高中化学人教版 (2019)必修 第二册第二节 化学反应的速率与限度集体备课ppt课件

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第二节　化学反应的速率与限度
第1课时　化学反应的速率
日常生活和生产中我们会遇到很多化学反应，有的反应进行地轰轰烈烈瞬间完成(如图1烟花的燃放)，而有些反应却是在潜移默化中完成的(如图2铁的生锈)，有的则需要上亿年的时间(如煤、石油的形成)。所以有的化学反应进行得快，有的化学反应进行得慢，那么我们在日常生活中怎样判断一个化学反应的快慢呢？我们如何能改变化学反应的快慢呢？
一、化学反应速率的含义及表示方法
点拨：(1)在一定温度下，固体和纯液体的浓度是恒定常数，故不能用固体和纯液体表示化学反应速率。(2)在同一化学反应里，用不同的物质表示的反应速率数值可能不同，但意义相同。(3)化学反应速率是一段时间内的平均反应速率，而不是瞬时速率。
二、影响化学反应速率的因素1．内因：影响化学反应速率的主要因素是反应物本身的性质。2．外因(1)实验探究①催化剂的影响
加入FeCl3溶液产生气泡的速率明显加快　
催化剂可以加快反应速率　
浸在热水里的试管中产生气泡的速率明显快于浸在冷水中的
不加水的试管中产生气泡的速率更快　
反应物浓度越大反应速率越快　
1．关于化学反应速率的说法正确的是(　　)A．化学反应速率可表示反应进行的程度B．化学反应速率是指一定时间内，任何一种反应物浓度的减少或任何一种生成物浓度的增加C．对于任何化学反应来说，反应速率越快，反应现象就越明显D．根据反应速率的大小可知化学反应进行的相对快慢
解析：化学反应速率表示反应进行的快慢，不能表示反应进行的程度，A错误；反应中固体和纯液体不能表示反应速率，B错误；酸碱中和反应，如盐酸和NaOH溶液的反应瞬间完成，速率快，但现象不明显，C错误；化学反应速率的大小是衡量反应快慢的物理量，D正确。
解析：金属与硝酸不产生H2，A项错误；Fe不如Mg活泼，C项错误；其他两项只比较c(H＋)即可，3 ml·L－1盐酸中c(H＋)小于3 ml·L－1硫酸中c(H＋)，因此放出H2的速率最大的是D。
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)解析：化学反应中，用不同物质表示的反应速率与方程式对应物质系数成正比，只有C项正确。
1．锌与稀硫酸反应制取氢气反应中，哪些物质可以表示该反应的速率？提示：硫酸、硫酸锌。硫酸、硫酸锌溶解于水中，浓度变化可以表示反应的速率；锌是固体，浓度几乎不变；由于氢气脱离了溶液，故其浓度无法表示反应的速率。
化学反应速率的正确理解与比较
2．对于反应3A(g)＋B(g)===2C(g)＋2D(g)，在不同条件下，用A、B表示的反应速率分别为：条件①v(A)＝0.6 ml·L－1·min－1；条件②v(B)＝0.45 ml·L－1·min－1；则该反应在条件①的速率比条件②的速率快吗？提示：同一个化学反应，用不同物质表示其反应速率时，数值可能不同，所以比较同一个化学反应的反应速率的相对大小时，不能直接比较数值大小，应先转化为同一物质、同一单位，然后再比较其数值大小，数值越大表明反应越快。将条件①的速率换算成用B表示的速率为v(B)＝0.2 ml·L－1·min－1，即条件②的速率比条件①的速率快。
1．正确理解化学反应速率
X、Y、Z三种气体进行下列反应：3X＋Y2Z，在三种不同情况下测得的速率值为①v(X)＝1 ml·L－1·s－1；②v(Y)＝0.5 ml·L－1·s－1；③v(Z)＝0.5 ml·L－1·s－1。化学反应速率由快及慢的顺序是____________。解析：都转化为X表示的反应速率来比较反应速率的快慢，①v(X)＝1 ml·L－1·s－1；②v(Y)＝0.5 ml·L－1·s－1，则v(X)＝3v(Y)＝1.5 ml·L－1·s－1；③v(Z)＝0.5 ml·L－1·s－1，则v(X)＝1.5v(Z)＝0.75 ml·L－1·s－1；故反应速率由快到慢为②＞①＞③。
1．1 L的密闭容器中，发生反应4A(s)＋3B(g)===2C(g)＋D(g)，经2 min后B的浓度减少0.6 ml·L－1。对此反应速率的正确表示是(　　)A．用A表示的反应速率是0.4 ml·L－1·min－1B．用B、C、D分别表示反应的速率，其比值是3∶2∶1C．在2 min末的反应速率用B表示是0.3 ml·L－1·min－1D．在这2 min内用B表示的速率的值逐渐减小，用C表示的速率的值逐渐增大
解析：A为固体，一般不用固体表示反应速率，A项错误；同一反应中，用不同物质表示的速率与方程式中各物质的计量数成正比，B项正确；反应速率为平均值，并非2 min末的速率，C项错误；同一时间段内，用反应物、生成物表示的速率的意义是相同的，变化趋势也是一样的，D项错误。
1．实验室常用30%左右的硫酸与足量的锌粒反应制取H2，当反应一段时间后，气泡变得稀少了，如果添加一些适当浓度的硫酸溶液到反应容器中，气泡又会重新增多起来，原因是什么？提示：反应的离子方程式为Zn＋2H＋===Zn2＋＋H2↑。c(H＋)的大小影响着该反应的反应速率。气泡变稀少了，是因为c(H＋)减小了，反应速率减慢。添加一些适当浓度的硫酸溶液，由于溶液中c(H＋)又迅速增大，因而反应速率加快，产生气泡的速率又加快了。
化学反应速率的影响因素
提示：减小。总压强不变，通入氦气体积增大，反应物的浓度减小，反应速率减小。
提示：不变。容器体积不变，通入氦气，反应物的浓度不变，反应速率不变。
点拨：(1)由于增大反应物浓度造成的反应速率减慢，此时要考虑常温下铁和铝在浓硫酸和浓硝酸中的钝化。例如，铁和稀硫酸生成氢气的反应，若将稀硫酸换成浓硫酸，发生钝化，反应不进行。(2)中学阶段一般只讨论其他条件相同时，改变一个条件对化学反应速率的影响。
3．外因影响速率深度剖析(1)在浓度对化学反应速率的影响中，“浓度”是指反应物的浓度，但不包括固体或纯液体的浓度。另外注意，浓度改变过犹不及，如金属铝与稀硫酸反应生成氢气，若变成浓硫酸则发生钝化现象。(2)压强对化学反应速率的影响是通过改变浓度实现的，所以分析压强的改变对反应速率的影响时要从浓度是否发生改变的角度来分析，若改变总压强而各物质的浓度不改变，则反应速率不变。(3)升高温度，反应速率一定加快。温度每升高10 ℃，速率一般变为原来的2～4倍。
4．分析判断反应速率大小时应遵循的思路
下列条件下的反应，放出氢气最快的是(　　)
解析：因决定化学反应速率的因素是反应物本身的性质，在上述金属中镁的活泼性最强，但硝酸与金属反应得不到氢气，4 ml·L－1 H2SO4中氢离子的浓度为8 ml·L－1，但Cu不与稀硫酸反应，金属与酸反应的本质是与氢离子反应，3 ml·L－1 HCl中氢离子的浓度为3 ml·L－1，Al比Fe活泼，所以放出氢气最快的是B。
2．相同温度下，下列有关反应速率的说法中正确的是(　　)A．0.1 ml·L－1盐酸和0.1 ml·L－1硫酸与 2 ml·L－1 NaOH溶液反应的速率相同B．大理石块和大理石粉与0.1 ml·L－1盐酸反应的速率相同C．等量的镁粉、铝粉和0.1 ml·L－1盐酸反应的速率相同D．0.1 ml·L－1盐酸和0.1 ml·L－1硝酸与相同形状和大小的大理石反应的速率相同
解析：A选项是酸碱中和反应，硫酸中的H＋浓度是盐酸中H＋浓度的2倍，所以硫酸的反应速率快；B选项中大理石块与盐酸接触面积比大理石粉小，大理石块反应速率慢；C选项中Mg比Al活泼，镁反应速率快。
解析：降低温度，化学反应速率会减慢，A错误；催化剂能够改变反应速率，加入合适的催化剂可提高该反应速率，B正确；加入MnO2固体会催进H2O2分解，此反应速率减慢，C项错误；此反应为可逆反应，乙酸不会完全转化为过氧乙酸，D项错误。
2．在一定条件下，将A2和B2两种气体通入1 L密闭容器中，发生反应：xA2(g)＋yB2(g)===2C(g)。测得2 s内的反应速率如下：v(A2)＝0.4 ml·L－1·s－1，v(B2)＝1.2 ml·L－1·s－1，v(C)＝0.8 ml·L－1·s－1。则x和y的值分别为(　　)A．2和3B．3和2C．3和1D．1和3解析：x∶y∶2＝v(A2)∶v(B2)∶v(C)＝0.4∶1.2∶0.8＝1∶3∶2，故x＝1，y＝3。
溶液温度升高，反应速率加快　
此时反应物的浓度减小，反应速率减慢　
(2)在2～3 min时间段内，用盐酸的浓度变化表示的反应速率为_________________________。(3)为了减缓反应速率但不减少产生氢气的量，在盐酸中分别加入等体积的下列溶液，其中可行的是______。A．蒸馏水　B．Na2SO4溶液　C．NaNO3溶液D．CuSO4溶液　E．Na2CO3溶液
0.1 ml·L－1·min－1　
解析：(1)在0～1 min、1～2 min、2～3 min、3～4 min、4～5 min时间段中，产生氢气的体积(mL)分别是50、70、112、58、20，2～3 min时间段中，反应速率最大，虽然反应中c(H＋)下降，但该反应是放热反应，此时溶液的温度升高，温度对反应速率的影响占主导作用；4～5 min时间段中，反应速率最小，虽然反应中放热，但随着反应的进行c(H＋)下降，反应物的浓度越低，反应速率越小，浓度对反应速率的影响占主导作用。(2)在2～3 min时间段内，用盐酸的浓度变化表示的反应速率为112 mL×10－3 L·mL－1÷22.4 L·ml－1×2÷0.1 L÷1 min＝0.1 ml·L－1·min－1。