高中化学人教版 (2019)选择性必修1第一节 化学反应速率授课课件ppt

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化学反应速率 1.概念及表达式
2.对化学反应速率表达式的理解
    影响化学反应速率的因素 1.内因:反应物本身的性质是主要因素。如相同条件下Mg与稀盐酸反应的速率 ⑤　大于    (填“大于”“小于”或“等于”)Al与稀盐酸反应的速率。2.外因
导师点睛    (1)温度对化学反应速率的影响规律对吸热反应、放热反应都适用,且不受反应 物状态的限制。升高温度时,化学反应速率增大;降低温度时,化学反应速率减 小。(2)催化剂有正、负之分,正催化剂能加快化学反应速率,负催化剂能减慢化学反 应速率,不特别说明的情况下,催化剂均指正催化剂。催化剂具有专一性,即只对 某一特定反应具有催化作用。
     活化能 1.活化能与简单碰撞理论基元反应发生的先决条件是反应物的分子必须发生碰撞。我们把能够发生化学 反应的碰撞叫做 　有效碰撞    。发生有效碰撞的分子必须具有足够的能量,这种分子叫做 　活化分子    。a.化学反应一般需要一个活化的过程,即能发生反应的分子,必须先 　吸收    能量形成活化分子。b.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,叫做反应的活化 能。化学反应中反应物、生成物的能量和活化能的关系如图所示:
 图中:E1表示 　反应的活化能    ,E2表示活化分子变成生成物分子放出的热量,反应热为     E1-E2    ,使用催化剂时反应的活化能为     E3    。c.解释化学反应的过程
 2.化学反应速率与活化分子、有效碰撞的关系活化能大小主要是由反应物本身的性质决定的(改变外界条件也可以改变反应的 活化能,如加入催化剂),即反应物本身的性质影响着化学反应所需的活化能,从而 影响化学反应速率的大小。例如:活化能小→普通分子容易变成活化分子→活化 分子的百分数大→单位体积内活化分子数多→单位时间、单位体积内有效碰撞 次数多→化学反应速率大。
 判断正误,正确的画“√”,错误的画“✕”。1.合金贮氢材料具有优异的吸氢性能,在氢能的开发中起到重要作用。温度为T1 时,2 g某合金4 min内吸收240 mL氢气,吸氢速率v=30 mL·g-1·min-1 (　√　)2.NO和CO都是汽车尾气中的有毒气体,它们之间能缓慢反应生成N2和CO2,增大 压强能加快该反应的化学反应速率 (　√　)3.硫杆菌存在时,FeSO4被氧化的速率是其不存在时的5×105倍,硫杆菌提高了反应 物的能量,加快了化学反应速率 (    ✕　)提示:硫杆菌可改变反应的活化能,但不能改变反应物、生成物的能量。4.任何化学反应都必须用单位时间内反应物或生成物浓度的变化量来表示化学 反应速率(    ✕　)提示:对于某些化学反应也可以用单位时间内某物质的质量、物质的量、体积、压强等的变化量来表示化学反应速率。
5.同一化学反应,相同条件下用不同物质表示的化学反应速率数值越大,其化学反 应速率越快 (    ✕　)提示:同一化学反应,用不同物质表示的化学反应速率之比等于相应物质的化学 计量数之比,应首先将不同物质表示的化学反应速率转化为同一物质表示的化学 反应速率,并统一反应速率的单位后再进行比较。6.在酶催化淀粉水解的反应中,温度越高淀粉水解速率越快 (    ✕　)提示:温度过高可能使酶失去生理活性(大多数酶是蛋白质,蛋白质在较高温度下 会变性)。7.FeCl3和MnO2均可加快H2O2分解,相同条件下二者对H2O2分解速率的影响相同  (    ✕　)提示:不同催化剂对反应的催化效率不同,MnO2对H2O2分解反应的催化效率更高。
8.向2支盛有5 mL不同浓度NaHSO3溶液的试管中同时加入2 mL 5% H2O2溶液,通 过观察实验现象,可以探究浓度对化学反应速率的影响 (    ✕　)提示:反应的离子方程式为HS +H2O2  S +H++H2O,反应过程中没有明显的实验现象,因此无法探究浓度对化学反应速率的影响。      
物理中我们利用速度来描述物体运动的快慢,化学中我们利用化学反应速率来表 示化学反应进行的快慢。如图是生活中常见的与速率有关的例子。问题1.计算化学反应速率时,我们应该知道哪些物理量?提示:起始浓度、终态浓度、反应时间。
2.对于比较复杂的化学反应速率,常采用“三段式”法进行计算,如下所示:　　　　　     2A(g)+B(g)  2C(g)起始浓度(ml·L-1)　　　2　　　　　1　　　　　0转化浓度(ml·L-1)　　　2x　　　    x　　　　　2xn s后浓度(ml·L-1)　　　2-2x　　　1-x　　　　2x有v(A)=  ml·L-1·s-1,v(B)=  ml·L-1·s-1,v(C)=  ml·L-1·s-1,B的转化率为 ×100%。根据上面具体实例,总结“三段式”法的计算步骤。提示:(1)写出化学方程式并配平。(2)根据题意,依次列出各反应物和生成物的起 始浓度(或物质的量)、浓度(或物质的量)的变化量及一段时间后的浓度(或物质 的量),未知量可以设未知数。(3)根据变化量之比等于对应物质的化学计量数之 比,列出关系式计算。
 化学反应速率的计算方法(1)利用基本公式:v= = 进行计算。(2)利用化学反应速率之比=化学计量数之比=各物质浓度的变化量(Δc)之比=各 物质物质的量的变化量(Δn)之比进行计算。(3)利用“三段式”法进行计算。  　　将6 ml CO2和8 ml H2充入一容积为2 L的密闭容器中(温度保持不变),发生 反应:CO2(g)+3H2(g)  CH3OH(g)+H2O(g)    ΔH<0。测得H2的物质的量随时间变化如图所示(图中字母后的数字表示对应的坐标)。该反应在3~8 min内CO2的 平均反应速率是 (　　)
 A.0.5 ml·L-1·min-1B.0.1 ml·L-1·min- ml·L-1·min-1
思路点拨读取题目的关键信息——反应物的物质的量,再看图,找出关键的点,然后应用公 式,计算平均反应速率。
解析    由图可知,在3~8 min内,H2的物质的量由3 ml变为2 ml,因此v(H2)=  =0.1 ml·L-1·min-1,根据化学反应速率之比等于对应物质的化学计量数之比可知,v(CO2)= v(H2)≈0.033 ml·L-1·min-1,故D项正确。
规律方法    计算化学反应速率的一般方法
  可逆反应:A(g)+3B(s)  2C(g)+2D(g),在不同条件下的化学反应速率如下,其中表示的化学反应速率最快的是 (　　)A.v(A)=0.5 ml·L-1·min-1B.v(B)=1.2 ml·L-1·s-1C.v(D)=0.4 ml·L-1·min-1D.v(C)=0.1 ml·L-1·s-1
思路点拨本题可以采用归一法进行求解,通过化学方程式中各物质的化学计量数之间的关 系将不同物质表示的化学反应速率换算成同一物质表示的化学反应速率进行比 较。
解析    B物质是固体,不能用B物质表示该反应的化学反应速率;C项中对应的v(A) =0.2 ml·L-1·min-1;D项中对应的v(A)=3 ml·L-1·min-1。
规律方法    化学反应速率的比较对于同一化学反应,用不同物质表示的化学反应速率数值可能不同,比较反应速 率的大小不能只看数值的大小,而要进行一定的转化,具体比较方法如下:(1)统一单位:对单位不一致的反应速率,应先进行单位换算,建立可比性前提。(2)数值转化法①归一法:将不同物质的化学反应速率转化成同一物质的化学反应速率。②比值法:可通过化学反应速率与其对应的化学计量数的比值进行比较,比值大 的化学反应速率大。     
某小组同学查到一份研究过氧化氢溶液与氢碘酸(HI)反应的实验资料,具体如 下。资料1　室温下,过氧化氢溶液可与氢碘酸发生反应:H2O2+2HI  I2+2H2O。资料2　碘单质溶于水后,溶液为棕黄色。资料3　实验数据如下表所示:
探究外界条件对化学反应速率的影响
问题1.通过资料3中的数据,可以得出什么结论?提示:增大反应物浓度能够加快化学反应速率。2.该小组同学欲用碘化钾溶液代替氢碘酸验证上述实验。在实验过程中,未观察 到溶液变为棕黄色,却观察到有无色气体产生。于是,该小组同学提出假设:KI可 能是过氧化氢分解反应的催化剂。该小组同学提出上述假设的依据是什么?提示:过氧化氢在常温下分解速率很慢,滴入KI溶液后有无色气体产生,说明KI可 能是该反应的催化剂。3.该小组同学想要利用资料1提供的实验原理探究温度对化学反应速率的影响, 他们应该怎样设计探究实验?提示:取等浓度、等体积的过氧化氢溶液和氢碘酸于三支试管中,将三支试管分 别置于冰水、常温水、热水中,观察从混合到溶液出现棕黄色的时间,然后分析温度对化学反应速率的影响。
 浓度对化学反应速率的影响(1)规律其他条件相同时,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。(2)原因分析(其他条件相同时)①增大反应物浓度→单位体积内活化分子数增多→单位时间内有效碰撞的次数 增多→反应速率增大;②减小反应物浓度→单位体积内活化分子数减少→单位时间内有效碰撞的次数 减少→反应速率减小。 
压强对化学反应速率的影响(适用范围:有气体参与的化学反应)(1)规律①对于固体或液体,压强的变化基本不影响其浓度,也不影响其化学反应速率。②恒容时充入“无关气体”,容器总压强增大,但各反应物的浓度不变,化学反应 速率不变。③恒压时充入“无关气体”,体积增大,各反应物浓度减小,化学反应速率减小。(2)原因分析(其他条件相同时)①增大压强(减小容器容积)→单位体积内活化分子数增多→单位时间内有效碰 撞的次数增多→反应速率增大;②减小压强(增大容器容积)→单位体积内活化分子数减少→单位时间内有效碰 撞的次数减少→反应速率减小。
 温度对化学反应速率的影响(1)规律其他条件相同时,升高温度,化学反应速率增大;降低温度,化学反应速率减小。(2)原因分析其他条件相同时,升高温度→活化分子百分数增加→单位时间内有效碰撞的次数 增多→化学反应速率增大。 催化剂对化学反应速率的影响其他条件相同时,加入合适的催化剂→反应所需的活化能降低(如图所示,图中实 线和虚线分别表示无催化剂和有催化剂的反应过程中,反应物和生成物的能量与 活化能的关系)→活化分子百分数增加→单位时间内有效碰撞的次数增多→反应 速率增大。
   H2O2分解速率受多种因素影响。实验测得70 ℃时不同条件下H2O2浓度随时间的 变化如图所示。下列说法正确的是 (　　)
 A.图甲表明,其他条件相同时,H2O2浓度越小,其分解速率越快B.图乙表明,其他条件相同时,溶液pH越小,H2O2分解速率越快C.图丙表明,少量Mn2+存在时,溶液碱性越强,H2O2分解速率越快D.图丙和图丁表明,碱性溶液中,Mn2+对H2O2分解速率的影响大
思路点拨解答本题应将选项条件与对应图像进行关联,根据图像信息,分析选项结论是否 正确。
解析    A项,从图甲看出,相同时间内,起始c(H2O2)越大,H2O2的浓度变化量越大,即 分解速率越快,错误;B项,从图乙看出,NaOH溶液浓度越大,即pH越大,H2O2分解速 率越快,错误;C项,从图丙看出,0.1 ml·L-1 NaOH与1.0 ml·L-1 NaOH所示曲线相比,0.1 ml·L-1 NaOH对应曲线表示的H2O2分解速率快,错误;D项正确。