6.2.1 化学反应的速率 课件 2023-2024学年高一下学期化学人教版

第二节

化学反应的速率与限度

第六章

化学反应与能量

教师导学一、化学反应速率用来衡量化学反应过程进行快慢程度的物理量。1.概念2.表示3.计算公式：

mol/(L·min)或mol/(L·s)4.常用单位：

单位时间内反应物浓度的减少量或者生成物浓度的增加量来表示。教师导学5.注意事项：（1）反应速率都为正数（3）

一般不用固体或纯液体表示化学反应速率（2）反应速率指的是一段时间内的平均速率而不是某一时刻的瞬时速率。

固体或纯液体（液态水、液溴等）浓度为常数Δc=0，不用固体或纯液体表示化学反应速率一、化学反应速率同伴助学【例1】在某一化学反应里，反应物A的浓度在5min内从6mol/L变成2mol/L。试求在这5min内该反应的化学反应速率为多少？∆t

∆c(A)=（6-2）

mol/L5min＝0.8mol/(L·min)教师导学

已知：2SO2+O22SO3t=0时3mol/L1mol/Lt=2min2.5mol/L

求：2min内△⇌【例2】方法：三段式法催化剂解：已知：2SO2+O22SO3

加热⇌起始浓度(mol/L)变化浓度(mol/L)2min末浓度(mol/L)

0.5

0.75

0.50.250.5

(3－2.5)mol/L

(2－0)min

(1－0.75)mol/L

(2－0)min

(2－0)min

(0.5－0)mol/L=0.25mol/（L.min）只有变化量与系数成比例v(SO2)∶v(O2)∶v(SO3)=2∶1∶23

1

02.5思考：

v(SO2)、v(O2)、v(SO3)的比值与方程式的系数比有什么关系?催化剂=0.25mol/（L.min）=0.125mol/（L.min）教师导学

1、同一反应的反应速率可以用不同物质表示的化学反应速率，其值不一定相同，但其表示反应的快慢程度相同——计算时必须指明具体物质v(A)2、同一反应的各反应速率之比等于化学方程式的系数之比。即对于反应：aA+bB=cC+dD(各物质都不是固体和纯液体)vA：vB：vC：vD=a:b:c:d训练验学【例3】

(2023·广东湛江二十一中校考期中)高温高压下，1L密闭容器中，发生如下反应：2H2＋CO⥫⥬CH3OH。反应开始时H2的物质的量为5mol，5min后变为0.5mol，则0～5min内该反应的平均反应速率为(

)A．v(H2)＝9.00mol·L-1·min-1B．v(H2)＝0.90mol·L-1·min-1C．v(H2)＝0.45mol·L-1·min-1D．v(H2)＝4.50mol·L-1·min-1B教师导学化学反应速率的比较方法1、定性比较

观察实验现象（剧烈程度、产生气泡或沉淀的快慢、固体消失所需时间的长短等）

如K与水反应比Na与水反应剧烈，则反应速率：K＞Na2、定量比较①“化物质”：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，

或分别除以相应物质的化学计量数，所得数值大的速率大。②“化单位”：若化学反应速率的单位不一致，需转化为同一单位。训练验学【例4】(2023·广东深圳龙城高级中学期中)下列四个选项是在不同的情况下对化学反应3A(g)＋B(g)⥫⥬2C(g)＋2D(g)测得的用不同物质表示的反应速率，其中表示该化学反应的反应速率最快的是 (

)A．v(A)＝0.6mol·L-1·s-1B．v(B)＝0.1mol·L-1·s-1C．v(C)＝0.3mol·L-1·s-1D．v(D)＝0.5mol·L-1·s-1D训练验学A注意单位的同一！=0.0075mol·L-1·S-1教师导学四、速率图像问题根据右图填空：v(B)＝２mol/(L·min)v(A)＝３mol/(L·min)v(C)＝３mol/(L·min)（3）该反应的化学方程式是

。3A+2B3C（2）2min内A、B、C三者的反应速率是多少？（1）反应物:

生成物:

。

A、BC训练验学

在某一容积为4L的密闭容器中，A、B、C、D四种物质的物质的量随时间的变化曲线如图所示，完成下列问题：(1)反应物是_______，生成物是_____。

反应的方程式为__________________0.125mol/(L•min）（2）前2min用A的浓度变化表示的化学反应速率为____________________。用B表示的反应速率为________________0.25mol/(L•min）2A+B2CA、BC教师导学五、“三段式”计算反应速率与转化率在2L密闭容器中，发生反应N2+3H22NH3，先加入1molN2和3molH2，反应2min后，n(NH3)=0.6mol。求各物质的化学反应速率是多少？N2的转化率是多少？N2+3H2

⇌

2NH3起始n（mol)∆n（mol)0.7mol1mol3mol0最终n(mol)0.9mol0.3mol0.6mol2.1mol0.6mol①写出有关反应的化学方程式；②标出各物质的起始量、变化量、最终量③根据已知条件列方程式计算。v(N2)=0.3mol2L•2minv(H2)=0.225mol/(L•min)=0.075mol/(L•min)∆n(N2)V体积•∆t=∆C∆t=v(NH3)=0.15mol/(L•min)

=30%

高温、高压催化剂13教师导学运用“三段式”法解题时的注意事项：1.起始量、变化量、一段时间后的量，三者物理量及单位要统一，可以是物质的量或物质的量浓度。2.起始量、变化量、一段时间后的量中，只有各物质的变化量之比等于对应物质的化学计量数之比，不同物质的起始量或一段时间后的量之间没有必然的关系，不能列比例式计算。训练验学例2：在某一容积为5L的密闭容器内，加入0.2molCO和0.2molH2O(g)，在催化剂存在的条件下高温加热，发生如下反应：CO(g)+H2O(g)⇌CO2(g)+H2(g)，反应放出热量。反应中CO2的浓度随时间变化的情况如图所示：根据图中数据，从反应开始至到10min时，H2O的化学反应速率为____；10min末c(H2)=___，10min内CO的转化率为__________。

CO(g)+H2O(g)⇌CO2(g)+H2(g)n始(mol)

△n(mol)

n末(mol)

0.003mol/(L·min)0.03mol/L75%0.2mol0.2mol000.15mol0.15mol0.15mol0.15mol0.05mol0.05mol0.15mol0.15mol15课堂小结化学反应的速率化学反应速率及其表示方法概念表示定义常用单位注意事项1、下列关于化学反应速率的说法，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.化学反应速率的大小主要取决于反应物的性质C.化学反应速率可用单位时间内生成某物质的质量的多少来表示D.化学反应速率常用单位有mol·L－1·s－1和mol·L－1·min－1C【训练验学】17【训练验学】2、已知4A(g)+5B(g)=4C(g)+6D(g),则下列关系式正确的是()4v(A)=5v(B)

4v(A)=5v(D)C.5v(B)=6v(D)

D.4v(B)=5v(C)D183、对于反应A(g)+2B(g)=3C(s)+2D(g)来说，下列反应速率最快的是（

）A．v(A)=0.32mol·L-1·min-1

B．v(B)=0.55mol·L-1·min-1C．v(C)=0.02mol·L-1·s-1

D．v(D)=0.01mol·L-1·s-1A【训练验学】194、某温度时在2L容器中X、Y、Z三种物质的物质的量随时间的变化曲线如图。由图中数据分析：（1）反应开始2min内的X、Y、Z的化学反应速率（2）该反应的化学方程式为：___________。【训练验学】v(Y)＝0.075mol/(L·min)v(x)＝0.025mol/(L·min)v(Z)＝0.05mol/(L·min)X+3Y2Z205.在一个容积3L的密闭容器里进行如下反应N2(g)+3H2(g)2NH3(g)，反应开始时n(N2)=1.5mol，n(H2)=4.4mol，2min末n(H2)=0.8mol。

(1)前2min内用NH3表示的该反应的反应速率__________；(2)2min末N2的浓度___________；(3)2min末N2的转化率___________；0.4mol/(L·min)0.1mol/L80%【训练验学】高温、高压催化剂211.定义：在同一条件下，既能向正反应方向进行，又能向逆反应方向进行的反应。3.特点：同一条件、同时进行；不能进行到底，反应物和产物共存2.表示：一.可逆反应练：判断下列反应是否为可逆反应？一.可逆反应2SO2+O22SO3催化剂高温

SO2

+H2O

H2SO3NH3+H2ONH3·H2OH2+I22HI

典型的可逆反应：某密闭容器中充入SO2和O2

，测得不同时间段各物质浓度的变化情况如下：思考：(1)开始时反应物、生成物浓度、正逆反应速率有什么特征？(2)反应开始后0~40min，反应物、生成物浓度、正逆反应速率有什么特征？(3)50min以后，反应物、生成物浓度、正逆反应速率有什么特征？

t(min)c(mol/L)

01020304050607080SO2106321.21111O2531.510.60.50.50.50.5SO304788.89999二.化学平衡状态的建立时间浓度速率反应物生成物正反应逆反应00~4050min后最大0最大0减小不变增大增大减小不变v(正)=v(逆)≠0二.化学平衡状态的建立t0vv(正)v(逆)●●50min化学平衡状态v(正)=v(逆)各物质浓度不变0tC生成物反应物●●50min二.化学平衡状态的建立化学平衡状态三.化学平衡状态1、定义：

在一定条件下，可逆反应进行到一定程度时，正反应速率和逆反应速率相等，反应物和生成物浓度不再发生变化，达到一种表面静止的状态，这种状态称为化学平衡状态，简称化学平衡。前提（适用范围）：在一定条件下的可逆反应2、特征：逆：化学平衡的研究对象是可逆反应等：平衡时v正=v逆动：化学平衡是一个动态平衡v正=v逆≠0定：达到平衡状态时，外界条件一定，反应速率一定，混合物

中各组分的浓度不变，混合物中各组分的含量不变。变：当外界条件改变时，平衡一般要发生改变三.化学平衡状态例1：在一定条件下，某容器中充入N2和H2合成NH3,以下叙述错误的是（）A.开始反应时，正反应速率最大，逆反应速率为零B.随着反应的进行，正反应速率逐渐减小，最后减小为零C.随着反应的进行逆反应速率逐渐增大，后保持恒定D.随着反应的进行，正反应速率逐渐减小，最后与逆反应速率相等且都保持恒定B典例剖析三.化学平衡状态判断①

v正=v逆≠0例：N2＋3H22NH3达平衡时同一物质

v(B)正＝

v(B)逆即：单位时间内生成与消耗某反应物（生成物）的量相等如：单位时间内，有1molN2消耗，同时有1molN2生成单位时间内，有1molH2消耗，同时有1molH2生成

单位时间内，有1molH-H键断裂，同时有1molH-H键形成

如：单位时间内，有1molN2消耗，同时有3molH2

单位时间内，有1molN2消耗，同时有2molNH3

单位时间内，有3molH2消耗，同时有2molNH3

单位时间内，有3molH-H键断裂，同时有

molN-H键

生成

消耗

消耗

断裂

6“同侧异，异侧同”

三.化学平衡状态判断一正一逆、系数成比例例3：可逆反应N2(g)＋3H2(g)

2NH3(g)的正、逆反应速率可用各反应物或生成物浓度的变化来表示。下列各关系中能说明反应已达到平衡状态的是(

)A．3v正(N2)＝v正(H2)

B．v正(N2)＝v逆(NH3)C．2v正(H2)＝3v逆(NH3)

D．v正(N2)＝3v逆(H2)C典例剖析②各组分浓度或含量保持不变c(B)、n(B)、n(B)%、m(B)、m(B)%、V(B)等该量随反应进行而改变，当其不变时，则为平衡状态注意：不是相等，也不是成一定的比值如：

N2＋3H22NH3达平衡时

容器内N2的浓度不再改变容器内各组分的物质的量不再改变容器内各组分的物质的量分数保持不变容器内各气体的体积保持不变变量不变三.化学平衡状态判断一定条件下，下列能表示可逆反应N2＋3H2

2NH3，达到平衡状态的是

（1）容器内气体总质量不再改变（2）容器内总物质的量不再改变（3）固定容器恒容条件下，容器内压强不再改变（4）固定容器恒容条件下，

容器内气体密度不再改变（5）恒压条件下，容器内气体的平均相对分子质量不再改变m总n总取决于气体系数差√取决于有无非气体PV=nRTn总√ρ=m总V容器取决于气体系数差√M=m总n总三.化学平衡状态判断三.化学平衡状态判断对于一定条件下，可逆反应H2(g)+I2(g)2HI(g)，以上状态是否达到化学平衡状态？体系的颜色不变呢？化学平衡状态是可逆反应在一定条件下所能达到或完成的最大程度，即该反应的限度。②同一可逆反应，不同条件下，化学反应的限度不同，即：改变条件可以在一定程度上改变一个化学反应的限度。①化学反应的限度决定了反应物在一定条件下的最大转化率。四、化学反应限度五.化学反应条件的控制促进有利反应提高原料利用率加快反应速率抑制有害反应减慢反应速率抑制副反应发生减少/消除有害物质的产生

在化工生产中，为了提高反应进行的程度而调控反应条件时，需要考虑控制反应条件的成本和实际可能性。基本措施改变反应速率改变反应限度改变温度、浓度、气体的压强、固体的表面积以及催化剂的合理使用等改变温度、浓度、气体的压强等五.化学反应条件的控制五.化学反应条件的控制为什么工业上通常采用400-500℃，10-30Mpa条件合成氨气？催化剂高温、高压N2+3H22NH3工业合成氨温度低压强大有利：氨的产率较高不利：反应速率小，生产成本高有利：氨的产率较高不利：对动力和生产设备的要求高常用温度400℃~500℃常用压强10～30Mpa五.化学反应条件的控制五.化学反应条件的控制试从控制燃烧反应的条件的角度分析，如何提高燃料的燃烧效率的具体措施？五.化学反应条件的控制尽可能使燃料充分燃烧，提高能量的转化率尽可能地充