【課件】化學(xué)反應(yīng)速率課件2023-2024學(xué)年上學(xué)期高二化學(xué)人教版（2019）選擇性必修1

第二章化學(xué)反應(yīng)速率與化學(xué)平衡第一節(jié)化學(xué)反應(yīng)速率學(xué)習(xí)目標(biāo)1min1．了解化學(xué)反應(yīng)速率的概念，掌握化學(xué)反應(yīng)速率的簡單計算。2.掌握外界條件(濃度、壓強、溫度、催化劑)對化學(xué)反應(yīng)速率的影響規(guī)律及實質(zhì)，并會用相應(yīng)規(guī)律解決有關(guān)問題。3.了解活化能的含義，會用活化能理論解釋化學(xué)反應(yīng)速率的影響因素.自學(xué)檢測1

3min×

√×

×

未指明物質(zhì)不能用固體、純液體來表示

在化學(xué)實驗和日常生活中，我們經(jīng)常觀察到這樣的現(xiàn)象：有的反應(yīng)進行的快，有的進行的慢?！舅伎寂c討論】

你了解下圖涉及的化學(xué)反應(yīng)進行的快慢嗎？反應(yīng)的快慢程度與我們有什么關(guān)系？很快很慢爆炸巖石風(fēng)化煙花綻放橡膠老化教師點撥1

25min很快很慢【思考與討論】

不同的化學(xué)反應(yīng)進行的快慢千差萬別，快和慢是相對而言的，我們以上的判斷方法都是定性地描述反應(yīng)的快慢。而在科學(xué)研究和實際應(yīng)用中，往往需要定量地描述一個反應(yīng)的快慢。什么是定性？什么是定量？例如：我們學(xué)過物理都知道：(1)光的傳播速度是很快的；(2)光在空氣中的傳播速度3×108m/s。定性描述定量描述

化學(xué)反應(yīng)速率是用來衡量化學(xué)反應(yīng)過程進行的快慢的物理量。如果反應(yīng)體系的體積時恒定的，則通常用單位時間內(nèi)反應(yīng)物或生成物濃度(mol/L)的變化來表示化學(xué)反應(yīng)速率(均取正值)。一、化學(xué)反應(yīng)速率1.定義：2.數(shù)學(xué)表達式3.常用單位mol/(L·min)或mol/(L·s)或mol·L-1·min-1v(x)=——=——Δc(x)ΔtΔtΔn(x)V——ΔnVΔt=注：化學(xué)反應(yīng)速率實際上是指某一段時間內(nèi)化學(xué)反應(yīng)的平均速率，而不是某一時刻的瞬時速率。固體或純液體的濃度視為常數(shù)，Δc=0，因此不用固體或純液體表示化學(xué)反應(yīng)速率。1、在某一化學(xué)反應(yīng)中，生成物B的濃度在5s內(nèi)從0.5mol/L變成2.0mol/L，在這5s內(nèi)B的化學(xué)反應(yīng)速率為_________。2、一個5L的容器中，盛入8.0mol某氣體反應(yīng)物，5min后，測得這種氣體反應(yīng)物還剩余6.8mol，這種反應(yīng)物的化學(xué)反應(yīng)速率為___

________。0.3mol/(L·s)0.048mol/(L·min)【課堂練習(xí)】===對于一個化學(xué)反應(yīng):mA+nB=pC+qD，可用任一種物質(zhì)的物質(zhì)的量濃度隨時間的變化來表示該物質(zhì)的化學(xué)反應(yīng)速率。(均取正值)Δc＝c末－c始v(A)=–

△c(A)

△tv(B)=–

△c(B)

△tv(C)=

△c(C)

△tv(D)=

△c(D)

△tv(C)

pv(B)

nv(A)

mv(D)

q且有

例1：在密閉容器中發(fā)生反應(yīng)：N2+3H2=2NH3，開始時N2的濃度為0.8mol/L，5分鐘后濃度變?yōu)?.7mol/L。此時Δc(N2)=___________，則v(N2)=

____________。請計算Δc(H2）、

Δc(NH3)、v(H2)、v(NH3)。0.02mol/(L·min)v(H2)=0.06mol/(L·min)-0.1mol/Lv(NH3)=0.04mol/(L·min)Δc(H2)=-0.3mol/LΔc(NH3)=0.2mol/L用同一反應(yīng)體系中不同物質(zhì)表示同一速率時，速率之比＝各物質(zhì)濃度的變化量(Δc)之比

＝各物質(zhì)物質(zhì)的量的變化量(Δn)之比

＝化學(xué)計量數(shù)之比。1、化學(xué)反應(yīng)速率的計算化學(xué)反應(yīng)速率的計算方法起始濃度、終態(tài)濃度、反應(yīng)時間。運用“三段式”法進行計算的步驟：

第一步：寫出有關(guān)反應(yīng)的化學(xué)方程式；

第二步：設(shè)未知數(shù)，列出各物質(zhì)的起始量、轉(zhuǎn)化量、

某時刻量；

第三步：根據(jù)已知條件列方程式計算，得出各物質(zhì)的

轉(zhuǎn)化濃度(Δc)；

第四步：根據(jù)

計算反應(yīng)速率。模型認(rèn)知：“三段式”計算模板起始濃度（mol/L）ab00轉(zhuǎn)化濃度（mol/L）mxnxpxqxt時刻濃度（mol/L）a-mxb-nxpxqxmA(g)＋nB(g)

pC(g)＋

qD(g)任意反應(yīng)CBBD不變增大增大不變不變減小減小自學(xué)檢測2

3min影響化學(xué)反應(yīng)速率的因素可以分為內(nèi)因和外因。內(nèi)因：_______________是決定化學(xué)反應(yīng)速率的重要因素。外因：_______、______、_______、________、固體表面積等。反應(yīng)物的性質(zhì)濃度

溫度

壓強

催化劑濃度、溫度、催化劑等因素如何影響化學(xué)反應(yīng)速率？（1）探究濃度對反應(yīng)速率的影響【實驗儀器】燒杯、試管、量筒、試管架、膠頭滴管、溫度計、秒表?！緦嶒炈幤贰?.1mol/LNa2S2O3溶液、0.1mol/LH2SO4溶液、0.5mol/LH2SO4溶液、5%H2O2溶液、1mol/LFeCl3溶液、蒸餾水、熱水?！緦嶒炘怼縉a2S2O3＋H2SO4==__________________________________

實驗探究——定性研究影響化學(xué)反應(yīng)速率的因素Na2SO4＋SO2↑＋S↓＋H2O（1）探究濃度對反應(yīng)速率的影響【實驗步驟】

實驗探究——定性研究影響化學(xué)反應(yīng)速率的因素【實驗現(xiàn)象】兩支試管中的溶液________，滴加___mol·L-1H2SO4溶液的試管_________?！緦嶒灲Y(jié)論】________________，增大反應(yīng)物濃度，化學(xué)反應(yīng)速率________。均變渾濁0.5先變渾濁其他條件相同時增大（2）探究溫度對反應(yīng)速率的影響【實驗原理】Na2S2O3＋H2SO4===Na2SO4＋SO2↑＋S↓＋H2【實驗步驟】

實驗探究——定性研究影響化學(xué)反應(yīng)速率的因素【實驗現(xiàn)象】兩支試管中的溶液__________，燒杯中裝______的試管__________【實驗結(jié)論】________________，升高溫度，化學(xué)反應(yīng)速率__________。均變渾濁熱水先變渾濁其他條件相同時增大燒杯中裝熱水

燒杯中裝冷水

（3）探究催化劑對反應(yīng)速率的影響【實驗原理】【實驗步驟】

實驗探究——定性研究影響化學(xué)反應(yīng)速率的因素【實驗現(xiàn)象】①____________②________【實驗結(jié)論】催化劑可以___________化學(xué)反應(yīng)速率。少量氣泡大量氣泡改變（4）壓強對反應(yīng)速率的影響

實驗探究——定性研究影響化學(xué)反應(yīng)速率的因素其他條件不變時，對于有氣體參與的反應(yīng)，增大壓強（減小容器容積）相當(dāng)于增大反應(yīng)物的濃度，化學(xué)反應(yīng)速率增大；減小壓強（增大容器容積）相當(dāng)于減小反應(yīng)物的濃度，化學(xué)反應(yīng)速率減小。(1)壓強對反應(yīng)速率的影響，僅針對有氣體參與的反應(yīng)。(2)壓強對反應(yīng)速率的影響，本質(zhì)是引起濃度的變化：①恒溫時，壓縮體積→壓強增大→氣體濃度增大→反應(yīng)速率增大；②恒溫恒容時，充入氣體反應(yīng)物→壓強增大→氣體反應(yīng)物濃度增大→反應(yīng)速率增大；充入惰性氣體→總壓強增大→氣體濃度不變→反應(yīng)速率不變。③恒溫恒壓時，充入惰性氣體→壓強不變→體積增大→氣體濃度減小→反應(yīng)速率減小?！緦嶒灢僮鳌浚?）按下圖所示安裝裝置，在錐形瓶內(nèi)放入2g鋅粒，通過分液漏斗加入40mL1mol/L的稀硫酸，測量收集10mLH2所用的時間。（2）用4mol/L的稀硫酸代替1mol/L的稀硫酸重復(fù)上述實驗。

實驗探究——定量研究影響化學(xué)反應(yīng)速率的因素這個實驗需要注意哪些問題？【實驗操作】

實驗探究——定量研究影響化學(xué)反應(yīng)速率的因素【實驗記錄】加入試劑反應(yīng)時間反應(yīng)速率40mL1mol·L－1硫酸________________40mL4mol·L－1硫酸________________長短慢快【實驗結(jié)論】4mol·L-1硫酸與鋅反應(yīng)比1mol·L-1硫酸與鋅反應(yīng)的速率___?？?/p>

實驗探究——定量研究影響化學(xué)反應(yīng)速率的因素注意事項①鋅粒顆粒大小(表面積)基本相同(控制變量，避免表面積的干擾)。②40mL的稀硫酸溶液要迅速加入。③裝置氣密性要好，且計時要迅速、準(zhǔn)確。實驗通過測量收集10mLH2所用的時間，來表征反應(yīng)速率的快慢，除了這個方式，還可以測量哪些物理量來表征速率快慢？①測量一定時間內(nèi)H+的濃度變化；②測量一定時間內(nèi)產(chǎn)生的H2的體積；③測量一定時間內(nèi)鋅粒的質(zhì)量變化。探究影響化學(xué)反應(yīng)速率的因素控制單一變量，要保證陰離子相同?？捎?.05mol·L－1Fe2(SO4)3溶液和0.1mol·L－1CuSO4溶液或用0.1mol·L－1的FeCl3溶液和0.1mol·L－1的CuCl2溶液。你知道嗎反應(yīng)2HI(g)?H2(g)＋I2(g)，在973K，1L密閉容器中，HI的濃度為1×10－3mol/L，反應(yīng)物分子碰撞次數(shù)每秒3.5×1028次，如果每次碰撞都發(fā)生反應(yīng)的話，反應(yīng)速率為5.8×104mol/(L·s)，反應(yīng)瞬間就可以完成。但實驗測得實際反應(yīng)速率為1.2×10－8mol/(L·s)。為什么呢？大多數(shù)化學(xué)反應(yīng)并不是經(jīng)過簡單碰撞就能完成的，而往往經(jīng)過多個反應(yīng)步驟才能實現(xiàn)。要發(fā)生反應(yīng)，對于碰撞也是有要求的。一、基元反應(yīng)與反應(yīng)歷程1.基元反應(yīng)：大多數(shù)化學(xué)反應(yīng)并不是經(jīng)過簡單碰撞就能完成的，而往往經(jīng)過多個反應(yīng)步驟才能實現(xiàn)。每一步反應(yīng)都稱為基元反應(yīng)?；磻?yīng)發(fā)生的先決條件是反應(yīng)物的分子必須發(fā)生碰撞。2.自由基：帶有單電子的原子或原子團叫自由基，如I·自由基、O·自由基。自由基反應(yīng)活性很強，壽命極短。舉個例子總反應(yīng)：2HI==H2+I2

基元反應(yīng)：2HI→H2+2I·2I·→I2總反應(yīng)：2HI==H2+I2

基元反應(yīng)：2HI→H2+2I·(慢)2I·→I2(快)3.反應(yīng)歷程：與某化學(xué)反應(yīng)有關(guān)的一組基元反應(yīng)反映了該反應(yīng)的反應(yīng)歷程，反應(yīng)歷程又稱反應(yīng)機理。反應(yīng)不同，反應(yīng)歷程也不相同同一反應(yīng)，在不同條件下，反應(yīng)歷程也可能不同反應(yīng)歷程的差別造成了化學(xué)反應(yīng)速率的不同對于由多個基元反應(yīng)組成的化學(xué)反應(yīng)，其反應(yīng)的快慢由最慢的一步基元反應(yīng)決定分子間發(fā)生怎樣的碰撞，才會發(fā)生化學(xué)反應(yīng)？如果將籃球投入籃筐看作發(fā)生反應(yīng)，思考籃球入筐需要的條件。沒足夠的能量足夠的能量合適的取向沒合適的取向①什么是有效碰撞？②有效碰撞的條件？指能夠發(fā)生化學(xué)反應(yīng)的碰撞。HI分解反應(yīng)中的分子碰撞示意圖(1)碰撞時的能量不足(2)碰撞時的取向不合適(3)有效碰撞【交流與討論】①足夠高的能量

②合適的取向HIHI能量（活化能）普通分子活化分子先認(rèn)識下普通分子與活化分子。普通分子間的碰撞，無法發(fā)生化學(xué)反應(yīng)?？纯雌胀ǚ肿娱g的碰撞I2H2活化分子間的碰撞，可能發(fā)生化學(xué)反應(yīng)?？纯椿罨肿娱g的碰撞二、有效碰撞理論1．有效碰撞的概念：能發(fā)生化學(xué)反應(yīng)的碰撞稱為有效碰撞。2．有效碰撞必須滿足的條件：（1）分子具有足夠的_______；（即_____分子）（2）分子在碰撞時具有合適的_______。3．有效碰撞與反應(yīng)速率的關(guān)系：有效碰撞的頻率越高，則反應(yīng)速率_______。能量活化取向越快三、活化分子與活化能活化分子：具有足夠能量、能夠發(fā)生_________的分子。2.活化能：活化分子具有的平均能量與反應(yīng)物分子具有的平均能量之差，叫做反應(yīng)的活化能。有效碰撞E1：正反應(yīng)的活化能E2：活化分子變成生成物分子放出的能量（逆反應(yīng)活化能）E1﹣E2：反應(yīng)熱（△H）對于某一化學(xué)反應(yīng)來說，在一定條件下，反應(yīng)物分子中活化分子的百分?jǐn)?shù)是一定的。結(jié)合生物學(xué)科所學(xué)，催化劑的作用原理是什么？降低反應(yīng)的活化能前面我們通過實驗，得出濃度、壓強等因素對反應(yīng)速率的影響。這節(jié)課，試著用有效碰撞理論，對其進行解釋?；瘜W(xué)反應(yīng)的本質(zhì)H2

O2經(jīng)歷階段活化分子活化能普通分子合理取向的碰撞有效碰撞新物質(zhì)能量四、有效碰撞理論對影響化學(xué)反應(yīng)速率因素的解釋反應(yīng)物濃度增大→單位體積內(nèi)分子總數(shù)_____→單位體積內(nèi)活化分子總數(shù)______→反應(yīng)物中活化分子百分?jǐn)?shù)______→單位時間內(nèi)有效碰撞次數(shù)______→反應(yīng)速率______；反之，反應(yīng)速率_______。增多增多不變增多增大減慢增大壓強（