《化学反应速率(第一课时)》课件

《化学反应速率（第一课时）》问题为什么要研究化学反应速率工业制氨钢铁生锈食物腐败加快有利的化学反应减慢有害的化学反应尾气处理表示方法：单位时间内反应物浓度的减少或生成物浓度的增加计算公式：υ

＝公式含义：某一时间段内化学反应的平均速率单位：mol·L－1·s－1或mol/(L·s)等ΔcΔt任务一

如何表示化学反应的快慢？mA＋nBpC＋qD分别用一种物质的浓度随时间变化来表示化学反应速率：υ(A)＝-Δc(A)Δt注意：用浓度变化表示化学反应速率适用于气体和溶液中的溶质，不适用于固体和纯液体。υ(B)＝-Δc(B)Δtυ(C)＝Δc(C)Δt

υ(D)＝Δc(D)Δt

υ(A)︰υ(B)︰υ(C)︰υ(D)＝m︰n︰p︰q同一化学反应:mA＋nB

pC＋qDυ(A)＝-Δc(A)Δtυ(A)＝-Δn(A)/VΔt

υ(A)︰υ(D)＝m︰qυ(D)＝Δc(D)Δtυ(D)＝Δn(D)/VΔt

例：在密闭容器中合成氨的反应N2+3H22NH3开始时，N2的浓度为4mol/L，H2的浓度为12mol/L，5min后N2的浓度为3mol/L。用N2浓度变化表示该化学反应速率。催化剂高温、高压υ(N2)＝-Δc(N2)Δt＝--1mol/L5min

＝0.2mol/(L·min)Δc(N2)＝3mol/L－4mol/L＝-1mol/Lυ(H2)＝0.6mol/(L·min)υ(NH3)＝0.4mol/(L·min)31＝υ(H2)υ(N2)已知：υ(N2)＝

0.2mol/(L·min)υ(H2)＝3×υ(N2)υ(NH3)

＝2×υ(N2)21＝υ(NH3)υ(N2)N2＋3H22NH3催化剂高温、高压

υ(A)︰υ(B)︰υ(C)︰υ(D)＝m︰n︰p︰q同一化学反应mA＋nB

pC＋qD

υ(A)mυ(B)n

υ(C)p

υ(D)q＝＝＝也可表达为

mn

υ(A)

υ(B)

＝

υ(B)n

υ(A)

m

＝如何比较化学反应速率的大小？（1）换算成同一单位表示（2）比较化学反应速率与化学计量数的比值不同条件下：mA＋nB

pC＋qD

υ(B)n

υ(A)

m

＞若

则

υ(A)＞

υ(B)

例：在密闭容器中,合成氨的反应N2＋3H2

2NH3

开始时，在不同反应条件下测得化学反应速率如下，其中化

学反应速率最小的是（）。

A.υ(N2)＝0.6mol/(L·min)

B.υ(H2)＝1.2mol/(L·min)

C.υ(NH3)＝1.2mol/(L·min)

υ(N2)

1

A.

A＝

C＞

B催化剂高温、高压

υ(H2)

3

B.

υ(NH3)

2

C.

找与化学反应物质的浓度相关的物理量找与该物理量化学变化对应的时间υ＝ΔcΔt实验原理任务二

如何测定化学反应速率？气体离子浓度体积压强颜色电导率pH选择可观测、易操作的变量pH计

测量化学反应速率的常见方法1.量气法2.比色法3.电导法4.激光技术法颜色

想一想浑浊度浊度仪

例：在一定温度下，10mL0.40mol/LH2O2溶液发生催化分解。测定0

～

6min内的化学反应速率。

υ(O2)υ(H2O2)测量

想一想2H2O2

2H2O+O2↑催化剂H2O2溶液MnO2H2O2溶液MnO2t/min0246810V(O2)/mL0.09.917.222.426.529.9

在一定温度下，10mL0.40mol/LH2O2溶液发生催化分解，不同时刻测得生成的O2的体积（已折算为标准状况）如下表（溶液体积变化忽略不计）。求0～6min时段的化学反应速率。υ(O2)?υ(H2O2)?t/min0246810V(O2)/mL0.09.917.222.426.529.9

0～6min：

Δn(O2)＝0.0224L22.4L/mol＝

1.0×10-3molVmΔV(O2)＝1.0×10－3

∆n

/(mol)-2.0×10－32H2O2

2H2O+O2↑催化剂≈3.3×10－2

mol/(L·min)υ(H2O2)＝-

＝-

Δc(H2O2)Δt＝-

0.01L×6min

-2.0×10－3molΔn(H2O2)V·Δt

在一定温度下，10mL0.40mol/LH2O2溶液发生催化分解，（溶液体积变化忽略不计）H2O2表示0～6min时段的化学反应速率。

你有哪些方法比较锌粒和1mol/LH2SO4溶液、4mol/LH2SO4溶液化学反应速率的大小？任务三如何用实验法比较化学反应速率大小？定量测定Zn＋H2SO4ZnSO4＋H2↑c(H+)、c(Zn2+)、V(H2）、m(Zn)设计方案确定变量：

2.控制变量：硫酸的浓度锌粒的质量锌粒的表面积溶液的体积温度压强反应体系反应物反应条件设计方案

确定变量：______________

控制不变的因素：_____________________________________________3.测定数据

硫酸的浓度锌粒的质量锌粒的表面积溶液的体积温度压强a.固定体积，测时间？b.固定时间，测体积？加入试剂反应时间/s化学反应速率/(mL·s-1)结论1mol/LH2SO4其他条件相同，4mol/LH2SO4硫酸溶液比1mol/LH2SO4硫酸溶液化学反应速率大4mol/LH2SO41910.1实验结果10191010.1

选择可观测、易操作的变量明确寻找探究问题

测定某条件下的化学反应速率控制改变关联时间其他因素研究因素

控制相关变量相同测量与反应物浓度相关的物理量基于变量控制法测定化学反应速率的思路定性描述：化学反应特征现象出现的快、慢定量描述：实验测定：控制单一变量，找与浓度相关，可测量、易操作变量υ＝ΔcΔt化学反应速率小结：如何表征化学反应速率任务一化学反应速率的计算[问题探究]1.中学教材中所说的反应速率是瞬时速率还是平均速率?答案

平均速率。2.对于反应CaCO3+2HCl===CaCl2+H2O+CO2↑,能否用CaCO3来表示化学反应速率?答案

不能用固体或纯液体物质来表示化学反应速率。3.同一化学反应,用不同物质表示其反应速率时,数值相同吗?答案

不一定相同;若化学反应计量数相同,则反应速率相同;否则,不相同。4.分别用2g锌粒(假设颗粒大小基本相同)与40mL1mol·L-1和40mL4mol·L-1H2SO4溶液反应,请问你有几种方法分别测定它们反应速率的大小?答案

(1)测定收集一定体积的H2所用的时间。(2)测定一段时间内溶液中c(H+)的变化。(3)测定一段时间内Zn粒质量的变化。[深化拓展]有关化学反应速率的计算(1)计算依据①化学反应速率的定义:。②对于同一个化学反应,用不同物质的物质的量浓度随时间的变化表示的反应速率之比等于相应物质在化学方程式中的化学计量数之比,这是有关化学反应速率的计算或换算的依据。如:对于化学反应aA(g)+bB(g)cC(g)+dD(g),有下列恒等式:v(A)∶v(B)∶v(C)∶v(D)=a∶b∶c∶d。(2)运用“三段式”求解化学反应速率计算题的一般步骤①写出有关反应的化学方程式。②找出各物质的起始量、转化量、某时刻量。③根据已知条件列方程计算。计算中注意以下关系:a.对反应物:c(起始)-c(转化)=c(某时刻)b.对生成物:c(起始)+c(转化)=c(某时刻)c.各物质浓度的转化量之比等于其化学计量数之比[素能应用]典例1在2L的密闭容器中,加入1molH2和3mol的I2,在某温度下发生反应H2(g)+I2(g)2HI(g)。在2s末时,测得容器中含有0.4mol的HI。2s内,用H2、I2、HI表示该反应的反应速率分别是多少?答案

v(H2)=0.05mol·L-1·s-1,v(I2)=0.05mol·L-1·s-1,v(HI)=0.1mol·L-1·s-1。解析

根据题意,利用“三段式”法求解。

H2

+

I2

2HI起始量/mol:

1

3

0变化量/mol:

0.2

0.2

0.42

s末量/mol:

1-0.2

3-0.2

0.4变式训练1在2L的密闭容器中,加入1molN2和3molH2,发生反应N2+3H2

2NH3,在2s末时,测得容器中含有0.4mol的NH3,求该反应在2s内的化学反应速率。答案

v(N2)=0.05mol·L-1·s-1,v(H2)=0.15mol·L-1·s-1,v(NH3)=0.1mol·L-1·s-1。解析

N2+

3H2

2NH3起始量/mol:

1

3

0变化量/mol:

0.2

0.6

0.42

s末量/mol:

1-0.2

3-0.6

0.4任务二比较化学反应速率大小的方法[问题探究]1.已知反应A(g)+2B(g)C(g)中,若知道A的反应速率,能否确定其他物质的反应速率?答案

能。根据反应速率之比等于化学方程式中各物质的计量数之比来求算。2.比较化学反应速率大小时要注意哪些问题?答案

对于同一化学反应的速率,用不同物质表示时数值可能不同,但表示的意义相同。可将不同物质表示的反应速率转化成同一物质进行比较,同时要注意单位要一致。[深化拓展]化学反应速率大小的比较方法(1)用同一物质的反应速率比较反应进行的快慢时,必须要保证在速率单位一致的前提下再比较数值的大小。例如,v(H2)=0.1mol·L-1·s-1与v(H2)=3mol·L-1·min-1不能只看数值大小,应该先将单位统一后,再进行比较。(2)用不同物质的反应速率比较反应快慢时,除要保证单位一致外,还要根据反应速率之比等于化学计量数之比进行换算后再比较。例如,反应aA+bBcC,要比较两种不同情况下的v(A)与v(B)的相对大小,在单位统一的情况下,即比较,则第一种情况下A的反应速率较大。[素能应用]典例2对于反应N2(g)+3H2O(g)2NH3(g)+O2(g),在不同时间段内所测反应速率如下,