2020新教材高中化学 第六章 化学反应与能量 第二节 化学反应的速率与限度1课件 新人教版第二册

[明确学习目标]1.了解化学反应速率的含义及其表示方法。2.了解影响化学反应速率的因素，初步了解控制化学反应速率的方法。23学生自主学习化学反应速率外界条件对化学反应速率的影响1.探究温度对化学反应速率的影响2.探究催化剂对化学反应速率的影响3.其他因素影响化学反应速率的因素除温度、催化剂外，还有固体反应物的表面积、溶液的浓度、反应物的状态、压强、溶剂、光照、电磁波等许多因素。1.能否用固体或纯液体物质来表示化学反应速率？提示：不能；原因是纯液体或固体物质的浓度一般视为常数，单纯改变它们的用量，浓度视为不变。提示2.一定温度下，向2L的密闭容器中加入2molN2,6molH2，反应2min后，测得容器中NH3的物质的量为0.8mol。(1)分别求出2min内用N2、H2和NH3表示的化学反应速率是多少？提示：N2＋3H22NH3起始浓度(mol·L－1)130变化浓度(mol·L－1)0.20.60.42min时浓度(mol·L－1)0.82.40.4v(N2)＝0.2mol·L－12min＝0.1mol·L－1·min－1，v(H2)＝0.6mol·L－12min＝0.3mol·L－1·min－1，v(NH3)＝0.4mol·L－12min＝0.2mol·L－1·min－1。提示(2)用N2、H2和NH3表示的化学反应速率的数值是否相等？其数值大小有何关系？提示：不相等；v(N2)∶v(H2)∶v(NH3)＝0.1∶0.3∶0.2＝1∶3∶2，即速率之比等于化学方程式中相应物质的化学计量数之比。提示3.块状大理石与粉末状大理石分别与同浓度的盐酸反应，哪个产生气泡的速率快？为什么？提示：粉末状大理石与盐酸反应速率快，因为增大了反应物的接触面积。提示4.同浓度、同体积的盐酸放入同样大小的锌粒和镁条，为什么产生气体有快有慢？提示：反应物本身的性质不同。提示23课堂互动探究知识点一化学反应速率对化学反应速率的正确理解(1)在同一化学反应里，用不同物质表示的反应速率可能不同，但意义相同，故描述反应速率时必须指明具体的物质。(2)固体或纯液体的浓度视为常数，Δc＝0，因此不用固体或纯液体表示化学反应速率。(3)由v＝ΔcΔt计算得到的是一段时间内的平均反应速率，而不是某一时刻的瞬时速率。(4)各物质的化学反应速率之比等于反应方程式中各物质的化学计量数之比。1在一定条件下，反应N2＋3H22NH3在10L恒容密闭容器中进行，测得2min内，H2的物质的量由20mol减少到8mol，则2min内H2的化学反应速率为()A．1.2mol·L－1·min－1B．1.8mol·L－1·min－1C．0.6mol·L－1·min－1D．0.2mol·L－1·min－1[批注点拨][解析]v(H2)＝ΔcH2Δt＝20mol－8mol10L×2min＝0.6mol·L－1·min－1。解析[答案]C答案[练1]将4molA和2molB在2L的密闭容器中混合，并在一定条件下发生如下反应：2A(s)＋B(g)2C(g)，反应2s后测得C的浓度为0.6mol·L－1。下列说法正确的是()A．用物质A表示2s内的平均反应速率为0.3mol·L－1·s－1B．用物质B表示2s内的平均反应速率为0.6mol·L－1·s－1C．2s时v(C)＝0.3mol·L－1·s－1D．2s时物质B的浓度为0.7mol·L－1答案D答案解析不能用固体物质的浓度表示化学反应速率，A错误；据题目条件知v(C)＝0.6mol·L－1÷2s＝0.3mol·L－1·s－1，则v(B)＝0.3mol·L－1·s－1÷2＝0.15mol·L－1·s－1，B错误；化学反应速率是平均值不是瞬时值，C错误；2s时物质B的浓度为2mol÷2L－0.6mol·L－1÷2＝0.7mol·L－1，D正确。解析[练2]在2A＋3B===2C＋D反应中，表示反应速率最快的是()A．v(A)＝0.5mol·L－1·min－1B．v(B)＝0.6mol·L－1·min－1C．v(C)＝0.35mol·L－1·min－1D．v(D)＝0.4mol·L－1·min－1答案D答案解析将用B、C、D物质表示的化学反应速率换算成用A物质表示，然后进行比较。B项，v(A)＝23v(B)＝23×0.6mol·L－1·min－1＝0.4mol·L－1·min－1；C项，v(A)＝v(C)＝0.35mol·L－1·min－1；D项，v(A)＝2v(D)＝2×0.4mol·L－1·min－1＝0.8mol·L－1·min－1，通过数值大小比较知，D项反应速率最快。解析规律方法化学反应速率的计算和比较(1)化学反应速率的计算方法①定义式法：利用公式v＝ΔcΔt计算化学反应速率，也可以利用该公式计算浓度变化量或反应时间。②关系式法：化学反应速率之比＝物质的量浓度的变化量之比＝物质的量的变化量之比＝化学计量数之比。(2)反应速率大小的比较方法同一化学反应速率用不同物质表示时数值可能不同，比较反应速率的快慢不能只看数值大小，还要进行一定的转化，换算成同一种物质、同一单位表示，再比较数值大小。知识点二外界条件对化学反应速率的影响影响化学反应速率的因素1.内因在其他条件相同时，反应物的化学性质越活泼，化学反应速率越快；反应物的化学性质越不活泼，化学反应速率越慢。2.外因(1)催化剂：在其他条件相同时，使用催化剂，化学反应速率加快。(2)浓度：在其他条件相同时，增大反应物的浓度，化学反应速率加快；减小反应物的浓度，化学反应速率减慢。(3)温度：在其他条件相同时，升高温度，化学反应速率加快；降低温度，化学反应速率减慢。(4)压强：有气体参加的反应，改变压强对反应速率的影响实质是改变体积使反应物的浓度改变导致的。①恒温时：体积缩小压强增大――→导致浓度增大――→导致反应速率加快。②恒容时：a.充入气体反应物――→导致浓度增大――→导致反应速率加快；b.充入惰性气体――→导致总压强增大，各物质的浓度不变，反应速率不变。(注：此处惰性气体指不参加反应的气体)③恒压时：充入惰性气体――→导致体积增大――→导致各反应物浓度减小――→导致反应速率减慢。(5)固体反应物表面积：在其他条件相同时，增大固体反应物的表面积，化学反应速率加快；减小固体反应物的表面积，化学反应速率减慢。(6)其他：光波、电磁波、超声波、溶剂等，也能影响化学反应的速率。22SO2(g)＋O2(g)V2O5△2SO3(g)是制备硫酸的重要反应。下列叙述正确的是()A．催化剂V2O5不改变该反应的逆反应速率B．增大反应体系的压强，反应速率一定增大C．增大SO2的物质的量，化学反应速率加快D．在t1、t2时刻，SO3(g)的浓度分别是c1、c2，则时间间隔t1～t2内，生成SO3(g)的平均速率为v＝c2－c1t2－t1[批注点拨][解析]化学反应速率通常用单位时间内反应物浓度的减少量或生成物浓度的增加量来表示，D正确。解析[答案]D答案[练3]化学反应速率受条件的影响很大，下列肯定可以加快化学反应速率的措施是()A．增大反应物的量B．增大压强C．升高温度D．使用催化剂答案C答案解析增大反应物的量不一定改变反应物的浓度(如加入的是某种固体反应物)，反应速率不一定增大，故A不正确；增大压强只可能对有气体参加或生成的反应速率有影响，不能说增大压强反应速率一定增大，故B不正确；无论是吸热反应还是放热反应，升高温度都会加快反应速率，故C正确；催化剂有正催化剂和负催化剂之分，故使用催化剂不一定增大反应速率，故D不正确。解析[练4]把镁条投入盛有盐酸的敞口容器中，产生氢气的速率变化曲线如图所示。下列因素中，影响该反应速率的是()①盐酸的浓度②镁条的表面积③溶液的温度④Cl－的浓度A．①④B．③④C．①③D．②③答案C答案解析镁与盐酸反应的离子方程式为Mg＋2H＋===Mg2＋＋H2↑，与H＋有关，与Cl－无关。在镁与盐酸的反应中，刚开始时H＋的浓度最大，反应速率应最大，由于此反应为放热反应，温度升高，化学反应速率还会增大，随着化学反应的进行，H＋浓度逐渐减小，化学反应速率又逐渐减慢。解析规律方法(1)无论是放热反应还是吸热反应，升温都能加快反应速率，不能认为升温只会加快吸热反应的速率。温度对反应速率的影响与反应物的状态无关。(2)浓度对化学反应速率的影响只适用于有气体或溶液参加的反应。对于纯液体或固体物质，可认为其浓度为“常数”，它们的量的改变不会影响化学反应速率。(3)压强对反应速率的影响只适用于有气体参加的反应。(4)催化剂能同等程度改变正、逆反应速率。本课归纳总结1.化学反应速率的表达式：v(A)＝ΔcAΔt＝ΔnAV·Δt。2.化学反应速率之比等于化学方程式中相应物质的化学计量数之比。3.升高温度，使用催化剂，增大反应物浓度，增大固体反应物的表面积均可增大反应速率。4.改变压强来影响化学反应速率是通过改变气体反应物浓度而实现的，若压强改变而反应物浓度不变，则化学反应速率不变。23学习效果检测1.某反应物A的浓度是2.0mol·L－1,5min后，A的浓度变为0.5mol·L－1，在这5min内A的化学反应速率是()A．0.4mol·L－1·min－1B．0.3mol·L－1·min－1C．0.1mol·L－1·min－1D．0.3mol·L－1解析Δc(A)＝2.0mol·L－1－0.5mol·L－1＝1.5mol·L－1，Δt＝5min，v(A)＝ΔcAΔt＝1.5mol·L－15min＝0.3mol·L－1·min－1。解析答案B答案2.下列四种盐酸跟锌片反应，起始时反应速率最快的是()A．10℃20mL3mol·L－1的盐酸B．10℃40mL2mol·L－1的盐酸C．20℃20mL2mol·L－1的盐酸D．20℃10mL4mol·L－1的盐酸解析锌与盐酸反应的离子方程式是Zn＋2H＋===Zn2＋＋H2↑，所以盐酸的浓度越高，溶液的温度越高，反应速率越快。选项C、D中溶液温度相同，但D中盐酸的浓度最高，因此反应速率最快。解析答案D答案3.在密闭系统中有反应C(s)＋CO2(g)=====△2CO(g)，能使反应速率加快的措施是()①通过减小容器体积增大压强②升高温度③将炭粉碎④通入CO2⑤增加炭的量⑥恒容条件下通入N2A．①②③⑥B．①②④⑥C．①②③④D．①②③④⑤答案C答案解析①、④中，增大压强和通入CO2都是增大了反应物的浓度，使反应速率加快；②中升高温度，反应速率加快；③中将炭粉碎，增大了炭与CO2的接触面积，反应速率加快；⑤中增加炭的量，由于炭是固体，浓度不会改变，故不能使反应速率加快；⑥中恒容条件下通入N2，反应混合物的浓度不变，反应速率不变。解析4.在密闭容器里，A与B反应生成C，其反应速率分别用vA、vB、vC表示，已知2vB＝3vA、3vC＝2vB，则此反应可表示为()A．2A＋3B===2CB．A＋3B===2CC．3A＋B===2CD．A＋B===C解析由于A、B是反应物，C是生成物，而且物质反应时的速率之比等于化学方程式中相应物质的化学计量数之比，因此化学反应方程式是2A＋3B===2C。解析答案A答案5.为了说明影响化学反应快慢的因素，甲、乙、丙、丁4位同学分别设计了如下4个实验，你认为结论不正确的是()A．将形状、大小均相同的镁条和铝条与相同浓度的盐酸反应时，两者速率一样B．在相同条件下，等质量的大理石块和粉末与相同浓度的盐酸反应，大理石粉末反应快C．常温下将浓硝酸分别放在冷暗处和强光照射下，发现光照可加快浓硝酸的分解D．两支试管中分别加入相同质量的氯酸钾，其中一支试管中再加入少量二氧化锰，同时加热，产生氧气的快慢不同答案A答案解析将大小、形状相同的镁条和铝条与相同浓度的盐酸反应时，两者速率并不一样，镁比铝活泼，与盐酸反应时镁的反应速率更大。解析6.NH3和纯净的O2在一定条件下发生反应：4NH3(g)＋3O2(g)2N2(g)＋6H2O(g)，现向一容积不变的2L密闭容器中充入4molNH3和3molO2,4min后，测得生成的