【高中化学】化学反应速率 课件 2022-2023学年高二上学期化学人教版（2019）选择性必修1.pptx

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1、选择性必修选择性必修1 1 化学反应原理化学反应原理第二章第二章 化学反应速率与化学平衡化学反应速率与化学平衡研究一个化学反应，需要关注两个方面的问题：研究一个化学反应，需要关注两个方面的问题：1 1、反应的快慢和历程、反应的快慢和历程反应速率和反应机理反应速率和反应机理问题问题2 2、反应的趋势和限度、反应的趋势和限度反应方向和化学平衡反应方向和化学平衡问题问题第一节第一节 化学反应速率化学反应速率第1课时 化学反应速率问题一：如何定量表示化学反应速率的快慢？问题一：如何定量表示化学反应速率的快慢？表示方法：单位时间内反应物浓度的减少或生成物浓度的表示方法：单位时间内反应物浓度的减少或生成物

2、浓度的增增加。加。计算公式：计算公式：单位：单位：molL1s1或或 mol/(Ls)等等ctnV t=（某一时间段某一时间段内化学反应内化学反应的的平均速率平均速率）。）。注意注意：用浓度变化表示化学反应速率适用于气体和溶液中用浓度变化表示化学反应速率适用于气体和溶液中的的溶质溶质，不适用于固体和纯液体。，不适用于固体和纯液体。在同一反应体系中可用不同的物质来表示反应速率，在同一反应体系中可用不同的物质来表示反应速率，必须必须指指明具体物质明具体物质。同一条件下的同一化学反应：同一条件下的同一化学反应：m A n B=p C q D (A)(B)(C)(D)mnpq(A)m(B)n (C)p

3、 (D)q巩固练习巩固练习1、合成氨反应：、合成氨反应：N2+3H2=2NH3，其反应速率可以，其反应速率可以分别用分别用（H2）、）、（N2）、）、（NH3）来表示，则正确的关系）来表示，则正确的关系是（是（）A、（N2）=（H2）=（NH3）B、（H2）=2（NH3）C、（NH3）=(3/2)（H2）D、（H2）=3（N2）D巩固练习巩固练习2、合成氨反应：、合成氨反应：N2+3H2=2NH3，在不同反应条件下在不同反应条件下测得化学测得化学反应速率如下反应速率如下，其中其中化学反应速率化学反应速率最最小小的是的是（）A.(N2)0.6 mol/(Lmin)B.(H2)1.2 mol/(L

4、min)C.(NH3)1.2 mol/(Lmin)D.(NH3)1.2 mol/(Ls)B不同不同条件下：条件下：m m A A n n B B=p p C C q q D D则则(A)(B)(A)(A)m m (B)(B)n n 若若0.0047 1.8103molmin1找找与化学反应与化学反应物质的浓度相关的物理量物质的浓度相关的物理量找与该物理量化学变化对应的时间找与该物理量化学变化对应的时间c ct t实验原理：实验原理：问题二：如何测定化学反应速率？问题二：如何测定化学反应速率？体积、体积、压强、颜色压强、颜色选择可观测、选择可观测、测定操作容易测定操作容易的变量的变量pHpH计计

5、 浊浊度度仪仪气体气体电导率、电导率、pHpH、颜色、颜色浑浊度、浑浊度、光的吸收光的吸收离子浓度离子浓度电电导导率率仪仪 1、已知酸性条件下，KMnO4溶液与H2C2O4(草酸)溶液反应2MnO4-5H2C2O46H=2Mn210CO28H2O可通过测定 来测定该反应的反应速率溶液褪色的时间2、已知：Na2S2O3H2SO4=Na2SO4SO2H2OS可通过测定 来测定该反应的反应速率溶液出现浑浊的时间 你你有有哪哪些些方方法法比比较较锌锌粒粒和和 1 mol/L H2SO4 溶溶液液、4 mol/L H2SO4 溶液化学溶液化学反应速率反应速率的大小的大小？问题三：如何用实验法比较化学反应

6、速率大小？问题三：如何用实验法比较化学反应速率大小？定量测定定量测定ZnH2SO4 =ZnSO4H2 c(H+)、c(Zn2+)、V(H2）、m(Zn)设计方案设计方案1.1.确定确定变量：变量：硫酸的浓度硫酸的浓度温度温度压强压强反应反应体系体系反应物反应物反应反应条件条件溶液的体积溶液的体积锌粒的质量锌粒的质量锌粒的表面积锌粒的表面积3.3.测定数据测定数据a.a.固定体积，测时间？固定体积，测时间？b.固定时间，测体积？2.2.控制变量：控制变量：实验探究 测定锌与硫酸溶液反应速率的大小加入加入试剂试剂反应反应时间时间/s s化学化学反应速率反应速率/(/(mLsmLs-1-1)结论结论

7、1 mol/L 1 mol/L H H2 2SOSO4 44 mol/L 4 mol/L H H2 2SOSO4 419 19 10.1 10.1 实验结果实验结果10101919101010.110.1其他条件相同，其他条件相同，4 mol/L H2SO4 硫酸溶液硫酸溶液比比 1 mol/L H2SO4 硫酸硫酸溶液溶液化学反应速率大化学反应速率大练习：教材采用图1实验装置测定锌与稀硫酸反应的速率。(1)检查图1装置气密性的操作方法是：(2)同学们在实验操作中发现本实验设计存在明显不足：图1关闭分液漏斗活塞，向外拉注射器的活塞，若活塞能回到原位，则气密性良好。漏斗中稀硫酸滴入锥形瓶中，即使

8、不生成气体，也会将瓶中的空气排出，使所测气体的体积偏大练习：教材采用图1实验装置测定锌与稀硫酸反应的速率。(3)如何改进？(2)同学们在实验操作中发现本实验设计存在明显不足：图1改进改进 漏斗中稀硫酸滴入锥形瓶中，即使不生成气体，也会将瓶中的空气排出，使所测气体的体积偏大恢复到室温恢复到室温调节量气管高度，调节量气管高度，使量气管与使量气管与水准管水准管两端液面相平两端液面相平视线与量气管凹液面的最低处相平视线与量气管凹液面的最低处相平注意事项注意事项开始时的气密性检验，以及读数时注意以下三点：开始时的气密性检验，以及读数时注意以下三点：若最终读数时未左右调平（如右图）则测定的气体体积若最终读

9、数时未左右调平（如右图）则测定的气体体积 偏大还是偏小？怎样调节使左右液面相平？偏大还是偏小？怎样调节使左右液面相平？思考：思考：判断正误判断正误(正确的打正确的打“”，错误的打的打“”“”)。对于反应对于反应CaCO32HCl=CaCl2CO2H2O，用下列方法来测定反，用下列方法来测定反应速率是否正确应速率是否正确(1)测定收集一定体积的测定收集一定体积的CO2时所用的时间时所用的时间()(2)测定一段时间内溶液中测定一段时间内溶液中c(H)的变化的变化 ()(3)测定一定质量的测定一定质量的CaCO3完全溶解所需时间完全溶解所需时间 ()(4)测定一定时间内产生测定一定时间内产生CO2气

10、体的体积气体的体积 ()定性描述定性描述：化学反应特征：化学反应特征现象出现的快、慢。现象出现的快、慢。定量描述：定量描述：实验测定：控制单一变量，找与浓度相关，实验测定：控制单一变量，找与浓度相关，可测量、易操作变量。可测量、易操作变量。c ct t化学化学反应反应速率速率小小 结结第一节第一节 化学反应速率化学反应速率第2课时 影响化学反应速率的因素内因：内因：反应物本身的组成、结构和性质。反应物本身的组成、结构和性质。外因：反应物浓度、压强、温度、催化剂等。外因：反应物浓度、压强、温度、催化剂等。问题：浓度、温度、催化剂等因素为何会影响反应速率？问题：浓度、温度、催化剂等因素为何会影响反

11、应速率？任务一任务一 探究温度对化学反应速率的影响探究温度对化学反应速率的影响【实验原理实验原理】Na2S2O3+H2SO4=Na2SO4+SO2+S+H2O温度温度压强压强反应体系反应体系反应物反应物反应条件反应条件溶液的体积溶液的体积3.3.测定数据测定数据出现浑浊所用时间出现浑浊所用时间2.2.控制变量：控制变量：浓度浓度设设计计方方案案1.1.确定确定变量：变量：【实验原理实验原理】【实验用品实验用品】0.1 mol/L Na2S2O3 溶液、溶液、0.1 mol/L H2SO4 溶液、溶液、20 水、水、70 热水、试管、烧杯等。热水、试管、烧杯等。Na2S2O3+H2SO4=Na2

12、SO4+SO2+S+H2O编编号号水浴水浴温度温度/0.1 mol/L 0.1 mol/L NaNa2 2S S2 2O O3 3溶液溶液的体积的体积/mL/mL0.1 mol/L 0.1 mol/L H H2 2SOSO4 4溶液溶液的体积的体积/mL/mL出现浑浊的出现浑浊的时间时间/s s20202 22 270702 22 2【实验结论实验结论】任务一任务一 探究温度对化学反应速率的影响探究温度对化学反应速率的影响【实验原理实验原理】【实验用品实验用品】Na2S2O3+H2SO4=Na2SO4+SO2+S+H2O编编号号水浴水浴温度温度/0.1 mol/L 0.1 mol/L NaNa

13、2 2S S2 2O O3 3溶液溶液的体积的体积/mL/mL0.1 mol/L 0.1 mol/L H H2 2SOSO4 4溶液溶液的体积的体积/mL/mL出现浑浊的出现浑浊的时间时间/s s20202 22 2878770702 22 21616【实验结论实验结论】当当其他条件相同时，升高温度，化学反应速率增大，降其他条件相同时，升高温度，化学反应速率增大，降低温度，化学反应速率减小。低温度，化学反应速率减小。任务一任务一 探究温度对化学反应速率的影响探究温度对化学反应速率的影响反应若是可逆反应，升高温度，正、逆反应速反应若是可逆反应，升高温度，正、逆反应速率都加快，只是加快的程度不一样

14、。率都加快，只是加快的程度不一样。注意：注意：实验测定，温度每升高实验测定，温度每升高10，化学反应速率通，化学反应速率通常增大到原来常增大到原来24倍。倍。无论吸热反应、还是放热反应，升高温度，速无论吸热反应、还是放热反应，升高温度，速率都加快，只是加快的程度不一样。率都加快，只是加快的程度不一样。基元反应基元反应：通过碰撞一步直接转化为产物的反应（能够一步：通过碰撞一步直接转化为产物的反应（能够一步完成的反应）。完成的反应）。19181918年，路易斯提出了化学反应速率的简单碰撞理论。该理年，路易斯提出了化学反应速率的简单碰撞理论。该理论认为，论认为，反应物分子间的碰撞是化学反应的先决条件

15、反应物分子间的碰撞是化学反应的先决条件。反应物反应物分子间有效碰撞的频率越高，化学反应速率越大分子间有效碰撞的频率越高，化学反应速率越大。简单碰撞理论简单碰撞理论NO2+CO=NO+CO2 第一步第一步：2HI 2I+H2 第二步：第二步：2I I2基元反应、反应历程基元反应、反应历程基元反应基元反应反应历程或反应历程或反应机理反应机理2HI=H2+I2 大多数化学反应都是由几个基元反应组成。大多数化学反应都是由几个基元反应组成。基元反应构成的基元反应构成的反应序列称为反应序列称为反应历程（反应机理）反应历程（反应机理）。思考：思考：对于由多个基元反应组成的化学反应，其反应的快慢是对于由多个基

16、元反应组成的化学反应，其反应的快慢是由哪步反应决定的由哪步反应决定的?由最慢的一步基元反应决定，决速步骤。由最慢的一步基元反应决定，决速步骤。任何气体中分子间的碰撞次数都是非常巨大的。气体的任何气体中分子间的碰撞次数都是非常巨大的。气体的浓度浓度为为1mol/L1mol/L时，在每立方厘米、每秒内反应物分子的碰撞时，在每立方厘米、每秒内反应物分子的碰撞可达可达10102828次次 ，如果反应物分子间的任何一次碰撞都能发生反，如果反应物分子间的任何一次碰撞都能发生反应，反应只需应，反应只需10105 5 s s就可以完成。任何气体的反应均可瞬间就可以完成。任何气体的反应均可瞬间完成。但实际并非如

17、此。完成。但实际并非如此。基元反应基元反应发生的先决条件是反应物的分子必须发生碰撞。发生的先决条件是反应物的分子必须发生碰撞。碰撞时取碰撞时取向不合适向不合适碰撞时能碰撞时能量不足量不足有有足够的能量足够的能量和合适的取向和合适的取向2HI=H2+I2 第一步第一步：2HI 2I+H2 第二步：第二步：2I I2有效碰撞：能够发生化学反应的碰撞。有效碰撞：能够发生化学反应的碰撞。活化分子、活化能活化分子、活化能活化分子活化分子具有具有较高能量较高能量，能够，能够发生发生有效碰撞有效碰撞的分子，叫的分子，叫活化活化分子分子。活化分子具有的平均能量活化分子具有的平均能量与反应物分子具有的平均与反应

18、物分子具有的平均能量之差，称作能量之差，称作活化能活化能。反应的反应的活化能活化能反应物反应物分子平分子平均能量均能量注注 意意1、发生有效碰撞的分子发生有效碰撞的分子一定是一定是活化分子活化分子；活化分子的碰撞活化分子的碰撞不一不一定是定是有效碰撞有效碰撞（由于取向问题）由于取向问题）。2、有效、有效碰撞次数的多少与单位体积内反应物中活化分子的多碰撞次数的多少与单位体积内反应物中活化分子的多少有关（即活化分子百分数）。少有关（即活化分子百分数）。3、活化能越低活化能越低，普通分子就越容易变成活化分子，单位体积内，普通分子就越容易变成活化分子，单位体积内活化分子数就越多活化分子数就越多，单位时

19、间内有效碰撞的次数就越多单位时间内有效碰撞的次数就越多，化学化学反应反应速率就会越快速率就会越快。活化分子百分数活化分子百分数=活化分子数活化分子数反应物分子数反应物分子数100%化学反应速率增大（或减小）。化学反应速率增大（或减小）。建构碰撞理论模型建构碰撞理论模型简单碰撞理论解释简单碰撞理论解释反应条件反应条件对化学反应速率的影响对化学反应速率的影响其他条件相同时，改变某一反应条件其他条件相同时，改变某一反应条件单位体积内活化分子数目增多（或减少）单位体积内活化分子数目增多（或减少）单位时间内有效碰撞次数增多（或减少）单位时间内有效碰撞次数增多（或减少）请用碰撞理论解释请用碰撞理论解释温度

20、温度对反应速率的影响。对反应速率的影响。【思考与讨论【思考与讨论】影响影响外因外因 单位体积内单位体积内单位时间单位时间内有效碰内有效碰撞次数撞次数化学化学反应反应速率速率分子分子总数总数活化分活化分子数子数活化分子百活化分子百分数分数升高温度升高温度不变不变增加增加增加增加加快加快增加增加 其他条件相同时，升高温度其他条件相同时，升高温度单位体积内单位体积内活化分子数目活化分子数目增多增多单位体积内单位体积内活化分子百分数活化分子百分数增多增多单位时间内单位时间内有效碰有效碰撞次数撞次数增多增多化学反应速率增大。化学反应速率增大。此外，温度越高，分子运动速率越大，碰撞次数也越多。【实验原理实

21、验原理】Na2S2O3+H2SO4=Na2SO4+SO2+S+H2O1.1.确定确定变量：变量：某反应物浓度某反应物浓度温度、压强温度、压强反应体系反应体系反应物反应物反应条件反应条件溶液的体积溶液的体积3.3.测定数据测定数据出现浑浊所用时间出现浑浊所用时间2.2.控制变量：控制变量：另一反应物的浓度另一反应物的浓度设设计计方方案案任务二任务二 探究浓度对化学反应速率的影响探究浓度对化学反应速率的影响【实验装置实验装置】浊度计用于测量溶液浑浊度的变化。产生的沉淀越浊度计用于测量溶液浑浊度的变化。产生的沉淀越多，浑浊度（单位为多，浑浊度（单位为NTUNTU）值越大。）值越大。溶液达到相同浑浊度

22、的过程中，浑浊度随时间的变化溶液达到相同浑浊度的过程中，浑浊度随时间的变化【实验过程】实验过程】实验实验编编号号Na2S2O3溶液溶液H2SO4溶液溶液蒸馏水蒸馏水c c/(molL/(molL-1 1)V V/mL/mLc c/(molL(molL-1 1)V V/mL/mL V V/mL/mL0.10.11.51.50.10.13.53.510100.10.12.52.50.10.13.53.59 90.10.13.53.50.10.13.53.58 80.10.13.53.50.10.12.52.59 90.10.13.53.50.10.11.51.51010【实验结论】实验结论】其他条

23、件相同时，增大反应物浓度，化学反应速率增大；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。降低反应物浓度，化学反应速率减小。请用碰撞理论解释请用碰撞理论解释浓度浓度对反应速率的影响。对反应速率的影响。【思考与讨论【思考与讨论】影响影响外因外因 单位体积内单位体积内单位时间单位时间内有效碰内有效碰撞次数撞次数化学化学反应反应速率速率分子分子总数总数活化分活化分子数子数活化分子百活化分子百分数分数增大浓度增大浓度增加增加增加增加增加增加加快加快不变不变 其他条件相同时，增大反应物浓度其他条件相同时，增大反应物浓度单位体积内单位体积内活化分活化分子数目子数目增多

24、增多单位时间内单位时间内有效碰撞次数有效碰撞次数增多增多化学反应速率化学反应速率增大。增大。请用碰撞理论解释请用碰撞理论解释压强压强对反应速率的影响。对反应速率的影响。【思考与讨论【思考与讨论】对气体反应而言，若其他条件不变，通过改变容器的体对气体反应而言，若其他条件不变，通过改变容器的体积改变压强，就是改变反应物的浓度，因而可以改变化学反积改变压强，就是改变反应物的浓度，因而可以改变化学反应的速率。应的速率。请用碰撞理论解释请用碰撞理论解释催化剂催化剂对反应速率的影响。对反应速率的影响。【思考与讨论【思考与讨论】其他条件相同时，使用催化剂，改变反应历程其他条件相同时，使用催化剂，改变反应历程

25、活化能活化能降低降低单位体积内单位体积内活化分子百分数活化分子百分数增多增多单位时间内单位时间内有效碰有效碰撞次数撞次数增多增多化学反应速率增大。化学反应速率增大。小结：简单碰撞理论解释反应条件对化学反应速率的影响单位时间内、单位体积内有效碰撞次数增多单位体积内活化分子数增大增大反应物浓度升高温度增大化学反应速率增大气体压强催化剂单位体积内活化分子百分数增大飞秒化学冲刺时间分辨技术飞秒激光器始态、过渡态、终态练习练习1、设设 NO+CO2 2CO（正反应吸热）反应速率为（正反应吸热）反应速率为V1；N2+3H2 2NH3 （正反应（正反应放热）反应速率为放热）反应速率为V2。对于前述反应，当。

26、对于前述反应，当温度升高时，温度升高时，V1和和V2变化情况为（变化情况为（）A、同时增大、同时增大 B、同时减小、同时减小 C、v1减少，减少，v2增大增大 D、v1增大，增大，v2减小减小A练练习习2、在在500时时，2SO2O2 2SO3正正向向是是放放热热反反应应体体系系，只只改改变变下下列列条条件件，请请把把影影响响结结果果填填入入下下表表。(填填写写“增增大大”“减减小小”“不变不变”)改变条件改变条件正反应速率正反应速率逆反应速率逆反应速率（1）增大）增大O2的浓度的浓度（2）增大）增大SO3的浓度的浓度（3）减小）减小SO3的浓度的浓度（4）增大压强）增大压强（5）升高温度）升

27、高温度（6）加入催化剂）加入催化剂（7）恒容，充入）恒容，充入He瞬间不变变大瞬间不变变大瞬间不变变小变大变大变大变大变大变大不变不变 练习练习3、如下图所示，相同体积的、如下图所示，相同体积的a、b、c三密闭容器，其中三密闭容器，其中c容器有一活容器有一活塞，塞，a、b两容器为定容容器，起始向三容器中都加入相同量的两容器为定容容器，起始向三容器中都加入相同量的SO2和和O2使使三容器压强相等，一定条件下发生三容器压强相等，一定条件下发生2SO2+O2 2SO3的反应。问：的反应。问：（3）如起始在）如起始在a、c两容器中通入同量的两容器中通入同量的N2，则此时三容器起始压强为，则此时三容器起始压强为 Pa _Pb _Pc；（1）起始）起始a、c两容器的反应速率大小关系为两容器的反应速率大小关系为Va _Vc；（2）反）反应一段时间后应一段时间后a、c中速率大小关系为中速率大小关系为Va _Vc；=（4）起始反应速率关系为）起始反应速率关系为Va _Vb _Vc=