化学反应速率++-2025-2026学年高二上学期化学人教版选择性必修1

2.1化学反应速率化学反应速率[创设情境]火药爆炸可以在瞬间完成溶洞的形成需要百年甚至千年如何定量表示化学反应的快慢？思考：我们如何描述一个化学反应的快慢？一、化学反应速率[自主探究]1.表示：当反应体积恒定，通常用单位时间内反应物浓度的减少或生成物浓度的增加来表示3.常用单位：2.计算公式：

mol/(L·min)或

mol·L-1·min-1

mol/(L·s)或mol·L-1·s-1任何化学反应的快慢都表现为有关物质的量随着时间变化的多少。如何换算？

1mol·L-1·s-1=60mol·L-1·min-1

对于一个化学反应，可用任一物质的物质的量浓度随时间的变化来表示该化学反应的速率。对于反应：CaCO3(s)+2HCl(aq)=CaCl2(aq)+H2O(l)+CO2(g)，可以用哪些物质的浓度变化来表示化学反应速率？不能选用物质的原因是什么？【注意】：固体和纯液体其密度和摩尔质量固定，浓度是定值，无法表示速率。【任务一】——化学反应速率的计算纯液体表示速率可用L/s或L/min，纯固体表示速率可用g/s或g/min【例1】在密闭容器中发生反应：N2(g)+3H2(g)2NH3(g)，反应开始时N2浓度为0.8mol·L-1，5min后N2浓度变为0.7mol·L-1。(1)求5min内分别用N2、H2、NH3的浓度变化表示反应的速率？(2)上一步计算出的反应速率是平均速率还是瞬时速率？(3)分别用N2、H2、NH3表示的平均反应速率之比是？【注意】1.同一反应，用不同物质表示速率数值可能不同，但意义相同。2.同一反应中，不同物质(除固体或纯液体）表示的化学反应速率之比=各物质化学计量数之比。【例2】已知反应X(s)＋3Y(g)Z(g)ΔH＝-akJ·mol-1，一定条件下，将2molX和2molY通入2L的恒容密闭容器中，反应10s，测得生成0.5molZ。下列说法正确的是(

)A．10s内，v(X)=0.025mol·L-1·s-1B．第10s时，Y的反应速率为0.075mol·L-1·s-1C．第10s时，X为1.5mol，Y的浓度为

0.25mol·L-1D．10s内，X和

Y反应放出的热量为akJC【例3】在容积不变的密闭容器中，A与B反应生成C，其化学反应速率分别用v（A）、v（B）、v（C）表示。已知3v（A）=2v（B），2v（B）=3v（C），则此反应可表示为（

）。A.2A+3B=2CB.A+3B=2CC.3A+B=2CD.A+B=CA【解题思路】做除法，找比例【例4】反应A(g)＋3B(g)=2C(g)＋2D(g)，在四种不同情况下的反应速率分别为：①v(A)＝0.45mol·L－1·s－1

；②v(B)＝0.03mol·L－1·min－1；③v(C)＝0.4mol·L－1·s－1；

④v(D)＝0.01mol·L－1·min－1，该反应在四种不同情况下进行的快慢顺序为(

)A．①>③>②>④B．②>④>①>③C．②>①>④>③D．①>④>②>③A【思考】如何比较化学反应速率快慢？同一反应、同一物质、同一单位【例5】某温度时，在容积为2L的密闭容器中，X、Y、Z三种气态物质的物质的量随时间变化的曲线如图所示。分析图中数据，回答下列问题：

(1)该反应的化学方程式

为

。(2)反应开始至2min末，X的

反应速率为___________________。

(3)Z的转化率为

。Y+2Z3X0.1mol·L-1·min-120%反应物的转化率=×100%起始量转化量

为了保证司乘人员的安全，安全气囊必须能在0.03秒迅速弹开。为了满足这一条件，通常使用的是2NaN3=2Na+8N2，此反应能够在极短的时间内产生大量的N2使气囊弹开。NaN3的反应速率需要经过精确的测量才能够应用到实际中。这正是我们研究化学反应速率的价值所在。【任务二】——化学反应速率的测定反应：Zn＋H2SO4＝ZnSO4＋H2↑△H<0有多少种方法测这个反应的速率？仪器和试剂、装置任选。1.等温等压条件下，单位时间内收集氢气的体积。2.收集相同体积氢气所需要的时间。3.用pH传感器测相同时间内溶液中pH

变化，即△c(H＋)。4.用传感器测△c(Zn2＋)变化。5.相同时间内恒容容器中压强变化。6.相同时间内绝热容器中温度变化。v＝ΔcΔt任意与物质浓度有关的可观测量都可以加以利用。如颜色深浅、光的吸收、导电能力等。化学反应速率化学反应速率v化学反应速率的测定“三段式”计算单位时间内，反应物浓度的减少量或生成物浓度的增加量。测量一定时间内找出各物质的起始量、转化量、某时刻量；根据已知条件列方程计算释放出气体的体积气体的压强变化颜色的深浅光的吸收导电能力[小结]2.1化学反应速率化学反应速率的影响因素影响化学反应速率的因素有哪些？不同金属与同浓度的稀盐酸反应碳酸钙与不同浓度的稀盐酸反应冰箱储存食物酵母加速发酵反应物本身性质浓度温度催化剂内因：反应物本身的性质外因温度浓度催化剂接触面积压强（决定因素）反应物浓度越大气体反应的压强越大使用催化剂温度越高反应物接触面积越大化学反应速率越大不好调控可以调控定性研究定性观察对照实验颜色变化快慢、产生气泡快慢、产生浑浊快慢、固体量减少快慢、温度变化等对比实验现象变量控制控制单一变量变量控制法：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。浓度，温度，催化剂等因素如何影响化学反应速率？如何测定化学反应速率？根据P26设计实验。

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【实验用品】【实验原理】Na2S2O3＋H2SO4＝________________________+6+2＋SO2↑

＋S↓＋Na2SO4H2O氧化剂还原剂酸化剂(成盐)2H2O2=2H2O＋O2↑催化剂浑浊的快慢产生气泡的快慢不易看气体，

SO2易溶于水（1:40）181、浓度对化学反应速率的影响Na2S2O3＋H2SO4=Na2SO4＋SO2↑＋S↓＋H2O【实验原理】影响因素实验步骤实验现象结论浓度

2mL

0.1mol/LH2SO4①2mL0.1mol/LNa2S2O3溶液②2mL

0.05mol/LNa2S2O3溶液较快较慢均变浑浊其他条件相同时，反应物浓度增大，反应速率加快【注意事项】b、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。c、若浓度变化改变了其性质，要具体分析（如铁与硫酸反应）。a、此规律只适用于气体或溶液的反应。（除纯固体或液体）已知：Na2S2O3＋H2SO4=Na2SO4＋SO2↑＋S↓＋H2O相同温度下，将选项中4种盐酸分别加入4个盛有1mL0.2mol/L的Na2S2O3溶液的试管中（同时加入若干量的水得到5mL混合溶液），则观察到明显浑浊现象所需要的时间最短的是(

)A、2mL，0.3mol/L B、2mL，0.2mol/LC、1mL，0.5mol/L D、3mL，0.1mol/LA

2、温度对化学反应速率的影响影响因素实验步骤实验现象比较结论温度2mL0.1mol/LNa2S2O3溶液+2mL

0.1mol/LH2SO4溶液①将试管放入冷水中

②将试管放入热水中较快较慢均变浑浊其他条件相同时，温度升高，化学反应速率加快冷水热水【注意事项】a、温度对影响适用于任何反应（包括可逆反应），无论吸热反应、还是放热反应，升高温度，速率都加快。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。3、催化剂对化学反应速率的影响【注意事项】b、催化剂具有一定的选择性。a、反应若是可逆反应，使用催化剂同等程度的增大正逆反应速率，从而改变反应到达平衡所需时间。其他条件相同时，加入催化剂，化学反应速率加快定量研究影响化学反应速率的因素表征反应速率的快慢：①

测量收集10mLH2所用的时间，

②

测量一定时间内H+的浓度变化；③

测量一定时间内产生的H2的体积；④

测量一定时间内锌粒的质量变化。问题2：如何检查装置气密性？关闭分液漏斗活塞，将注射器活塞向外拉，放开后，若回到原位，说明气密性良好问题1：可以选用长颈漏斗吗？如何计算反应速率？已知该条件下的Vm=25L/molZn+H2SO4

ZnSO4+H2↑n(H2SO4)n(H2)n(H2SO4)=n(H2)=

1)恒温时，压缩体积增大压强PV=nRTP=cRT

向下压缩活塞：

不变减小↓P增大↑活塞式容器4.压强对化学反应速率的影响①充入气体反应物H2或

I2：2)恒温恒容时，充入气体增大压强②

充入非反应气体He：PV=nRTP＆n成正比

充入反应物恒容容器充入He对于有气体参加的反应：当压强使反应物的浓度增加，才会加快化学反应速率3)恒温恒压时，充入惰性气体增大压强PV=nRT充入He活塞式容器充入非反应气体He：

1、内因——反应物本身的性质（很难改变）2、外因——浓度、温度、催化剂、反应物的接触面积等⑤

其他C（浓度）增大，ν

增大；压强

ν

增大；催化剂，T（温度）升高，一般加快（正催化剂加快、负催化剂减慢反应速率）有气体参加的反应：增大压强（反应物浓度增加），ν增大增大反应物的表面积（即粉碎），ν增大改变固体或纯液体的量，不影响ν形成原电池，通常能加快

ν

2.1化学反应速率活化能基元反应2HI=H2+I2实际上是经过下列两步反应完成的：①2HI→H2+2I·②2I·→I2自由基：带有单电子的原子或原子团。(每一步反应)反应历程(反应机理）基元反应发生的先决条件：反应物的分子必须发生碰撞。碰撞理论1.有效碰撞：能够发生化学反应的碰撞HIHI能量普通分子活化分子(1)活化分子活化分子：能量足够大，能发生有效碰撞的分子

活化能：活化分子与普通分子的平均能量之差。能量不足(碰撞无法发生反应)HIHIHIHI取向不对(碰撞无法发生反应)HIHIHIHI取向正确(发生反应)H2I2HIHIHI分解反应中分子碰撞示意图(2)正确取向力道不足(进不去球)取向不对(进不去球)力道、取向恰好(进球)发生有效碰撞的条件:(1)发生碰撞的分子必须有足够的能量；(2)分子发生碰撞时必须有合适的取向。③有效碰撞的次数与单位体积内反应物中活化分子的数目有关。2.化学反应历程普通分子发生反应吸收能量(活化能)活化分子有效碰撞合适取向注意：①

能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)3.用简单碰撞理论解释浓度对化学反应速率的影响单位体积内反应物分子总数×反应物中活化分子的百分数＝单位体积内活化分子数有效碰撞次数浓度增大一倍活化分子反应速率此规律只适用于气体的反应。对于纯固体或液体的反应物，一般情况下其浓度是常数，改变用量不会改变速率。4.用简单碰撞理论解释温度对化学反应速率的影响升高温度单位体积内反应物分子总数×反应物中活化分子的百分数＝单位体积内活化分子数有效碰撞次数反应速率5.用简单碰撞理论解释压强对化学反应速率的影响体积缩小单位体积内反应物分子总数×反应物中活化分子的百分数＝单位体积内活化分子数有效碰撞次数反应速率注意：压强影响，只适用于讨论有气体参加的反应；2.“恒容”或“恒压”充入惰性气体的影响，分析浓度是否变化。压强增大活化分子恒容时充入非反应气体（1）恒容充入惰性气体在其它条件不变时，恒容条件下，充入无关气体，压强增大，但各物质浓度不变，反应速率不变；在其它条件不变时，恒压条件下，充入无关气体，体积增大，各物质浓度减小，反应速率减慢；活化分子恒压时充入非反应气体（2）恒压充入惰性气体6.用简单碰撞理论解释催化剂对化学反应速率的影响单位体积内反应物分子总数×反应物中活化分子的百分数＝单位体积