高中化學 2.3.1 化學反應的速率課件 新人教版必修2.ppt

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成才之路化學,路漫漫其修遠兮吾將上下而求索,人教版必修2,化學反應與能量,第二章,第三節(jié)化學反應的速率和限度,第二章,第1課時化學反應的速率,第二章,日常生活和生產中我們會遇到很多化學反應，有的反應進行地轟轟烈烈瞬間完成(如圖1煙花的燃放)，而有些反應卻是在潛移默化中完成的(如圖2鐵的生銹)，有的則需要上億年的時間(如煤、石油的形成)。所以有的化學反應進行得快，有的化學反應進行得慢，那么我們在日常生活中怎樣判斷一個化學反應的快慢呢？我們如何能改變化學反應的快慢呢？,,●學習目標1．了解化學反應速率的含義及其表示方法。2．了解影響化學反應速率的因素，初步了解控制化學反應速率的方法。,●新知預習1．化學反應速率(1)表示法：通常用單位時間內______________濃度或某種________濃度的變化來表示。(2)公式：______________式中的△t表示某段時間間隔，△c表示該段時間內的反應物或生成物的濃度的變化。(3)單位：______________或______________等。,某種反應物,生成物,molL－1s－1,molL－1min－1,2．影響化學反應速率的因素(1)內因：反應物的______________。這是一個化學反應的反應速率的決定性影響因素。(2)外因：①濃度：增大________的濃度可以______化學反應速率。②壓強：對于有______參加的反應來說，增大壓強，就是增加單位體積里反應物的_________，即增大反應物的_____，因而可以______化學反應速率。,結構和性質,反應物,增大,氣體,物質的量,濃度,增大,③溫度：當其他條件不變，升高溫度一般可以使化學反應速率_______。④催化劑：當其他條件不變時，加入催化劑一般可以使化學反應速率______。,增大,增大,●自主探究1．請從化學反應快慢的角度解釋為什么使用電冰箱保存食物？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，所以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．改變外界條件對化學反應速率有什么樣的影響？提示：實驗證明：增加反應物的濃度、升高溫度、增大壓強、增大反應物的接觸面積、使用適當的催化劑都可以提高化學反應速率。,3．對于同一個化學反應，(1)用不同物質的濃度變化來表示的反應速率與化學計量數有何關系？(2)用不同物質表示其反應速率時，其數值相同、意義一樣嗎？(3)反應速率有無負值？提示：(1)例如：aA＋bB===cC＋dD中v(A)v(B)v(C)v(D)＝abcd即化學反應速率與其化學計量數成正比。(2)同一化學反應中，不同物質表示的反應速率數值可能相同(化學計量數相等)，也可能不同(計量數不等)，但意義一樣。(3)反應速率是平均值，只有正值，無負值。,化學反應速率的概念及簡單計算,●思維導圖,,●教材點撥,(4)單位：mol/(Lmin)或mol/(Ls)或molL－1min－1或molL－1s－1。溫馨提示：化學反應速率的正確理解,,特別提醒：①表示化學反應速率時，不論是用反應物濃度的減少，還是用生成物濃度的增加表示，化學反應速率均取正值。②進行化學反應速率的有關計算時，一定要注意單位的一致。,(3)主要題型①計算用某物質的濃度變化表示的化學反應速率。②同一化學反應中，用不同物質表示的化學反應速率間的相互轉換。③根據反應速率，計算反應進行的時間或確定某物質的變化量。④根據不同物質的反應速率關系確定反應的化學方程式。⑤比較同一個化學反應在不同條件下化學反應速率的相對大小。,溫馨提示：同一個化學反應，用不同物質表示其反應速率時，數值可能不同，所以比較同一個化學反應的反應速率的相對大小時，不能直接比較數值大小，應先轉化為同一物質、同一單位，然后再比較其數值大小，數值越大表明反應越快。下面的變式訓練2解法簡單，可供借鑒。,(2014經典習題選萃)將4molA和2molB在2L的密閉容器中混合，并在一定條件下發(fā)生如下反應：2A(s)＋B(g)2C(g)，反應2s后測得C的濃度為0.6molL－1。下列說法正確的是()A．用物質A表示2s內的平均反應速率為0.3molL－1s－1B．用物質B表示2s內的平均反應速率為0.6molL－1s－1C．2s時v(C)＝0.3molL－1s－1D．2s時物質B的濃度為0.7molL－1,●典例透析,【解析】不能用固體物質的濃度表示化學反應速率，A錯誤；化學反應速率是平均值不是瞬時值，C錯誤；據題目條件知v(C)＝0.6molL－12s＝0.3molL－1s－1，則v(B)＝0.3molL－1s－12＝0.15molL－1s－1，則2s時物質B的濃度為2mol2L－0.6molL－12＝0.7molL－1，B錯誤，D正確。【答案】D,(2014試題調研)在2A＋B3C＋4D反應中，表示該反應速率最快的是()A．v(A)＝0.5molL－1s－1B．v(B)＝0.3molL－1s－1C．v(C)＝0.8molL－1s－1D．v(D)＝1molL－1s－1,,,1．(2014嘉祥一中5月質檢)反應2SO2＋O22SO3，經過一段時間后，SO3的濃度增加了0.4mol/L，在這段時間內用O2表示的反應速率為0.04mol/(Ls)，則這段時間為()A．0.1sB．2.5sC．5sD．10s答案：C,●變式訓練,2．(2014泰州姜堰區(qū)高一期中)可逆反應A(g)＋3B(g)2C(g)＋2D(g)在四種不同情況下反應速率分別如下，其中反應速率最大的是()A．v(A)＝0.25mol/(Lmin)B．v(B)＝0.6mol/(Lmin)C．v(C)＝0.3mol/(Lmin)D．v(D)＝0.1mol/(Lmin)答案：A,影響化學反應速率的因素,●思維導圖,,1．影響化學反應速率的因素(1)內因：化學反應速率主要由反應物本身的性質決定。反應物的化學性質越活潑，化學反應速率越快，反之化學反應速率越慢。(2)外因①溫度對化學反應速率的影響：【探究活動1】溫度對雙氧水(H2O2)分解反應速率的影響實驗步驟：a.在2支大小相同的試管中，裝入2～3mL約5%的H2O2溶液，分別滴入1～2滴1molL－1的FeCl3溶液。,●教材點撥,b．待試管中均有適量氣泡出現(xiàn)時，將其中一支試管放入盛有5℃左右冷水的燒杯中，另一支試管放入盛有40℃左右熱水的燒杯中，觀察現(xiàn)象并進行對比。c．待放入盛有熱水的燒杯中的試管里出現(xiàn)大量氣泡時，用帶火星的火柴梗檢驗放出的氣體。實驗現(xiàn)象：a.放入40℃熱水中的試管中產生氣泡的速率很快。b．常溫下溶液中有氣泡產生，且速率較快。,【探究活動2】催化劑對H2O2分解反應過程的影響實驗步驟：在3支大小相同的試管中各裝入2～3mL約5%的H2O2溶液，再向其中2支試管中分別加入少量MnO2粉末、1～2滴1molL－1FeCl3溶液。觀察現(xiàn)象。實驗現(xiàn)象及結論：,溫馨提示：溫度和催化劑對化學反應速率的影響并不是絕對的。如：發(fā)酵過程必須在一定溫度范圍內進行，溫度過高，反而對發(fā)酵不利。有些負催化劑可以使反應速率減慢，但是如果不特別指明，一般指的是正催化劑。,【探究活動3】③濃度對化學反應速率的影響實驗步驟：取2支試管分別加入表面積大致相同的鋁片，在其中一支試管里滴入2mL3mol/L的HCl，另外一支試管里滴入2mL0.5mol/L的HCl，對比觀察現(xiàn)象。,歸納總結：在溶液中進行的反應(或有氣體參加的反應)，反應物的濃度越大，化學反應速率越快(但濃硫酸，濃硝酸與鐵、鋁反應例外)。注意：溶液濃度的大小對化學反應速率有影響，但溶液體積的大小對化學反應速率無影響。如相同體積、相同形狀的鐵與2L1mol/L的硫酸和4L1mol/L的硫酸反應，生成氫氣的速率是相同的。,【探究活動4】④壓強對化學反應速率的影響對于有氣體參加的反應來說，當溫度一定時，一定量氣體的體積與其所受的壓強成反比。因此，增大體系壓強，氣體體積縮小，濃度增大，化學反應速率增大；減小體系壓強，氣體體積增大，濃度減小，化學反應速率減小。溫馨提示：速率快慢看內因，同一反應比條件，濃度、溫度、催化劑，氣體還要看壓強。,⑤其他因素對化學反應速率的影響。a．固體的表面積大小也是影響化學反應速率的因素。一般來說，固體顆粒越小，與其他物質的接觸面積越大，反應速率越快。b．反應物的狀態(tài)也能影響化學反應速率。一般來說，配成溶液或使反應物成為氣體，都能增大反應物之間的接觸機會，有利于加快反應速率。c．溶劑的性質、光、超聲波、磁場等也會對化學反應速率產生影響。,溫馨提示：①對于純液體或固體物質，可認為其濃度為“常數”，它們的量的改變不會影響化學反應速率。②如果參加反應的物質都是固體、液體或溶液時，由于改變壓強對它們的體積改變很小，因而它們的濃度變化也很小，可以認為壓強與它們的反應速率無關。壓強對反應速率的影響是通過改變濃度而影響反應速率的，在分析壓強對反應速率的影響時，應最終歸結到濃度上，將壓強問題轉化為濃度問題。③不論是吸熱反應還是放熱反應，升高溫度都能加快反應速率，溫度每升高10℃，化學反應速率將提高到原來的2～4倍。,④催化劑可以使一些化學反應在較低的溫度下取得較高的反應速率，有效地提高化工生產的效益，有些負催化劑可以使反應速率減慢，如果不特別指明，一般指的是正催化劑。,2．影響化學反應速率的實例分析,3.影響化學反應速率的因素歸納如下表,4.判斷化學反應進行快慢常用的方法,(2014昆明官渡區(qū)二中質檢)把下列四種X溶液分別加入四個盛有10mL2molL－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．20℃30mL2molL－1的X溶液B．10℃20mL3molL－1的X溶液C．20℃10mL4molL－1的X溶液D．10℃10mL2molL－1的X溶液,●典例透析,,,【解析】加水稀釋到50mL后，A、B濃度相同，但A比B溫度高，A、C溫度相同但C的濃度小，D溫度低、濃度小，故反應最快的是A。要注意開始時的溶液體積不同，加水均稀釋到50mL，濃度的變化很大?！敬鸢浮緼,(2014衡陽市八中高一聯(lián)賽)把鎂條投入到盛有鹽酸的敞口容器中，產生H2的速率可由右圖表示。在下列因素中對產生H2速率有影響的是()①鹽酸的濃度②鎂條的表面積③溶液的溫度④Cl－的濃度A．①④B．③④C．①②③D．②③,,,,【點撥】本題如果沒有速度－時間變化圖，同樣能確定影響該反應速率的因素。實際上從圖像變化看，化學反應速率開始先增大，后又逐漸減小，在增大和減小的兩個時間段內，①②③三方面都一直影響反應速率，只不過開始階段表面積增大、溫度升高(加快反應速率)為主要影響因素，而鹽酸中H＋濃度的減小(使反應速率減小)為次要影響因素，后面階段則相反。,3．(2014石家莊二中高一期中)汽車尾氣中的有毒氣體NO和CO，在一定條件下可發(fā)生反應生成N2和CO2。下列關于此反應的說法中，正確的是()A．減小壓強能增大反應速率B．增大壓強能減小反應速率C．使用適當的催化劑能增大反應速率D．升高溫度對反應速率無影響答案：C點撥：根據影響反應速率的因素知，增大壓強、升高溫度、加入適當催化劑都能加快反應速率，C項正確。,●變式訓練,4．(2014臨沂一中高一期中)把在空氣中久置的鎂條7.2g投入盛有500mL0.5molL－1硫酸溶液的燒杯中，鎂條與硫酸反應產生氫氣的速率與反應時間如圖所示，回答下列問題：,,(1)曲線由0→a段不產生氫氣的原因______________，有關的離子方程式為________________；(2)曲線由b→c段，產生氫氣的速率逐漸增大的主要原因________________；(3)曲線由c以后，產生氫氣的速率逐漸下降的主要原因________________________。(4)在b到c這段時間內，收集到氫氣VL(標準狀況)，則這段時間內用硫酸表示的平均速率為________mol/(Ls)(假設反應前后溶液體積不變)。,(5)對于足量鎂條和100mL2mol/L硫酸生成氫氣的反應，下列措施能減緩反應速率，但又不影響生成氫氣的總量的是____________。①加NaOH固體；②加BaCl2溶液；③加KNO3溶液；④加H2O；⑤加CH3COONa固體；⑥加小蘇打溶液；⑦加少量CuSO4溶液；⑧加Na2SO4溶液；⑨將2mol/L硫酸換成160mL2.5mol/L的鹽酸；⑩將鎂條換成鎂粉。,答案：(1)鎂條表面有氧化鎂，硫酸首先和與表面的氧化鎂反應，不產生氫氣MgO＋2H＋===Mg2＋＋H2O(2)鎂和硫酸反應放出的熱量使溶液溫度升高而加快反應速率(3)隨著反應的進行，硫酸的濃度逐漸變小，該因素變?yōu)橛绊懛磻俾实闹饕蛩?，使反應速率減小(4)V/11.2(c－b)(5)②④⑤⑧⑨,1．下列關于化學反應速率的說法中，不正確的是()A．化學反應速率是衡量化學反應進行快慢程度的物理量B．化學反應速率通常用生成或消耗某物質的質量的多少來表示C．在同一個反應中，各物質的反應速率之比等于化學方程式中的化學計量數之比D．化學反應速率的常用單位有molL－1s－1和molL－1min－1答案：B,點撥：化學反應速率是衡量化學反應進行快慢程度的物理量，通常用單位時間內生成或消耗某物質的濃度的變化來表示，常用單位有molL－1s－1和molL－1min－1，A、D正確，B錯誤；在同一個反應中，各物質的反應速率之比等于化學方程式中的化學計量數之比，C正確。,2．(2014安陽一中高一下學期二次考試)在2A＋B3C＋5D反應中，表示該反應的速率最快的是()A．v(A)＝30mol/(Lmin)B．v(B)＝0.3mol/(Ls)C．v(C)＝0.8mol/(Ls)D．v(D)＝1mol/(Ls)答案：B,3．(2014臨沂一中高一期中)要使在容積恒定的密閉容器中進行的可逆反應2A(g)＋B(s)2C(g)的反應速率顯著加快，可采用的措施是()A．降溫B．加入BC．充入氦氣，使壓強增大D．加入A答案：D點撥：降溫使反應速率減慢，A項不正確；因為B為固體，所以加入B對反應速率無影響，B項不正確；恒容條件下充入氦氣不參與反應，密器內壓強增大，但是反應體系各物質的濃度不變，反應速率不變，C項不正確；恒容條件加入A，增大了A的濃度，反應速率增大，D項正確。,4．(2014江陰市高一期中)CaCO3與稀鹽酸反應(放熱反應)生成CO2的量與反應時間的關系如右圖所示。下列結論不正確的是()A．反應開始2分鐘內平均反應速率最大B．反應4分鐘后平均反應速率最小C．反應開始4分鐘內溫度對反應速率的影響比濃度大D．反應4分鐘后反應速率下降的原因是鹽酸濃度逐漸減小,,答案：A點撥：由圖像知：2min內產生0.1molCO2,4min內產生0.3molCO2，所以A項不正確；4min后反應速率減小是鹽酸濃度減小使反應速率減小占主要因素，4min前反應速率增大是因為反應放熱使反應速率加快占主要因素，所以B、C、D三項均正確。,5．(2014昆明官渡區(qū)第二中學檢測)某學生為了探究鋅與鹽酸反應過程中速率變化，在100mL稀鹽酸中加入足量的鋅粉，標準狀況下測得數據累計值如下：(1)在0min～1min、1min～2min、2min～3min、3min～4min、4min～5min時間段中，反應速率最大的時間段是________，原因為________________；反應速率最小的時間段是________，原因為________________。,(2)在2min～3min時間段內，用鹽酸的濃度變化表示的反應速率為________。(3)為了減緩反應速率但不減少產生氫氣的量，在鹽酸中分別加入等體積的下列溶液，其中可行的是_____________。A．蒸餾水B．Na2SO4溶液C．NaNO3溶液D．CuSO4溶液E．Na2CO3溶液,答案：(1)2min～3min該反應是放熱反應，2min～3min時溶液溫度最高，反應速率最快4min～5min此時反應物的濃度最小，反應速率最慢(2)0.1molL－1min－1(3)A、B,點撥：(1)在0min～1min、1min～2min、2min～3min、3min～4min、4min～5min時間段中，產生氫氣的體積(mL)分別是50、70、112、58、20,2min～3min時間段中，反應速率最大，因為該反應是放熱反應，此時溶液的溫度最高；4min～5min時間段中，反應速率最小，因為此時反應物的濃度最小。(2)在2min～3min時間段內，用鹽酸的濃度變化表示的反應速率為112mL10－3LmL－122.4Lmol－120.1L1min＝0.1molL－1min－1。,(3)Na2SO4不參與化學反應，故Na2SO4溶液相當于水，溶液體積增大，氫離子濃度減小，反應速率減??；加入NaNO3溶液時，溶液中存在硝酸，不再與鋅反應產生氫氣；加入Na2CO3溶液會消耗稀鹽酸，使產生的氫氣減少；加入CuSO4溶液，會構成原電池，加快反應速率。,有關化學反應速率的注意事項1．化學反應速率實際上指的是某物質在某一時間段內化學反應的平均速率，而不是某一時刻的即時速率。2．由于固體或純液體，在一定溫度下，單位體積內的物質的量保持不變，即固體或純液體的濃度是個常數，所以對于有純液體或固體參與的化學反應一般不用純液體或固體來表示化學反應速率。3．由于壓強的變化對固體和液體的體積影響很小，故改變壓強對它們的濃度影響很小，所以改變壓強對無氣體參與的反應的化學反應速率無影響。,4．對于同一化學反應，在相同的反應時間內，用不同的物質來表示其反應速率，其數值可能不同，但這些不同的數值表示的都是同一個反應的速率。因此，表示化學反應的速率時，必須指明是用反應體系中的哪種物質作依據。5．同一化學反應，用不同物質的濃度變化表示的化學反應速率之比等于反應方程式中相應物質的化學計量數之比，這是有關化學反應速率的計算或換算的依據。溫馨提示：在比較化學反應速率的快慢時，如果是用同一個反應中不同的物質表示的反應速率，應按照化學計量數之比統(tǒng)一轉化成用同一種物質表示的反應速率后再作比較。,