高一化学（人教版）教学课件 必修二 第六章 第二节 第1课时 化学反应的速率

第二节化学反应的速率与限度学习目标1.体会从限度和快慢两个方面去认识和调控化学反应的重要性。2.了解可逆反应的含义,知道可逆反应在一定条件下能达到化学平衡。3.知道化学反应平均速率的表示方法,通过实验探究影响化学反应速率的因素。4.认识化学变化是有条件的,学习运用变量控制方法研究化学反应,了解控制反应条件在生产和科学研究中的作用。重点难点重点1.化学反应速率的概念及其影响因素。2.化学反应的限度。难点1.化学反应的限度。2.化学平衡状态的判定。第1课时化学反应的速率目录新知探究(一)——化学反应速率及其表示方法新知探究(二)——影响化学反应速率的因素课时跟踪检测命题热点(一)——用“变量控制”思想分析化学反应

速率的影响因素命题热点(二)——“三段式”突破化学反应速率的

有关计算新知探究(一)化学反应速率及其表示方法

快慢浓度的减小浓度的增大2.实例分析(1)某反应物浓度在5min内由6mol·L-1变为2mol·L-1,则5min内的平均反应速率为0.8mol·L-1·min-1。(2)已知合成氨反应N2(g)+3H2(g)2NH3(g),其浓度数据如下:物质N2H2NH3起始浓度/(mol·L-1)1.03.002s末浓度/(mol·L-1)0.61.80.8v(N2)=

mol·L-1·s-1,v(H2)=

mol·L-1·s-1,v(NH3)=

mol·L-1·s-1,v(N2)∶v(H2)∶v(NH3)=

。0.20.60.41∶3∶2[微点拨]

①在同一化学反应里,用不同的物质表示的反应速率可能不同,但意义相同,故描述反应速率时必须指明具体的物质。②固体或纯液体的浓度记为常数,Δc=0,因此一般不用固体或纯液体表示化学反应速率。③化学反应速率是一段时间内的平均反应速率,而不是某一时刻的瞬时速率。④用不同反应物或生成物表示化学反应速率时:化学反应速率之比=化学计量数之比。1.正误判断(正确的打“√”,错误的打“×”)。(1)对于任何化学反应来说,反应速率越大,反应现象就越明显。()(2)对有固体参加的化学反应,可用单位时间固体浓度的改变量表示化学反应速率。()(3)化学反应速率的单位通常为mol·s-1或mol·min-1。()

[题点多维训练]×××(4)反应速率是指某反应在某时刻的瞬时速率。

()(5)化学反应速率为0.8mol·L-1·s-1是指1s时某物质的浓度为0.8mol·L-1。()××2.(2024·福州四中月考)反应2SO2(g)+O2(g)2SO3(g)经一段时间后,SO3的浓度增加0.4mol·L-1,在这段时间内用O2表示的反应速率为0.04mol·L-1·s-1,则这段时间为(

)A.0.1s

B.2.5s

C.10s

D.5s√

3.对于反应3A(g)+B(g)4C(g)+2D(g),测得4种条件下的反应速率分别为①v(A)=0.9mol·L-1·s-1、②v(B)=24mol·L-1·min-1、③v(C)=1.6mol·L-1·s-1、④v(D)=1.8mol·L-1·min-1。则上述4种条件下的反应速率大小关系正确的是(

)A.②>④>③>①

B.②>①>④>③C.②=③>①>④ D.②=③>④=①√

√

|思维建模|化学反应速率大小的比较方法先看单位看单位是否统一,若不统一,换算成相同的单位再选方法归一法换算成同一物质表示的速率,再比较数值的大小比值法新知探究(二)影响化学反应速率的因素导学设计

探究外界因素对化学反应速率的影响1.反应温度的影响实验操作实验现象______________________________________实验结论______________________冷水中气泡产生较慢,热水中气泡产生较快温度越高反应速率越大2.反应物浓度的影响实验操作实验现象_______________________________实验结论_____________________________加1mL水的试管中产生气泡较慢反应物浓度越大,反应速率越大3.催化剂的影响实验操作实验现象无明显现象能产生大量气泡能产生大量气泡实验结论MnO2、FeCl3可以使H2O2分解的速率_____加快(1)在一密闭容器中充入1molH2和1molI2,压强为p(Pa),并在一定温度下使其发生反应:H2(g)+I2(g)2HI(g)。该密闭容器有一个可移动的活塞(如图所示)。向下压缩活塞,容器内气体压强如何变化?气体浓度如何变化?反应速率如何变化?提示:向下压缩活塞,气体压强增大,浓度增大,化学反应速率加快。(2)合成氨的反应中,保持容器的容积不变,向其中充入氦气(He),反应速率如何变化?如果保持容器内气体压强不变,向其中充入氦气(He),反应速率如何变化?提示:保持容器的容积不变,充入氦气,尽管压强增大,但反应物浓度不变,反应速率不变;保持容器内气体压强不变,充入氦气,尽管压强不变,但容器的体积增大,反应物浓度减小,反应速率减小。1.内因——决定因素决定化学反应速率的主要原因是反应物本身的性质。例如:Mg、Zn分别与等浓度的盐酸反应时,Mg发生的反应更剧烈,反应更快。

[系统融通知能]2.外因(其他条件不变时)浓度反应物的浓度越大,反应速率越大压强对于有气体参加的反应,压强越大,反应速率越大温度反应的温度越高,反应速率越大催化剂加入催化剂能够显著地增大反应速率其他如反应物颗粒越小,接触面积越大,反应速率越大[微思考]请从化学反应快慢的角度解释人们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,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。3.压强对反应速率影响的原因对于有气体物质参加的反应,改变反应体系的压强,对化学反应速率的影响常有以下几种情况:恒温时增大压强

体积减小

浓度增大

化学反应速率增大恒温、恒容时充入气体反应物

总压强增大

浓度增大

化学反应速率增大充入惰性气体

总压强增大,但各反应物的浓度不发生变化,所以化学反应速率不变恒温、恒压时充入惰性气体

容器容积增大

浓度减小

化学反应速率减小续表√1.下列有关化学反应速率的说法正确的是(

)A.用铁片和稀硫酸反应制取氢气时,改用98%的浓硫酸可以加快产生氢气的速率B.汽车尾气中的NO和CO可以缓慢反应生成N2和CO2,减小压强反应速率减慢C.SO2的催化氧化是一个放热的反应,所以升高温度,反应的速率减慢D.100mL2mol·L-1的盐酸跟锌片反应,加入适量的氯化钠溶液,反应速率不变

[题点多维训练]解析:常温下浓硫酸与铁反应发生钝化,如加热,则生成二氧化硫气体,不能增大生成氢气的速率,故A错误;压强越低反应速率越慢,所以减小压强反应速率减慢,故B正确;升高温度,反应速率增大,故C错误;加入氯化钠,氯化钠不参与反应,但溶液体积增大,浓度减小,速率减小,故D错误。2.为了探究温度对化学反应速率的影响,下列实验方案可行的是(

)√解析:没有对比实验,A错误;催化剂不同,温度不同,无法比较,B错误;前者没有催化剂,后者有催化剂,无法比较,C错误;只有温度不同,其他条件都相同,该方案可行,D正确。3.容积可变的密闭容器中加入WO3和H2进行反应:WO3(s)+3H2(g)W(s)+3H2O(g),下列说法正确的是(

)A.将容器的体积缩小一半,其反应速率增大B.保持容积不变,充入氩气,其反应速率增大C.保持压强不变,充入氖气,H2O(g)的生成速率增大D.增加WO3的量,反应速率增大√解析:保持容积不变,充入氩气,参加反应气体的浓度不变,则其反应速率不变,B错误;保持压强不变,充入氖气,则容器容积增大,参加反应气体的浓度减小,H2O(g)的生成速率减小,C错误;WO3为固体,增加固体的量不改变反应速率,D错误。4.在下列事实中,各是什么因素影响了化学反应速率?(1)集气瓶中有H2和Cl2的混合气体,在瓶外点燃镁条时发生爆炸:

。

(2)黄铁矿煅烧时要粉碎成细小的矿粒:

。

(3)熔化的KClO3放出气泡很慢,加入少量MnO2后很快产生气体:

。

光照固体表面积催化剂(4)同浓度、同体积的盐酸中放入同样大小的锌粒和镁块,产生气体的速率有快有慢:

。

反应物本身的性质(5)同样大小的石灰石分别在0.1mol·L-1的盐酸和1mol·L-1的盐酸中反应,反应速率不同:

。

(6)夏天食品容易变质,冬天就不易发生该现象:

。

浓度温度命题热点(一)用“变量控制”思想分析化学反应速率的影响因素

变量控制法探究影响化学反应速率的因素变量控制法探究影响化学反应速率因素的一般原则是“定多变一”,即要保持其他变量不变,改变其中一个变量的值进行实验,测定数据,通过系列实验,找出变量对反应速率的影响。其探究流程为变量内容影响化学反应速率的外界因素主要有:浓度、温度、压强、催化剂、固体物质的表面积确定变量依据实验目的,搞清某个外界因素对化学反应速率的影响,均需控制其他因素不变时再进行实验,从而理清影响实验探究结果的因素,确定出变量和定量定多变一探究时,先确定只变化一种因素,其他因素不变,看这种因素和探究的问题存在怎样的关系;这样确定一种以后,再确定另一种,从而得出相应的实验结论数据有效解答时要注意选择数据(或设置实验)要有效,且变量要统一,否则无法作出正确判断续表1.(2024·北京海淀区高一期中)已知反应:Na2S2O3+H2SO4===S↓+SO2↑+H2O+Na2SO4,下列条件下反应速率最快的是(

)

[题点多维训练]选项温度Na2S2O3溶液的体积和浓度硫酸的体积和浓度A25℃10mL、0.2mol·L-110mL、0.2mol·L-1B25℃20mL、0.1mol·L-120mL、0.1mol·L-1C50℃50mL、0.1mol·L-150mL、0.1mol·L-1D50℃10mL、0.5mol·L-110mL、0.5mol·L-1√解析:温度越高、反应物浓度越大反应速率越快,且温度对速率的影响大于浓度对速率的影响,因此C、D的速率大于A、B;C中混合后Na2S2O3和硫酸的浓度均为0.05

mol·L-1,D中混合后Na2S2O3和硫酸的浓度均为0.25

mol·L-1,D的浓度较大,故D的反应速率最快,故D正确。2.已知2KMnO4+5H2C2O4+3H2SO4===K2SO4+2MnSO4+8H2O+10CO2↑,乙同学通过室温下溶液颜色褪至无色所需时间,研究外界条件对化学反应速率的影响。实验编号室温下,试管中所加试剂及其用量/mL室温下溶液颜色褪至无色所需时间/min0.6mol·L-1H2C2O4溶液H2O3mol·L-1稀硫酸0.05mol·L-1KMnO4溶液13.02.02.03.01.522.03.02.0V12.731.0V22.03.03.9[实验内容及记录]请回答:(1)表中V1=

,V2=

。

解析:由实验1可知溶液总体积为(3.0+2.0+2.0+3.0)mL=10.0

mL,则实验

2、3中溶液总体积为10.0

mL,所以表中V1=10.0-7.0=3.0,V2=10.0-6.0=4.0。3.04.0

1.0×10-2mol·L-1·min-1(3)在开始一段时间内,反应速率较小,溶液褪色不明显;但不久突然褪色,反应速率明显增大。针对上述现象,某同学认为该反应放热,导致溶液温度上升,反应速率增大。从影响化学反应速率的因素看,你猜想还可能是

的影响。

解析:该反应在溶液中进行,所以温度升高、浓度变大、加入催化剂会使反应速率加快,反应过程中反应物的浓度是不断减小的,所以一定不是浓度的影响,题目给的猜想是温度的影响,所以也可能是催化剂的影响,开始时反应速率小,不久后加快,说明催化剂是反应过程中生成的,所以速率加快的原因可能是生成的Mn2+起催化作用。Mn2+的催化作用(4)若用实验证明你的猜想,除酸性高锰酸钾溶液、草酸溶液外,可以在反应一开始时加入

(填字母)。

A.硫酸钾 B.硫酸锰C.氯化锰 D.水解析:因为猜想是生成的Mn2+的催化作用使反应速率加快,且不能再引入新的离子,所以可以在反应一开始时加入硫酸锰来验证,B项符合题意。B命题热点(二)“三段式”突破化学反应速率的有关计算

[典例]

1L恒容密闭容器中,充入0.4molA气体和0.2molB气体,发生如下反应:2A(g)+B(g)nC(g)+D(g),2min末容器中D的物质的量为0.1mol,若测得前2min以C浓度变化来表示的平均反应速率为0.05mol·L-1·min-1。下列说法错误的是(

)A.n=2B.2min内v(A)=0.1mol·L-1·min-1C.2min末c(B)为0.1mol·L-1D.2min末D的物质的量分数为20%√[解析]

结合题中信息可知,2

min内生成n(C)=0.05

mol·L-1·min-1×1

L×2

min=0.1

mol,可结合三段式法计算:

2A(g)+B(g)

nC(g)+D(g)起始/mol

0.4

0.2

0

0反应/mol0.20.10.10.12

min末/mol0.20.10.10.1

1.在2L的密闭容器中,发生反应3A(g)+B(g)2C(g),若最初加入的A和B的物质的量都是4mol,测得10s内A的平均反应速率v(A)=0.12mol·L-1·s-1,则反应进行到10s时容器中B的物质的量是(

)A.1.6mol

B.2.8mol

C.3.2mol

D.3.6mol

[题点多维训练]√解析:10

s内Δn(A)=0.12

mol·L-1·s-1×2

L×10

s=2.4

mol。

3A(g)+B(g)2C(g)n(始)/mol

4

4

0Δn/mol2.4

0.8

1.6

n(10

s)/mol1.6

3.2

1.6C正确。

0.0345mol·L-1·min-123%

0.6

0.05mol·L-1·s-1

(3)将10molA和5molB放入容积为10L的密闭容器中,某温度下发生反应:3A(g)+B(g)2C(g),在最初2s内,消耗A的平均速率为0.06mol·L-1·s-1,则在2s时,容器中有

molA,此时C的物质的量浓度为

。

则2

s时,n(A)=0.88

mol·L-1×10

L=8.8

mol,c(C)=0.08

mol·L-1。解析:8.80.08mol·L-1课时跟踪检测(选择题第1~10小题,每小题3分,第13小题5分,本检测满分70分)14123456789101113√121.化学与生产、生活密切相关。下列事实与化学反应速率无关的是(

)A.食品抽真空包装B.在铁制品表面刷油漆C.工业矿石冶炼前先将矿石粉碎D.向门窗合页里注油解析:向门窗合页里注油,增加润滑度,与反应速率无关。√12456789101112131432.(2024·韶关高一期末)下列有关化学反应速率的叙述正确的是(

)A.可逆反应速率表示的是瞬时速率B.化学反应速率可以用一定时间内反应物浓度的变化来表示C.用不同物质表示同一反应的化学反应速率时,速率数值可能相同D.化学反应速率可以是正值,也可以是负值解析:化学反应速率是一个时间段内的平均速率,化学反应速率都是正值。√12456789101112131433.(2024·宁波海曙区高一期中)在带有活塞的密闭容器中发生如下反应:Fe2O3(s)+3H2(g)2Fe(s)+3H2O(g),采取下列措施不能改变反应速率的是(

)A.将容器的体积减小一半B.保持容器容积不变,增加H2通入量C.保持容器内压强不变,充入N2D.增加Fe的量1245678910111213143解析:将容器的体积减小一半,氢气的浓度增大一倍,单位体积内活化分子个数增大,化学反应速率加快,故A错误;保持容器容积不变,增加H2通入量,氢气的浓度增大,单位体积内活化分子个数增大,化学反应速率加快,故B错误;保持容器内压强不变,充入N2,容器体积增大,氢气的浓度减小,单位体积内活化分子个数减小,化学反应速率减慢,故C错误;Fe是固体,不影响反应速率,故D正确。√12456789101112131434.已知反应3A(g)+B(g)2C(g)+2D(g),在不同条件下用不同物质表示的反应速率分别为①v(A)=0.6mol·L-1·min-1;②v(B)=0.45mol·L-1·min-1;③v(C)=0.015mol·L-1·min-1;④v(D)=0.45mol·L-1·min-1。其中反应进行最快的是(

)A.①

B.②

C.③

D.④1245678910111213143

√12456789101112131435.(2024·镇江高一质检)一定温度下,浓度均为1mol·L-1的A2和B2两种气体在密闭容器中发生可逆反应生成气体C,一段时间后,测得c(A2)=0.58mol·L-1、c(B2)=0.16mol·L-1、c(C)=0.84mol·L-1,则该反应的化学方程式为(

)A.2A2+B22A2B

B.A2+B2

2ABC.A2+B2

A2B2 D.A2+2B2

2AB21245678910111213143解析:由题意得,Δc(A2)=0.42

mol·L-1、Δc(B2)=0.84

mol·L-1、Δc(C)=0.84

mol·L-1,故A2、B2、C的化学计量数之比为0.42∶0.84∶0.84=1∶2∶2,该反应可表示为A2+2B2

2C,根据原子守恒可知,C为AB2,即该反应的化学方程式为A2+2B22AB2,D项正确。√12456789101112131436.CaCO3与1L1mol·L-1的盐酸反应(放热反应)生成CO2的量与反应时间的关系如图所示,下列结论错误的是(

)A.反应开始2min内平均反应速率最大B.反应速率先增大后减小C.2~4min内温度对反应速率的影响较大D.4min后反应物浓度是影响反应速率的主要因素1245678910111213143解析:图中的曲线表明,在第一个2

min内产生了0.1

mol

CO2,第二个2

min内产生了0.2

mol

CO2,第三个2

min内产生了0.05

mol

CO2,第二个2

min内的平均反应速率比第一个2

min内的大,A项错误。√12456789101211131437.下列说法正确的是(

)A.在反应N2(g)+3H2(g)2NH3(g)中,温度和容器容积一定时,增加氮气的量,将加快化学反应速率B.在CaCO3与稀盐酸的反应中,加入NaCl溶液,不会改变化学反应速率C.在K2SO4溶液与BaCl2溶液的反应中,加入KCl固体,将加快化学反应速率D.Zn与稀硫酸反应制取H2,若改用98%的浓硫酸,将加快H2的生成速率1245678910121113143

12456789101112131438.(2024·酒泉高一期中)一定温度下,10mL0.8mol·L-1H2O2溶液发生催化分解。不同时刻测得生成的O2的体积(已折算为标准状况下)如表。t/min0246810V(O2)/mL0.09.917.222.426.529.91245678910111213143下列叙述正确的是(溶液体积变化忽略不计)(

)A.反应到6min时,c(H2O2)=0.2mol·L-1B.第4min时的瞬时速率小于第6min时的瞬时速率C.反应至6min时,H2O2分解率为50%D.0~6min的平均反应速率:v(H2O2)≈3.3×10-2mol·L-1·min-1√1245678910111213143

1245678910111213143

12456789101112131439.等质量的铁与过量的盐酸在不同的实验条件下进行反应,测得在不同时间(t)内产生气体体积(V)的数据如图所示,根据图示分析实验条件,下列说法一定不正确的是(

)组别对应曲线c(HCl)/(mol·L-1)反应温度/℃铁的状态1a

30粉末状2b

30粉末状3c2.5

块状4d2.530块状1245678910111213143A.第4组实验的反应速率最慢B.第1组实验中盐酸的浓度大于2.5mol·L-1C.第2组实验中盐酸的浓度等于2.5mol·L-1D.第3组实验的反应温度低于30℃√1245678910111213143解析:由图像可知,1、2、3、4四组实验产生的氢气一样多,只是反应速率有快慢之分。第4组实验反应所用时间最长,故反应速率最慢,A正确;第1组实验反应所用时间最短,故反应速率最快,根据变量控制法知盐酸浓度应大于2.5

mol·L-1,B正确;第2组实验,铁是粉末状,与3、4组块状铁相区别,根据变量控制法知盐酸的浓度应等于2.5

mol·L-1,C正确;由3、4组实验并结合图像知第3组实验中反应温度应高于30

℃,D错误。124567891011121314310.臭氧是理想的烟气脱硝试剂,其脱硝反应为2NO2(g)+O3(g)N2O5(g)+O2(g),若该反应在恒容密闭容器中进行,反应过程中测得O2(g)的浓度随时间t的变化曲线如图所示。下列叙述正确的是(

)A.b点的反应速率比c点慢B.若向容器内充入一定体积的O3,反应速率减慢C.0~8min内NO2的平均反应速率是0.4mol·L-1·min-1D.若向容器内充入一定体积的NO,反应速率不变√1245678910111213143解析:由题图可知,b点的反应速率比c点快,A项错误;若向容器内充入一定体积的O3,则臭氧的浓度增大,反应速率加快,B项错误;根据反应速率之比等于化学计量数之比可知,NO2的平均反应速率为O2的2倍,故0~8

min内,NO2的平均反应速率v(NO2)=2×(1.6

mol·L-1÷8

min)=0.4

mol·L-1·min-1,C项正确;若向容器内充入一定体积的NO,一氧化氮和氧气反应生成二氧化氮,导致二氧化氮的浓度增大,反应速率加快,D项错误。124567891011121314311.(15分)某温度时,在2L的密闭容器中,X、Y、Z(均为气体)三种物质的物质的量随时间的变化曲线如图所示。(1)由图中所给数据进行分析,该反应的化学方程式为

。3X+Y2Z1245678910111213143解析:X、Y的起始物质的量均为1.0

mol,随着时间的变化,物质的量在减小,为反应物,Z的起始物质的量为0,为生成物,2分钟后,X、Y、Z的物质的量不再发生变化且均不为0,说明该反应为可逆反应,X、Y、Z变化的物质的量分别为0.3

mol、0.1

mol、0.2

mol,变化的物质的量之比等于化学计量数之比,则反应的化学方程式为3X+Y2Z。1245678910111213143

0.05mol·L-1·min-11245678910111213143(3)2min时容器内混合气体的总压强与起始时相比

(填“增大”“减小”或“不变”);混合气体密度与起始时相比

(填“增大”“减小”或“不变”)。

解析:由题图中数据可知,2

min时气体的总物质的量为0.7

mol+0.9

mol+0.2

mol=1.8

mol,在相同情况下,气体的压强之比等于物质的量之比,故2

min时,容器内混合气体的总压强比起始时小;从开始到2

min时,气体的总质量不变,容器体积不变,所以密度始终不变。减小不变1245678910111213143(4)下列措施能加快反应速率的是

。

A.恒压时充入He

B.恒容时充入HeC.恒容时充入X D.及时分离出ZE.升高温度 F.选择高效的催化剂CEF1245678910111213143解析:恒压时充入He,体系分压减小,反应速率减小,A错误;恒容时充入He,不影响X、Y、Z的浓度,反应速率不变,B错误;恒容时充入X,X的浓度增大,反应速率加快,C正确;及时分离出Z,反应速率不会加快,D错误;升高温度,化学反应速率加快,E正确;选择高效的催化剂,反应速率加快,F正确。