【课件】化学反应的速率课件（人教版2019必修第二册）.pptx

化学反应与能量变化化学反应的速率与限度 现代社会的一切活动都离不开能量，化学反应在发生物质变化的同时伴随有能量变化，时人类获取能量的重要途径。为了更好地利用化学反应中的物质和能量变化，在化学研究和工业生产中还需要关注化学反应的快慢和程度。能量、速度与限度时认识研究化学反应的重要视角。【思考与讨论】你了解下图涉及的化学反应进行的快慢吗？反应的快慢程度与我们有什么关系？爆炸爆炸铁桥生锈铁桥生锈牛奶变质牛奶变质溶洞形成溶洞形成第二节化学反应的速率和限度（第1课时化学反应的速率）第六章 化学反应与能量【图片感受】以下反应进行的快慢炸药爆炸炸药爆炸金属锈蚀金属锈蚀食物腐败食物腐败离子反应离子反应塑料老化塑料老化溶洞形成溶洞形成快快快快慢慢慢慢慢慢慢慢【感悟】化学反应的快慢是【感悟】化学反应的快慢是相对的相对的！定性的定性的！不同的化学反应进行的快慢千差万别，快和慢不同的化学反应进行的快慢千差万别，快和慢是相对而言的，我们以上的判断方法都是是相对而言的，我们以上的判断方法都是定性定性地描地描述反应的快慢。而在科学研究和实际应用中，往往述反应的快慢。而在科学研究和实际应用中，往往需要需要定量定量地描述一个反应的快慢。地描述一个反应的快慢。【提问】什么是【提问】什么是定性判断定性判断？什么是？什么是定量判断定量判断？【学科串联】【学科串联】我们从物理学知道：我们从物理学知道：（1）光的传播速度是很快的；）光的传播速度是很快的；（2）光在空气中的传播速度是）光在空气中的传播速度是3108m/s。（1）就是就是定性定性描述描述（2）就是就是定量定量描述描述1含义：含义：表示表示化学反应过程进行快慢化学反应过程进行快慢的物理量的物理量2表示方法表示方法 通常用单位时间内通常用单位时间内反应物浓度的减少量反应物浓度的减少量或或生成物浓度的增加量生成物浓度的增加量（均（均取正值）来表示取正值）来表示v(B)c(B)t数学表达式：数学表达式：mol/(Ls)或或 mol/(Lmin)常用单位常用单位:molL-1s-1 或或 molL-1min-1一、化学反应的速率3注意事项注意事项（1 1）化学反应速率表示的是）化学反应速率表示的是平均平均反应速率且为反应速率且为正值；正值；（2 2）固体和纯液体）固体和纯液体的浓度视为常数，的浓度视为常数，不能不能用它们来表示反应速率。用它们来表示反应速率。【例题【例题1】在某一化学反应中，物质在某一化学反应中，物质B的浓度在的浓度在5s内从内从6.0mol/L变变成成2.0mol/L，则在这，则在这5s内物质内物质B的化学反应速率为多少？的化学反应速率为多少？0.8mol/(Ls)v(B)c(B)t（6.02.0)mol/L5s 【例题【例题2】反应反应4NH35O2 4NO6H2O 在在5L的密闭的密闭容器中进容器中进行，行，30秒后，秒后，NO的的物质的量物质的量增加了增加了0.3mol，此反应的平均反应速率，此反应的平均反应速率为为多少？分别多少？分别用用v(NH3)、v(O2)、v(NO)表示表示NH3O2NOn物质的物质的量（量（mol）0.3速率（速率（molL-1s-1）关系关系 【规律【规律1】同一个反应，用不同的物质来表示反应速率，数值不一定相同，】同一个反应，用不同的物质来表示反应速率，数值不一定相同，但表示的意义相同，所以但表示的意义相同，所以应注明具体物质，应注明具体物质，如如v(CO)。0.3750.30.0020.00250.0024 5 4 【规律【规律2】同一反应中，速率之比等于化学方程式中的系数之比。同一反应中，速率之比等于化学方程式中的系数之比。如在如在N23H2 2NH3 中，中，v(N2)v(H2)v(NH3)1 3 24化学反应速率大小的计算化学反应速率大小的计算（1）根据公式计算：）根据公式计算：（2）列）列“三段式三段式”计算计算aAbBcCdD v(A)v(B)v(C)v(D)a b c d例子：假设起始时例子：假设起始时A、B的浓度分别为的浓度分别为a mol/L、b mol/L，t s内内A反应了反应了x mol/LmA nB pC qD a b 0 0起始浓度起始浓度c初初(mol/L)改变浓度改变浓度c(mol/L)x nx/m px/m qx/mt s时浓度时浓度c末末(mol/L)ax bnx/m px/m qx/m变化量与化学计量数成比例v(B)c(B)t4化学反应速率大小的计算化学反应速率大小的计算（2）列）列“三段式三段式”计算计算例子：假设起始时例子：假设起始时A、B的浓度分别为的浓度分别为a mol/L、b mol/L，t s内内A反应了反应了x mol/LmA nB pC qD a b 0 0起始浓度起始浓度c初初(mol/L)改变浓度改变浓度c(mol/L)x nx/m px/m qx/mt s时浓度时浓度c末末(mol/L)ax bnx/m px/m qx/mv(B)c(B)t转化率转化率(B)B的的变化变化量量B的的起始起始量量100%【小试牛刀】已知合成氨反应【小试牛刀】已知合成氨反应N2(g)3H2(g)2NH3(g)，其浓度数据如，其浓度数据如下：下：N2H2NH3起始浓度/(molL1)1.03.002s末浓度/(molL1)0.61.80.8 （1）2 s末末，N2、H2、NH3的的物物质质的的量量浓浓度度变变化化各各为为多多少少？则则2 s内内用用N2、H2、NH3表示的化学反应速率表示的化学反应速率v(N2)、v(H2)、v(NH3)分别为多少？分别为多少？N23H22NH3高温、高压催化剂起始浓度起始浓度c初初(mol/L)改变浓度改变浓度 c(mol/L)t s时浓度时浓度c末末(mol/L)1.03.000.61.80.80.41.20.8三段式三段式【小试牛刀】反应A(g)3B(g)2C(g)2D(g)在四种不同情况下的反应速率分别为：该反应进行快慢的顺序为。v(A)0.45molL1min1，v(B)0.6molL1s1，v(C)0.4molL1s1，v(D)0.45molL1s1。0.4560molL1s1v(A)0.2molL1s1v(A)0.2molL1s1v(A)0.25molL1s1通过两幅图能判断出马和狗谁跑的快吗？5化学反应速率大小的比较化学反应速率大小的比较换算成同一物质表示的反应速率，再比较数值的大小归一法看单位是否统一，若不统一，换算成相同的单位化学反应速率的数值除以相应的化学计量数，数值越大，表示反应速率越快比值法如aAbBcCdD，若 ，则A表示的速率B表示的速率。不用s、l表示化学反应速率 化学反应的速率往往受到反应条件的影响。化学反应的速率往往受到反应条件的影响。例如，过氧化氢溶液在常温下分解放出氧气的速率很小，但是加例如，过氧化氢溶液在常温下分解放出氧气的速率很小，但是加入入催化剂二氧化锰催化剂二氧化锰后，分解速率增大。像这样通过改变化学反应的条后，分解速率增大。像这样通过改变化学反应的条件来调控化学反应速率的情况，在实际的生产和生活中常常会遇到。件来调控化学反应速率的情况，在实际的生产和生活中常常会遇到。对于有些化学反应，我们希望其越慢越好，如食物的变质、橡胶对于有些化学反应，我们希望其越慢越好，如食物的变质、橡胶和塑料的老化、金属的锈蚀；有些则希望其快一些，如氨、硫酸等化和塑料的老化、金属的锈蚀；有些则希望其快一些，如氨、硫酸等化工产品的生产。工产品的生产。调控化学反应速率常常是决定化学实验成败或化工生产成本的关调控化学反应速率常常是决定化学实验成败或化工生产成本的关键。键。有哪些因素能够影响化学反应速率呢有哪些因素能够影响化学反应速率呢?【思考】对于下列反应，你是希望其反应速率越快越好还是越慢越好？调控化学反应速率常常是决定化学实验成败或化工生产成本的关键。钢铁腐蚀钢铁腐蚀 食物腐坏食物腐坏 炼钢炼钢 合成氨合成氨二、化学反应的速率影响因素与酸的反应与酸的反应实验现象实验现象镁镁锌锌铁铁铜铜锌片表面大量气泡产生锌片表面大量气泡产生镁剧烈反应，产生大量气泡镁剧烈反应，产生大量气泡铁片表面有少量气泡产生铁片表面有少量气泡产生铜片表面无气泡产生铜片表面无气泡产生1内因内因（主要因素）（主要因素）：反应物本身的性质：反应物本身的性质活动性：镁锌铁铜反应物的化学性质越活泼，化学反应速率越快；反之化学反应速率越慢。反应物的化学性质越活泼，化学反应速率越快；反之化学反应速率越慢。【探究问题】探究影响化学反应速率的因素【探究方式】设计对照实验 【实验用品】5%H2O2溶液、1 mol/L FeCl3溶液、0.1 mol/L 盐酸、1 mol/L盐酸、大理石碎块、冷水、热水、试管、烧杯、量筒、胶头滴管等【任务】阅读课本P44中的（1）部分的实验设计，划出关键词，思考该实验如何实现对比。阅读课本P45“方法导引”，说出“变量控制”的原因和控制方法。科学探究(基本方法)2外外因因（影响因素）（影响因素）：温度、浓度等温度、浓度等方法导引变量控制科学研究中，对于多因素（多变量）的问题，常常采用只改变其中的某一个因素，控制其他因素不变的研究方法，使多因素的问题变成几个单因素的问题，分别加以研究，最后再将几个单因素问题的研究结果加以综合。这种变量控制的方法是科学探究中常用的方法。例如，以上探究在比较不同温度对化学反应速率的影响时，控制浓度和其他影响因素相同；而比较不同浓度对化学反应速率的影响时，则控制温度和其他影响因素相同；最后综合得出影响化学反应速率的多种因素。【实验】（【实验】（1）反应温度的影响）反应温度的影响 在两支大小相同的试管中均加入在两支大小相同的试管中均加入2 mL 5%H2O2溶液，同时滴入溶液，同时滴入2滴滴1 mol/L FeCl3溶溶液。待试管中均有适量气泡出现时，将其中一支试管放入盛有冷水的烧杯中，另一支试液。待试管中均有适量气泡出现时，将其中一支试管放入盛有冷水的烧杯中，另一支试管放入盛有热水的烧杯中，观察现象并进行对比。管放入盛有热水的烧杯中，观察现象并进行对比。不同温度环境实验现象结论冷水热水产生产生气泡速率比常温慢气泡速率比常温慢产生产生气泡速率比常温快气泡速率比常温快对于反应对于反应2H2O2 2H2OO2来来说，温度升高，说，温度升高，H2O2的分解的分解速率加快速率加快 （2）反应物浓度的影响）反应物浓度的影响 利用实验室提供的用品，设计实验方案并提请教师审阅，待教师同意后进行实验（提利用实验室提供的用品，设计实验方案并提请教师审阅，待教师同意后进行实验（提示：探究某影响因素时，需保持其他条件因素相同）。示：探究某影响因素时，需保持其他条件因素相同）。步骤：步骤：。记录：记录：实验现象实验结论取取2支支试试管管，加加入入相相同同数数目目，且且大大小小基基本本相相同同的的石石灰灰石。分别滴入石。分别滴入2mL 0.1 mol/L盐酸盐酸和和2mL 1 mol/L盐酸盐酸两支试管中均有气泡产生，但装两支试管中均有气泡产生，但装1 mol/L盐酸的试管盐酸的试管产生气泡更快产生气泡更快当其他条件相同时当其他条件相同时，增大反应物浓度，增大反应物浓度，化学反应速率增大。化学反应速率增大。影响因素如何影响催化剂催化剂催化剂可以改变化学反应速率催化剂可以改变化学反应速率温度温度升温，化学反应速率加快；降温，化学反应速率减慢升温，化学反应速率加快；降温，化学反应速率减慢浓度浓度增大浓度，增大浓度，化学反应速率加快；降低浓度，化学反应速率化学反应速率加快；降低浓度，化学反应速率减慢减慢【结论【结论】大量实验事实和科学研究证明：一般条件下，当其他条件相同时，增大反应物浓度，化学反应速率增大，降低反应物浓度，化学反应速率减小；升高温度，化学反应速率增大，降低温度，化学反应速率减小；可以改变化学反应速率。对于气体来说，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（如图6-16)。增大压强(减小容器容积)相当于增大反应物的浓度，化学反应速率增大；减小压强（增大容器容积）相当于减小反应物的浓度，化学反应速率减小。此外，在日常生活和化学实验中，如果我们细心观察和思考，还会发现更多影响化学反应速率的因素。思考与讨论下列调控反应速率的措施或实验中，分别利用或体现了哪些影响反应速率下列调控反应速率的措施或实验中，分别利用或体现了哪些影响反应速率的因素的因素?（1）向炉膛内鼓风，用煤粉代替煤块可以使炉火更旺。）向炉膛内鼓风，用煤粉代替煤块可以使炉火更旺。（2）把食物存放在冰箱里，在糕点包装内放置除氧剂可以延长食品保质期。把食物存放在冰箱里，在糕点包装内放置除氧剂可以延长食品保质期。（3）做化学实验时，为加速反应的进行，通常将块状或颗粒状的固体药品做化学实验时，为加速反应的进行，通常将块状或颗粒状的固体药品研细并混匀，或者将固体试剂溶于水配成溶液后再进行实验。研细并混匀，或者将固体试剂溶于水配成溶液后再进行实验。（4）铁在空气中和在纯氧中反应的剧烈程度明显不同。铁在空气中和在纯氧中反应的剧烈程度明显不同。（浓度、表面积）（温度、浓度）（表面积）（浓度）化学反应速率含义表示方法影响因素内因反应物本身的性质主要因素外因催化剂催化剂温度温度浓度浓度固体表面积固体表面积下列有关火力发电的描述正确的是（下列有关火力发电的描述正确的是（）A火力发电的能量转换形式为化学能直接转化为电能火力发电的能量转换形式为化学能直接转化为电能B火力发电的主要燃料为煤，煤炭是可再生能源火力发电的主要燃料为煤，煤炭是可再生能源C火力发电不但排放出大量温室气体，还可能导致酸雨火力发电不但排放出大量温室气体，还可能导致酸雨D火力发电过程中的能量转化，热能转化为机械能是关键火力发电过程中的能量转化，热能转化为机械能是关键1电电能能是是国国民民生生产产、生生活活中中的的重重要要能能源源，如如图图是是2015年年我我国国电电力力生生产产量量的的构成图。构成图。C2如如图图所所示示，a的的金金属属活活动动性性在在氢氢之之前前，b为为碳碳棒棒。下下列列关关于于该该装装置置的的说法中，正确的是（说法中，正确的是（）Aa极上发生还原反应，极上发生还原反应，b极上发生氧化反应极上发生氧化反应B碳棒上有气体逸出，溶液中碳棒上有气体逸出，溶液中c(H)增大增大C导线上有电流，电流方向导线上有电流，电流方向abD反应后反应后a极质量减小极质量减小D3（1）在铜、银与硝酸银溶液构成的原电池工作时）在铜、银与硝酸银溶液构成的原电池工作时,电池的正极电池的正极是是 ，当有，当有1.6g铜溶解时，银棒质量增加铜溶解时，银棒质量增加 g。（2）在由锌片、铜片和）在由锌片、铜片和200mL稀硫酸组成的原电池中，当铜稀硫酸组成的原电池中，当铜片上共放出片上共放出2.24L气体时气体时(标况标况)，稀硫酸刚好用去一半，则产生这，稀硫酸刚好用去一半，则产生这些气体消耗的锌为些气体消耗的锌为 g，导线中通过，导线中通过 mol电子，原稀硫酸电子，原稀硫酸的浓度为的浓度为 。Ag5.46.50.21mol/L