人教版 (2019)选择性必修1第一节 化学反应速率优秀课件ppt

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在化学实验和日常生活中，我们经常观察到这样的现象：有的反应进行的快，有的进行的慢。
你了解下图涉及的化学反应进行的快慢吗？
③食物腐败 慢
这其中涉及氧化还原反应的是：
其中 ④钟乳石的形成 过程中元素的化合价都没有发生变化，是 CaCO3 和 Ca(HCO3)2 之间的转化
钟乳石由 CaCO3 和其他矿物质的沉积形成，有着石钟乳，石笋，石柱等不同形态。
CaCO3 (s) + CO2 (g) + H2O (l) = Ca(HCO3)2 (aq)
Ca(HCO3)2 (aq) = CaCO3↓+ CO2↑+ H2O(l)
生长较快的钟乳石，在七八十年间能长1米左右。钟乳石的形成往往需要上万年或几十万年时间。光泽剔透，形状奇特，具有收藏价值。
在化学反应的研究和实际应用中，人们除了选择合适的化学反应以实现所期待的物质转化或能量转化，还要关注化学反应进行的快慢和程度，以提高生产效率。
化学反应进行的快慢与我们有什么关系呢？
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定性地描述反应的快慢。而在科学研究和实际应用中，往往需要定量地描述一个反应的快慢。
什么是定性？什么是定量？
例如：我们学过物理都知道：(1) 光的传播速度是很快的；(2) 光在空气中的传播速度3×108m/s。
那么化学上又是如何定量地判断一个化学反应的快慢的呢？
在物理中我们是如何定量地判断一个物体移动速度快慢的？
用速度来描述：单位时间内物体移动的距离的大小
速度是衡量什么的物理量？
如何表示化学反应的快慢？
比较化学反应快慢的方法：
A. 定性观察法（粗略）
B. 定量表示法（准确）
①冒气泡快慢②固体量减少③溶液浑浊程度④溶液颜色变化等
（提示：可类比速度表达式 ）
【问题】用∆t 来表示时间，∆c 表示浓度变化，v 表示反应速率，你能用字母符号来表示化学反应速率吗？
化学反应速率是用来衡量化学反应进行的快慢的物理量。
化学反应速率用单位时间内反应物浓度的减小或生成物浓度的增大来表示。
（如每秒，每分，每小时）
注意点：化学反应速率是标量，只取正值。
或ml·L-1·min-1
Δc —— 某一反应物或生成物浓度的变化量，常用单位：ml/L；
Δt —— 变化所用时间，常用单位：s，min，h；
V —— 化学反应速率，常用单位：ml/(L·s)，ml/(L·min)等。
= 0.3ml/(L·s)
= 0.15ml/(L·s)
问题1：若用N2的浓度变化来表示此反应速率是多少？若用NH3 来表示呢?
问题2：此反应化学反应速率用不同物质表示为什么数值不同？数值上有何规律？
在反应中，从开始至 2 秒，N2的浓度从0. 8ml/L 变为0. 5 ml/L，NH3的浓度由0 变为 0. 6 ml/L，
v (N2) : v (NH3) =
①在同一个化学反应里，用不同的物质表示的反应速率数值可能不同，但其意义相同。
故描述化学反应速率时，必须指明是用哪种反应物或哪种生成物来表示。
②用不同物质在单位时间内的浓度变化表示时，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。
例如：在反应 a A + b B == c C + d D 中
v(A):v(B):v(C): v(D) ==
a : b : c : d
2A + B = 2C
在18 L容积的容器中，5 h 内产生180 ml 物质，求化学反应速率。
V（生成物）= =
问：第 5 h 的反应速率为多少？
= 2 ml /（L • h）
④固体或纯液体的浓度可视为常数， Δc = 0，
③化学反应速率表示的是一段时间内的平均反应速率，而不是瞬时速率。
因此不用固体或纯液体表示化学反应速率。
纯液体就是液态纯净物，主要为了和溶液区分。如水，液氨，酒精，液氯等均属于纯液体。但是其水溶液的话就与浓度有关系了。
变化量的之比 = 速率之比 = 化学计量数之比
同一体系，V 相同，△t 相同时，
△ c 物质的量浓度变化量 ；△ n 物质的量的变化量
一个化学反应的速率可以用任何一种反应物或生成物来表示吗？
提示　由于Δc 表示的是物质的量浓度的变化，而固态物质和纯液态物质的浓度在一定温度下是常量，所以这种表示化学反应速率的方法不适合固态物质和纯液态物质。
在 2 L 的密闭容器中，加入 1 ml N2和 3 ml H2，发生 N2+3H2   2NH3 ，在 2s 末时，测得容器中含有 0.4 ml 的NH3，求该反应的化学反应速率。
变化浓度(ml/L)
2s末浓度(ml/L)
二、“三段式法”计算化学反应速率
(1)写出有关反应的化学方程式；
(2)标出各物质的起始量、变化量、某时刻量 (可用物质的量，也可用物质的量浓度）；
(3)根据已知条件列方程式计算
1. “三段式法”基本步骤:
①变化量与方程式中各物质的化学计量数成比例
②标出的量可为 物质的量、浓度、体积 等
③反应物：某时刻量＝起始量－变化量
生成物：某时刻量＝起始量＋变化量
反应：N2 + 3H2 2NH3 在密闭的容器中进行，各物质浓度随时间变化如下：完成表格并求在 2 s 内的这个反应的平均速率。
0.5 ml/(L·s)
1.5 ml/(L·s)
1.0 ml/(L·s)
思考 ：这个反应用哪种物质表示时其速率最快？
比较反应的快慢,应取同一参照物
归一法：先统一单位，换算成同一物质表示的反应速率，再比较数值的大小。
三、化学反应速率的比较方法
想一想：反应 A(g) + 3B(g) = 2C(g) + 2D (g) 在四种不同情况下的反应速率为：①v(A)=45ml·L-1 · min-1 ②v(B)=6ml·L-1·s-1 ③v(C)=4ml·L-1·s-1 ④v(D)=4.5ml·L-1·s-1则该反应速率的快慢顺序为_____________________
对于反应：aA＋bB == dD＋eE , 用不同的物质表示速率满足关系： v(A)∶v(B)∶v(D)∶v(E)＝a∶b∶d∶e 即
比值法：比较化学反应速率与化学计量数的比值，比值越大,化学反应速率越大。
→ ?(?) ＜ ?(?)
1.已知 4NH3+5O2 4NO+6H2O , 则下列关系式正确的是( )A.4/5V（NH3）=V（O2） B. 4/5V（NH3）=V（H2O）C. 5/6V（O2）=V（H2O） D. 4/5V (O2)=V(NO )
2.把0.6ml X 气体的 0.4ml Y 气体混合于 2L 容器中，使它们发生如下反应：3X+Y= nZ+2W。2min末已生成 0.2ml W，若测知V(z)=0.1ml/(L·min)，则
(2) 上述反应在2min末时，已消耗的 Y 占原来的百分比是( )A.20% B.25%C.33% D.50%
(1) 上述反应中Z气体的计量数n的值是( )A.1 B.2 C.3D.4
3.在反应 4A(s)＋ 3B(g)＝2C(g) ＋ D(g) 中，经 2min，B 的浓度减少 0.6ml •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 B、C、D 表示的反应速率其比值为 3：2：1C. B 在 2min 末的反应速率是 0.3ml •L-1 •min -1D. B 在 2min 内的平均反应速率是 0.3ml •L-1 •min -1
4．在 2A+B 3C+4D 反应中，下列各表示该反应的速度最快的是 （ ） A．v(A)=0.4ml/(L·min) B．v (B)=0.4ml/(L·min) C．v (C)=0.9ml/(L·min) D．v (D)=1.2ml/(L·min)
5.在某一容积为 2L 的密闭容器中，A、B、C、D四种物质的物质的量随时间的变化曲线如图所示，完成下列问题： （1）该反应的化学方程式为_______________________________________。（2）用A的浓度变化表示的化学反应速率为_______________________。
0.5ml·L-1·min-1
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。有哪些因素能够影响化学反应速率呢？
提示：化学反应的条件一般有什么？
在相同条件下,等质量(金属颗粒大小相同)的下列金属与足量 1ml/L 盐酸反应时,速率最快的是（ ） A、 镁 B、 铝 C 、钠 D、 铁
四、影响化学反应速率的因素
结论1：化学反应速率是由反应物的性质决定的---- 内因是主要因素
催化剂对化学反应速率的影响：
催化剂能改变化学反应的速率。
催化剂对化学反应速率的影响
在实践中，若无特殊说明，凡说催化剂都是指正催化剂。
有的催化剂能加快化学反应的速率，叫正催化剂；有的催化剂能减慢化学反应速率，叫负催化剂。
MnO2能加快反应速率
FeCl3能加快反应速率
结论2：加入（正）催化剂能加快化学反应的速率。
催化剂种类不同，催化效果不同。
【问题】我们已经知道催化剂可以影响化学反应速率, 此外还有哪些条件会影响化学反应的速率？
【假设】影响化学反应速率的因素可能有反应温度、反应物浓度等。
【用品】5% H2O2 溶液、1ml/L FeCl3 溶液、0.1ml/L 盐酸、 1ml/L 盐酸、大理石碎块、冷水、热水、试管、试管夹、烧杯。
温度对化学反应速率的影响：
结论3：当其它条件不变时，升高温度，化学反应速率增大；降低温度，化学反应速率减小
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）。
步骤： 。
步骤：在两支大小相同的试管中分别加入相同质量的大理石碎块，再加入0.1ml/L盐酸10mL 和1ml/L盐酸10mL,观察试管中气泡产生的快慢
10mL 0.1ml/L盐酸
10mL 1ml/L盐酸
反应物浓度对化学反应速率的影响：
反应物浓度越大反应速率越快
结论4：当其他条件不变时，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
1.“浓度”是指反应物的浓度，但不包括固体或纯液体的浓度。
2.反应物浓度增大也有可能造成化学反应速率减慢。
例如常温下铝与稀硫酸反应生成氢气，若增大硫酸浓度变成浓硫酸，则会发生钝化，反应不进行。
要考虑常温下铁和铝在浓硝酸和浓硫酸中会发生钝化现象
温度升高，反应速率加快；温度降低，反应速率减慢。
反应物浓度增大，反应速率加快；反应物浓度减小，反应速率减慢。
影响化学反应速率的因素还可能有哪些？请选择其中一个因素，设计实验验证方案，与同学交流。
步骤：在 2支试管里分别加入块状的大理石和大理石粉末，然后分别滴入5mL 0.1ml/L 的 HCl，对比观察现象，将你看到的现象记录下来。
5mL 0.1ml/L 盐酸
结论5：当其他条件不变时，固体反应物表面积越大，反应速率越大
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？
1. 向炉膛内鼓风，用煤粉代替煤块可以使炉火更旺。
2. 把食物放在冰箱里，在糕点包装内防治除氧剂可以延长食品保质期。
温度越高，食物腐败变质的速率越快，电冰箱能提供较低的温度，减缓食物的腐败；
除氧剂减少氧气含量，等于减少反应物浓度，减缓食物腐败。
3. 做化学实验时，为加速反应的进行，通常将两种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在进行实验。
固体变成粉末状，能增大反应物的接触面积，使反应物充分接触，使反应速率加快；
4. 镁在空气中和在纯氧中反应的剧烈程度明显不同。
固体物质溶于水后，发生了电离，离子在溶液里受水分子作用而运动，增大了离子之间的接触机会，提高了反应速率。
规律 (在其它条件相同时)
影响化学反应速率的因素
使用催化剂，化学反应速率加快
升高温度，化学反应速率加快；反之减慢
反应物的化学性质越活泼，化学反应速率越快；
增大反应物的浓度，化学反应加快；反之减慢
增大反应物固体面积，化学反应加快；反之减慢
影响化学反应速率的因素除了反应物浓度、温度、催化剂以及固体反应物的表面积外，还有没有其他的因素？
为何工业合成氨，通常在2×107 ~ 5×107 Pa的压强下进行。
对于有气体参加的反应，改变压强对反应速率的影响的实质是：改变体积，使反应物的浓度改变。
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)。
注意：①只对有气体参加或生成的反应有影响
②改变压强的本质：引起反应物浓度的变化
结论6：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;
压强对化学反应速率的影响：
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。
对于气体有下列几种情况:
②、充入“惰性气体”(如 He 等）→
①、充入气体反应物 →
充入“惰性气体”（如 He 等）→
但各物质的浓度不变 →
(1)压缩体积或充入气态反应物，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。
除温度、催化剂、溶液的浓度、气体的压强、固体的表面积外，
反应物的状态、溶剂、光照、原电池、光波、电磁波、超声波等都可以影响化学反应速率。
(1)主要因素(内因)不同的化学反应，具有不同的反应速率，因此，参加反应的物质的性质是决定化学反应速率的主要因素。
(2)外界因素(外因)①温度：当其他条件不变时，升高温度，可以增大化学反应速率；降低温度，可以减小化学反应速率。
②催化剂：当其他条件不变时，使用适当的催化剂通常能极大地加快化学反应速率。
③浓度：当其他条件不变时，增大反应物的浓度，可以增大化学反应速率；减小反应物的浓度，可以减小化学反应速率。
⑥反应物状态：一般来说，配成溶液或反应物是气体，都能增大反应物之间的接触面积，有利于增大反应速率。
④压强：对于有气体参加的反应，当其他条件不变时，增大气体的压强，可以增大化学反应速率；减小气体的压强，可以减小化学反应速率。
⑤固体表面积：固体颗粒越小，其单位质量的表面积越大，与其他反应物的接触面积越大，化学反应速率越大。
⑦形成原电池，可以增大氧化还原反应的反应速率。
2．工业生产硫酸时，要先将黄铁矿矿石(主要成分为FeS2)粉碎后，再投入沸腾炉，为什么？
提示 将铁矿石粉碎，是为了增大与空气的接触面积，加快反应速率。
1.铁粉与一定浓度的稀盐酸反应时,增加铁粉的用量能否加快化学反应速率？
提示　不能。对于固态或纯液态物质，浓度可视为常数，改变其用量，浓度不发生改变，不影响化学反应速率。
① Fe 与稀硫酸反应制取 H2 时，改用浓硫酸：_____________② Mg与冷水反应，改用沸水：_____________③ Na与水反应，增大压强：_____________④ Na与水反应，增大水的用量：_____________⑤ Al在氧气中燃烧生成A12O3，将Al片改成Al粉：_____________⑥ 恒容条件下，化学反应 2SO2(g) + O2(g) === 2SO3(g)，充入氮气：_____________⑦ 恒压条件下，发生化学反应 2SO2(g) + O2(g) ===2SO3(g)，充入氮气：__________
思考与交流：判断下列措施对反应速率有何影响？
把下列四种X溶液分别加入四个盛有10 mL 2 ml·L－1盐酸的烧杯中，均加水稀释到 50 mL，此时，X和盐酸缓慢地进行反应，其中反应最快的是（ ）A.10 ℃ 20 mL 3 ml·L－1的X溶液B.20 ℃ 30 mL 2 ml·L－1的X溶液C.20 ℃ 10 mL 4 ml·L－1的X溶液D.10 ℃ 10 mL 2 ml·L－1的X溶液
【解析】浓度大，温度高反应快。
实验室用锌粒与 2 ml·L－1硫酸溶液制取氢气，下列措施不能增大化学反应速率的是（ ）A.用锌粉代替锌粒B.改用 3 ml·L－1硫酸溶液C.改用热的 2 ml·L－1硫酸溶液D.向该硫酸溶液中加入等体积的水
（课本 49 第3 题）下列措施中，不能增大化学反应速率的是（ ）A、Zn与稀硫酸反应制取H2时，加入蒸馏水B、Al在O2中燃烧时生成Al2O3,用铝粉代替铝片C、CaCO3与稀盐酸反应生成CO2时，适当升高温度D、KClO3分解制取O2时，添加少量MnO2
[解析]A、减小了稀硫酸浓度，反应速率减小；B、增大了接触面积，反应加快；C、温度升高，反应加快；D、加入催化剂，反应加快
为了研究碳酸钙与稀盐酸反应的反应速率，一位同学通过实验测定反应中生成的CO2气体体积随反应时间变化的情况，绘制如图曲线。请分析讨论以下问题。
试分析O~t3三个时间段里，反应速率不同的可能原因(该反应是放热反应)。
【解析】开始时C(H+)大,该反应的反应速率大; t1—t2由于反应放热温度升高,所以速率迅速增大;最后是因为C(H+)减小了，反应速率减慢.