1、第二节第二节 化学反应的速率和限度化学反应的速率和限度第一课时第一课时 化学反应的速率化学反应的速率第六章第六章 化学反应与能量化学反应与能量核心素养核心素养宏观辨识与微观探析宏观辨识与微观探析：通过对反应平均速率的学习，了解化学反应平均速率的表示方法，能从宏观角度认识化学反应的快慢。变化观念与平衡思想变化观念与平衡思想：认识反应条件对化学反应速率的影响，能运用化学反应原理分析影响化学变化的因素，初步学会运用变量控制的方法研究化学反应。科学探究与创新意识科学探究与创新意识：能对化学反应速率的影响因素提出可能的假设，依据假设设计实验方案，完成实验操作，基于实!验事实得出结论，提出自己的看法。证据
2、推理与模型认知证据推理与模型认知：能从宏观和微观结合上收集证据，能依据证据建立认知模型:并能利用模型解释外界因素对化学反应速率的影响。科学精神与社会责任科学精神与社会责任：通过实验探究，了解影响化学反应速率的因素.能从化学反应快慢的角度解释生产、生活中简单的化学现象。培养可持续发展意识和绿色化学观念。一、化学反应的速率一、化学反应的速率爆炸爆炸: :瞬间瞬间完成完成生锈生锈数月或数年数月或数年牛奶变质：数天完成牛奶变质：数天完成溶洞形成溶洞形成: :数万年数万年 不同不同的化学反应进行的快慢的化学反应进行的快慢千差万别千差万别，快和慢是相对而言，快和慢是相对而言的，我们以上的，我们以上的判断的
3、判断方法都是方法都是定性定性地在描述反应的快慢地在描述反应的快慢。然而。然而，在科学研究和实际的应用中在科学研究和实际的应用中，往往，往往需要需要定量定量描述一个反应进行描述一个反应进行的快慢。的快慢。化学反应的快慢是化学反应的快慢是相对的相对的！什么是什么是定性定性？什么是？什么是定量定量？例如例如：我们学过物理都知道：我们学过物理都知道： （1 1）光的传播速度是很快的；）光的传播速度是很快的； （2 2）光在空气中的传播速度）光在空气中的传播速度3 310108 8m/sm/s。定性描述定性描述定量描述定量描述 在科学研究和实际应用中，对化学反应进行的快慢进行定量的描在科学研究和实际应用
4、中，对化学反应进行的快慢进行定量的描述或比较时，要使用述或比较时，要使用同一定义或标准下的数据。同一定义或标准下的数据。与物理学中物体的运动快慢与物理学中物体的运动快慢速率表示类似，化学反应过程进行的快慢用化学反应速率来表示。速率表示类似，化学反应过程进行的快慢用化学反应速率来表示。一、化学反应的速率一、化学反应的速率1、定义：通常用单位时间内通常用单位时间内反应物浓度的减小量反应物浓度的减小量或或生成物浓度生成物浓度的增加量的增加量来表示。来表示。2、表达式：3、单位：n注意：注意： 1. v v是表示某段时间内的是表示某段时间内的平均速率平均速率，且为正值。，且为正值。 2.需要指明具体物
5、质。需要指明具体物质。 3.一般不用一般不用纯液体纯液体或或固体固体来表示化学反应速率。来表示化学反应速率。v v=tc=nV tmol/(L.s) 或或 mol/(L.min) 1 1、某分解反应的反应物、某分解反应的反应物A A的浓度在的浓度在10s10s内，从内，从6molL6molL-1-1变成变成2molL2molL-1-1，则在这，则在这10s10s内用内用A A表示的化学反应速率表示的化学反应速率v(A)v(A)是多少？是多少？2 2、某、某分解反应发生于一体积为分解反应发生于一体积为2L2L的密闭容器中，反应物的密闭容器中，反应物B B的物质的物质的量在的量在10s10s内，从
6、内，从12mol12mol变成变成4mol4mol，则在这，则在这10s10s内用内用B B表示的化学表示的化学反应速率反应速率v(B)v(B)是多少？是多少？练习：v(B)=0.4 mol/(Lv(B)=0.4 mol/(L. .s) s) v(A)=0.4 mol/(Lv(A)=0.4 mol/(L. .s) s) 3、在反应4A(s) 3B(g)2C(g) D(g)中，经2min，B的浓度减少0.6molL-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0.4molL-1min-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0.3
7、molL-1min-1D. B在2min内的平均反应速率是0.3molL-1min-1BD思考：在一容积为在一容积为2 L的密闭容器中，加入的密闭容器中，加入 1 mol N2 和和 3 mol H2 , 发生发生反应：反应：N2 + 3 H2 2 NH3 ，在，在2 s末时，测得容器中含有末时，测得容器中含有0.4 mol 的的 NH3 ，求该反应的化学反应速率。，求该反应的化学反应速率。起始量（起始量（mol）变化量（变化量（mol）2s末时量末时量（mol） 110.2=0.830.6=2.40.4解：解：N2 + 3 H2 2 NH3 0.40.60.2301 -1 -22sLmol
8、05. 0s 2L 2mol 2 . 0)N()N(tcv1 -1 -22sLmol 15. 0s 2L 2mol 6 . 0)H()H(tcv1 -1 -33sLmol 10. 0s 2L 2mol 4 . 0)NH()NH(tcv则：则：思考思考：1 1、通过、通过以上计算结果，以上计算结果，同学们同学们能否得出某种结论能否得出某种结论？ 2 2、若反应物的起始量不等于化学计量数之比呢？、若反应物的起始量不等于化学计量数之比呢？再如：再如： 一定一定条件下，氮气与氢气在密闭容器中合成氨。起始时加入氮气条件下，氮气与氢气在密闭容器中合成氨。起始时加入氮气和氢气且浓度分别和氢气且浓度分别为为1
9、 mol/L 和和1 mol/L，2 2min后，氮气的浓度后，氮气的浓度为为0.8 mol/L ，氢气的浓度为，氢气的浓度为0.4 mol/L，氨气的浓度为氨气的浓度为0.4 mol/L 。分别用氮气、氢气和氨气的浓度变化表示的这分别用氮气、氢气和氨气的浓度变化表示的这2 2min内的化学反内的化学反应速率是多少应速率是多少？例题：例题： 3H3H2 2 + N+ N2 2 2NH2NH3 3 起始浓度起始浓度 1mol/L 1mol/L 01mol/L 1mol/L 0变化浓度变化浓度 0.6mol/L 0.2mol/L 0.4mol/L0.6mol/L 0.2mol/L 0.4mol/L
10、2min2min后浓度后浓度 0.4mol/L 0.8mol/L 0.4mol/L 0.4mol/L 0.8mol/L 0.4mol/L V(HV(H2 2)=)=V(NV(N2 2)=)=V(NHV(NH3 3)=)=min)/(3 . 0min2/6 . 0LmolLmoltCmin)/(1 . 0min2/2 . 0LmolLmoltCmin)/(2 . 0min2/4 . 0LmolLmoltC结论：在结论：在同一化学同一化学反应中，各物质的反应中，各物质的化学反应化学反应速率之比速率之比等于方程式中的等于方程式中的化化学计量数之比。学计量数之比。 对于对于在密闭容器中的反应在密闭容器
11、中的反应：a A + b B = c C + d D 来说，来说，存在如下关系：存在如下关系： dDcCbBaA）（）（）（）（或者：vvvv)D(: )C(: )B(: )A(nnnn)D(: )C(: )B(: )A(ccccdcbavvvv:)D(: )C(: )B(: )A(1 1、在、在m A + n B p C的反应中，的反应中，m、n、p为各物质的为各物质的计量数。现测得计量数。现测得C每分钟增加每分钟增加amol/L，B每分钟减少每分钟减少1.5a mol/L，A每分钟减少每分钟减少0.5amol/L，则，则m：n：p为（为（ ）A. 2：3：2B. 2：3：3C. 1：3：2
12、D. 3：1：2C 2. 2.已知已知 4NH4NH3 3+5O+5O2 2=4NO+6H=4NO+6H2 2O,O,则下列关系式正确的是则下列关系式正确的是( )( ) A. 4/5 A. 4/5 v（NHNH3 3）= = v（O O2 2） B. 4/5 B. 4/5 v（NHNH3 3）= = v（H H2 2O O） C. 5/6 C. 5/6 v（O O2 2）= = v（H H2 2O O） D D. . 4/5 4/5 v (O(O2 2)= )= v(NO (NO ) )D3、可逆反应、可逆反应4NH3(g) + 5O2(g) 4NO(g) + 6H2O(g)在在5 L的密的
13、密闭容器中进行，闭容器中进行，半分钟半分钟后，后，NO的物质的量增加了的物质的量增加了0.3 mol，分别分别用四种物质表示该化学反应的平均速率。用四种物质表示该化学反应的平均速率。1 -1 -sLmol 002. 0s 30L 5mol 3 . 0)NO(tcv1 -1 -2sLmol 002. 045)NO(45)O(vv1-1sLmol 0025.01 -1 -2sLmol 002. 046)NO(46)OH(vv1 -1sLmol 003. 0则该反应速率的快慢顺序为则该反应速率的快慢顺序为: :4、反应、反应 A + 3B = 2C + 2D 在四种不同条件下的反应速率为：在四种不同
14、条件下的反应速率为：(1)(A)=0.3mol/(Ls )(2) (B)=0.6mol/(Lmin)(3) (C)=0.4mol/(Ls)(4) (D)=0.45mol/(Ls)(1)(4)(3)(2)结论结论: :比较反应的快慢比较反应的快慢, ,应取同一参照物且单位要一致。应取同一参照物且单位要一致。5.反应反应 A + 3B = 2C + 2D 在四种不同条件下的化在四种不同条件下的化学反应速率为：学反应速率为：(1)v(A)=0.3mol/Ls (2)v(B)=0.6mol/Ls (3)v(C)=0.4mol/Ls (4)v(D)=0.45mol/Ls则该反应速率的快慢顺序为则该反应速
15、率的快慢顺序为 。(1)(4)(2)=(3)二、影响化学反应速率的因素二、影响化学反应速率的因素思考思考1:1:下列下列反应，你是希望其反应速率越快越好还是越慢越好？反应，你是希望其反应速率越快越好还是越慢越好？钢铁腐蚀钢铁腐蚀 食物腐坏食物腐坏 炼钢炼钢 合成氨合成氨思考思考2 2：在相同条件下，等质量（金属颗粒大小相同）的下列金：在相同条件下，等质量（金属颗粒大小相同）的下列金属与等量属与等量1mol/L 1mol/L 盐酸反应时，速率最快的是（盐酸反应时，速率最快的是（ ） A A 镁镁 B B 铝铝 C C 钠钠 D D 铁铁 E E 石墨石墨1 1. . 内在内在因素：因素：物质本身
16、的结构与性质。（主要因素）物质本身的结构与性质。（主要因素）2 2. . 外界因素外界因素：（次要因素）（次要因素）5% 的的H2O2溶液溶液科学探究：实验科学探究：实验 1FeCl3溶液溶液FeCl3溶液溶液FeCl3溶液溶液40热水热水常常温温55冷水冷水（1 1）温度对化学反应速率的影响）温度对化学反应速率的影响现象现象结论结论热水中热水中常温常温冷水中冷水中产生气泡速率产生气泡速率增大增大升高温度，升高温度，反应速率增大反应速率增大有气泡冒出有气泡冒出产生气泡速率产生气泡速率减慢减慢降低温度，降低温度，反应速率反应速率减慢减慢结论结论1 1：当其它条件不变时，升高温度，：当其它条件不变
17、时，升高温度，化学反应化学反应速速率增大；降低温度，化学反应速率率增大；降低温度，化学反应速率减慢减慢 2H2O2= 2H2O + O2FeCl3科学探究：实验科学探究：实验 2人教版化学必修二化学反应的速率与限度实用课件大理石碎块大理石碎块0.1mol/L盐酸盐酸1mol/L盐酸盐酸结论结论2 2：当其它条件不变时，当其它条件不变时，增增大反应大反应物的浓度反应速物的浓度反应速率加快，减小反应物的率加快，减小反应物的浓度反应速率浓度反应速率减慢。减慢。( (适用于气体和溶液适用于气体和溶液) )（2 2）浓度对化学反应速率的影响）浓度对化学反应速率的影响科学探究：实验科学探究：实验 3大理石
18、碎块大理石碎块1mol/L盐酸盐酸1mol/L盐酸盐酸大理石粉末大理石粉末结论结论3 3：当其它条件不变时，当其它条件不变时，增大增大固体表面积可以固体表面积可以加快反应速率（接触加快反应速率（接触充分充分）。（3 3）固体表面积对化学反应速率的影响）固体表面积对化学反应速率的影响科学探究：实验科学探究：实验 4FeCl3溶液溶液MnO2粉末粉末5% 的的H2O2溶液溶液（4 4）催化剂对化学反应速率的影响）催化剂对化学反应速率的影响 现现 象象结结 论论 不加其它不加其它 试剂加入试剂加入 加入加入MnO2FeCl3溶液溶液立立 即产生即产生大量气泡大量气泡 2H2O2 = 2H2O + O
19、2催化剂催化剂MnOMnO2 2能加快反应速率能加快反应速率MnO2 2H2O2=2H2O + O2催化剂催化剂FeCl3能加快反应速率能加快反应速率FeCl3溶液中有少溶液中有少量气泡出现量气泡出现 不用催化剂，化学反应不用催化剂，化学反应速率很小。速率很小。立立 即产生即产生大量气泡大量气泡结论结论4 4：催化剂可以改变化学反应：催化剂可以改变化学反应的速率的速率催化剂催化剂对化学反应速率的影响对化学反应速率的影响 催化剂只有在一定的温度下催化剂只有在一定的温度下才能才能最大限度的显示最大限度的显示其催化作用，其催化作用，不同不同的催化剂对温度的要求不一样。的催化剂对温度的要求不一样。 催
20、化剂催化剂能改变能改变化学反应的化学反应的速率。有的催化剂能加速率。有的催化剂能加快化学快化学反应反应的速率，叫的速率，叫正催化剂正催化剂；有的；有的催化剂催化剂能减慢能减慢化学反应速率，叫化学反应速率，叫负负催化剂催化剂。在实践中，若无特殊说在实践中，若无特殊说明，明，凡说凡说催化剂都是指正催化剂催化剂都是指正催化剂。 催化剂中毒：催化剂中毒：催化剂的催化性能往往因接触少量的杂催化剂的催化性能往往因接触少量的杂质而明显下降甚至遭破坏，这种现象叫催化剂中毒。质而明显下降甚至遭破坏，这种现象叫催化剂中毒。结论结论5 5：对于气体来说，对于气体来说，在相同温在相同温度下，压强越大，一定质量气体的度
21、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体积越小，单位体积内气体的分子数越多数越多( (如图如图6-16)6-16)。增大压强增大压强( ( 减减小容器容积小容器容积) )相当于增大反应物的相当于增大反应物的浓度，浓度，化学反应速率增大化学反应速率增大; ;减小压减小压强强( (增大容器容积增大容器容积) )相当于减小反应相当于减小反应物的浓度，物的浓度，化学反应速率减小化学反应速率减小。（5 5）压强对化学反应速率的影响）压强对化学反应速率的影响此外，在日常生活和化学实验中，如果我们细心观察和思考，此外，在日常生活和化学实验中，如果我们细心观察和思考，还会发现更多影响化学反
22、应速率的因素。还会发现更多影响化学反应速率的因素。如：光波如：光波，电磁波，超声波，溶剂等，电磁波，超声波，溶剂等练习：练习：1 1、用铁片与稀硫酸反应制取氢气时，下列措施不能使反应速率用铁片与稀硫酸反应制取氢气时，下列措施不能使反应速率加快的是（加快的是（ ） A.A.加热加热 B.B.滴加少量的硫酸铜溶液滴加少量的硫酸铜溶液 C.C.不用稀硫酸，改用不用稀硫酸，改用98%98%浓硫酸浓硫酸 D.D.不用铁片，改用铁粉不用铁片，改用铁粉 E.E.滴加一定量硫酸钠溶液滴加一定量硫酸钠溶液C、E2 2、下列四种下列四种X X溶液均能与盐酸反应，其中反应最快的溶液均能与盐酸反应，其中反应最快的是（
23、是（ ） A.10 A.1020mL 3mol/L20mL 3mol/L的的X X溶液溶液 B.20 B.2030mL 2mol/L30mL 2mol/L的的X X溶液溶液 C.20 C.2010mL 4mol/L10mL 4mol/L的的X X溶液溶液 D.10 D.1010mL 2mol/L10mL 2mol/L的的X X溶液溶液C3.(3.(20192019邯郸高一检测邯郸高一检测) )下列条件一定能使化学反应下列条件一定能使化学反应速率增大的是速率增大的是( () )增加反应物的物质的量增加反应物的物质的量 升高温度升高温度缩小反应容器的体积缩小反应容器的体积 加入生成物加入生成物A.
24、A.只有只有B.B.C.C.D.D.全部全部A4.4.对于硫酸工业中对于硫酸工业中SOSO2 2的催化氧化反应的催化氧化反应2SO2SO2 2+O+O2 2 2SO 2SO3 3, ,下列说法错误的是下列说法错误的是( () )A.A.使用催化剂能加快化学反应速率使用催化剂能加快化学反应速率B.B.增大压强对反应速率无影响增大压强对反应速率无影响C.C.降低反应温度降低反应温度, ,化学反应速率减慢化学反应速率减慢D.D.增大增大O O2 2浓度浓度, ,化学反应速率增大化学反应速率增大B5 5、把在空气中久置的铝片把在空气中久置的铝片5.0g5.0g投入盛有投入盛有500mL0.5molL5
25、00mL0.5molL1 1硫酸溶液的烧杯中，硫酸溶液的烧杯中，该铝片与硫酸反应产生氢气的速率与反应时间的关系可用如图所示的坐标曲该铝片与硫酸反应产生氢气的速率与反应时间的关系可用如图所示的坐标曲线来表示，请回答下列问题：线来表示，请回答下列问题：(1)(1)反应时间由反应时间由O Oa a不产生氢气的原因是不产生氢气的原因是_有关的化学方程式为有关的化学方程式为_。(2)(2)反应时间由反应时间由a ac c产生氢气的速率逐渐增大的主要原因是产生氢气的速率逐渐增大的主要原因是_。(3)(3)反应时间从反应时间从c c以后，产生氢气的速率逐渐减小的主要原因是以后，产生氢气的速率逐渐减小的主要原因是_。硫酸首先与铝片表面的氧化铝反应，不产生氢气硫酸首先与铝片表面的氧化铝反应，不产生氢气AlAl2 2O O3 33H3H2 2SOSO4 4 = Al = Al2 2(SO(SO4 4) )3 33H3H2 2O O反应放热使溶液温度升高，反应速率增大反应放热使溶液温度升高，反应速率增大。硫酸的浓度减小使反应速率减小硫酸的浓度减小使反应速率减小。
