2.1.1化学反应速率及影响因素（课件）高二化学（人教版2019选择性必修1）

第二章化学反应速率与化学平衡第一节化学反应速率第1课时化学反应速率及影响因素学习目标1.知道化学反应速率的表示方法，了解测定化学反应速率的方法，能进行化学反应速率的简单计算。2.通过实验探究，学习运用变量控制的方法研究化学反应速率；了解反应条件对化学反应速率影响的一般规律，能运用规律解释生产、生活和科学实验中的实际问题。有些化学反应人们希望能快一些合成氨工业炼铁新课导入调控化学反应速率具有重要的意义有些化学反应人们希望其越慢越好塑料老化钢铁生锈新课导入如何衡量化学反应的快慢呢？问题思考如何衡量化学反应的快慢呢？冒气泡快慢颜色变化快慢固体减少的快慢出现浑浊的快慢温度变化定性角度（只能粗略地估计化学反应进行的快慢）问题思考单位时间冒气泡的个数颜色变化到某一色度所需时间固体物质彻底消失的时间不再生成沉淀所需时间变化相同温度所需时间如何衡量化学反应的快慢呢？问题思考1、概念：通常用化学反应速率来衡量化学反应进行的快慢，化学反应速率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来表示。2、表达式：Δc：表示反应物浓度或生成物浓度的变化，单位：mol·L-1或mol/LΔt：表示反应时间的变化，单位：s、min、hν：表示反应速率（取正值），单位：mol·L-1·s-1或mol/(L·s)，mol·L-1·min-1或mol/(L·min)等v=ΔcΔt

任务一化学反应速率【课堂练习1】在某一化学反应中，已知反应物A的浓度在10s内从4mol/L变成1mol/L。则在这10s内用A表示的化学反应速率为多少？问1：第10s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。=4mol·L-1–1mol·L-110sv(A)∆c(A)∆t=3mol·L-110s0.3mol·L-1·s-1==【课堂练习2】2mol4mol0.5mol/(L·s)1.5mol/(L·s)1mol/(L·s)问2：哪个速率最快？一样快

用不同物质表示的同一反应速率，其数值可能不同，但所表示的意义是相同的。在表示反应速率时，应注明是由哪种物质表示的。ABC开始3mol7mol0mol2s末2molv反应：A(g)+3B(g)2C(g)在1L密闭容器中进行，不同时间各物质的物质的量如下，完成表格并求出各物质在2s内的速率。⇋⇋同一反应中，各物质的化学反应速率之比等于化学计量数之比。

v(A):

v

(B):

v

(C)=1：3：2①无论反应物还是生成物，其反应速率永远取正值。②一段时间内的平均速率，而非瞬时速率。③用浓度变化表示化学反应速率适用于气体和溶液中的溶质，不适用于固体和纯液体。④对于同一个反应来说，用不同的物质来表示该反应的速率时，其数值可能不同，但表达的意义相同。因此需要指明具体物质，如v(A)。

⑤同一反应中，各物质的化学反应速率之比等于其化学计量数之比。

任务一化学反应速率

第一步：写出有关反应的化学方程式；

第二步：列出各物质的起始量、转化量、某时刻量；

第三步：根据已知条件列方程式计算。起始浓度（mol/L）ab00浓度变化（mol/L）mxnxpxqxt时刻浓度（mol/L）a-mxb-nxpxqxmA(g)＋nB(g)=pC(g)＋

qD(g)任意反应（1）“三段式”法注意：变化量之比等于化学计量数之比3、化学反应速率的计算和比较任务一化学反应速率

在2L密闭容器中加入1molN2

和3molH2发生反应N2+3H2

⇌2NH3，2s末时测得容器中含有0.4molNH3，

求①H2的转化率；②反应后N2的浓度。催化剂高温、高压【典例分析1】解：

三段式变化量（mol）：0.20.6

0.42s末量（mol）：

0.8

2.4

0.4起始量（mol）：13

0N2+3H22NH3高温高压催化剂

①定性比较

【归一法】：先统一单位，换算成同一物质表示的反应速率，再比较数值的大小。【比值法】：比较化学反应速率与化学计量数的比值，比值越大化学反应速率越大。（2）化学反应速率的比较方法②定量比较

通过观察实验现象，如反应的剧烈程度、产生气泡或沉淀的快慢、固体消失或气体充满所需时间的长短等来定性判断化学反应的快慢。

同一化学反应速率用不同物质表示时数值可能不同，比较化学反应速率的快慢不能只看数值大小，还要进行一定的转化。任务一化学反应速率反应A(g)+3B(g)=2C(g)+2D(g)在四种不同情况下的反应速率为：①v(A)=0.15mol·L-1·min-1

②v(B)=0.6mol·L-1·s-1③v(C)=0.4mol·L-1·s-1④v(D)=0.45mol·L-1·s-1则该反应在不同条件下速率的快慢顺序为:

④>③=②>①②v(B)=0.6mol·L-1·s-1③v(C)=0.4mol·L-1·s-1

④v(D)=0.45mol·L-1·s-1v(A)=0.2mol·L-1·s-1

v(A)=0.2mol·L-1·s-1

v(A)=0.225mol·L-1·s-1

①v(A)=0.15mol·L-1·min-1

方法一：归一法【归一法】：先统一单位，换算成同一物质表示的反应速率，再比较数值的大小。v(A)=0.0025mol·L-1·s-1

【课堂练习3】v(A)1①=0.0025mol·L-1·s-1v(B)3②=0.2mol·L-1·s-1v(C)2③=0.2mol·L-1·s-1v(D)2④=0.225mol·L-1·s-1方法二：比值法【比值法】：比较化学反应速率与化学计量数的比值，比值越大化学反应速率越大。mA+nB=pC+qD

（3）由n(或c)～t图像确定化学方程式的方法①看趋势，定位置

观察图像，n(或c)随时间逐渐减小的物质为

，反之为

。②看变化量，定系数

由图像计算各物质在相同时间内的浓度(或物质的量)的变化量，从而确定

。③看是否共存，定符号

根据图像观察各物质是否最终共存(即是否有物质反应完)，从而

，确定在方程式中用“=”还是“⇌”。反应物生成物各物质的化学计量数判断该反应是否为可逆反应一定温度下，在2L的密闭容器中，X、Y、Z三种气体的物质的量随时间变化的曲线如图所示。下列描述正确的是(

)A．反应开始到10s时，用Z表示的反应速率为0.158mol·L-1·s-1B．反应开始到10s时，X的物质的量浓度减少了0.79mol·L－1C．反应开始到10s时，Y的转化率为79.0%D．反应的化学方程式为：X(g)＋Y(g)Z(g)C【课堂练习4】浓度可以表示化学反应速率，除此以外，还可以测定哪些物理量来

表示化学反应速率？气体的体积体系的压强颜色的深浅导电能力光的吸收思考交流υ＝ΔcΔt（1）测定原理：测定反应中不同时刻任何与物质的

有关的可观测量。浓度（2）测定方法：通过测量一定时间内_______________

或____________

或___________、__________、___________等。释放出气体的体积气体的压强变化颜色的深浅光的吸收导电能力4、化学反应速率的定量测定任务一化学反应速率反应原理Zn＋H2SO4＝ZnSO4＋H2↑有多少种方法测这个反应的速率？仪器和试剂、装置任选。发挥你的想象。1.单位时间内收集氢气的体积；2.收集相同体积氢气所需要的时间3.有pH传感器测相同时间内溶液中pH变化，即△c(H＋)。4.用传感器测△c(Zn2＋)变化。5.测相同时间内△m(Zn)。6.相同时间内恒容压强变化；7.相同时间内绝热容器中温度变化。任务一化学反应速率判断正误(正确的打“√”，错误的打“×”)。对于反应CaCO3＋2HCl===CaCl2＋CO2↑＋H2O，用下列方法来测定反应速率是否正确(1)测定收集一定体积的CO2时所用的时间

；(

)(2)测定一段时间内溶液中c(H＋)的变化； (

)(3)测定一定质量的CaCO3完全溶解所需时间；(

)(4)测定一定时间内产生CO2气体的体积；(

)√√√√【课堂练习5】用大理石(杂质不与稀盐酸反应)与稀盐酸反应制CO2，实验过程记录如右图所示，下列有关说法正确的是(

)A．OE段表示的反应速率最快B．EF段表示的反应速率最快，收集的CO2最多C．FG段表示的收集的CO2最多D．OG段表示随着时间的推移，反应速率逐渐增大B【课堂练习6】实验室测定化学反应速率常用的方法01020304有气体生成可测定相同时间内收集气体的体积或收集等量气体所用的时间。有固体参加有酸碱参与有颜色变化可测定一段时间内消耗固体质量的多少可测定一段时间内溶液中氢离子或氢氧根离子浓度的变化。可测定溶液变色所需时间。05有沉淀生成可测定溶液变浑浊所需的时间。工业生产合成氨N2(g)+3H2(g)2NH3(g)高温高压催化剂为什么在高温、高压、催化剂的条件下进行该反应？科学史话科学探究的基本步骤提出问题收集化学事实和信息实验探究得出结论设计实验方案提出假设哪些因素会影响化学反应速率？任务二影响化学反应速率的因素Na与水的反应比Mg与水的反应剧烈夏天食物变质快食物真空保存变质慢向H2O2中加入MnO2后会迅速分解产生气泡将等质量的铁片与铁粉放入稀硫酸中,铁粉产生气泡较快反应物本身的性质温度反应物的浓度催化剂接触面积内因外因收集化学事实和信息提出假设任务二影响化学反应速率的因素1、定性研究影响化学反应速率的因素设计实验方案任务1任务2任务3待研究的变量需控制不变的量温度催化剂浓度温度、浓度等温度、催化剂等催化剂、浓度等在探究某一条件对化学反应速率的影响时，要保证其他条件完全相同，即采用“变量控制法”。思考：如何借助反应现象来定性描述化学反应速率？颜色变化快慢，产生气泡快慢，产生浑浊快慢，固体减少快慢等任务二影响化学反应速率的因素任务二影响化学反应速率的因素设计实验方案选择实验用品，设计实验探究影响化学反应速率的因素任务1任务2任务3待研究的变量需控制不变的量探究的反应观察的现象实验用品：烧杯、试管、量筒、试管架、胶头滴管、温度计、秒表。0.1mol/LNa2S2O3溶液、0.1mol/LH2SO4溶液、0.5mol/LH2SO4溶液、5%H2O2溶液、1mol/LFeCl3溶液、蒸馏水、热水。温度催化剂浓度温度、浓度等温度、催化剂等催化剂、浓度等Na2S2O3+H2SO4=Na2SO4+SO2↑+S↓+H2O2H2O2=O2↑

+2H2O产生浑浊快慢产生气泡快慢实验探究浓度对化学反应速率的影响影响因素实验步骤实验现象实验结论浓度

Na2S2O3+H2SO4=Na2SO4+SO2↑+S↓+H2O均出现浑浊，但后者出现浑浊更快增大反应物浓度，化学反应速率增大任务二影响化学反应速率的因素实验探究浓度对化学反应速率的影响（1）固体和纯液体的浓度可视为常数，改变其物质的量，对反应速率无影响。（2）若某物质的浓度变化改变了其性质，反应实质可能发生改变，要具体分析反应速率的变化（如铁与稀硫酸反应，在一定浓度范围内反应速率与浓度有关，但常温下铁遇浓硫酸钝化）。（3）对于离子反应，只有实际参加反应的各离子浓度发生变化，才会引起化学反应速率的改变。任务二影响化学反应速率的因素实验探究温度对化学反应速率的影响温度

Na2S2O3+H2SO4=Na2SO4+SO2↑+S↓+H2O70℃热水一组先出现浑浊升高温度，化学反应速率增大实验探究温度对化学反应速率的影响（1）温度对反应速率的影响适用于任何反应，无论是放热反应还是吸热反应，升高温度，反应速率都增大，降低温度，反应速率都减小。对于可逆反应，升高温度，v正和v逆都增大，降低温度，v正和v逆都减小。（2）温度对反应速率的影响，无论固体、液体、气体都适用。（3）大量实验证明，温度每升高10℃，化学反应速率通常增大为原来的2~4倍，利用这一规律可以对一些化学反应速率进行粗略估算。任务二影响化学反应速率的因素实验探究催化剂对化学反应速率的影响2H2O2=O2↑

+2H2O催化剂

前者无明显现象，后者出现大量气泡催化剂能加快化学反应速率任务二影响化学反应速率的因素实验探究催化剂对化学反应速率的影响（1）催化剂只能改变化学反应速率，不能改变反应方向，也不能改变反应热的大小。（2）同一催化剂能同等程度地改变化学反应的正、逆反应速率。任务二影响化学反应速率的因素压强对化学反应速率的影响2.对于有气体参加的反应来说，

压强对化学反应速率的影响实质上是通过改变气体反应物的浓度来实现的。对于气体有下列几种情况：⑴恒温时：体积减小→⑵恒温恒容：⑶恒压时：充入“无关气体”（如He）→①充入气体反应物→

②充入“无关气体”（如He）→引起总压增大，各物质的浓度不变→反应速率不变N2

+

3H2

2NH31.其他条件相同时，增大反应物浓度反应速率增大；减小反应物浓度反应速率减小。增大压强→c增大→反应速率增大→各反应物浓度减小→反应速率减慢。反应物浓度增大→总压增大→反应速率增大；引起体积增大任务二影响化学反应速率的因素工业生产合成氨N2(g)+3H2(g)2NH3(g)高温高压催化剂条件分析：高温、高压、催化剂是为了增大工业合成氨的反应速率为什么高压可以加快工业合成氨的化学反应速率？回归生产接触面积、溶剂的性质、光、超声波、磁场、形成原电池等都可以对化学反应的速率产生影响。其他因素对反应速率的影响任务二影响化学反应速率的因素定性研究定量研究有没有比观察沉淀和气泡生成快慢更准确的方法来分析实验结果呢？任务二影响化学反应速率的因素任务二影响化学反应速率的因素2、定量研究影响化学反应速率的因素实验步骤①取一套装置(如图所示)，加入40mL1mol·L－1的硫酸和锌粒，测量收集10mLH2所需的时间。②取另一套装置，加入40mL4mol·L－1的硫酸和锌粒，测量收集10mLH2所需的时间。实验现象锌与稀硫酸反应

(写现象)，收集10mL气体，②所用时间比①所用时间

。产生气泡短实验结果加入试剂反应时间反应速率(填“快”或“慢”)40mL1mol·L－1硫酸_______40mL4mol·L－1硫酸_______38秒慢快4mol·L－1硫酸与锌反应比1mol·L－1硫酸与锌反应的速率____。快深度思考在用上述实验测定锌与硫酸反应的速率时，(1)为确保测定的准确性，应注意哪些事项？①锌的颗粒(即表面积)大小基本相同；②40mL的稀硫酸要迅速加入；③装置气密性良好，且计时要迅速准确。1分12秒实验结论(2)用右述装置测定化学反应速率时，操作、药品无误，结果测定速率偏大，请从装置的缺陷的角度分析可能的原因，并帮助设计改进措施。

原因：忽视加入硫酸排出气体的体积。任务二影响化学反应速率的因素(3)除用注射器收集气体，你还可用哪些定量仪器测量收集氢气的体积？气体收集可以用排水量气装置(4)除了测定氢气的体积外，你还能设计哪些方案测定锌与稀硫酸反应的速率？①在恒容反应装置中，测定一段时间内压强的变化；②测定一段时间内H＋的浓度变化；③测定一段时间内锌粒的质量变化。任务二影响化学反应速率的因素措施生成H2的体积反应速率加入少量水

加入少量NaOH固体

加入少量NaCl溶液

将铁粉换成等质量的铁片

加入石墨颗粒

加入少量CuSO4溶液

加入几滴浓H2SO4

加入几滴NaNO3溶液

一定量的铁粉与过量的盐酸反应，下列措施对生成H2的量及速率有何影响？思考交流不变变慢不变变慢不变变