化学必修 第二册第六章 化学反应与能量第二节 化学反应的速率与限度优秀ppt课件

这是一份化学必修 第二册第六章 化学反应与能量第二节 化学反应的速率与限度优秀ppt课件，共45页。PPT课件主要包含了第一部分，化学反应的速率，化学反应速率，第二部分，延时符，反应物本身的性质等内容，欢迎下载使用。
1.通过阅读思考，联系化工生产、生活实际，了解化学反应的快慢的含义及化学反应的快慢对生活、生产的关系。 2.通过归纳小结，理解和掌握化学反应速率的概念及表示方法，并能运用表达式进行反应速率的简单计算及大小比较。 3.通过实验探究，能从微观角度理解外界条件（浓度、压强等）对化学反应速率的影响，学会“变量控制”的科学方法，增强证据推理意识，培养学生科学探究的能力。
有些化学反应如煤炭窑内的瓦斯爆炸，反应迅速，破坏力强。而溶洞中的石笋、石油等则需要数十万年，甚至百万年才能形成，可见化学反应也有快慢之分。
任务一、化学反应速率及其表示方法
学生活动1：观察教材P42图6-15，结合“思考与交流”，思考定性观察和研究某些化学反应快慢的方法是什么？在化学上如何定量地判断一个化学反应的快慢的呢？
①可以通过观察实验现象如：产生气泡、出现浑浊、颜色变化等宽慢判断反应速率的快慢。
②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。化学上通常用单位时间内反应物浓度的减小量或生成物浓度的增加量来表示化学反应的快慢。
学生活动2：阅读教材P42-43页内容，回答化学反应速率的定义、表达 式、意义分别是什么？
化学反应速率通常用单位时间内反应物浓度的减少量或生成物浓度的增加量来表示
计算：v(A)＝Δc(A)/Δt；单位：ml·L－1·s－1或ml·L－1·min－1
用来衡量化学反应进行快慢程度的物理量，同一化学反应用不同的物质来表示化学反应速率时，其数值可能不同，但这些数值所表示的意义相同。
【温馨提示】①不用固体或纯液体表示化学反应速率；②化学反应速率无论是用 反应物表示还是用生成物表示都取正值，而且是某一段时间内的平均速率。
学生活动3：问题探究1—实验室进行化学反应时，通常把一些固体物质溶于水配成溶液再进行反应，原因是什么？同一个化学反应的速率可以用反应体系中任何一种反应物或生成物来表示吗？
①固体物质溶于水后，增大了接触面积，从而提高了化学反应速率。
②由于在反应速率的表达式中Δc表示的是物质的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。
学生活动3：问题探究2—根据反应速率的定义，思考对于同一反应，用不同的物质来表示反应速率之间有何关系？
0.75 ml/L 0.5ml/L
则：v(SO2)：v(O2)：v(SO3)==0.25：0.125：0.25==2：1：2
结论：对于同一反应，用不同的物质来表示反应速率，其比值一定等于化学方程式中相应的化学计量数之比。
【典例1】在一个密闭容器中有N2和H2，它们的起始浓度分别是1.8 ml·L－1和5.4 ml·L－1，在一定条件下反应生成NH3,10 min后测得N2 的浓度为0.8 ml·L－1，则在这10 min内N2的平均反应速率是(　　) A．0.1 ml·L－1·min－1 B．0.2 ml·L－1·min－1 C．0.3 ml·L－1·min－1 D．0.6 ml·L－1·min－1
【解析】v(N2)＝Δc(N2)/Δt＝(1.8－0.8) ml·L－1/10min＝0.1 ml·L－1·min－1。
【典例2】反应4A(s)＋3B(g) 2C(g)＋D(g)，经2 min，B的浓度减少 0.6 ml/L。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 ml·(L·min)－1 B．分别用B、C、D表示的反应速率其比值是3∶2∶1 C．此2 min内的反应速率，用B表示是0.6 ml·(L·min)－1 D．在这2 min内用B和C表示的反应速率的值是相等的
【解析】A为纯固体，固体的浓度视为定值，故A错；反应速率之比等于化学计量数之比，分别用B、C、D表示的反应速率其比值为3∶2∶1，故B正确；2 min内用B表示的反应速率是v(B)＝0.6ml·L－1/2min＝0.3 ml·L－1·min－1，故C错；由C项可知v(B)＝0.3 ml·L－1·min－1，反应速率之比等于化学计量数之比，则v(C)＝2/3v(B)＝0.2 ml·L－1·min－1，两者数值不相等，故D错。
任务二、化学反应速率的计算及大小比较
用不同物质比较化学反应速率快慢时，要转化为同种物质表示的反应速率，然后再进行比较。根据化学反应速率之比等于化学方程式中的化学计量数之比，将②③中的反应速率都用A表示为：②v(A)＝0.15 ml/(L·s)，③v(A)＝0.225 ml/(L·s)，
故三者速率大小为③＞①＞②。
任务一、化学反应速率的计算及大小比较
学生活动2：结合上述问题，分小组讨论思考如何进行化学反应速率的简单计算及比较反应速率的大小？
(1)化学反应速率的计算方法：
①利用公式v＝Δc/Δt＝Δn/（V·Δt)计算
(2)化学反应速率大小的比较方法：
①归一法：若单位不统一，则要换算成相同的单位；若为不同物质表示的反应速率，则要换算成同一物质来表示反应速率；再比较数值的大小
【温馨提示】用不同物质比较化学反应速率快慢时，要转化为同种物质表示的 反应速率，然后再进行比较。根据化学反应速率之比等于化学方程式中的化学 计量数之比。
【典例1】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 ml·L－1·min－1 ②v(B)＝0.45 ml·L－1·min－1 ③v(C)＝0.015 ml·L－1·min－1 ④v(D)＝0.45 ml·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．②
【解析】化学反应速率之比等于化学反应方程式中的化学计量数之比，即v(A)∶v(B)∶v(C)∶v(D)＝3∶1∶2∶2，则用A表示的化学反应速率分别为①v(A)＝0.6 ml·L－1·min－1；②中v(A)＝3v(B)＝1.35 ml·L－1·min－1；③中v(A)＝3/2v(C)＝0.022 5 ml·L－1·min－1；④中v(A)＝3/2v(D)＝0.675 ml·L－1·min－1，所以在不同条件下，进行最快的是②，D项正确。
【典例2】一定条件下反应N2(g)＋3H2(g) 2NH3(g)在10 L的密闭容 器中进行，测得2 min内，N2的物质的量由20 ml减小到8 ml，则2 min内N2的反应速率为（ ） A．1.2 ml·L－1·min－1 B．6 ml·L－1·min－1 C．0.6 ml·L－1·min－1 D．0.4 ml·L－1·min－1
【解析】2 min内N2的物质的量变化量为(20－8) ml＝12 ml，根据速率计算公式v＝Δn/（V·Δt)，即v(N2)＝Δn(N2)/（V·Δt)＝12ml/(10L·2min)＝0.6 ml·L－1·min－1，故选C。
影响化学反应速率的因素
任务一、实验探究外界条件对化学反应速率的影响
学生活动1：结合教材P43-44页“探究”内容，完成实验，观察现象。
探究温度对化学反应速率的影响
①产生气泡速率最慢②产生气泡速率较快③产生气泡速率最快
当其它条件相同时，升高温度，化学反应速率增大；降低温度，化学反应速率减小
催化剂对化学反应速率影响的探究
①有少量气泡出现②能产生大量气泡③能产生大量气泡
MnO2、FeCl3可以使H2O2分解的速率加快。即当其他条件相同时，催化剂(正)能加快化学反应速率。
浓度对化学反应速率影响的探究
当其他条件相同时，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。
加入1 ml/L盐酸的试管中生成气泡的速率更快
加碳酸钙粉末的试管内产生气泡较快，加块状碳酸钙的试管内产生气泡较慢
其他条件相同时，固体反应物表面积越大，反应速率越大。
探究固体反应物表面积对化学反应速率的影响
学生活动2：根据外界条件对反应速率的影响，请举例说明生活中或工业上加快或减慢化学反应速率的目的意义？
①控制反应条件，提高那些对人类有利的反应速率，降低那些对人类反应不利的反应速率。
②食物腐败是因为发生了化学反应，在其他条件相同时，温度越低，化学反应越慢，人们用电冰箱把食物放置在低温下保存，以减缓食物的腐败。
③做某些化学实验时加热以加快化学反应速率使反应时间缩短反应现象更明显。
④铁制门窗上涂油漆以减慢生锈的化学反速率。
⑤食品包装袋内放干燥剂和吸氧剂降低水和氧气的浓度以减慢食品变质的化学反应速率。
⑥工业生产硫酸时，为了增大与空气的接触面积，加快反应速率，要先将黄铁矿矿石(主要成分为FeS2)粉碎后，再投入沸腾炉等。
【典例1】下列有关化学反应速率的说法正确的是(　　) A．用铁片和稀硫酸反应制氢气时，改用98%的硫酸可以加快反应速率 B．100 mL 2 ml·L－1的盐酸与锌片反应，加入适量的氯化钠溶液，反 应速率不变 C．SO2的催化氧化反应是一个放热反应，则升高温度，反应速率减小 D．汽车尾气中的NO和CO可以缓慢反应生成N2和CO2，减小压强时 反应速率减小
【解析】铁在浓硫酸中会发生钝化，A项错误；加入氯化钠溶液，盐酸的浓度减小，反应速率减小，B项错误；升高温度，反应速率增大，C项错误。
【典例2】为了说明影响化学反应速率的因素，甲、乙、丙、丁四位同 学分别设计了如下四个实验，你认为结论不正确的是(　　) A．在相同条件下，等质量的大理石块和大理石粉分别与相同浓度的 盐酸反应时，大理石粉的反应快 B．将相同大小、相同形状的镁条和铝条分别与相同浓度的盐酸反应 时，二者的化学反应速率相等 C．将相同浓度、相同体积的浓硝酸分别放在暗处和强光处，会发现 光照可以加快浓硝酸的分解 D．室温下，向两支试管中分别加入相同浓度、相同体积的双氧水， 再向其中一支试管中加入少量二氧化锰粉末，二者产生氧气的快 慢不同
【解析】A.其他条件相同，只有CaCO3固体表面积不同，反应速率不同，说明在相同条件下，固体表面积越大，反应速率越快，A结论正确；B.Mg、Al两种不同的金属与同浓度的盐酸反应，两种反应速率不同，说明金属活动性不同，反应速率不同，即参加反应的物质本身的性质影响化学反应速率，B结论错误；C.同一浓度的浓硝酸在光照时分解速率大于在暗处的分解速率，说明光照可以加快浓硝酸的分解速率，C结论正确；D.相同浓度、相同体积的双氧水中加入少量二氧化锰粉末产生氧气的速率大于未加入少量二氧化锰粉末的速率，二氧化锰是双氧水分解的催化剂，可加快反应速率，D结论正确；故选B。
任务二、化学反应速率影响因素—变量控制
学生活动1：根据上述实验探究，结合教材P45页“方法导引”和P46页“科学·技术·社会”栏目，归纳影响化学反应速率的因素及规律分别是什么？填写表格内容。
反应物自身的性质(主要因素)
反应物的化学性质越活泼，化学反应速率越快；反应物的化学性质越不活泼，化学反应速率越慢。
一般情况下，使用合适的催化剂能极大地加快反应速率
升高温度，化学反应速率加快；降低温度，化学反应速率减慢
增大反应物的浓度，化学反应速率加快；减小反应物的浓度，化学反应速率减慢
增大气体反应物的压强，化学反应速率加快；减小气体反应物的压强，化学反应速率减慢
增大固体反应物的表面积，化学反应速率加快
光波、电磁波、超声波、溶剂等，也能影响化学反应的速率
学生活动2：观察教材P45页图6-16，思考压强对化学反应速率影响 (对于有气体参与的化学反应)规律是什么？
①恒温恒容时：充入气体反应物→压强增大→浓度增大→反应速率加快
②恒温恒容时：充入惰性气体→总压强增大，但各气体物质的浓度不变，反应速率不变
③恒温恒压时：充入惰性气体→压强不变→体积增大→各气体物质的浓度减小→反应速率减慢
④恒温时：缩小容器体积→容器压强增大→反应物浓度增大→反应速率加快
【温馨提示】①压强的对化学反应速率的影响，实质是改变压强时，只有导致参加反应的气体浓度改变，反应速率才会改变。即压强改变，若反应物浓度改变，则化学反应速率改变，反之，若压强改变，反应物浓度不变，则反应速率不变。
②科学研究中，对于多因素（多变量）的问题，往往采用只改变其中某一个因素，控制其它因素不变。使多因素的问题变成几个单因素的问题，分别加以研究，这种研究方法就是变量控制法。
【典例1】在密闭容器中发生反应：C(s)＋CO2(g)===2CO(g)，下列说 法不正确的是(　　) A．将炭块磨成粉末可以加快反应速率 B．升高温度可以加快反应速率 C．增加炭的质量可以加快反应速率 D．容器体积不变时，向其中充入N2，反应速率不变
【解析】A.将炭块磨成粉末，增大接触面积，可以加快反应速率，故A正确；B.升高温度，可以加快反应速率，故B正确；C.炭是固体，增加炭的质量，对浓度没有影响，所以不能加快反应速率，故C错误；D.容器体积不变时，向其中充入N2，氮气不参加反应，反应物的浓度保持不变，所以反应速率不变。
【典例2】对于300 mL 1 ml·L－1盐酸与铁片的反应，采取下列措施， 其中能使反应速率加快的是（ ） ①升高温度　②改用100 mL 3 ml·L－1盐酸　③再加300 mL 1 ml·L－1 盐酸　④用等量铁粉代替铁片　⑤改用100 mL 98%的硫酸 A．①②④ B．①③④ C．②③④ D．①②③⑤
【解析】①升高温度，化学反应速率加快，故①符合题意；②改用100 mL 3 ml/L盐酸，反应物浓度增大，反应速率加快，故②符合题意；③再加300 mL 1 ml/L盐酸，盐酸浓度相同，反应速率无影响，故③不符合题意；④若用等量铁粉代替铁片，增大了铁粉与盐酸的接触面积，反应速率加快，故④符合题意；⑤若改用98%的硫酸，在室温下Fe在浓硫酸中会发生钝化，故⑤不符合题意。
1．下列事实或做法与化学反应速率无关的是（ ）A．铁制品表面刷油漆 B．谷物酿酒时加入酒曲酶C．浓硝酸需避光保存 D．燃煤脱硫
【解析】在铁制品表面刷油漆，可以减少铁制品与空气的接触，从而减缓化学反应速率，A不符合题意；物酿酒时加入酒曲酶，可以使粮食酿酒的反应速率加快，B不符合题意；浓硝酸不稳定，受热或光照时会发生分解反应，因此避光保存浓硝酸可以减小其分解反应速率，C不符合题意；燃煤脱硫可以减少煤燃烧过程中SO2的产生与排放，与化学反应速率大小无关，D符合题意；答案选D。
2．下列说法不正确的是（ ）A．化学反应速率通常用单位时间内反应物或生成物的物质的 量浓度变化来表示B．化学反应速率是衡量化学反应进行快慢程度的物理量C．用不同物质的浓度变化表示同一时间内、同一反应的速率时， 其数值之比等于反应方程式中对应物质的化学计量数之比D．若某化学反应的反应速率为0.5 ml/(L·s)，就是指在1 s内反 应物和生成物的浓度变化都为0.5 ml/L
【解析】A.化学反应速率通常用单位时间内反应物或生成物的物质的量浓度变化(均取正值)来表示，A正确；B.化学反应有快有慢，化学反应速率是衡量化学反应进行快慢程度的一个物理量，B正确；C.用不同物质的浓度变化表示同一时间内、同一反应的速率时，其数值之比等于反应方程式中对应物质的化学计量数之比，C正确；D.若某化学反应的反应速率为0.5 ml/(L·s)，是指用某一物质表示的平均反应速率，与其他物质的速率不一定相等，D错误；故选D。
3．H2O2可用于羊毛、生丝、纸浆等的漂白。5% H2O2溶液在常温下分解速率很慢，为了加快H2O2分解，改变某一条件，下列装置与改变的条件相对应的是(　　) A．甲—温度、乙—浓度、丙—催化剂 B．甲—浓度、乙—催化剂、丙—温度 C．甲—催化剂、乙—温度、丙—浓度 D．甲—温度、乙—催化剂、丙—浓度
【解析】由题图可知，甲与常温下5% H2O2溶液的试管装置相比，在60 ℃的热水浴中反应速率快，则改变的条件是温度；乙与常温下5% H2O2溶液的试管装置相比，用10%的过氧化氢溶液反应速率快，则改变的条件是浓度；丙与常温下5% H2O2溶液的试管装置相比，加了催化剂氯化铁，则改变的条件是催化剂，所以装置与改变的条件相对应的是甲—温度、乙—浓度、丙—催化剂。
4．下列关于化学反应速率的说法中，正确的是（ ）A．二氧化锰能加快过氧化氢的分解速率，也能加快其他任何反 应的速率B．决定化学反应速率的最主要因素是温度C．生铁与稀盐酸的反应速率一般大于纯铁与稀盐酸的反应速率D．在带有活塞的密闭容器中发生如下反应： Fe2O3(s)+3H2(g) 2Fe(s)+3H2O(g)，保持容器压强不变，充 入N2，反应速率不变
衡量化学反应进行快慢程度的物理量。同一反应用不同物质其数值可能不同，但意义相同
v＝Δc/Δt()＝Δn/V/Δt；v(A):v(B):v(C):v(D)＝计量数比
①归一法：转化为同一物质表示；②比值法：与计量数知比
温度、催化剂、浓度、压强（g）等
ml/L·s 或 ml/L·min