高中化学 2.3.1 化学反应的速率课件 新人教版必修2.ppt

成才之路 化学 路漫漫其修远兮吾将上下而求索 人教版 必修2 化学反应与能量 第二章 第三节化学反应的速率和限度 第二章 第1课时化学反应的速率 第二章 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 学习目标1 了解化学反应速率的含义及其表示方法 2 了解影响化学反应速率的因素 初步了解控制化学反应速率的方法 新知预习1 化学反应速率 1 表示法 通常用单位时间内 浓度或某种 浓度的变化来表示 2 公式 式中的 t表示某段时间间隔 c表示该段时间内的反应物或生成物的浓度的变化 3 单位 或 等 某种反应物 生成物 mol l 1 s 1 mol l 1 min 1 2 影响化学反应速率的因素 1 内因 反应物的 这是一个化学反应的反应速率的决定性影响因素 2 外因 浓度 增大 的浓度可以 化学反应速率 压强 对于有 参加的反应来说 增大压强 就是增加单位体积里反应物的 即增大反应物的 因而可以 化学反应速率 结构和性质 反应物 增大 气体 物质的量 浓度 增大 温度 当其他条件不变 升高温度一般可以使化学反应速率 催化剂 当其他条件不变时 加入催化剂一般可以使化学反应速率 增大 增大 自主探究1 请从化学反应快慢的角度解释为什么使用电冰箱保存食物 提示 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 所以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 2 改变外界条件对化学反应速率有什么样的影响 提示 实验证明 增加反应物的浓度 升高温度 增大压强 增大反应物的接触面积 使用适当的催化剂都可以提高化学反应速率 3 对于同一个化学反应 1 用不同物质的浓度变化来表示的反应速率与化学计量数有何关系 2 用不同物质表示其反应速率时 其数值相同 意义一样吗 3 反应速率有无负值 提示 1 例如 aa bb cc dd中v a v b v c v d a b c d即化学反应速率与其化学计量数成正比 2 同一化学反应中 不同物质表示的反应速率数值可能相同 化学计量数相等 也可能不同 计量数不等 但意义一样 3 反应速率是平均值 只有正值 无负值 化学反应速率的概念及简单计算 思维导图 教材点拨 4 单位 mol l min 或mol l s 或mol l 1 min 1或mol l 1 s 1 温馨提示 化学反应速率的正确理解 特别提醒 表示化学反应速率时 不论是用反应物浓度的减少 还是用生成物浓度的增加表示 化学反应速率均取正值 进行化学反应速率的有关计算时 一定要注意单位的一致 3 主要题型 计算用某物质的浓度变化表示的化学反应速率 同一化学反应中 用不同物质表示的化学反应速率间的相互转换 根据反应速率 计算反应进行的时间或确定某物质的变化量 根据不同物质的反应速率关系确定反应的化学方程式 比较同一个化学反应在不同条件下化学反应速率的相对大小 温馨提示 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 下面的变式训练2解法简单 可供借鉴 2014 经典习题选萃 将4mola和2molb在2l的密闭容器中混合 并在一定条件下发生如下反应 2a s b g 2c g 反应2s后测得c的浓度为0 6mol l 1 下列说法正确的是 a 用物质a表示2s内的平均反应速率为0 3mol l 1 s 1b 用物质b表示2s内的平均反应速率为0 6mol l 1 s 1c 2s时v c 0 3mol l 1 s 1d 2s时物质b的浓度为0 7mol l 1 典例透析 解析 不能用固体物质的浓度表示化学反应速率 a错误 化学反应速率是平均值不是瞬时值 c错误 据题目条件知v c 0 6mol l 1 2s 0 3mol l 1 s 1 则v b 0 3mol l 1 s 1 2 0 15mol l 1 s 1 则2s时物质b的浓度为2mol 2l 0 6mol l 1 2 0 7mol l 1 b错误 d正确 答案 d 2014 试题调研 在2a b 3c 4d反应中 表示该反应速率最快的是 a v a 0 5mol l 1 s 1b v b 0 3mol l 1 s 1c v c 0 8mol l 1 s 1d v d 1mol l 1 s 1 1 2014 嘉祥一中5月质检 反应2so2 o2 2so3 经过一段时间后 so3的浓度增加了0 4mol l 在这段时间内用o2表示的反应速率为0 04mol l s 则这段时间为 a 0 1sb 2 5sc 5sd 10s答案 c 变式训练 2 2014 泰州姜堰区高一期中 可逆反应a g 3b g 2c g 2d g 在四种不同情况下反应速率分别如下 其中反应速率最大的是 a v a 0 25mol l min b v b 0 6mol l min c v c 0 3mol l min d v d 0 1mol l min 答案 a 影响化学反应速率的因素 思维导图 1 影响化学反应速率的因素 1 内因 化学反应速率主要由反应物本身的性质决定 反应物的化学性质越活泼 化学反应速率越快 反之化学反应速率越慢 2 外因 温度对化学反应速率的影响 探究活动1 温度对双氧水 h2o2 分解反应速率的影响实验步骤 a 在2支大小相同的试管中 装入2 3ml约5 的h2o2溶液 分别滴入1 2滴1mol l 1的fecl3溶液 教材点拨 b 待试管中均有适量气泡出现时 将其中一支试管放入盛有5 左右冷水的烧杯中 另一支试管放入盛有40 左右热水的烧杯中 观察现象并进行对比 c 待放入盛有热水的烧杯中的试管里出现大量气泡时 用带火星的火柴梗检验放出的气体 实验现象 a 放入40 热水中的试管中产生气泡的速率很快 b 常温下溶液中有气泡产生 且速率较快 探究活动2 催化剂对h2o2分解反应过程的影响实验步骤 在3支大小相同的试管中各装入2 3ml约5 的h2o2溶液 再向其中2支试管中分别加入少量mno2粉末 1 2滴1mol l 1fecl3溶液 观察现象 实验现象及结论 温馨提示 温度和催化剂对化学反应速率的影响并不是绝对的 如 发酵过程必须在一定温度范围内进行 温度过高 反而对发酵不利 有些负催化剂可以使反应速率减慢 但是如果不特别指明 一般指的是正催化剂 探究活动3 浓度对化学反应速率的影响实验步骤 取2支试管分别加入表面积大致相同的铝片 在其中一支试管里滴入2ml3mol l的hcl 另外一支试管里滴入2ml0 5mol l的hcl 对比观察现象 归纳总结 在溶液中进行的反应 或有气体参加的反应 反应物的浓度越大 化学反应速率越快 但浓硫酸 浓硝酸与铁 铝反应例外 注意 溶液浓度的大小对化学反应速率有影响 但溶液体积的大小对化学反应速率无影响 如相同体积 相同形状的铁与2l1mol l的硫酸和4l1mol l的硫酸反应 生成氢气的速率是相同的 探究活动4 压强对化学反应速率的影响对于有气体参加的反应来说 当温度一定时 一定量气体的体积与其所受的压强成反比 因此 增大体系压强 气体体积缩小 浓度增大 化学反应速率增大 减小体系压强 气体体积增大 浓度减小 化学反应速率减小 温馨提示 速率快慢看内因 同一反应比条件 浓度 温度 催化剂 气体还要看压强 其他因素对化学反应速率的影响 a 固体的表面积大小也是影响化学反应速率的因素 一般来说 固体颗粒越小 与其他物质的接触面积越大 反应速率越快 b 反应物的状态也能影响化学反应速率 一般来说 配成溶液或使反应物成为气体 都能增大反应物之间的接触机会 有利于加快反应速率 c 溶剂的性质 光 超声波 磁场等也会对化学反应速率产生影响 温馨提示 对于纯液体或固体物质 可认为其浓度为 常数 它们的量的改变不会影响化学反应速率 如果参加反应的物质都是固体 液体或溶液时 由于改变压强对它们的体积改变很小 因而它们的浓度变化也很小 可以认为压强与它们的反应速率无关 压强对反应速率的影响是通过改变浓度而影响反应速率的 在分析压强对反应速率的影响时 应最终归结到浓度上 将压强问题转化为浓度问题 不论是吸热反应还是放热反应 升高温度都能加快反应速率 温度每升高10 化学反应速率将提高到原来的2 4倍 催化剂可以使一些化学反应在较低的温度下取得较高的反应速率 有效地提高化工生产的效益 有些负催化剂可以使反应速率减慢 如果不特别指明 一般指的是正催化剂 2 影响化学反应速率的实例分析 3 影响化学反应速率的因素归纳如下表 4 判断化学反应进行快慢常用的方法 2014 昆明官渡区二中质检 把下列四种x溶液分别加入四个盛有10ml2mol l 1盐酸的烧杯中 均加水稀释到50ml 此时 x和盐酸缓慢地进行反应 其中反应最快的是 a 20 30ml2mol l 1的x溶液b 10 20ml3mol l 1的x溶液c 20 10ml4mol l 1的x溶液d 10 10ml2mol l 1的x溶液 典例透析 解析 加水稀释到50ml后 a b浓度相同 但a比b温度高 a c温度相同但c的浓度小 d温度低 浓度小 故反应最快的是a 要注意开始时的溶液体积不同 加水均稀释到50ml 浓度的变化很大 答案 a 2014 衡阳市八中高一联赛 把镁条投入到盛有盐酸的敞口容器中 产生h2的速率可由右图表示 在下列因素中对产生h2速率有影响的是 盐酸的浓度 镁条的表面积 溶液的温度 cl 的浓度a b c d 点拨 本题如果没有速度 时间变化图 同样能确定影响该反应速率的因素 实际上从图像变化看 化学反应速率开始先增大 后又逐渐减小 在增大和减小的两个时间段内 三方面都一直影响反应速率 只不过开始阶段表面积增大 温度升高 加快反应速率 为主要影响因素 而盐酸中h 浓度的减小 使反应速率减小 为次要影响因素 后面阶段则相反 3 2014 石家庄二中高一期中 汽车尾气中的有毒气体no和co 在一定条件下可发生反应生成n2和co2 下列关于此反应的说法中 正确的是 a 减小压强能增大反应速率b 增大压强能减小反应速率c 使用适当的催化剂能增大反应速率d 升高温度对反应速率无影响答案 c点拨 根据影响反应速率的因素知 增大压强 升高温度 加入适当催化剂都能加快反应速率 c项正确 变式训练 4 2014 临沂一中高一期中 把在空气中久置的镁条7 2g投入盛有500ml0 5mol l 1硫酸溶液的烧杯中 镁条与硫酸反应产生氢气的速率与反应时间如图所示 回答下列问题 1 曲线由0 a段不产生氢气的原因 有关的离子方程式为 2 曲线由b c段 产生氢气的速率逐渐增大的主要原因 3 曲线由c以后 产生氢气的速率逐渐下降的主要原因 4 在b到c这段时间内 收集到氢气vl 标准状况 则这段时间内用硫酸表示的平均速率为 mol l s 假设反应前后溶液体积不变 5 对于足量镁条和100ml2mol l硫酸生成氢气的反应 下列措施能减缓反应速率 但又不影响生成氢气的总量的是 加naoh固体 加bacl2溶液 加kno3溶液 加h2o 加ch3coona固体 加小苏打溶液 加少量cuso4溶液 加na2so4溶液 将2mol l硫酸换成160ml2 5mol l的盐酸 将镁条换成镁粉 答案 1 镁条表面有氧化镁 硫酸首先和与表面的氧化镁反应 不产生氢气mgo 2h mg2 h2o 2 镁和硫酸反应放出的热量使溶液温度升高而加快反应速率 3 随着反应的进行 硫酸的浓度逐渐变小 该因素变为影响反应速率的主要因素 使反应速率减小 4 v 11 2 c b 5 1 下列关于化学反应速率的说法中 不正确的是 a 化学反应速率是衡量化学反应进行快慢程度的物理量b 化学反应速率通常用生成或消耗某物质的质量的多少来表示c 在同一个反应中 各物质的反应速率之比等于化学方程式中的化学计量数之比d 化学反应速率的常用单位有mol l 1 s 1和mol l 1 min 1答案 b 点拨 化学反应速率是衡量化学反应进行快慢程度的物理量 通常用单位时间内生成或消耗某物质的浓度的变化来表示 常用单位有mol l 1 s 1和mol l 1 min 1 a d正确 b错误 在同一个反应中 各物质的反应速率之比等于化学方程式中的化学计量数之比 c正确 2 2014 安阳一中高一下学期二次考试 在2a b 3c 5d反应中 表示该反应的速率最快的是 a v a 30mol l min b v b 0 3mol l s c v c 0 8mol l s d v d 1mol l s 答案 b 3 2014 临沂一中高一期中 要使在容积恒定的密闭容器中进行的可逆反应2a g b s 2c g 的反应速率显著加快 可采用的措施是 a 降温b 加入bc 充入氦气 使压强增大d 加入a答案 d点拨 降温使反应速率减慢 a项不正确 因为b为固体 所以加入b对反应速率无影响 b项不正确 恒容条件下充入氦气不参与反应 密器内压强增大 但是反应体系各物质的浓度不变 反应速率不变 c项不正确 恒容条件加入a 增大了a的浓度 反应速率增大 d项正确 4 2014 江阴市高一期中 caco3与稀盐酸反应 放热反应 生成co2的量与反应时间的关系如右图所示 下列结论不正确的是 a 反应开始2分钟内平均反应速率最大b 反应4分钟后平均反应速率最小c 反应开始4分钟内温度对反应速率的影响比浓度大d 反应4分钟后反应速率下降的原因是盐酸浓度逐渐减小 答案 a点拨 由图像知 2min内产生0 1molco2 4min内产生0 3molco2 所以a项不正确 4min后反应速率减小是盐酸浓度减小使反应速率减小占主要因素 4min前反应速率增大是因为反应放热使反应速率加快占主要因素 所以b c d三项均正确 5 2014 昆明官渡区第二中学检测 某学生为了探究锌与盐酸反应过程中速率变化 在100ml稀盐酸中加入足量的锌粉 标准状况下测得数据累计值如下 1 在0min 1min 1min 2min 2min 3min 3min 4min 4min 5min时间段中 反应速率最大的时间段是 原因为 反应速率最小的时间段是 原因为 2 在2min 3min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 答案 1 2min 3min该反应是放热反应 2min 3min时溶液温度最高 反应速率最快4min 5min此时反应物的浓度最小 反应速率最慢 2 0 1mol l 1 min 1 3 a b 点拨 1 在0min 1min 1min 2min 2min 3min 3min 4min 4min 5min时间段中 产生氢气的体积 ml 分别是50 70 112 58 20 2min 3min时间段中 反应速率最大 因为该反应是放热反应 此时溶液的温度最高 4m