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高中专题6 化学反应与能量变化第一单元 化学反应速率与反应限度课堂教学ppt课件
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专题六 化学反应与能量变化6.1.1 化学反应速率第一单元 化学反应速率和反应限度新课导入思考回顾：1、什么是化学反应？2、化学反应的实质是什么？3、不同的化学反应进行的快慢、进行的程度一样吗？4、研究一个化学反应需要从几个方面入手？ 化学反应是有新物质生成的反应。实质，宏观上说,就是生成新的物质,微观上就是,原子再重新组合,形成新的分子或原子直接构成新的物质的过程。 在不同的化学反应中，进行的快慢程度不同。爆炸反应几乎能在瞬间完成；食物腐败和钢铁生锈则较为缓慢，一般需要数日或数月；溶洞中钟乳石和石笋的形成则极为缓慢，在短时间内无法观察到明显的变化，这是化学反应速率的问题。投入的反应物转变为生成物的程度有多大，这是反应限度的问题。一个化学反应要从化学反应速率和反应限度两个方面入手研究。化学反应速率取两支试管，各加入5mL1mol·L-1盐酸，再剪取相同大小的镁条和铁片，用砂纸打磨后，分别放入两支试管中。进行下列实验，观察并比较两个反应放出氢气的快慢。实验中观察到，两支试管中气泡产生的快慢有所不同，镁与盐酸的反应比铁更快。化学反应的快慢通常用化学反应速率来定量表示。一、化学反应速率1、意义：______________________________________________2、含义：________________________________________________________3、计算公式：__________________________________4、单位：_______________________________________________衡量化学反应进行的快慢通常用单位时间内反应物浓度的减少或生成物浓度的增加来表示。mol·L-1·min-1 或 mol·L-1· s-1例如，在一定条件下，某过氧化氢溶液（即双氧水）放置100min后，H2O2的浓度从5×10-2mol·L-1下降到4×10-2mol·L-1，则在这100min中，H2O2的浓度减少了1×10-2mol·L-1。在此过程中，H2O2分解反应的平均速率是1×10-4mol·L-1·min-1。在体积为100mL的溶液中，发生下列反应：16H++ 2MnO4- +10Br-==2Mn2+ + 5Br2 +8H2O已知，反应开始时，Br-的物质的量为0.01mol；经过10s后，Br-的物质的量变为0.002mol。假设反应过程中溶液的体积保持不变，则在这10s内，Br-消耗的平均速率是多少？反应过程中，Br2增加的平均速率是多少？(0.01-0.002)mol解析：16H+ + 2MnO4- + 10Br- == 2Mn2+ + 5Br2 +8H2O10 mol5mol0.004mol5、化学反应速率的特点及规律：(1)v(A)：指用A物质表示的反应速率，即使用化学反应速率时，必须指明具体的物质。原因：对于同一反应，用不同的物质表示反应速率时，数值可能不同，但其意义相同。(2)Δc(A)：为A浓度的改变量，取正值，而固体或纯液体的浓度视为定值，因此A不能为固体或纯液体。即固体和纯液体不能用来表示反应速率。原因：固体或纯液体的物质的量浓度为常数，Δc＝0。(3)Δt：一段时间，因此化学反应速率为平均速率而非瞬时速率。(4)规律：对于同一化学反应，用不同的物质（固体或纯液体除外）来表示反应速率，其比值一定等于化学方程式中相应物质的化学计量数之比。例：mA(g)＋nB(g) = pC(g)＋qD(g)，v(A)∶v(B)∶v(C)∶v(D)＝m∶n∶p∶q思考：由前面的实验我们知道，对于金属与盐酸的反应，即使使用的盐酸浓度和体积相同、金属片的形状和大小也相同，而金属不同，化学反应速率也会出现较大的差异。由此可见，化学反应速率会受到反应物自身性质的影响。那么，对于一个特定的化学反应除受自身性质的影响外，它的反应速率也是不是一成不变的？还会受到其他哪些外界因素的影响呢？请同学们观察如下实验，根据实验现象总结影响化学反应速率的因素。加入MnO2粉末的反应速率快加入催化剂能加快反应速率水浴加热的反应速率快升高温度能加快反应速率12%的H2O2溶液反应速率快增大反应物浓度能加快反应速率粉末状大理石反应速率快增大接触面积能加快反应速率在上述实验中，加入MnO2（或FeCl3溶液）作为催化剂、加热H2O2溶液或增加H2O2的浓度，都能加快气泡的产生，即增大了化学反应速率。可见，催化剂、反应温度和反应物浓度都是影响反应速率的外界因素。一般来说，其他条件相同时，加入催化剂能显著地增大反应速率；反应的温度越高，反应速率越大；反应物的浓度越大，反应速率越大。此外，对于有气体参加的反应，反应体系的压强越大，反应速率越大。块状、粉末状的大理石分别与相同浓度的盐酸反应，反应速率有显著差异。可见，增大反应物的接触面积，能增大反应速率。此外，光照等条件对一些化学反应的速率也有一定影响。二、影响化学反应速率的因素1.内因——“决定因素”反应物本身的性质2.外因：（1）催化剂：（2）温度：（3）浓度：（4）压强：（5）其他因素：其他条件相同时，加入催化剂能显著地增大反应速率其他条件相同时，反应的温度越高，反应速率越大其他条件相同时，反应物浓度越高，反应速率越大有气体参加的反应，其他条件相同时，压强越大，反应速率越大反应物的接触面积、光照、溶剂等对反应速率也有一定影响。控制变量法 受多种因素影响的问题往往比较复杂。科学家为简化对这类问题的研究，每次只改变其中的一个因素，而控制其余几个因素不变，研究被改变的因素对事物发展的影响。这样，就将多因素问题拆解为多个单因素问题分别开展研究，化繁为简，再进行综合分析，最后得出结论。这种方法称为控制变量法。1.应用化学反应速率的有关知识解释下列现象。（1）加热氯酸钾制取氧气时，添加少量二氧化锰能使气体产生的速率增大。（2）0.1mol·L-1硫代硫酸钠（Na2S203）溶液与0.1mol·L-1稀硫酸反应生成硫单质，溶液变浑浊。在其他条件相同的情况下，该反应在90℃时只需十几秒即出现浑浊现象，而在20℃时大约需要几分钟才出现浑浊现象。（3）煅烧硫铁矿制取二氧化硫时，将矿石粉碎后投入沸腾炉中，并鼓入强大的空气流，使矿粒在炉中剧烈翻腾。学以致用2.为了研究碳酸钙与稀盐酸反应的反应速率，某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，绘制出右图所示的曲线。已知随着反应的进行，反应体系的温度逐渐升高。请分析讨论以下问题。（1）在O～t1、t1～t2、t2～t3三个相同的时间段里，反应速率最大的是______时间段，收集到气体最多的是______时间段。（2）试分析上述三个时间段里，反应速率不同的可能原因。t1～t2t1～t2O～t1时间段，盐酸浓度较大，反应速率较快；t1～t2时间段，该反应为放热反应，随着反应进行，溶液温度升高，同时盐酸浓度不是太小，速率最快；t2～t3时间段，虽然温度更高，但盐酸浓度变得更小了，是主要影响因素，所以反应速度减小。三、化学反应速率大小比较同一化学反应速率用不同物质（固体或纯液体除外）表示时数值可能不同，比较化学反应速率的快慢不能只看数值大小，还要进行一定的转化：(1)换算成同一物质、同一单位表示，再比较数值大小。(2)比较化学反应速率与化学计量数的比值。例：反应：3A(g)＋B(g)=2C(g)＋2D(g)，在不同条件下，用不同物质表示其反应速率，分别为①v(A)＝0.6 mol·L－1·min－1 ②v(B)＝0.45 mol·L－1·min－1 ③v(C)＝0.015 mol·L－1·min－1 ④v(D)＝0.45 mol·L－1·min－1 ，则此反应在不同条件下进行最快的是( )A．②③ B．①③ C．②④ D．②D课堂小结：1、正确理解化学反应速率2、影响化学反应速率的因素课堂检测1、反应4A(s)＋3B(g)=2C(g)＋D(g)，经2 min后，B的浓度减少了0.6 mol·L－1。对此反应速率的表示，正确的是 ( )A．用A表示的反应速率是0.4 mol·(L·min)－1B．分别用B、C、D表示反应的速率，其比值是3∶2∶1C．在2 min末的反应速率，用B表示是0．3 mol·(L·min)－1D．在这2 min内用D表示的反应速率为0.1 解析：A为固体，不能用A表示该反应的反应速率，A错误；化学反应速率之比等于化学计量数之比，B正确；化学反应速率为平均值，而非瞬时值，C错误；使用化学反应速率时，必须指明其单位，D错误。B课堂检测2、下列各组反应(表中物质均为反应物)，反应刚开始时，放出H2的速率最大的是（ ）D
专题六 化学反应与能量变化6.1.1 化学反应速率第一单元 化学反应速率和反应限度新课导入思考回顾：1、什么是化学反应？2、化学反应的实质是什么？3、不同的化学反应进行的快慢、进行的程度一样吗？4、研究一个化学反应需要从几个方面入手？ 化学反应是有新物质生成的反应。实质，宏观上说,就是生成新的物质,微观上就是,原子再重新组合,形成新的分子或原子直接构成新的物质的过程。 在不同的化学反应中，进行的快慢程度不同。爆炸反应几乎能在瞬间完成；食物腐败和钢铁生锈则较为缓慢，一般需要数日或数月；溶洞中钟乳石和石笋的形成则极为缓慢，在短时间内无法观察到明显的变化，这是化学反应速率的问题。投入的反应物转变为生成物的程度有多大，这是反应限度的问题。一个化学反应要从化学反应速率和反应限度两个方面入手研究。化学反应速率取两支试管，各加入5mL1mol·L-1盐酸，再剪取相同大小的镁条和铁片，用砂纸打磨后，分别放入两支试管中。进行下列实验，观察并比较两个反应放出氢气的快慢。实验中观察到，两支试管中气泡产生的快慢有所不同，镁与盐酸的反应比铁更快。化学反应的快慢通常用化学反应速率来定量表示。一、化学反应速率1、意义：______________________________________________2、含义：________________________________________________________3、计算公式：__________________________________4、单位：_______________________________________________衡量化学反应进行的快慢通常用单位时间内反应物浓度的减少或生成物浓度的增加来表示。mol·L-1·min-1 或 mol·L-1· s-1例如，在一定条件下，某过氧化氢溶液（即双氧水）放置100min后，H2O2的浓度从5×10-2mol·L-1下降到4×10-2mol·L-1，则在这100min中，H2O2的浓度减少了1×10-2mol·L-1。在此过程中，H2O2分解反应的平均速率是1×10-4mol·L-1·min-1。在体积为100mL的溶液中，发生下列反应：16H++ 2MnO4- +10Br-==2Mn2+ + 5Br2 +8H2O已知，反应开始时，Br-的物质的量为0.01mol；经过10s后，Br-的物质的量变为0.002mol。假设反应过程中溶液的体积保持不变，则在这10s内，Br-消耗的平均速率是多少？反应过程中，Br2增加的平均速率是多少？(0.01-0.002)mol解析：16H+ + 2MnO4- + 10Br- == 2Mn2+ + 5Br2 +8H2O10 mol5mol0.004mol5、化学反应速率的特点及规律：(1)v(A)：指用A物质表示的反应速率，即使用化学反应速率时，必须指明具体的物质。原因：对于同一反应，用不同的物质表示反应速率时，数值可能不同，但其意义相同。(2)Δc(A)：为A浓度的改变量，取正值，而固体或纯液体的浓度视为定值，因此A不能为固体或纯液体。即固体和纯液体不能用来表示反应速率。原因：固体或纯液体的物质的量浓度为常数，Δc＝0。(3)Δt：一段时间，因此化学反应速率为平均速率而非瞬时速率。(4)规律：对于同一化学反应，用不同的物质（固体或纯液体除外）来表示反应速率，其比值一定等于化学方程式中相应物质的化学计量数之比。例：mA(g)＋nB(g) = pC(g)＋qD(g)，v(A)∶v(B)∶v(C)∶v(D)＝m∶n∶p∶q思考：由前面的实验我们知道，对于金属与盐酸的反应，即使使用的盐酸浓度和体积相同、金属片的形状和大小也相同，而金属不同，化学反应速率也会出现较大的差异。由此可见，化学反应速率会受到反应物自身性质的影响。那么，对于一个特定的化学反应除受自身性质的影响外，它的反应速率也是不是一成不变的？还会受到其他哪些外界因素的影响呢？请同学们观察如下实验，根据实验现象总结影响化学反应速率的因素。加入MnO2粉末的反应速率快加入催化剂能加快反应速率水浴加热的反应速率快升高温度能加快反应速率12%的H2O2溶液反应速率快增大反应物浓度能加快反应速率粉末状大理石反应速率快增大接触面积能加快反应速率在上述实验中，加入MnO2（或FeCl3溶液）作为催化剂、加热H2O2溶液或增加H2O2的浓度，都能加快气泡的产生，即增大了化学反应速率。可见，催化剂、反应温度和反应物浓度都是影响反应速率的外界因素。一般来说，其他条件相同时，加入催化剂能显著地增大反应速率；反应的温度越高，反应速率越大；反应物的浓度越大，反应速率越大。此外，对于有气体参加的反应，反应体系的压强越大，反应速率越大。块状、粉末状的大理石分别与相同浓度的盐酸反应，反应速率有显著差异。可见，增大反应物的接触面积，能增大反应速率。此外，光照等条件对一些化学反应的速率也有一定影响。二、影响化学反应速率的因素1.内因——“决定因素”反应物本身的性质2.外因：（1）催化剂：（2）温度：（3）浓度：（4）压强：（5）其他因素：其他条件相同时，加入催化剂能显著地增大反应速率其他条件相同时，反应的温度越高，反应速率越大其他条件相同时，反应物浓度越高，反应速率越大有气体参加的反应，其他条件相同时，压强越大，反应速率越大反应物的接触面积、光照、溶剂等对反应速率也有一定影响。控制变量法 受多种因素影响的问题往往比较复杂。科学家为简化对这类问题的研究，每次只改变其中的一个因素，而控制其余几个因素不变，研究被改变的因素对事物发展的影响。这样，就将多因素问题拆解为多个单因素问题分别开展研究，化繁为简，再进行综合分析，最后得出结论。这种方法称为控制变量法。1.应用化学反应速率的有关知识解释下列现象。（1）加热氯酸钾制取氧气时，添加少量二氧化锰能使气体产生的速率增大。（2）0.1mol·L-1硫代硫酸钠（Na2S203）溶液与0.1mol·L-1稀硫酸反应生成硫单质，溶液变浑浊。在其他条件相同的情况下，该反应在90℃时只需十几秒即出现浑浊现象，而在20℃时大约需要几分钟才出现浑浊现象。（3）煅烧硫铁矿制取二氧化硫时，将矿石粉碎后投入沸腾炉中，并鼓入强大的空气流，使矿粒在炉中剧烈翻腾。学以致用2.为了研究碳酸钙与稀盐酸反应的反应速率，某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，绘制出右图所示的曲线。已知随着反应的进行，反应体系的温度逐渐升高。请分析讨论以下问题。（1）在O～t1、t1～t2、t2～t3三个相同的时间段里，反应速率最大的是______时间段，收集到气体最多的是______时间段。（2）试分析上述三个时间段里，反应速率不同的可能原因。t1～t2t1～t2O～t1时间段，盐酸浓度较大，反应速率较快；t1～t2时间段，该反应为放热反应，随着反应进行，溶液温度升高，同时盐酸浓度不是太小，速率最快；t2～t3时间段，虽然温度更高，但盐酸浓度变得更小了，是主要影响因素，所以反应速度减小。三、化学反应速率大小比较同一化学反应速率用不同物质（固体或纯液体除外）表示时数值可能不同，比较化学反应速率的快慢不能只看数值大小，还要进行一定的转化：(1)换算成同一物质、同一单位表示，再比较数值大小。(2)比较化学反应速率与化学计量数的比值。例：反应：3A(g)＋B(g)=2C(g)＋2D(g)，在不同条件下，用不同物质表示其反应速率，分别为①v(A)＝0.6 mol·L－1·min－1 ②v(B)＝0.45 mol·L－1·min－1 ③v(C)＝0.015 mol·L－1·min－1 ④v(D)＝0.45 mol·L－1·min－1 ，则此反应在不同条件下进行最快的是( )A．②③ B．①③ C．②④ D．②D课堂小结：1、正确理解化学反应速率2、影响化学反应速率的因素课堂检测1、反应4A(s)＋3B(g)=2C(g)＋D(g)，经2 min后，B的浓度减少了0.6 mol·L－1。对此反应速率的表示，正确的是 ( )A．用A表示的反应速率是0.4 mol·(L·min)－1B．分别用B、C、D表示反应的速率，其比值是3∶2∶1C．在2 min末的反应速率，用B表示是0．3 mol·(L·min)－1D．在这2 min内用D表示的反应速率为0.1 解析：A为固体，不能用A表示该反应的反应速率，A错误；化学反应速率之比等于化学计量数之比，B正确；化学反应速率为平均值，而非瞬时值，C错误；使用化学反应速率时，必须指明其单位，D错误。B课堂检测2、下列各组反应(表中物质均为反应物)，反应刚开始时，放出H2的速率最大的是（ ）D
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