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2017_2018学年高中化学第2章化学反应与能量2.3.1化学反应速率课件新人教版必修2

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高中化学审核员

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第三节                                                                化学反应的速率和限度 
第                     1             课时                                                     化学反应的速率 
           1.通过实验探究认识不同的化学反应其速率不同,了解化学反应速率的概
           念及其表达方式。 
目标导航 预习引导  2.知道反应的快慢受浓度、温度、压强、催化剂等条件的影响。 
       
           3.了解控制化学反应速率对人类生产、生活的意义。 

           1.化学反应速率概念的建立。 
           2.影响化学反应速率的外界因素。 
       
    
目标导航  预习引导

1.概念 
           化学反应速率用来衡量化学反应快慢,通常用单位时间内反应物
浓度的减少量或生成物浓度的增加量(均取正值)来表示。 

                                                                                             Δ𝑐
           化学反应速率的数学表达式为                                                               v=         ,常用单位为                         mol·L-1·min-1、
                                                                                             Δ𝑡
mol·L-1·s-1。 
      2.影响化学反应速率的因素 
      物质之间能否发生化学反应以及可能发生的化学反应进行的快慢
是由物质本身的性质决定的,但温度、固体的表面积、反应物的状态、
溶液的浓度、催化剂等外界因素都可以影响化学反应的速率,人们可以
通过这些因素来调控化学反应速率。 
目标导航 预习引导
      (1)温度:其他条件不变时,升高温度可以增大反应速率;降低温度可
以减小反应速率。 
      (2)浓度:其他条件不变时,增大反应物的浓度,可以增大反应速率;
减小反应物的浓度,可以减小反应速率。 
      (3)催化剂:催化剂能够改变化学反应速率。 
 目标导航    预习引导


                                                                                                        预习交流 
                  将食物存放在温度低的地方(如冰箱中),可使其腐败变质的速率大
大减小,这说明什么因素可影响反应速率? 
                  答案:说明降低温度可以使反应速率减小。 
     一、化学反应速率 
        活动与探究 
     以下是工业合成氨的反应原理,已知反应的浓度数据如下: 


                           N2+3H2                   2NH3 
     起始浓度/mol·L-1                      1              3             0 
     2 min  后浓度/mol·L-1                0.6 

问题导学 当堂检测
     2 min  内浓度 
变化量/mol·L-1 

     (1)分别用      N2、H2、NH3       的浓度变化量表示该反应在                     2 min  内的反
应速率。 
     (2)以上三者数值大小有何规律? 
     答案:(1)                 N2+3H2                 2NH3 
起始浓度/mol·L-1        1               3            0 
2 min 后浓度/mol·L-1                   0.6 
2 min 内浓度变化量/mol·L-1                0.4          1.2          0.8 

           0.4mol·L-1
     v(N )=         =0.2 mol·L-1·min-1 
        2     2min

                   -1
           1.2mol·L            -1    -1
问题导学 当堂检测 v(H )=    =0.6 mol·L   ·min   
        2     2min

             0.8mol·L-1
     v(NH  )=         =0.4 mol·L-1·min-1 
          3    2min

     (2)v(N2)∶v(H2)∶v(NH3)=0.2∶0.6∶0.4=1∶3∶2 
     即用不同物质表示的反应速率,数值之比等于化学计量数之比。 
         迁移与应用 
                例  1 在   2A+B         3C+4D    的反应中,下面表示的反应速率最
快的是(  ) 
     A.v(A)=0.5 mol·L-1·s-1                B.v(B)=0.005 mol·L-1·s-1         
      C.v(C)=0.8 mol·L-1·min-1             D.v(D)=1.0 mol·L-1·min-1 
      解析:先把各物质表示的反应速率的单位统一,则                                        v(A)=30 

问题导学 当堂检测
mol·L-1·min-1;v(B)=0.3 mol·L-1·min-1。然后把不同物质表示的反应速率
转化为同一物质表示的反应速率。 
      答案:A 
      规律技巧:在单位一致的情况下也可用反应速率数值除以相应物
质在方程式中的对应化学计量数,再进行比较。 
                     迁移训练         1 在   2 L 的容器中反应             N2+3H2         2NH3     ,5 

min  内生成       0.1 mol NH3。 

      (1)试求     v(NH3)是多少? 

      (2)v(H2)、v(N2)分别是多少? 
                                       0.1mol
                          Δ𝑐(NH  )                         -1     -1
问题导学 当堂检测 答案:(1)v(NH    )=       3  =    2 L =0.01 mol·L      ·min    
                      3      Δ𝑡       5min

                            0.15mol
                 Δ𝑐(H )
      (2)v(H   )=     2  =     2 L  =0.015 mol·L-1    ·min-1 
              2     Δ𝑡      5min

                         0.05mol
              Δ𝑐(N )
      v(N  )=      2  =    2 L   =0.005 mol·L-1    ·min-1 
          2     Δ𝑡       5min
                                                                                                     
       1.化学反应速率的概念 

问题导学 当堂检测 化学反应速率是用来衡量化学反应进行快慢程度的物理量。 
       2.化学反应速率的描述性定义 
       化学反应速率通常用单位时间内反应物浓度的减少量或生成物浓
度的增加量来表示。 
       符号:v 
       单位:mol·L-1·min-1            或    mol·L-1·s-1     或mol·L-1      ·h-1。 
问题导学 当堂检测

           3.化学反应速率的数学表达式 
           v(A)=Δc/Δt 
           v(A)——用                     A    物质表示的反应速率 
           Δc——Δt                  时间内               A    的物质的量浓度的变化 
           Δt——时间 
           注意:化学反应速率是平均速率,均取正值。 
      4.化学反应速率的注意事项 
      (1)一个确定的化学反应可能涉及多种反应物和生成物,因而定量
表示一个化学反应的反应速率时,必须指明是用哪一种反应物或生成
物来表示。 
      (2)在同一个化学反应里,虽用不同物质表示的化学反应速率不一
定相同,但是它们的实际意义完全相同,即一种物质的化学反应速率代

问题导学 当堂检测
表了整个化学反应的反应速率。 
      (3)在一定温度下,固体和纯液体物质单位体积内的物质的量保持
不变,即物质的量浓度为常数,因此,它们的化学反应速率也被视为常数。 
      要点提示:各物质表示的化学反应速率数值之比等于化学方程式
中其化学计量数之比。 
       二、外界条件对化学反应速率的影响 
         活动与探究 

       (1)在大小相同的四支试管中,分别装入                  2~3 mL  约  5%的  H2O2 溶液,
  然后进行以下操作,对比观察现象。 
                                                                   现
  操作 
                                                                   象 
  ①静置观察                                                             
                                                      -1
  ②取装入     H2O2 溶液后的两支试管,分别滴入            1~2 滴 1 mol·L FeCl3 溶液,
                                                                    
  静置观察 

  ③把操作②中滴入         FeCl3 溶液后的一支试管放入盛有            5 ℃左右冷水的烧
                                                                    
  杯中,观察 

问题导学 当堂④检测 把操作②中滴入 FeCl3 溶液后的另一支试管放入盛有             40 ℃左右温水
                                                                    
  烧杯中,观察 

  ⑤向装入     H2O2 溶液后的一支试管中,加入少量             MnO2 粉末,观察               

  ⑥改用    10%的  H2O2 溶液重复操作⑤,观察                                      
   
问题导学    当堂检测


                 (1)通过①②⑤对比,你的结论:                                                                                                        。  
                 (2)通过②③④对比,你的结论:                                                                                                        。  
                 (3)通过⑤⑥对比,你的结论:                                                                                                。  
                 (4)用带火星的木条检验各步骤中产生的气体,看到的现象是:                                                                                                                                                                                                            。  
      答案:①极为缓慢地放出气泡                              ②缓慢地放出气泡                     ③试管中有
气泡放出            ④较快地放出气泡                     ⑤迅速地放出大量气泡                          ⑥反应十分
剧烈,极为迅速地放出气泡 
      (1)催化剂可以加快反应速率,不同的催化剂,加快反应速率的程度
不同 
问题导学 当堂检测
      (2)温度会对化学反应速率产生影响,温度越高,化学反应速率就越
快 
      (3)浓度会对化学反应速率产生影响,浓度越大,化学反应速率就越
快 
      (4)带火星的木条复燃 
             迁移与应用 
                    例   2 硫代硫酸钠溶液与稀硫酸反应的化学方程式

  为:Na2S2O3+H2SO4                  Na2SO4+SO2↑+S↓+H2O,下列各组实验中最先出
  现浑浊的是(  ) 

                    反应温          Na2S2O3    溶液              稀硫酸                       H2O 
           实验 
                    度/℃          V/mL      c/(mol·L-1)      V/mL      c/(mol·L-1)     V/mL 

问题导学 当堂检测  A        25           5         0.1              10        0.1             5 
           B        25           5         0.2              5         0.2             10 
           C        35           5         0.1              10        0.1             5 
           D        35           5         0.2              5         0.2             10 
   
         解析:A         和    C  比较,只有温度不一样,C                               项温度高,反应速率:C>A;B                                 和
D   比较,也只有温度不一样,D                                  项温度高,反应速率:D>B;C                                 和    D   比较,D         项
问题导学 当堂检测
中    Na2S2O3        和    H2SO4      的浓度大,反应速率快,即反应速率:D>C。综上分析,
反应速率最快的是                          D   项。 
         答案:D 
         规律总结:分析外界条件对化学反应速率的影响或设计实验探究
外界条件对化学反应速率的影响时,要遵循“多定一变”的原则,即每次
改变一个变量。 
                          迁移训练            2  向甲、乙、丙、丁四个容积相同的密闭容

器中分别充入一定量的                           SO2    和   O2,开始反应时,按反应速率由大到小的
顺序排列正确的是(  ) 

问题导学 当堂检测 甲.在    500 ℃时,10 mol SO2              和    5 mol O2      反应 

       乙.在       500 ℃时,用           V2O5    作催化剂,10 mol SO2                  和   5 mol O2      反应 

       丙.在       450 ℃时,8 mol SO2              和   5 mol O2      反应 

       丁.在       500 ℃时,8 mol SO2              和   5 mol O2      反应 
       A.甲、乙、丙、丁                                     B.乙、甲、丙、丁 
       C.乙、甲、丁、丙                                     D.丁、丙、乙、甲 
问题导学  当堂检测


             解析:四个容器容积相同,气体的物质的量越大,浓度越大。丙、丁
浓度一样,温度高的反应速率大,所以反应速率:丁>丙;再分析甲与丁,温
度相同,甲的浓度大,反应速率:甲>丁;甲与乙的温度、浓度相同,乙加入
了催化剂,故反应速率:乙>甲。 
             答案:C 
                                                                                                                   

问题导学 当堂检测
         1.温度对化学反应速率的影响 
         当其他条件不变时,升高温度,可以增大化学反应速率;降低温度,可
以减小化学反应速率。 
         实验测得:温度每升高                             10 ℃,化学反应速率通常增大到原来的                                                  2~4
倍。 
         要点提示:上述结论,对吸热反应和放热反应均适用。 
问题导学 当堂检测 2.浓度对化学反应速率的影响 
         当其他条件不变时,增大反应物的浓度,可以增大化学反应速率;减
小反应物的浓度,可以减小化学反应速率。 
         要点提示:①对于纯液体或固体物质,可认为其浓度为“常数”,它们
的量的改变不会影响化学反应速率。②固体反应物颗粒的大小能影响
化学反应速率。固体颗粒越小,其表面积越大,与其他反应物的接触面积
越大,化学反应速率越大。 
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           3.催化剂对化学反应速率的影响 
           催化剂能够改变化学反应速率。能增大化学反应速率的催化剂叫
正催化剂,能减小化学反应速率的催化剂叫负催化剂。 
           要点提示:①在实际应用中,如不特别说明,凡是说催化剂都是指正
催化剂。②使用催化剂能同等程度地改变(增大或减小)可逆反应的正、
逆反应速率。 
       4.压强对化学反应速率的影响 
       对于有气体参加的化学反应来说,当其他条件不变时,增大气体的
压强,可以增大化学反应速率;减小气体的压强,可以减小化学反应速率。 

问题导学 当堂检测 要点提示:由于压强的变化对固体、纯液体或溶液的浓度几乎没有
影响,可以认为改变压强对无气体参加的反应的反应速率无影响。 
       5.其他因素对化学反应速率的影响 
       除了浓度、压强、温度、催化剂等能改变化学反应速率外,反应物
颗粒的大小、溶剂的性质、光、超声波、磁场等也会对化学反应速率
产生影响。 
1.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,则正确的关系是(  ) 

   4                                                    5
A.   v(NH3)=v(O2)                                    B.   v(O2)=v(H2O) 
问题导学 5当堂检测 1 2        3        4                        6

   2                                                    4
C.   v(NH     )=v(H     O)                           D.   v(O   )=v(NO) 
   3         3         2                                5      2
解析:由用不同物质表示的反应速率之比等于化学计量数之比可知                                                                          D
项正确。 
答案:D 
2.盐酸与块状           CaCO3    反应时,不能使反应最初的反应速率明显增大的是
(  ) 
A.将盐酸的用量增加一倍 
B.盐酸的浓度增加一倍,用量减半 
C.温度升高         30 ℃ 

D.将块状       CaCO3    粉碎后再与盐酸反应 
问题导学 当堂检测 1        2 3        4
解析:影响化学反应速率的是反应物的浓度,不是反应物的量,故增加盐
酸的用量不能使反应速率明显增大;升高温度可以增大化学反应速率;

将块状       CaCO3   粉碎后再与盐酸反应,可以增大固体表面积,从而增大化
学反应速率。 
答案:A 
3.将   4 mol A   气体和       2 mol B   气体在       2 L  的容器中混合并在一定条件下

发生反应:2A(g)+B(g)                  2C(g),若    2 s 后测得       C 的浓度为         0.6 mol·L-1,

现有下列几种说法,其中正确的是(  ) 
                                                
①用物质         A 表示的反应的平均速率为                       0.3 mol·L-1·s-1 
问题导学 当堂检测 1        2        3 4
②用物质         B 表示的反应的平均速率为                       0.6 mol·L-1·s-1 
③2 s   时物质       A 的转化率为           70% 
④2 s   时物质       B 的浓度为         0.7 mol·L-1 
A.①③                    B.①④ 
C.②③                    D.③④ 
              0.6mol·L-1
解析:v(C)=                =0.3 mol·L-1·s-1 
                 2 s
      v(A)=v(C)=0.3 mol·L-1·s-1 

             1
      v(B)=   v(C)=0.15 mol·L-1·s-1 
             2
      2 s 时消耗       A 的物质的量为: 
问题导学 当堂检测 1        2        3 4
      0.3 mol·L-1·s-1×2 L×2 s=1.2 mol 

                               1.2mol
      所以     A 的转化率为:                 ×100%=30% 
                                4mol
      2 s 时:c(B)=1 mol·L-1-0.15 mol·L-1·s-1×2 s=0.7 mol·L-1 
答案:B 
  4.(2014  河北衡水中学期中测试)实验证明用纯锌和稀硫酸制备氢气时
  加入少量硫酸铜溶液能加快反应速率。为了进一步研究硫酸铜的量对
  氢气生成速率的影响,该同学设计了如下一系列的实验。将表中所给的
  混合溶液分别加入到                6 个盛有过量         Zn 粒的反应瓶中,收集产生的气体,
  记录获得相同体积的气体所需时间。 

            实验 
                                           A     B     C     D     E    F 
          溶液的体积   

问题导学 当堂检测 1        2        3        4 -1
          4 mol·L   H2SO4  溶液/mL           30    V1    V2    V3    V4   V5 

          饱和    CuSO4  溶液/mL               0     0.5   2.5   5     V6   20 

          H2O/mL                           V7    V8    V9    V10   10   0 
  下列判断错误的是(  ) 

  A.V1=30              B.V6=10           C.V7=20       D.V10=25 
 问题导学    当堂检测     1        2        3        4


                                                                                                                                   +
解析:实验中要保证每个试管中                                                                                                         c(H            )相等,故                             V1~V5                 均为                  30,由表中                                 F      中

数据看出每个试管中液体总体积应为                                                                                                                              50 mL,则                             V6        为          10,V7~V10                           应分别
为          20、19.5、17.5、15。 
答案:D 
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