2020版新教材高中化学 第六章 化学反应与能量 2.1 化学反应的速率课件 新人教版必修2

第二节化学反应的速率与限度第1课时化学反应的速率一、化学反应速率的含义及表示方法:【微思考】(1)在反应C(s)+CO2(g)2CO(g)中,能否用C来表示该反应的速率?提示:不能。反应前后固体或纯液体的浓度几乎不发生变化,故不能用于表示化学反应速率。△====(2)化学反应速率能否表示某反应瞬间的速率?提示:化学反应速率是一段时间内的平均速率,而不是瞬间速率。二、影响化学反应速率的因素:1.内因:影响化学反应速率的主要因素是反应物本身的性质。【想一想】形状大小相同的铁块和铝块分别与等浓度的盐酸反应,生成氢气的速率哪个快?提示:铝。决定反应速率快慢的主要因素是反应物本身的性质。2.外因:(1)实验探究:①催化剂的影响:实验操作实验现象____________________________________实验结论_______________________加入FeCl3溶液产生气泡的速率明显加快催化剂可以加快反应速率②温度的影响:实验操作实验现象__________________________________________________________实验结论_________________浸在热水里的试管中产生气泡的速率明显快于浸在冷水中的试管温度越高速率越快③浓度的影响:实验操作实验现象_________________________________实验结论_____________________不加水的试管中产生气泡的速率更快浓度越大反应速率越快(2)外界因素对速率的影响:其他条件不变时,改变某一条件:影响因素速率变化催化剂_____温度升高_____降低_____浓度增大_____减小_____加快加快降低加快降低影响因素速率变化压强(对有气体参加的反应)增大(缩小容器体积)_____减小(增大容器体积)_____加快降低【情境·思考】古代皇室专用版冰箱——“冰鉴”在周朝的时候,古人就发明了一种东西,专门用来保存“冰”。最开始的时候,冰鉴只是用来保存冰,让皇帝解暑用的,而到了后面,有个御膳房的厨师发现:在北方,冬天下雪的时候,寒气可以让食物“更长久”的保鲜,而冰也是一种寒气,所以就发明了用冰鉴进行保鲜。(1)古代的“冰鉴”和现代的冰箱能够较长时间保存食物的原理是什么?提示:通过降低温度,降低化学反应的速率,起到延长食品保存时间的作用。(2)生活中用煤粉代替煤块并向炉膛鼓风,可以使炉火更旺,原理是什么?提示:增大煤与空气的接触面积,加快反应速率。知识点一化学反应速率的正确理解与比较【重点释疑】1.正确理解化学反应速率2.化学反应速率的比较方法:(1)归一法:(2)比值法:比较化学反应速率与化学计量数的比值。如反应aA+bBcC,要比较v(A)与v(B)的相对大小:若→v(A)v(B)。vAvBab3.化学反应速率的计算:(1)公式法。v(A)=cAnAtVtg(2)“三段式”法。①写出有关反应的化学方程式。②找出各物质的起始量、转化量、某时刻量。③根据已知条件列方程式计算。例如,反应mA+nBpCt0s/mol·L-1ab0转化/mol·L-1xt1s/mol·L-1a-xnxmpxmnxbmpxm则:v(A)=mol·L-1·s-1、v(B)=mol·L-1·s-1、v(C)=mol·L-1·s-1。10xtt10nxmtt10pxmtt【思考·讨论】(1)锌与稀硫酸反应制取氢气反应中,哪些物质可以表示该反应的速率?提示:硫酸、硫酸锌。硫酸、硫酸锌溶解于水中,浓度可以表示;锌是固体,浓度几乎不变;由于氢气脱离了溶液,故其浓度无法表示。(2)对于反应3A(g)+B(g)====2C(g)+2D(g),在不同条件下,用A、B表示的反应速率分别为条件①v(A)=0.6mol·L-1·min-1;条件②v(B)=0.45mol·L-1·min-1;则该反应在条件①的速率比条件②的速率快吗?提示:同一个化学反应,用不同物质表示其反应速率时,数值可能不同,所以比较同一个化学反应的反应速率的相对大小时,不能直接比较数值大小,应先转化为同一物质、同一单位,然后再比较其数值大小,数值越大表明反应越快。将条件①的速率换算成用B表示的速率为v(B)=0.2mol·L-1·min-1,即条件②的速率比条件①的速率快。【案例示范】【典例】(2019·成都高一检测)1L的密闭容器中,发生反应4A(s)+3B(g)====2C(g)+D(g),经2min后B的浓度减少0.6mol·L-1。对此反应速率的正确表示是()A.用A表示的反应速率是0.4mol·L-1·min-1B.用B、C、D分别表示反应的速率,其比值是3∶2∶1C.在2min末的反应速率用B表示是0.3mol·L-1·min-1D.在这2min内用B表示的速率的值逐渐减小,用C表示的速率的值逐渐增大【解题指南】解答本题要注意以下3点:(1)同一个反应用不同物质表示的化学反应速率之比等于化学计量数之比。(2)化学反应速率是某物质在单位时间内浓度的变化值,属于平均速率。(3)不用固体和纯液体表示反应速率。【解析】选B。A为固体,一般不用固体表示反应速率,所以A项错误;同一反应中,用不同物质表示的速率与方程式中各物质的计量数成正比,B项正确;反应速率为平均值,并非2min末的速率,所以C项错误;同一时间段内,用反应物、生成物表示的速率的意义是相同的,变化趋势也是一样的,D项错误。【母题追问】(1)上题2min内用C表示的速率为________。提示:0.2mol·L-1·min-1。v(B)=0.6mol·L-1÷2min=0.3mol·L-1·min-1,则v(C)=v(B)÷3×2=0.2mol·L-1·min-1。(2)上题2min内减少的A的物质的量为________。提示:0.8mol。2min内减少的n(B)=0.6mol·L-1×1L=0.6mol,则n(A)=n(B)÷3×4=0.8mol。【迁移·应用】1.(2019·滁州高一检测)一定温度下,向容积为2L的密闭容器中通入两种气体发生化学反应,反应中各物质的物质的量变化如图所示,下列对该反应的推断合理的是()世纪金榜导学号A.该反应的化学方程式为3B+4D6A+2CB.反应进行到1s时,v(A)=v(D)C.反应进行到6s时,B的平均反应速率为0.05mol·L-1·s-1D.反应进行到6s时,各物质的反应速率相等【解析】选C。Δn(A)∶Δn(B)∶Δn(C)∶Δn(D)=(1.2-0)mol∶(1.0-0.4)mol∶(1.0-0.2)mol∶(0.4-0)mol=6∶3∶4∶2,所以化学方程式为3B+4C6A+2D,A错误;不论在什么时刻,用各物质表示的速率之比等于化学计量数之比,B、D错误。2.在2A+B====3C+4D反应中,表示该反应速率最快的是()A.v(A)=0.5mol·L-1·s-1B.v(B)=0.3mol·L-1·s-1C.v(C)=0.8mol·L-1·s-1D.v(D)=1mol·L-1·s-1【解析】选B。用反应速率判断反应快慢的方法,首先把各物质的反应速率除以其化学方程式中的化学计量数:A选项=0.25mol·L-1·s-1,B选项=0.3mol·L-1·s-1,C选项mol·L-1·s-1,D选项=0.25mol·L-1·s-1;然后比较大小,B选项最大。vA2vB1vC0.833＝vD4【补偿训练】(2019·聊城高一检测)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①v(A)=0.45mol·L-1·min-1②v(B)=0.6mol·L-1·s-1③v(C)=0.4mol·L-1·s-1④v(D)=0.45mol·L-1·s-1,该反应进行的快慢顺序为()A.④③=②①B.④③=②①C.①②③④D.④③②①【解析】选A。若将各反应速率均转化为以B表示的反应速率,且以mol·L-1·s-1为单位,①、②、③、④表示的速率分别是0.0225mol·L-1·s-1、0.6mol·L-1·s-1、0.6mol·L-1·s-1、0.675mol·L-1·s-1,故A正确。知识点二化学反应速率的影响因素【重点释疑】1.内因:2.外因:在其他条件相同时,改变某一条件:影响因素影响结果浓度增大反应物的浓度,速率加快;减小反应物的浓度,速率减慢温度升高温度,速率加快;降低温度,速率减慢压强增大气态反应物的压强,速率加快;减小气态反应物的压强,速率减慢影响因素影响结果催化剂使用催化剂能极大地加快反应速率固体反应物的表面积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,化学反应速率减慢其他形成原电池、使用合适的溶剂等也影响化学反应速率【易错提醒】(1)由于增大反应物浓度造成的反应速率减慢,此时要考虑常温下铁和铝在浓硫酸和浓硝酸中的钝化。例如,铁和稀硫酸生成氢气的反应,若将稀硫酸换成浓硫酸,发生钝化,反应不进行。(2)中学阶段一般只讨论其他条件相同时,改变一个条件对化学反应速率的影响。【知识拓展】压强对反应速率的影响有气体参加的反应,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。(1)压缩体积或充入反应物,使压强增大,都能加快化学反应速率。(2)体积不变,充入不参与反应的气体。虽然总的压强增大,但反应物浓度不发生变化,故化学反应速率不变。【思考·讨论】(1)实验室常用30%左右的硫酸与足量的锌粒反应制取H2,当反应一段时间后,气泡变得稀少了,如果添加一些适当浓度的硫酸溶液到反应容器中,气泡又会重新增多起来,原因是什么?提示:反应的离子方程式为Zn+2H+====Zn2++H2↑。c(H+)的大小影响着该反应的反应速率。气泡变稀少了,是因为c(H+)减小了,反应速率减慢。添加一些适当浓度的硫酸溶液,由于溶液中c(H+)又迅速增大,因而反应速率加快,产生气泡的速率又加快了。(2)在恒压条件下,发生反应N2(g)+3H2(g)2NH3(g),向容器中通入氦气,化学反应速率如何变化?提示:减小。总压强不变,通入氦气体积增大,反应物的浓度减小,反应速率减小。(3)在恒容条件下,发生反应N2(g)+3H2(g)2NH3(g),向容器中通入氦气,化学反应速率如何变化?提示:不变。容器体积不变,通入氦气,反应物的浓度不变,反应速率不变。【案例示范】【典例】(2019·黄冈高一检测)下列条件下的反应,放出氢气最快的是()金属(相同粉末状)和物质的量(mol)酸的浓度和体积(mL)反应温度AFe0.13mol·L-1HCl1020℃BAl0.13mol·L-1HCl1020℃CCu0.14mol·L-1H2SO41020℃DMg0.16mol·L-1HNO3(稀)1020℃【思维建模】分析影响化学反应速率因素的一般步骤【解析】选B。因决定化学反应速率的因素是反应物本身的性质,在上述金属中镁的活泼性最强,但硝酸与金属反应得不到氢气,4mol·L-1H2SO4中氢离子的浓度为8mol·L-1,但Cu不与稀硫酸反应,金属与酸反应的本质是与氢离子反应,3mol·L-1HCl中氢离子的浓度为3mol·L-1,Al比Fe活泼,所以放出氢气最快的是Al。【方法规律】分析判断反应速率大小时应遵循的思路【迁移·应用】1.(2019·邯郸高一检测)下列条件一定能使化学反应速率增大的是()①增加反应物的物质的量②升高温度③缩小反应容器的体积④加入生成物A.只有②B.②③C.①②D.全部【解析】选A。增加反应物的物质的量不一定改变反应物的浓度。反应物、生成物为固态或纯液态时增加反应物的物质的量,都不影响反应速率,①④错误;缩小反应容器的体积可以增大有气体参与的反应的化学反应速率,对没有气体参与的反应的反应速率无影响。2.(2019·淄博高一检测)下列有关反应速率的说法正确的是()A.用铁片和稀硫酸反应制氢气时,改用98%的硫酸可以加快反应速率B.100mL2mol