人教版 (2019)选择性必修1第一节 化学反应速率备课课件ppt

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1.知道化学反应速率的表示方法,了解测定化学反应速率的简单方法。2.通过实验探究,了解温度、浓度、压强和催化剂对化学反应速率的影响。3.知道化学反应是有历程的,认识基元反应活化能对化学反应速率的影响。4.能进行化学反应速率的简单计算。
一、化学反应速率1.含义:定量描述化学反应　快慢程度　的物理量。 2.表示方法:如果反应体系的体积是恒定的,化学反应速率通常用单位时间内反应物浓度的　减小　或生成物浓度的　增加　来表示。 
微思考1探讨有哪些方法可以测定锌与稀硫酸反应的化学反应速率。提示:(1)可以通过测量收集一定体积H2所用时间的长短来测定化学反应的反应速率;(2)可以通过测量相同时间内收集H2的多少来测定化学反应的反应速率;(3)可以通过测量一段时间内溶液中c(H+)的变化来测定化学反应的反应速率。
特别提醒 (1)化学反应速率,是某一时间段的平均速率而不是瞬时速率。(2)不论是反应物还是生成物,其化学反应速率值都取正值。(3)固体或纯液体(不是溶液)的物质的量浓度可视为不变的常数,因此,一般不用固体或纯液体表示化学反应速率。
二、影响化学反应速率的因素1.主要因素:反应物的　组成　、　结构　和　性质　等因素。 2.其他因素:　浓度、压强、温度及催化剂　等因素对化学反应速率有影响。 在一般情况下,当其他条件相同时,(1)增大反应物的浓度,化学反应速率　增大　;降低反应物的浓度,化学反应速率　减小　。 
(2)升高温度,化学反应速率　增大　;降低温度,化学反应速率　减小　。大量实验证明,温度每升高10 ℃,化学反应速率通常增大为原来的　2~4　倍,可见温度对化学反应速率的影响非常　显著　。 (3)催化剂可以　改变　化学反应速率。 (4)对于有气体参加的化学反应,改变压强同样可以改变化学反应速率。
(5)除上述因素外,改变化学反应速率的方法还有　光辐照　、放射线辐照、超声波、电弧、强磁场、　高速研磨　等。只要向反应体系中输入　能量　,都有可能改变化学反应速率。 微思考2升高温度,只是吸热反应的反应速率增大,这种说法正确吗?提示:不正确。温度对反应速率的影响适用于各种化学反应。不管是吸热反应还是放热反应,升高温度,化学反应速率都增大,降低温度,化学反应速率都减小。
三、活化能1.有效碰撞。(1)定义:能够发生化学反应的碰撞。(2)条件:具有足够的　能量　,具有合适的　取向　。 (3)与反应速率的关系:碰撞的频率越高,则反应速率 越大 。2.活化能和活化分子。(1)活化分子:能够发生　有效碰撞　的分子。 (2)活化能:活化分子具有的平均能量与反应物分子具有的平均能量之　差　。 
3.反应物、生成物的能量与活化能的关系。
4.反应的活化能越　低　,活化分子百分数越　大　,反应速率越　大　。 
微思考3活化能大的反应为什么不容易发生?提示:活化能大,反应物分子不容易成为活化分子,很少发生有效碰撞,反应不易发生。
1.判断正误,正确的画“√”,错误的画“×”。(1)化学反应速率是指一定时间内任何一种反应物浓度的减小或生成物浓度的增加。(　　)(2)化学反应速率为0.8 ml·L-1·s-1是指1 s时某物质的浓度为0.8 ml·L-1。(　　)(3)根据化学反应速率的大小可以推知化学反应进行的快慢。(　　)
(4)对于化学反应来说,反应速率越大,反应现象就越明显。(　　)(5)Na、Mg、Al与同浓度的稀硫酸反应,反应速率相同。(　　)(6)升高温度、增大压强均可增大任何反应的化学反应速率。(　　)(7)锌与稀硫酸反应时,c(H2SO4)越大,产生H2越快。(　　)(8)催化剂既可以增大反应速率,也可以改变反应热。(　　)
2.某温度下,N2O5在CCl4中发生反应:2N2O5══4NO2+O2,N2O5的浓度随反应时间(t)的变化如下表。在0~10 s内,平均反应速率为(　　)。A.v(N2O5)=0.032 ml·L-1B.v(N2O5)=0.050 ml·L-1C.v(N2O5)=0.050 ml·L-1·s-1D.v(N2O5)=0.032 ml·L-1·s-1答案:C
3.对于化学反应3W(g)+2X(g)══4Y(g)+3Z(g),下列反应速率关系中,正确的是(　　)。A.v(W)=3v(Z)B.2v(X)=3v(Z)C.2v(X)=v(Y)D.3v(W)=2v(X)答案:C解析:对于化学反应:3W(g)+2X(g)══4Y(g)+3Z(g), A项,v(W)=v(Z),错误;B项,3v(X)= 2v(Z),错误;C项,2v(X)=v(Y),正确;D项,2v(W)=3v(X),错误。
4.2SO2+O2 2SO3是工业上制造硫酸的重要反应。下列关于该反应的说法正确的是(　　)。A.增大O2的浓度能增大反应速率B.降低体系温度能增大反应速率C.使用催化剂不影响反应速率D.一定条件下达到反应限度时SO2全部转化为SO3答案:A
解析:降低体系温度能减小反应速率;使用催化剂能增大反应速率;一定条件下达到反应限度时,因为是可逆反应,SO2不可能全部转化为SO3。
5.在一密闭容器中充入1 ml I2和1 ml H2,压强为p,并在一定温度下使其发生反应:H2(g)+I2(g) 2HI(g)。(1)保持容器容积不变,向其中充入1 ml H2,反应速率　　　。(2)升高温度,反应速率　　　　。 (3)扩大容器容积,反应速率　　　　。 答案:(1)增大　(2)增大　(3)减小解析:(1)容器容积不变充入H2,增加了反应物的浓度,反应速率增大;(2)升高温度,反应速率一定增大;(3)扩大容器容积,各物质的浓度减小,反应速率减小。
3.求解化学反应速率计算题的一般步骤:(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计算。
同一化学反应中用不同物质表示的化学反应速率数值有可能不同,其意义是否相同?提示:在同一化学反应中,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,数值有可能不同但意义相同,都能描述化学反应的快慢。
典例剖析一定条件下,向2 L密闭容器中加入2 ml N2和10 ml H2,发生反应N2(g)+3H2(g) 2NH3(g),2 min时测得剩余N2 1 ml,下列化学反应速率不正确的是(　　)。A.v(N2)=0.25 ml·L-1·min-1B.v(H2)=0.75 ml·L-1·min-1C.v(NH3)=1 ml·L-1·min-1D.2v(H2)=3v(NH3)答案:C
【拓展延伸】 试计算2 min时H2的转化率。
学以致用1.反应4NH3(g)+5O2(g) 4NO(g)+6H2O(g)在2 L的密闭容器中进行,1 min后,NH3减少了0.12 ml,则下列选项中正确的是(　　)。A.v(NO)=0.001 ml·L-1·s-1B.v(H2O)=0.002 ml·L-1·s-1C.v(NH3)=0.002 ml·L-1·s-1D.v(O2)=0.000 8 ml·L-1·s-1答案:A
2.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)=0.15 ml·L-1·min-1②v(B)=0.01 ml·L-1·s-1③v(C)=0.40 ml·L-1·min-1④v(D)=0.45 ml·L-1·min-1则该反应在不同情况下进行的快慢顺序为　　　　　　。 答案:④>③=②>①
方法归纳 化学反应速率大小的比较方法。(1)归一法:以一种物质为标准,将用其他物质表示的反应速率转换成用选做标准的物质表示的反应速率,然后直接比较数值的大小,数值大者反应速率大。(2)比值法:通过各物质表示的反应速率与其对应的化学计量数的比值进行比较,比值大者反应速率大。
二 定性与定量研究影响化学反应速率的因素重难归纳【实验探究Ⅰ】探究浓度、温度、催化剂等因素对化学反应速率的影响。实验用品:烧杯、试管、量筒、试管架、胶头滴管、温度计、秒表,0.1 ml·L-1 Na2S2O3溶液、0.1 ml·L-1 H2SO4溶液、0.5 ml·L-1 H2SO4溶液、5%H2O2溶液、1 ml·L-1 FeCl3溶液、蒸馏水、热水。
实验方案设计:(1)浓度、温度对反应速率的影响。反应原理:Na2S2O3+H2SO4══Na2SO4+SO2↑+S↓+H2O
实验现象比较:实验1与2比较,温度相同条件下实验2中c(H2SO4)大,先出现浑浊;实验1与3比较,溶液浓度相同条件下实验3 温度高,先出现浑浊。结论:其他条件相同时,反应物浓度增大,化学反应速率增大;其他条件相同时,升高温度,化学反应速率增大。
(2)催化剂对反应速率的影响。反应原理:2H2O2══2H2O+O2↑
实验现象比较:实验4与5比较,温度相同条件下实验5反应剧烈,立即产生大量气泡。结论:其他条件相同时, FeCl3溶液可以增大5% H2O2溶液的分解速率。
【实验探究Ⅱ】通过实验测定锌与稀硫酸反应的速率。
(1)其他条件相同时,增大反应物的浓度,化学反应速率是否一定增大?提示:不一定。如果增大浓度改变了物质的性质,浓度对反应速率的影响规律不再适用。对于铁与稀硫酸的反应,适当增大稀硫酸的浓度,生成氢气的速率增大;但使用浓硫酸与铁反应,将不再生成氢气,且铁发生钝化现象。
(2)催化剂如何影响反应速率?提示:①使用催化剂是改变化学反应速率的有效手段之一。②催化剂有正、负之分,没有特殊说明的情况下,催化剂是指正催化剂。③催化剂有选择性,不同的化学反应的催化剂不相同,催化剂具有一定的活化温度。④催化剂对可逆反应的正、逆反应的速率影响相同。
典例剖析化学反应速率是通过实验测定的,下列化学反应速率的测定中,测定依据不可行的是(　　)。
【拓展延伸】 改变固体或纯液体的用量对化学反应速率有何影响?答案:对于固体或纯液体物质,一般情况下其浓度可视为常数,因此改变固体或纯液体的用量对化学反应速率无影响,但固体物质表面积的大小会影响化学反应速率。一般来说,固体的颗粒越细,表面积越大,反应速率就越大。
学以致用为了说明影响化学反应快慢的因素,甲、乙、丙、丁四位同学分别设计了如下实验,其中不合理的是(　　)。A.将大小、形状相同的镁条和铝条与相同浓度的盐酸反应时,两者速率一样大B.在相同条件下,等质量的大理石块和大理石粉末与相同浓度的盐酸反应,大理石粉末反应快C.将浓硝酸分别放在冷暗处和强光照射下,发现光照可以加快浓硝酸的分解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,加入少量二氧化锰的试管中产生氧气快答案:A解析:A项中反应物不同,相同条件下反应速率不同,金属性较强的镁与同浓度盐酸反应的速率较大。
三 影响化学反应速率的外界因素重难归纳1.外界因素对化学反应速率的影响。
2.压强对化学反应速率的影响。对于有气体参加的化学反应,通过改变反应容器的容积而导致压强变化,同时改变了反应物的浓度(如图所示),反应速率改变。
当其他条件不变时,增大压强(减小反应器的容积),反应速率增大;减小压强(增大反应器的容积),反应速率减小。改变压强,对化学反应速率的影响的根本原因是引起浓度改变。所以在讨论压强对反应速率的影响时,应区分引起压强改变的原因。压强对化学反应速率影响的几种情况。(1)对于没有气体参与的化学反应,由于改变压强后,反应物浓度变化很小,可忽略不计,因此一般认为对化学反应速率无影响。
(2)对于有气体参与的化学反应,有以下几种情况。
3.理论解释——有效碰撞理论。
在影响化学反应速率的因素中,哪些因素能提高活化分子百分数?提示:升高温度和加入催化剂。升高温度,更多的反应物分子能量升高而成为活化分子,活化分子百分数增大;使用催化剂,降低了反应的活化能,更多的反应物普通分子成为活化分子,活化分子百分数增大。
易错警示 (1)活化分子数变,反应速率不一定变;但活化分子百分数变,则反应速率一定变。(2)对于可逆反应,升高温度、增大压强(有气体参与)、加入催化剂既能增大正反应速率又能增大逆反应速率。
典例剖析反应C(s)+H2O(g) CO(g)+H2(g)在一容积可变的密闭容器中进行,下列条件的改变对化学反应速率几乎无影响的是(　　)。①增加C的量　②将容器的容积缩小一半　③保持容积不变,充入N2使体系压强增大　④保持压强不变,充入N2使容器容积变大A.①④B.②③ C.①③ D.②④答案:C
解析:本题考查的是压强对化学反应速率的影响。C为固体反应物,增加其用量,对化学反应速率几乎没有影响;容器容积缩小一半,相当于压强增大一倍,浓度增大,化学反应速率增大;容积不变,充入N2,体系总压强增大,但反应混合物的浓度并未改变,化学反应速率基本不变;压强不变,充入N2,使容器的容积增大,总压强不变,但反应混合物的浓度变小,化学反应速率减小。
【拓展延伸】 对于C(s)+H2O(g) CO(g)+H2(g)反应,写出恒容条件下能增大该反应速率的两条可行性措施。答案:①增大H2O(g)的浓度,②升高温度。
学以致用1.有关碰撞理论,下列说法不正确的是(　　)。A.具有足够能量的分子(活化分子)相互碰撞就一定能发生化学反应B.增大反应物的浓度,单位体积内活化分子数增加,有效碰撞的次数增加,化学反应速率增大C.升高温度,活化分子百分数增加,有效碰撞的次数增加,化学反应速率增大D.催化剂能降低反应的活化能,增加活化分子百分数,有效碰撞的次数增加,化学反应速率增大答案:A
解析:活化分子发生有效碰撞才能发生化学反应,如果不是有效碰撞,则不能发生反应,A项错误;增大反应物的浓度,单位体积内活化分子的百分数增加,有效碰撞次数增加,化学反应速率增大,B项正确;升高温度,活化分子的百分数增加,从而使有效碰撞次数增加,化学反应速率增大,C项正确;催化剂能降低反应的活化能,使活化分子的百分数增加,化学反应速率增大,D项正确。
2.对于反应:N2+O2 2NO,在密闭容器中进行,下列条件能增大其化学反应速率的是(　　)。A.增大容器的容积使压强减小B.容积不变充入N2使压强增大C.容积不变充入氦气使压强增大D.使总压强不变,充入氖气答案:B
解析:增大容器的容积引起浓度减小,化学反应速率减小;容积不变充入N2,N2的浓度增大,化学反应速率增大;容积不变充入氦气,各反应物的浓度并没有改变,化学反应速率不变;总压强不变,充入氖气,容积增大,反应物浓度减小,化学反应速率减小。
1.下列对化学反应速率的理解正确的是(　　)。A.化学反应速率表示的是化学反应进行的程度B.化学反应速率可以用单位时间内反应物浓度的变化来表示C.化学反应速率可以用任何一种反应物或生成物的浓度变化来表示D.化学反应速率可以是正值,也可以是负值答案:B
解析:化学反应速率表示化学反应进行的快慢程度,不表示反应进行的程度,A项错误;化学反应速率可以用单位时间内反应物浓度的减少来表示,也可以用单位时间内生成物浓度的增加来表示,B项正确;反应速率不能用纯液体或纯固体来表示,C项错误;化学反应速率都是正值而无负值,D项错误。
2.某温度下,在容积固定的密闭容器中反应2N2O5(g)══ 4NO2(g)+O2(g)开始进行时,c(N2O5)=0.040 8 ml·L-1。1 min后,c(N2O5)=0.030 ml·L-1。则该反应的反应速率为(　　)。A.v(N2O5)=1.8×10-4 ml·L-1·s-1B.v(N2O5)=1.08×10-2 ml·L-1·s-1C.v(NO2)=1.8×10-4 ml·L-1·s-1D.v(O2)=1.8×10-4 ml·L-1·s-1答案:A
3.反应4A(s)+3B(g) 2C(g)+D(g),经2 min,B的浓度减少0.6 ml·L-1,对此反应速率的表示,正确的是(　　)。A.用A表示的反应速率为0.4 ml·L-1·min-1B.分别用A、C、D表示的反应速率其比值为3∶2∶1C.在2 min末的反应速率,用B表示是0.3 ml·L-1·min-1D.在这2 min内用B表示的正反应速率逐渐减小答案:D
解析:因A是固态物质,不能用其浓度变化来表示速率,A、B两项错误;C项所求的反应速率是2 min内平均反应速率,C项错误;随着反应进行反应物的浓度减小,反应速率减小,故2 min内用B表示的正反应速率逐渐减小,D项正确。
4.将N2和H2的混合气体分别充入甲、乙、丙三个容器中进行合成氨反应,经过一段时间后三个容器的反应速率分别为v甲(H2)=3 ml·L-1·min-1,v乙(N2)=2 ml·L-1·min-1,v丙(NH3)=1 ml·L-1·min-1。这段时间内三个容器中合成氨的反应速率的大小关系为(　　)。A.v甲>v乙>v丙B.v乙>v甲>v丙C.v甲>v丙>v乙D.v甲=v乙=v丙答案:B
5.把下列4种X溶液,分别加入4个盛有10 mL 2 ml·L-1盐酸的烧杯中,并加水稀释到50 mL,此时X与盐酸缓缓地进行反应,其中反应速率最大的是(　　)。A.20 mL,3 ml·L-1B.20 mL,2 ml·L-1C.10 mL,4 ml·L-1D.10 mL,2 ml·L-1答案:A解析:因加水稀释后溶液体积相同,则X的物质的量越大,浓度就越大,A中X的物质的量最大,故化学反应速率最大。
6.某探究小组用测量硝酸与大理石反应过程中固体质量减少的方法,研究影响反应速率的因素。c(HNO3)分别为1.00 ml·L-1、2.00 ml·L-1,大理石有细颗粒与粗颗粒两种规格,实验温度为298 K、308 K,每次实验硝酸用量为25.00 mL、大理石用量为10.00 g。
请完成以下实验设计表。