②③⑤ D.②③④⑤答案:C解析:因为炭是固体,增加炭的量,不能增大反应速率,但是若用炭粉代替焦炭,能增大C与CO2的接触面积,所以反应速率增大。1.下列有关化学反应速率的说法正确的是(

)。A.用铁片与稀硫酸反应制氢气时,改用98%的浓硫酸可以增大反应速率B.100mL2mol·L-1的盐酸与锌片反应,加入适量的氯化钠溶液,反应速率不变C.因为SO2的催化氧化反应是一个放热反应,所以升高温度,反应速率增大D.汽车尾气中的NO和CO可以缓慢反应生成N2和CO2,减小压强时反应速率减小答案:D解析:使用浓硫酸与铁反应会改变反应原理,不能生成H2,A项错误;加入氯化钠溶液,盐酸的浓度减小,反应速率减小,B项错误;升高温度,反应速率增大,与反应是吸热还是放热无关,C项错误。2.已知4NH3(g)+5O2(g)4NO(g)+6H2O(g),若某时间段内的反应速率分别用v(NH3)、v(O2)、v(NO)、v(H2O)表示,则正确的关系式为(

)。A.4v(NH3)=5v(O2) B.5v(O2)=6v(H2O)C.2v(NH3)=3v(H2O) D.4v(O2)=5v(NO)答案:D解析:在同一化学反应中,相同时间段内不同物质的速率之比等于相应物质的化学计量数之比。A选项应为5v(NH3)=4v(O2);B选项应为6v(O2)=5v(H2O);C选项应为3v(NH3)=2v(H2O)。3.在一定条件下,反应N2(g)+3H2(g)

2NH3(g)在2L恒容密闭容器中进行,5min内氨的质量增加了1.7g,则反应速率为(

)。A.v(NH3)=0.1mol·L-1·min-1B.v(N2)=0.02mol·L-1·min-1C.v(H2)=0.015mol·L-1·min-1D.v(NH3)=0.17mol·L-1·min-1答案:C解析:根据题意知,5

min内氨的质量增加了1.7

g,物质的量增加0.1

mol,v(NH3)==0.01

mol·L-1·min-1,利用化学反应速率之比等于对应物质的化学计量数之比计算得v(N2)=0.005

mol·L-1·min-1,v(H2)=0.015

mol·L-1·min-1,C项正确。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(

)。①盐酸的浓度②反应体系的压强③溶液的温度④Cl-的浓度A.①④ B.③④C.①③ D.②③答案:C解析:镁与盐酸反应的离子方程式为Mg+2H+═Mg2++H2↑,与H+有关,与Cl-无关。在镁与盐酸的反应中,刚开始时H+的浓度最大,反应速率应最大,但由于此反应为放热反应,温度升高,反应速率增大,随着化学反应的进行,H+浓度逐渐减小,反应速率逐渐减小。反应在敞口容器中进行,反应速率与压强无关。5.某温度下,浓度都是1mol·L-1的两种气体X2和Y2,在密闭容器中反应生成气体Z。反应2min后,测得容器内X2的浓度为0.6mol·L-1,Z的浓度为0.4mol·L-1,用Y2的变化表示的反应速率v(Y2)=0.1mol·L-1·min-1,则该反应的化学方程式是(

)。A.X2+2Y2═2Z

B.2X2+Y2═2ZC.3X2+Y2═2Z

D.X2+3Y2═2Z答案:C解析:由v(X2)∶v(Y2)∶v(Z)=Δc(X2)∶Δc(Y2)∶Δc(Z)=0.4

mol·L-1∶0.2

mol·L-1∶0.4

mol·L-1=2∶1∶2,可知该反应的化学方程式为2X2+Y2═2Z。6.(1)某温度下,在2L恒容密闭容器中,X、Y、Z三种气态物质发生化学反应时,物质的量随时间变化的关系曲线如图所示:由图中的数据分析,5min内用Z表示的化学反应速率为

。

(2)化学反应速率受很多因素的影响,例如:实验室制取氢气时一般用粗锌替代纯锌与稀硫酸反应,这是利用

原理增大了氢气生成的速率。

0.06mol·L-1·min-1