化学反应速率+高二上学期化学人教版（2019）选择性必修1++

第二章

化学反应速率与化学平衡第一节化学反应速率第1课时化学反应速率【思考与讨论】不同化学反应的速率有大有小。思考：如何表示化学反应速率？瞬间完成较慢很慢溶液中离子反应很快一、化学反应速率1.意义：用来衡量化学反应进行快慢程度一个物理量，符号为υ。2.表示方法：在恒容体系中，化学反应速率通常用单位时间内反应物浓度的减小或生成物浓度的增加来表示。

υ△tl△n1=l△c1△tυ=3.计算公式：mol·L-1·s-1或mol·L-1·min-14.单位：浓度变化均取正值1.化学反应速率是平均速率，而不是瞬时速率。2.无论浓度的变化是增加还是减少，一般都取正值，所以化学反应速

率一般为正值。3.在描述或计算某物质的化学反应速率大小时,必须注明其单位,否则无意义。4.一定温度下，固体或纯液体物质的浓度可视为常数，所以不用固

体或纯液体物质表示化学反应速率。5.对于同一个反应来说，用不同的物质来表示该反应的速率时，其数值可能不同，但表达的意义相同。注意

化学反应速率的计算(三段式)写出正确的化学方程式标出各物质的起始量、转化量、某时刻量按要求分别计算

(1)对反应物：c(起始)－c(转化)＝c(某时刻)(2)对生成物：c(起始)＋c(转化)＝c(某时刻)(3)转化率＝×100%计算步骤即：反应mA＋nB==pC起始浓度(mol/L)a

b

c转化浓度(mol/L)xnx/mpx/m三段式中的比值关系某时刻浓度(mol/L)a－x

b－nx/mc＋px/m注意：【例1】在2L的密闭容器中，加入1molN2和3mol

H2，发生N2＋3H22NH3

，在2s末时，测得生成0.4molNH3，求该反应的化学反应速率。解：

N2

＋3H22NH3起始量（mol）：130

三段式变化量（mol）：

0.20.60.42s末量（mol）：

0.82.40.4则

v(N2)＝0.2/(2×2)＝0.05mol/(L·s)

v(H2)＝0.6/(2×2)＝0.15mol/(L·s)

v(NH3)＝0.4/(2×2)＝0.1mol/(L·s)【例2】已知4NH3(g)+5O2(g)=4NO(g)+6H2O(g),若反应速率分别用V(NH3)、V(O2)、V(NO)、V(H2O)表示（单位：mol•L-1•min-1），则正确的关系是（）A.4V(NH3)=5V(O2)B.2V(NO)=3V(H2O)C.3V(NH3)=2V(H2O)D.V(O2)=V(NO)该反应速率的最快的为：

。【例3】反应

A(s)＋3B(g)＝2C(g)＋2D(g)在四种不同条件下的反应速率为：(1)v(A)＝0.3mol/(L·s)(2)v(B)＝0.6mol/(L·s)(3)v(C)＝0.4mol/(L·min)(4)v(D)＝0.45mol/(L·s)比较速率大小时，要注意同一物质、同一单位单位相同时，也可用各物质的速率除以方程式系数来比较。如aA+bB=cC+dD中比较VA与VB

的大小，可比较

与

大小【例4】一定温度下,在2L的密闭容器中，X、Y、Z三种气体的物质的量随时间变化的曲线如图所示。下列描述正确的是(

)A.反应开始到10s，用Z表示的反应速率为0.158mol·L－1·s－1B.反应开始到10s时，Y的转化率为79.0%C.t1s时Z和X的浓度相等，达到了化学平衡状态D.反应的化学方程式为X(g)＋Y(g)⇌Z(g)1．下列有关化学反应速率的说法中正确的是(

)A．对任何化学反应来说，化学反应速率越大，反应现象就越明显B．化学反应速率通常用单位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来表示C．若某化学反应的反应速率为0.5mol·L－1·s－1，就是指在单位时间内反应物和生成物的浓度变化都为0.5mol·L－1D．化学反应速率是用来衡量化学反应进行快慢的尺度练习：2.对于反应2A(g)＋B(g)3C(g)＋4D(g)，下列表示的反应速率最快的是(

)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－13.某温度时，在2L密闭容器中X、Y、Z三种物质的物质的量随时间的变化曲线如下图所示。根据图中数据，试回答：(1)求反应在2min内的v(X)，v(Y)和v(Z)。(2)容器内的反应物是________。(3)写出该反应的化学方程式：_____________。4、在密闭容器中A与B反应生成C，其反应速率分别V(A)、V(B)、V(C)表示。已知V(A)、V(B)、V(C)之间有以下关系2V(B)==3V(A)，3V(C)==2V(B)则此反应可表示为()A.2A+3B==2CB.A+3B==2CC.3A+B==2CD.A+B==C5、把0.6molX气体的0.4molY气体混合于2L容器中，使它们发生如下反应：3X+Y=nZ+2W。2min末已生成0.2molW，若测知V(z)=0.1mol/(L·min)则⑴上述反应中Z气体的计量数n的值是()A.1 B.2 C.3 D.4⑵上述反应在2min末时，已消耗的Y占原来的百分比是()A.20% B.25% C.33% D.50%1．测定原理由于物质的某些物理性质(如压强、体积、吸光度、电导率等)与其物质的量或浓度存在函数关系，因此人们常用物理方法测定反应物或生成物浓度的变化来确定化学反应速率。化学反应速率的测定2．测定方法(1)利用能够直接观察的某些性质测定如生成气体的反应，测量一定时间内产生的气体体积，或气体的压强来测定反应速率。(2)利用科学仪器测量如在溶液中，当反应物或产物本身有较明显的颜色时，可利用颜色深浅和显色物质浓度间的正比关系来跟踪反应的过程和测量反应速率。【紫外可见分光光度计】光的吸收、光的发射、电导率等。化学反应速率的测定化学反应速率的测定实验操作：按如图所示安装两套装置A、B，在锥形瓶内各盛大小相同的2g锌粒，通过分液漏斗分别加入40mL1mol·L－1和40mL4mol·L－1的硫酸溶液。根据产生相同体积的氢气所需要的时间来判断化学反应速率的快慢。影响化学反应速率的因素【思考】在用上述实验测定锌与硫酸反应的速率时：(1)为确保测定的准确性，应注意哪些事项？①锌的颗粒(即表面积)大小基本相同；②稀硫酸要迅速加入；③装置气密性良好，且计时要迅速准确。(2)除了测定氢气的体积外，你还能设计哪些方案测定锌与稀硫酸反应的速率？①在恒容反应装置中，测定一段时间内压强的变化；②测定一段时间内H＋的浓度变化；③测定一段时间内锌粒的质量变化。(1)反应原理Zn＋H2SO4＝ZnSO4＋H2↑化学反应速率的测量——实验M(Zn)/gV(H2SO4)/mLc(H2SO4)/mol·L－1V(H2)/mLt/s实验12.040.001.00010191实验22.040.004.000109请你计算两次实验中，用H＋表示的反应速率？工业生产合成氨N2(g)+3H2(g)2NH3(g)高温高压催化剂科学史话影响化学反应速率的因素收集化学事实和信息Na与水的反应比Mg与水的反应剧烈夏天食物变质快食物真空保存变质慢向H2O2中加入MnO2后会迅速分解产生气泡将等质量的铁片与铁粉放入稀硫酸中,铁粉产生气泡较快反应物本身的性质提出假设温度反应物的浓度催化剂接触面积内因(本质)外因思考与交流

反应物中旧化学键的断裂生成物中新化学键的形成1.化学反应的本质是什么？2.分子间发生化学反应的必要条件是什么？分子相互碰撞是引发反应的必要条件。二，活化能简单碰撞理论大多数化学反应并不是经过简单碰撞就能完成的，而往往经过多个反应步骤才能实现2HI→H2+2I∙2I∙→I2例：HI=H2+I2，实际上是经过下列两步反应完成的：基元反应基元反应反应历程或反应机理1、每一步反应称为基元反应2、多步基元反应反映了反应历程3、基元反应发生的先决条件是反应物的分子必须发生碰撞是不是所有的碰撞都能引发反应？？思考时间实际并非如此看看下图，找找原因力量不够取向不好好球！有效碰撞类比一下碰撞时的取向不合适有效碰撞碰撞时的能量不足1.有效碰撞概念：能够发生化学反应的碰撞碰撞

是发生化学反应的必要条件有效碰撞是发生化学反应的充分条件有效碰撞的条件①必须是活化分子间的碰撞②碰撞时要有合适的取向什么是活化分子呢？2、活化分子：具有较高能量，能够发生有效碰撞的分子注意：1、发生有效碰撞的分子一定是活化分子；

2、活化分子的碰撞不一定是有效碰撞；

（由于取向问题）4、有效碰撞次数的多少与单位体积内反应物中活化分子的多少有关。3、其他条件不变时，同一反应活化分子在反应物

中所占的百分数是一定的。下列说法正确的是A、一定条件下，增大反应物的量会加快化学反应速率。B、增大压强，肯定会加快化学反应速率。C、活化分子间所发生的碰撞为有效碰撞。D、能够发生有效碰撞的分子叫活化分子。练习3、活化能:

能量反应过程E1E2反应物生成物活化分子活化能活化分子变成生成物分子放出的能量该反应是吸热反应还是放热反应?反应热活化能与反应热有关吗?活化分子所多出普通分子的那部分能量E1。

2.活化能和反应速率的关系:活化能越低，单位体积内活化分子数越多，单位时间单位体积内有效碰撞的次数就越多，化学反应速率就会越快。1.活化能的大小虽然意味着一般分子成为活化分子的难易，但是却对这个化学反应前后的能量变化并不产生任何影响。

注意：练习．下列说法不正确的是(

)A．能量较高、有可能发生有效碰撞的分子称为活化分子B．活化分子的平均能量与所有分子的平均能量之差称为活化能C．催化剂能参与反应，可降低原反应所需活化能D．非活化分子也有可能发生有效碰撞一个反应要发生一般要经历哪些过程？

动脑时间普通分子得到能量活化分子合理取向的碰撞有效碰撞新物质能量活化能三、活化分子、有效碰撞与反应速率的关系影响化学反应速率的因素设计实验方案在探究某一条件对化学反应速率的影响时，要保证其他条件完全相同，即采用“变量控制法”。任务1任务2任务3待研究的变量需控制不变的量温度催化剂浓度温度、浓度等温度、催化剂等催化剂、浓度等思考：如何借助反应现象来体现化学反应速率？颜色变化快慢，产生气泡快慢，产生浑浊快慢，固体减少快慢等影响化学反应速率的因素设计实验方案选择实验用品，设计实验探究影响化学反应速率的因素任务1任务2任务3待研究的变量需控制不变的量探究的反应观察的现象温度催化剂浓度温度、浓度等温度、催化剂等催化剂、浓度等实验用品：烧杯、试管、量筒、试管架、胶头滴管、温度计、秒表。0.1mol/LNa2S2O3溶液、0.1mol/LH2SO4溶液、0.5mol/LH2SO4溶液、5%H2O2溶液、1mol/LFeCl3溶液、蒸馏水、热水。Na2S2O3+H2SO4=Na2SO4+SO2↑+S↓+H2O2H2O2=O2↑

+2H2O产生浑浊快慢产生气泡快慢影响化学反应速率的因素实验探究浓度对化学反应速率的影响影响因素实验步骤实验现象实验结论浓度

Na2S2O3+H2SO4=Na2SO4+SO2↑+S↓+H2O均出现浑浊，但后者出现浑浊更快增大反应物浓度，化学反应速率增大反应物浓度增大，即单位体积内反应物分子总数增大单位体积内活化分子数增加有效碰撞次数增多反应速率加快（1）浓度对反应速率的影响影响化学反应速率的因素实验探究浓度对化学反应速率的影响（1）固体和纯液体的浓度可视为常数，改变其物质的量，对反应速率无影响。（2）若某物质的浓度变化改变了其性质，反应实质可能发生改变，要具体分析反应速率的变化（如铁与稀硫酸反应，在一定浓度范围内反应速率与浓度有关，但常温下铁遇浓硫酸钝化）。（3）对于离子反应，只有实际参加反应的各离子浓度发生变化，才会引起化学反应速率的改变。小结：

应用1：将盐酸滴到碳酸钠粉末上，能使反应的最初速率加快的是A、盐酸浓度增加一倍，用量减至1/2B、盐酸浓度不变，使用量增大一倍C、增大Na2CO3粉末的量

应用2：用铁片与稀硫酸反应制取氢气时,下列措施不能使氢气生成速率加大的是A、加热B、不用稀硫酸，改用98%的浓硫酸C、滴加少量Na2SO4溶液D、不用铁片，改用铁粉√√√影响化学反应速率的因素实验探究浓度对化学反应速率的影响（1）固体和纯液体的浓度可视为常数，改变其物质的量，对反应速率无影响。（2）若某物质的浓度变化改变了其性质，反应实质可能发生改变，要具体分析反应速率的变化（如铁与稀硫酸反应，在一定浓度范围内反应速率与浓度有关，但常温下铁遇浓硫酸钝化）。（3）对于离子反应，只有实际参加反应的各离子浓度发生变化，才会引起化学反应速率的改变。（2）压强对反应速率的影响压强增大反应物浓度增大单位体积内活化分子数增加反应速率加快有效碰撞次数增多影响化学反应速率的因素动画展示压强对化学反应速率的影响通过缩小容器体积使压强增大，气体分子间间隙减小，相当于增大反应物浓度，化学反应速率加快如果压缩固体或液体呢？体积变化不明显压强对反应速率的影响是通过浓度对反应的影响实现的

如果反应物是固体、液体或溶液时，改变压强对它们又有什么影响？无影响注意a、压强影响，只适用于讨论有气体参加的反应，当然并不一定全部是气体。b、压强影响反应速率，必须伴随有压强改变时体积的改变现象。否则，压强的变化并没有作用到反应的体系上。即压强变则体积变，实际是浓度的变化。若容器的体积不变，各气体的浓度没有变，则速率不变。小结：

应用：1反应C(s)+H2O(g)CO(g)+H2(g)在一可变容积的密闭容器中进行，下列条件的改变对其反应速率几乎无影响的是A.增加C的量B.将容器的体积缩小一半C.保持体积不变，充入N2使体系压强增大D.保持压强不变，充入N2使容器体积变大随堂练习

影响化学反应速率的因素实验探究温度对化学反应速率的影响温度

Na2S2O3+H2SO4=Na2SO4+SO2↑+S↓+H2O70℃热水一组先出现浑浊升高温度，化学反应速率增大1温度升高单位体积内活化分子数增多（活化分子百分数增大）有效碰撞次数增多反应速率加快（3）、温度对反应速率的影响分子获得更高能量影响化学反应速率的因素实验探究温度对化学反应速率的影响（1）温度对反应速率的影响适用于任何反应，无论是放热反应还是吸热反应，升高温度，反应速率都增大，降低温度，反应速率都减小。（2）温度对反应速率的影响，无论固体、液体、气体都适用。（3）大量实验证明，温度每升高10℃，化学反应速率通常增大为原来的2~4倍，利用这一规律可以对一些化学反应速率进行粗略估算。小结：

应用：设NO+CO2⇌2CO(正反应吸热)反应速率为v1；N2+3H2

⇌

2NH3(正反应放热)反应速率为v2。对于前述反应，当温度升高时，v1和v2变化情况为A、同时增大B、

同时减小C、v1减少，v2增大D、v1增大，v2减小√影响化学反应速率的因素实验探究催化剂对化学反应速率的影响2H2O2=O2↑

+2H2O催化剂

前者无明显现象，后者出现大量气泡催化剂能加快化学反应速率生成物平均能量活化分子具有能量反应物平均能量能量无催化剂活化分子能量反应物平均能量生成物平均能量有催化剂（4）、催化剂对反应速率的影响使用催化剂降低活化能活化分子百分数增大（活化分子数目增多）有效碰撞次数增多化学反应速率加快能量反应过程E1E2ΔH无催化反应催化反应（1）使用适当的催化剂能减少过程中的能耗。（2）使用催化剂能改变反应速率，但反应热没变。小结：影响化学反应速率的因素实验探究催化剂对化学反应速率的影响（1）催化剂只能改变化学反应速率，不能改变反应方向，也不能改变反应热的大小。（2）同一催化剂能同等程度地改变化学反应的正、逆反应速率。

应用：下列关于催化剂的说法，正确的是A．催化剂能使不起反应的物质发生反应B．催化剂在化学反应前后，化学性质和质量

都不变C．催化剂能改变化学反应速率D．任何化学反应，都需要催化剂

应用：1.增大反应物的浓度使反应速率加快的主要原因（

）2.对于气体参与体系增大压强使反应速率加快的主要

原因是（

）3.升高温度使反应速率加快的主要原因是（

）4.使用催化剂使反应速率加快的主要原因是（

）A.活化分子百分数不变，但提高单位体积内活化分子的总数B.增大分子的运动速率而使有效碰撞增加C.升高反应物分子的能量，使活化分子的百分数增加D.降低反应所需的能量，使活化分子百分数增加C

D练习：下列条件的变化，是因为降低反应所需的能量而增加单位体积内的反应物活化分子百分数致使反应速率加快的是（

）

A、增大浓度

B、增大压强C、升高温度

D、使用催化剂D小结：影