高中 化學 必修 第二冊 第六章 化學反應與能量《第二節(jié) 第1課時 化學反應的速率》課件

第1課時化學反應的速率

第六章第二節(jié)化學反應的速率與限度1．了解化學反應速率的概念和表示方法，并能進行簡單計算。2．理解影響化學反應速率的因素及規(guī)律，并能合理解釋生產(chǎn)、生活中的相關化學現(xiàn)象。3．學會運用變量控制研究影響化學反應速率的方法。學習目標任務一化學反應速率及其表示方法1任務二影響化學反應速率的因素2隨堂達標演練3內容索引課時測評4任務一化學反應速率及其表示方法新知構建1．化學反應速率及其表示方法反應物濃度生成物濃度mol/(L·s)

mol/(L·min)交流研討1已知合成氨反應N2(g)＋3H2(g)

2NH3(g)，其濃度數(shù)據(jù)如下：(1)2s內，N2、H2、NH3的物質的量濃度變化各為多少？則2s內用N2、H2、NH3表示的化學反應速率v(N2)、v(H2)、v(NH3)分別為多少？提示：2s內，Δc(N2)＝(1.0－0.6)mol·L-1＝0.4mol·L-1，Δc(H2)＝(3.0－1.8)mol·L-1＝1.2mol·L-1，Δc(NH3)＝(0.8－0)mol·L-1＝0.8mol·L-1；

N2H2NH3起始濃度/(mol·L-1)1.03.002s末濃度/(mol·L-1)0.61.80.8(2)根據(jù)上述計算，同一反應在相同時間內，用不同物質表示的反應速率，其數(shù)值是否相同？提示：同一反應在相同時間內，用不同物質表示的反應速率，其數(shù)值可能不同，但都表示該反應的反應速率，意義相同。(3)v(N2)∶v(H2)∶v(NH3)＝

。提示：1∶3∶2

N2H2NH3起始濃度/(mol·L-1)1.03.002s末濃度/(mol·L-1)0.61.80.8歸納總結1．對于固體和純液體物質來說，它們的物質的量濃度為常數(shù)，故一般不用固體或純液體物質來表示反應速率。2．對于反應mA(g)＋nB(g)??pC(g)＋qD(g)，當單位相同時，同一段時間內用不同物質的化學反應速率的數(shù)值之比等于方程式中各物質的化學計量數(shù)之比，即v(A)∶v(B)∶v(C)∶v(D)＝m∶n∶p∶q。

2．化學反應速率大小的比較已知反應A(g)＋3B(g)??2C(g)，在不同條件下，分別用A、B、C三種物質表示的速率為：①v(A)＝0.2mol/(L·s)

②v(B)＝0.45mol/(L·s)

③v(C)＝0.45mol/(L·s)，通過所學知識比較此反應在上述條件下進行的快慢程度。提示：用不同物質比較化學反應速率快慢時，要轉化為同種物質表示的反應速率，然后再進行比較。根據(jù)化學反應速率之比等于化學方程式中的化學計量數(shù)之比，將②③中的反應速率都用A表示為：②v(A)＝0.15mol/(L·s)，③v(A)＝0.225mol/(L·s)，故三者速率大小為③＞①＞②。交流研討2歸納總結比較化學反應速率大小的兩種方法1．歸一法：若單位不統(tǒng)一，則要換算成相同的單位；若為不同物質表示的反應速率，則要換算成同一物質來表示反應速率，再比較數(shù)值的大小。2．比值法：比較化學反應速率與化學計量數(shù)的比值，如aA(g)＋bB(g)===cC(g)＋dD(g)，比較

與

，若

＞

，則說明用A表示的化學反應速率大于用B表示的化學反應速率。

典例應用1．一定條件下反應N2(g)＋3H2(g)??2NH3(g)在10L的密閉容器中進行，測得2min內，N2的物質的量由20mol減小到8mol，則2min內N2的反應速率為A．1.2mol·L-1·min-1B．6mol·L-1·min-1C．0.6mol·L-1·min-1D．0.4mol·L-1·min-1√2min內N2的物質的量變化量為(20－8)mol＝12mol，根據(jù)速率計算公式v＝

，即v(N2)＝

＝mol·L-1·min-1＝0.6mol·L-1·min-1，故選C。2．已知4NH3(g)＋5O2(g)??4NO(g)＋6H2O(g)，若反應速率分別用v(NH3)、v(O2)、v(NO)、v(H2O)表示，則正確的關系是A．4v(NH3)＝5v(O2)B．6v(O2)＝5v(H2O)C．4v(NH3)＝6v(H2O)D．5v(O2)＝4v(NO)√已知4NH3(g)＋5O2(g)??4NO(g)＋6H2O(g)，由同一反應、同一時間段內用不同物質表示的化學反應速率之比等于相應的化學計量數(shù)之比可知，5v(NH3)＝4v(O2)，A錯誤；6v(O2)＝5v(H2O)，B正確；6v(NH3)＝4v(H2O)，C錯誤；4v(O2)＝5v(NO)，D錯誤。3．已知反應4CO(g)＋2NO2(g)N2(g)＋4CO2(g)在不同條件下的化學反應速率如下：①v(CO)＝1.5mol·L-1·min-1②v(NO2)＝0.01mol·L-1·s-1③v(N2)＝0.4mol·L-1·min-1④v(CO2)＝1.1mol·L-1·min-1上述4種情況反應最慢的是

(填序號)。④②經(jīng)轉化可表示為v(CO)＝2v(NO2)＝0.02mol·L-1·s-1＝1.2mol·L-1·min-1；③v(CO)＝4v(N2)＝1.6mol·L-1·min-1；④v(CO)＝v(CO2)＝1.1mol·L-1·min-1。返回任務二影響化學反應速率的因素新知構建實驗1．探究溫度對化學反應速率的影響實驗操作實驗現(xiàn)象①產(chǎn)生氣泡速率最慢②產(chǎn)生氣泡速率較快③產(chǎn)生氣泡速率最快實驗結論對于反應2H2O22H2O＋O2↑來說，溫度升高，H2O2的分解速率______加快實驗2．探究催化劑對化學反應速率的影響實驗操作實驗現(xiàn)象①有少量氣泡出現(xiàn)②能產(chǎn)生大量氣泡③能產(chǎn)生大量氣泡實驗結論MnO2、FeCl3可以使H2O2分解的速率______加快實驗3．探究濃度對化學反應速率的影響實驗操作實驗現(xiàn)象裝有12%H2O2溶液的試管中先產(chǎn)生氣泡實驗結論增大H2O2濃度能使H2O2分解速率______加快實驗4．探究固體反應物表面積對化學反應速率的影響實驗操作實驗現(xiàn)象加碳酸鈣粉末的試管內產(chǎn)生氣泡較快，加塊狀碳酸鈣的試管內產(chǎn)生氣泡較慢實驗結論其他條件相同時，固體反應物表面積越大，反應速率______越快1．內因反應物本身的性質是影響化學反應速率的主要因素。2．外因(其他條件不變，只改變一個條件)(1)濃度：增大反應物的濃度，化學反應速率______，反之______。(2)壓強：對于有氣體參加的反應，增大壓強，化學反應速率______，反之______。(3)溫度：升高溫度，化學反應速率______，反之______。(4)催化劑：使用催化劑，能改變化學反應速率。(5)其他因素：固體反應物的________、光波、電磁波、溶劑等。增大減小增大減小增大減小表面積交流研討(1)請從化學反應快慢的角度解釋人們?yōu)槭裁词褂秒姳浔４媸澄?。提示：食物腐敗是因為發(fā)生了化學反應，在其他條件相同時，溫度越低，化學反應越慢，人們用電冰箱把食物放置在低溫下保存，以減緩食物的腐敗。(2)工業(yè)生產(chǎn)硫酸時，要先將黃鐵礦礦石(主要成分為FeS2)粉碎后，再投入沸騰爐，為什么？提示：將鐵礦石粉碎，是為了增大與空氣的接觸面積，加快反應速率。(3)對于恒溫恒容密閉容器內有氣體參加的化學反應，若充入Ar氣，化學反應速率如何變化？提示：若通入Ar氣，容器內反應物的濃度不變，化學反應速率不變。(4)對于恒溫恒壓密閉容器內有氣體參加的化學反應，若充入Ar氣，化學反應速率如何變化？提示：若通入Ar氣，導致容器的體積增大，容器內反應物的濃度減小，化學反應速率減小。歸納總結剖析壓強對化學反應速率的影響(對于有氣體參與的化學反應)1．恒溫恒容時：充入氣體反應物

壓強增大

濃度增大

反應速率加快。2．恒溫恒容時：充入惰性氣體

總壓強增大，但各氣體物質的濃度不變，反應速率不變。3．恒溫恒壓時：充入惰性氣體

壓強不變

體積增大

各氣體物質的濃度減小

反應速率減慢。4．恒溫時：縮小容器體積→容器壓強增大→反應物濃度增大→反應速率加快。

典例應用1．下列方法能使化學反應速率增大的是①升高溫度②加入合適的催化劑③增大反應物濃度④將塊狀固體反應物磨成粉末A．①②③ B．①②④C．①③④ D．①②③④√①升高溫度，反應速率加快，故①正確；②加入合適的催化劑，加快反應速率，故②正確；③增大反應物濃度，反應速率加快，故③正確；④將塊狀固體反應物磨成粉末，增大接觸面積，提高反應速率，故④正確；綜上故選D。2．為了說明影響化學反應速率的因素，甲、乙、丙、丁四位同學分別設計了如下四個實驗，你認為結論不正確的是A．在相同條件下，等質量的大理石塊和大理石粉分別與相同濃度的鹽酸反應時，大理石粉的反應快B．將相同大小、相同形狀的鎂條和鋁條分別與相同濃度的鹽酸反應時，二者的化學反應速率相等C．將相同濃度、相同體積的濃硝酸分別放在暗處和強光處，會發(fā)現(xiàn)光照可以加快濃硝酸的分解D．室溫下，向兩支試管中分別加入相同濃度、相同體積的雙氧水，再向其中一支試管中加入少量二氧化錳粉末，二者產(chǎn)生氧氣的快慢不同√A．其他條件相同，只有CaCO3固體表面積不同，反應速率不同，說明在相同條件下，固體表面積越大，反應速率越快，A結論正確；B．Mg、Al兩種不同的金屬與同濃度的鹽酸反應，反應速率不同，說明金屬活動性不同，反應速率不同，即參加反應的物質本身的性質影響化學反應速率，B結論錯誤；C．同一濃度的濃硝酸在光照時分解速率大于在暗處的分解速率，說明光照可以加快濃硝酸的分解速率，C結論正確；D．相同濃度、相同體積的雙氧水中加入少量二氧化錳粉末產(chǎn)生氧氣的速率大于未加入少量二氧化錳粉末的速率，二氧化錳是雙氧水分解的催化劑，可加快反應速率，D結論正確；故選B。3．CaCO3與稀鹽酸反應生成CO2的量與反應時間的關系如圖所示。下列結論不正確的是A．反應在2～4min內平均反應速率最大B．反應在2～4min內生成CO2的平均反應速率為v(CO2)＝0.1mol·L-1·min-1C．反應開始4min內溫度對反應速率的影響比濃度大D．4min后，反應速率減小的主要原因是c(H＋)減小√A．相同時間內生成的二氧化碳氣體越多，反應速率越快，據(jù)題圖可知2～4min內產(chǎn)生二氧化碳最多，平均反應速率最大，故A正確；B．由題圖可知，2～4min產(chǎn)生二氧化碳的物質的量為0.2mol，缺容器的體積，無法計算二氧化碳的濃度和反應速率，故B錯誤；C．反應開始后，反應物的濃度開始減小，反應速率應減小，但實際上反應速率增大，說明該反應為放熱反應，隨反應進行溫度升高，反應速率逐漸上升說明溫度比濃度對反應速率的影響大，故C正確；D．4min后，反應消耗鹽酸，導致溶液中氫離子濃度過低，濃度比溫度對反應速率的影響大，所以反應速率減小，故D正確；故選B。返回隨堂達標演練1．下列有關化學反應速率的說法正確的是A．對任何化學反應來說，反應速率越快，反應現(xiàn)象就越明顯B．化學反應速率是衡量化學反應進行快慢的物理量C．若某化學反應的反應速率為0.5mol·L-1·s-1，就是指在該時間段內反應物和生成物的濃度變化都為0.5mol·L-1·s-1D．化學反應速率通常用單位時間內任何一種反應物濃度的減少或任何一種生成物濃度的增加來表示√反應速率快的反應現(xiàn)象不一定明顯，如NaOH與HCl的反應等，反應速率慢的反應現(xiàn)象可能明顯，如鐵生銹等，故A項錯誤；化學反應速率用來定量表示化學反應進行的快慢，故B項正確；若某化學反應的反應速率為0.5mol·L-1·s-1，就是指1s內對應反應物或生成物的濃度變化為0.5mol·L-1，故C項錯誤；一般不用固體和純液體來表示化學反應速率，因為固體和純液體的濃度可視為常數(shù)，故D項錯誤。2．在氧化釹(Nd2O3)等稀土催化劑的作用下可發(fā)生反應：4CO(g)＋2NO2(g)??N2(g)＋4CO2(g)，若該反應的反應速率分別用v(CO)、v(NO2)、v(N2)、v(CO2)表示，則下列關系正確的是A．

v(N2)＝v(CO) B．

v(NO2)＝v(CO2)C．

v(N2)＝v(CO2) D．

v(CO)＝v(NO2)√A．v(N2)＝

v(CO)，A錯誤；B．v(NO2)＝

v(CO2)，B錯誤；C．v(N2)＝

v(CO2)，C錯誤；D．v(CO)＝

v(NO2)，D正確；故選D。3．(2024·六盤水市期末)一定條件下，在體積為1L的恒容密閉容器中發(fā)生反應：4A(g)＋5B(g)??4C(g)＋6D(g)。用下列物質表示該反應的化學反應速率最快的是A．v(A)＝0.8mol/(L·s)B．v(B)＝1.2mol/(L·s)C．v(C)＝1.0mol/(L·s)D．v(D)＝1.8mol/(L·s)√4．在密閉容器中發(fā)生反應：C(s)＋CO2(g)===2CO(g)，下列說法不正確的是A．將炭塊磨成粉末可以加快反應速率B．升高溫度可以加快反應速率C．增加炭的質量可以加快反應速率D．容器體積不變時，向其中充入N2，反應速率不變√A．將炭塊磨成粉末，增大接觸面積，可以加快反應速率，故A正確；B．升高溫度，可以加快反應速率，故B正確；C．炭是固體，增加炭的質量，對濃度沒有影響，所以不能加快反應速率，故C錯誤；D．容器體積不變時，向其中充入N2，氮氣不參加反應，反應物的濃度保持不變，所以反應速率不變，故D正確。5．根據(jù)所學知識，回答下列問題：(1)在反應N2(g)＋3H2(g)??2NH3(g)中，若以N2表示的該反應的化學反應速率為0.2mol/(L·min)，則以H2表示此反應的化學反應速率為

mol/(L·min)。0.6反應速率之比等于化學計量數(shù)之比，在反應N2(g)＋3H2(g)??2NH3(g)中，若以N2表示的該反應的化學反應速率為0.2mol/(L·min)，則以H2表示此反應的化學反應速率為0.2mol/(L·min)×3＝0.6mol/(L·min)。(2)在5L的恒容密閉容器中，充入0.1molN2和0.4molH2，在一定條件下發(fā)生反應，2s后測得N2的物質的量為0.09mol，則以NH3的濃度變化表示的反應速率為

mol/(L·s)。0.0022s后測得N2的物質的量為0.09mol，則消耗氮氣是0.01mol，根據(jù)方程式可知生成氨氣是0.02mol，以NH3的濃度變化表示的反應速率為

＝0.002mol/(L·s)。(3)將0.2molNH3充入容積為10L的恒容密閉容器中，某溫度下發(fā)生反應2NH3(g)===N2(g)＋3H2(g)，在0～2s內，消耗NH3的平均速率為0.002mol/(L·s)，則在2s時，容器中生成

molH2，此時NH3的物質的量濃度為

mol/L。0.060.016在0～2s內，消耗NH3的平均速率為0.002mol/(L·s)，則在2s時消耗氨氣是0.002mol/(L·s)×2s×10L＝0.04mol，則容器中生成0.06molH2，此時NH3的物質的量濃度為

＝0.016mol/L。返回課時測評題點一化學反應速率的概念及表示方法1．(2024·長春高一期中)下列關于化學反應速率的說法正確的是A．根據(jù)化學反應速率的大小可以知道化學反應進行的快慢B．1mol·L-1·s-1的反應速率一定比0.5mol·L-1·s-1的反應速率對應的反應快C．化學反應速率為0.8mol·L-1·s-1是指1s時某物質的濃度為0.8mol·L-1D．當速率的單位是mol·L-1·s-1時，任何反應物或生成物均可以表示化學反應速率√2．(2023·廈門湖濱中學高一檢測)在一定條件下，反應N2(g)＋3H2(g)??2NH3(g)在10L恒容密閉容器中進行，測得2min內，H2的物質的量由20mol減少到8mol，則2min內NH3的化學反應速率為A．1.2mol·L-1·min-1 B．1.8mol·L-1·min-1C．0.4mol·L-1·min-1 D．0.6mol·L-1·min-1√3．(2024·南京高一期末)已知4A(g)＋5B(g)??2C(g)＋6D(g)，則關于反應速率正確的關系是A．4v(A)＝5v(B) B．5v(B)＝6v(D)C．2v(A)＝3v(D) D．2v(B)＝5v(C)√4．(2024·山西高一期中)在密閉容器中W與X反應生成Y和Z，其反應速率分別為v(W)、v(X)、v(Y)、v(Z)，已知存在如下關系：v(W)＝2v(X)，v(Y)＝2v(X)，v(Z)＝2v(W)，則此反應可表示為A．W＋2X===Y＋4Z B．W＋2X===Y＋2ZC．2W＋X===2Y＋4Z D．2W＋X===2Y＋2Z√5．對于反應A2(g)＋3B2(g)??2AB3(g)來說，下列反應速率中表示該反應進行得最快的是A．v(A2)＝0.6mol·L-1·s-1B．v(B2)＝2.7mol·L-1·min-1C．v(AB3)＝12mol·L-1·min-1D．v(A2)＝6mol·L-1·min-1√題點二化學反應速率的影響因素6．演示鐵在純氧中燃燒實驗時，將鐵絲繞成螺旋狀，其主要目的是A．提高鐵絲利用率 B．提高反應溫度C．增大反應的接觸面 D．使瓶底氧氣充分利用√做鐵在純氧中燃燒實驗時，將鐵絲繞成螺旋狀，主要目的是增大反應的接觸面，加快反應速率。7．化學反應速率受外界條件如反應溫度、反應物濃度、壓強、催化劑等的影響。燒烤時，用扇子向紅熱的木炭扇風，火會更旺，其原因是A．壓強降低，反應減慢B．溫度降低，反應加快C．使CO2濃度增加，反應加快D．使O2濃度增加，反應加快√碳和氧氣反應，碳的表面積和氧氣的濃度是影響反應速率的主要因素，用扇子向紅熱的木炭扇風，可增大氧氣的濃度，反應速率加快，火會更旺，答案選D。8．用鋅片與1mol·L-1稀鹽酸反應制取氫氣時，下列措施不能使氫氣生成速率增大的是A．對該反應體系加熱B．加入少量NaCl溶液C．不用鋅片，改用鋅粉D．加入少量1mol·L-1硫酸√A．加熱能使反應速率加快，故A不選；B．加入少量NaCl溶液，鹽酸被稀釋，生成氫氣速率減小，故B選；C．改用鋅粉，增大了反應物的接觸面積，反應速率加快，故C不選；D．加入1mol·L-1硫酸，氫離子濃度增大，且不影響鹽酸的性質，反應速率增大，故D不選。9．(2024·詔安縣期中)對于300mL1mol·L-1鹽酸與鐵片的反應，采取下列措施，其中能使反應速率加快的是①升高溫度②改用100mL3mol·L-1鹽酸③再加300mL1mol·L-1鹽酸④用等量鐵粉代替鐵片⑤改用100mL98%的硫酸A．①②④ B．①③④C．②③④ D．①②③⑤√①升高溫度，化學反應速率加快，故①符合題意；②改用100mL3mol/L鹽酸，增大反應物鹽酸的濃度，化學反應速率加快，故②符合題意；③再加300mL1mol/L鹽酸，鹽酸濃度相同，對化學反應速率無影響，故③不符合題意；④若用等量鐵粉代替鐵片，增大了鐵與鹽酸的接觸面積，化學反應速率加快，故④符合題意；⑤若改用98%的硫酸，在室溫下Fe在濃硫酸中會發(fā)生鈍化，故⑤不符合題意；綜上分析，其中能使反應速率加快的是①②④，故選A。10．把下列四種X溶液分別加入四個盛有10mL2mol·L-1鹽酸的燒杯中，均加水稀釋到50mL，此時，X和鹽酸緩慢地進行反應，其中反應最快的是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√在化學反應中，當其他條件不變時，濃度越大，反應速率越快；溫度越高，反應速率越快。本題中要綜合考慮濃度和溫度的影響。先比較濃度的大小，這里的濃度應該是混合以后的濃度，由于混合后各燒杯中鹽酸的濃度相等，因此只要比較X的濃度即可，X濃度越大，反應速率越快。因為反應后溶液的體積均為50mL，所以X的物質的量越大，濃度就越大。通過觀察可知，混合后A、B選項中X的濃度相等，且比C、D兩項的大，但B中溫度更高，因此B的反應速率最快。11．反應4A(s)＋3B(g)??2C(g)＋D(g)，經(jīng)2min，B的濃度減少0.6mol/L。對此反應速率的表示正確的是A．用A表示的反應速率是0.4mol·(L·min)-1B．分別用B、C、D表示的反應速率其比值是3∶2∶1C．此2min內的反應速率，用B表示是0.6mol·(L·min)-1D．在這2min內用B和C表示的反應速率的值是相等的√12．(2024·莆田期中)相同質量的鐵與足量稀硫酸分別在下列條件下發(fā)生反應，開始階段化學反應速率最大的是選項鐵的狀態(tài)T/℃c(H2SO4)/(mol·L-1)A片狀201B片狀202C粉末301D粉末302√接觸面積越大，反應速率越快，C、D的接觸面積大于A、B；溫度越高，反應速率越快，C、D溫度高于A、B溫度；濃度越大，反應速率越快，D的濃度大于C的，所以由題干表中信息可知，開始時反應速率最快的是D，故答案為D。13．H2O2可用于羊毛、生絲、紙漿等的漂白。5%H2O2溶液在常溫下分解速率很慢，為了加快H2O2分解，改變某一條件，下列裝置與改變的條件相對應的是A．甲—溫度、乙—濃度、丙—催化劑B．甲—濃度、乙—催化劑、丙—溫度C．甲—催化劑、乙—溫度、丙—濃度D．甲—溫度、乙—催化劑、丙—濃度√由題圖可知，甲與常溫下5%H2O2溶液的試管裝置相比，在60℃的熱水浴中反應速率快，則改變的條件是溫度；乙與常溫下5%H2O2溶液的試管裝置相比，用10%的H2O2溶液反應速率快，則改變的條件是濃度；丙與常溫下5%H2O2溶液的試管裝置相比，加了催化劑FeCl3，則改變的條件是催化劑，所以裝置與改變的條件相對應的是甲—溫度、乙—濃度、丙—催化劑。14．在容積為2L的密閉容器中進行反應：A(g)＋2B(g)??3C(g)＋nD(g)。開始時A的物質的量為4mol，B的物質的量為6mol；5min末測得C的物質的量為3mol，用D表示的化學反應速率v(D)為0.2mol·L-1·min-1。計算：(1)5min末A的物質的量濃度為

。1.5mol·L-1(2)前5min內用B表示的化學反應速率v(B)為

。0.2mol·L-1·min-1(3)化學方程式中n的值為

。2由v(B)∶v(D)＝2∶n＝0.2mol·L-1·min-1∶0.2mol·L-1·min-1＝1∶1，得n＝2。(4)此反應在四種不同情況下的反應速率分別為：①v(A)＝5mol·L-1·min-1②v(B)＝6mol·L-1·min-1③v(C)＝4.5mol·L-1·min-1④v(D)＝8mol·L-1·min-1其中反應速率最快的是

(填序號)。①比較反應速率的大小時應換算為用同一物質表示的反應速率再比較數(shù)值大小。15．.為比較Fe3+和Cu2+對H2O2分解的催化效果，某化學研究小組的同學分別設計了如圖甲、乙所示的實驗。請回答相關問題：(1)定性分析