2.1.1化学反应速率ppt课件

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1、第 一 章 化 学 反 应 速 率 与 化 学 平 衡 第 1 课 时 化 学 反 应 速 率 第 一 节 化 学 反 应 速 率 新课导入新课导入 同学们，你了解下图涉及的化学反应进行的快慢吗？反应的快慢程度与我们有 什么关系？我们为什么要关注反应的快慢与程度呢？ 爆 炸 食 物 变 质 溶 洞 形 成 铁 桥 生 锈 学习目标学习目标 1 知道化学反应速率的概念及表示方法。 2了解测定化学反应速率的简单方法。 3掌握化学反应速率的简单计算。 核心素养核心素养 变化变化观念与平衡思想观念与平衡思想： 能运用定性定量相结合的方式揭示化学反应的特征，掌握化学反应速 率的表示方法。 证据证据推理与

2、模型认知推理与模型认知： 能通过定量计算建立化学反应速率的计算模型，并运用模型进行相关 计算。 1化学反应速率化学反应速率 (1)概念及表达式 概念 化学反应速率可以用单位时间内反应物或生成物的浓度变化来表示。通常用单位时 间内 的减小或 的增加来表示。 表达式 vc t ， 其中 v 表示反应速率， c 表示各反应物或生成物浓度， c 表示其浓度变化(取 其绝对值)，t 表示时间，t 表示时间变化。 反应物浓度 生成物浓度 一、化学反应速率一、化学反应速率 知识梳理知识梳理 (2)单位 浓度常以 mol L 1(或 mol/L)为单位，时间常以 s、min 为单位，故化学反应速率的常用单 位

3、为 (或 )等。 mol/(L s)、mol/(L min) mol L 1s1、mol L1min1 (3)同一反应用不同物质表示的反应速率 表示方法 对于任意一个化学反应：mAnB=pCqD，用不同物质表示的化学反应速率分别 为：v(A)c(A) t 、v(B)c(B) t 、v(C)c(C) t 、v(D)c(D) t 。 不同物质反应速率的关系 用不同物质表示同一化学反应在同一时间段内的反应速率时， 之比等 于化学方程式中各物质的 之比。 即 v(A)v(B)v(C)v(D)mnpq。 化学反应速率 化学计量数 2化学反应速率的测定化学反应速率的测定 (1)测定原理：利用化学反应中与某

4、一种化学物质的浓度(或质量)相关的性质进行测 定。 (2)测定方法 利用能够直接观察的某些性质测定：如通过测量释放出一定体积气体的时间来测 定反应速率，或通过测定一定时间内气体压强的变化来测定反应速率。 利用科学仪器测量：如在溶液中，当反应物或生成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。 名师点拨 (1)由公式 vc t 计算得到的化学反应速率， 是某一时间段的平均速率而不是瞬时速 率。 (2)不论是反应物还是生成物，其化学反应速率值都取正值。 (3)固体或纯液体(不是溶液)的物质的量浓度可视为不变的常数，因此，一般不用固 体或纯液体表

5、示化学反应速率。 (4)同一化学反应中，用不同物质表示的化学反应速率的数值可能不同，但它们表示 的意义完全相同，因此，要在反应速率 v 后标明具体的物质。 1取 50 mL 过氧化氢水溶液，在少量 I 存在下分解：2H2O2=2H2OO2。在 一定温度下，测得 O2的放出量，转换成 H2O2浓度(c)如下表： t/min 0 20 40 60 80 c/(mol L 1) 0.80 0.40 0.20 0.10 0.050 下列说法不正确的是 ( ) A反应 20 min 时，测得 O2体积为 224 mL(标准状况) B2040 min，消耗 H2O2的平均速率为 0.010 molL 1m

6、in1 C第 30 min 时的瞬时速率小于第 50 min 时的瞬时速率 DH2O2分解酶或 Fe2O3代替 I 也可以催化 H2O2 分解 巩固练习巩固练习 C 【解析】反应 20 min 时，过氧化氢的浓度变为 0.40 mol L 1，说明分解的过氧化氢的 物质的量 n(H2O2)(0.800.40)mol L 1 0.05 L0.02 mol，过氧化氢分解生成的氧气 的物质的量 n(O2)0.01 mol，标况下的体积 V0.01 mol 22.4 L mol 10.224 L224 mL，A 正确；2040 min，消耗过氧化氢的浓度为(0.400.20)mol L 10.20 m

7、ol L1， 则这段时间内的平均速率 vc t 0.20 mol L 1 20 min 0.010 mol L 1 min1，B 正确；随 着反应的不断进行，过氧化氢的浓度不断减小，某一时刻分解的过氧化氢的量也不断 减小，故第 30 min 时的瞬时速率大于第 50 min 时的瞬时速率，C 错误；I 在反应中起 催化剂的作用，故也可以利用过氧化氢分解酶或 Fe2O3代替，D 正确。 2MnO 4 5H2C2O46H =2Mn210CO28H2O 2通过实验测定反应速率的方法有多种，如 (1)比较锌粒与不同浓度硫酸溶液反应时的速率，可通过测定收集等体积H2需要 的_来实现。 (2)在KMnO4

8、溶液与H2C2O4溶液的反应中，KMnO4与H2C2O4反应的离子方程式为 _， 可通过观察_来测定该反应的速率。 溶液褪色所需时间 时间 【解析】(1)比较锌粒与不同浓度的硫酸溶液反应的速率，可通过测定收集等体积 H2需要的时间来实现，所需时间越短，说明反应速率越快。 (2)KMnO4与 H2C2O4发生氧化还原反应，离子方程式为 2MnO 4 5H2C2O46H =2Mn2 10CO28H2O，反应完全后溶液由紫红色变为无色，故可通过观察 溶液褪色所需时间的长短来测定该反应的速率。 情境素材 物理学科中可以利用速度来描述物质运动的快慢，化学学科中我们利用化学反应速 率来定量测量化学反应的快

9、慢。 二、化学反应速率的计算与比较二、化学反应速率的计算与比较 联想质疑联想质疑 约10.3 m s-1 (1.55)10-3 m s-1 情境探究 1对于比较复杂的化学反应速率的计算，常采用“三段式法”进行计算，如下例所示： 有 v(A) 2x n mol L 1 s1，v(B)x n mol L 1 s1，v(C)2x n mol L 1 s1，B 的转化率为x 1 100%。 根据上面具体实例，总结“三段式”法的操作步骤。 提示：(1)写出化学反应方程式并配平。 (2)根据题意，依次列出各反应物和生成物的起始浓度(或物质的量)、浓度(或物质 的量)的变化量及一段时间后的浓度(或物质的量)

10、，未知量可以设未知数表示。 (3)根据起始浓度(或物质的量)与一段时间后的浓度(或物质的量)的差等于浓度(或 物质的量)的变化量，变化量之比等于对应物质的化学计量数之比，列出关系式计 算。 2根据 1 中信息分析，同一化学反应，用不同物质表示的反应速率，是否数值越 大，反应速率越快？ 提示：否。用不同物质表示的反应速率，数值不一定相同，但表达的意义相同， 若化学方程式中的化学计量数相同，其数值相同，且化学计量数越大，数值越大。 3已知 NH3和纯净的 O2在一定条件下发生反应：4NH3(g)3O2(g)2N2(g) 6H2O(g)，现向一容积不变的 2 L 密闭容器中充入 4 mol NH3和

11、 3 mol O2，4 min 后， 测得生成的 H2O(g)占混合气体体积的 40%， 请列式计算此段时间内该反应的平 均化学反应速率。 由题意知 3 2x 4x33 4x 1 2x 3 2x 100%40%。 解得 x2，v(O2)0.187 5 mol L 1 min1。 提示：设4 min后NH3转化的物质的量为x mol，列三段式为 v(B)转化浓度 t nx m t 归纳总结归纳总结 1化学反应速率的计算方法化学反应速率的计算方法“三段式三段式”法法 (1)求解化学反应速率计算题的一般步骤： 写出有关反应的化学方程式。 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

12、。 (2)计算中注意以下量的关系： 对反应物：c(起始)c(转化)c(某时刻) 对生成物：c(起始)c(转化)c(某时刻) 转化率c（转化） c（起始） 100% 2化学反应速率大小的比较方法化学反应速率大小的比较方法 同一化学反应中，用不同物质来表示化学反应速率时，数值可能不同，需 要进行转化。常用以下两种方法： (1)归一法 (2)比值法 通过化学反应速率与其对应的化学计量数的比值进行比较，比值大的化学反应速率 大。 如对于反应 aA(g)bB(g)cC(g)dD(g)，若v(A) a v(B) b ，则用 A 表示的化学反 应速率较大。 1一定温度下，在 2 L 的密闭容器中，X、Y、Z

13、 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 10 s 时，用 Z 表示的反应速率为 0.158 molL 1s1 B反应开始到 10 s 时，X 的物质的量浓度减少了 0.79 molL 1 C反应到达 10 s 时，c(Y)0.105 mol L 1s1 D反应的化学方程式为 X(g)Y(g)2Z(g) 巩固练习巩固练习 D 【解析】 由图可知， 由 010 s， n(X)由 1.20 mol 减少到 0.41 mol， n(Y)由 1.00 mol 减少到 0.21 mol，n(Z)由 0 增加到 1.58 mol，故 v(Z)1.58 mol

14、2 L 10 s0.079 mol L 1 s1 ，A 项错误；反应开始到 10 s 时，X 的物质的量浓度减少 1.20 mol0.41 mol 2 L 0.395 mol L 1，B 项错误；10 s 时，c(Y)0.21 mol 2 L 0.105 mol L 1，单位有误，C 项错误；相同时间内 X、Y、Z 的物质的量的变化值之比 为 0.79 mol0.79 mol1.58 mol112，故反应的化学方程式为 X(g) Y(g)2Z(g)，D 项正确。 2反应 A3B22C2D 在四种不同情况下的反应速率分别为v(A)0.15 mol L 1s1；v(B2)0.6 molL1min1

15、；v(C)0.4 molL1s1；v(D) 0.45 molL 1s1。 该反应进行的快慢顺序为 ( ) A B C D A 【解析】v(A)v(B2)v(C)v(D)1322，转化成 B2的浓度变化来表示的 反应速率为v(A)0.15 mol L 1 s1，则 v(B2)0.45 mol L1 s1；v(B2)0.6 mol L 1 min10.01 mol L1 s1；v(C)0.4 mol L1 s1，则 v(B2)0.60 mol L 1 s1；v(D)0.45 mol L1 s1，则 v(B2)0.675 mol L1 s1，故反应进行的快 慢顺序为。 1下列说法正确的是 ( ) A

16、化学反应速率通常用单位时间内反应物或生成物的质量变化来表示 B用不同物质的浓度变化表示同一时间内同一反应的速率时，其数值之比等于反 应方程式中对应物质的化学计量数之比 C由 vc t 计算所得化学反应速率为某时刻的瞬时速率 D在反应过程中，反应物的浓度逐渐变小，所以用反应物表示的化学反应速率为 负值 当堂检测当堂检测 B 【解析】反应速率通常用单位时间内反应物或生成物浓度的变化量来表示，A 错误； 由 vc t 计算所得化学反应速率为平均速率，C 错误；化学反应速率均为正值，不 出现负值，因为 c(变化量)不能为负，D 错误。 2对于反应：CaCO32HCl=CaCl2H2OCO2，下列判断正

17、确的是 ( ) A用 HCl 和 CaCl2表示的化学反应速率数值不同，但所表示的意义相同 B不能用 CaCO3的浓度的变化来表示化学反应速率，但可以用水来表示 C.用 H2O 和 CO2表示的化学反应速率相同 D用单位时间内 CaCl2浓度的减小来表示其化学反应速率 A 【解析】在同一反应中，各物质表示的反应速率之比等于同一时间内各物质的浓 度变化之比，用 HCl 和 CaCl2表示的反应速率数据不同，但表示的意义相同，故 A 符合题意； CaCO3是固体，H2O 为纯液体，均不能用来表示化学反应速率，故 B 不符合题意；H2O 为纯液体，不能用来表示化学反应速率，故 C 不符合题意； 化学

18、反应速率可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， CaCl2是生成物，不能用它的浓度的减小来表示，则可用单位时间内 CaCl2浓度的 增加表示其反应速率，故 D 不符合题意。 3在可逆反应：2A(g)3B(g)xC(g)D(g)中，已知：起始浓度 A 为 5 mol L 1， B 为 3 molL 1，C 的反应速率为 0.5 mol L1min1，2 min 后，测得 D 的浓度为 0.5 mol L 1。则下列关于此反应的说法正确的是 ( ) A2 min 末时，A 和 B 的浓度之比为 53 Bx1 C2 min 末时，B 的浓度为 1.5 mol L 1 D2 min

19、末时，A 的消耗浓度为 0.5 mol L 1 C 【解析】2 min 末时，A 和 B 的浓度之比为 41.583，故 A 错误；各物质变 化的物质的量浓度之比等于方程式的系数之比，所以 x2，故 B 错误；2 min 末 时，B 的浓度为 1.5 mol L 1，故 C 正确；2 min 末时，A 的消耗浓度为 1 mol L1， 故 D 错误。 4在 2AB=3C4D 反应中，下面表示的化学反应速率最快的是 ( ) Av(A)0.5 mol L 1 min1 Bv(B)0.05 mol L 1 min1 Cv(C)0.9 mol L 1 min1 Dv(D)1.0 mol L 1 min

20、1 C 【解析】把用不同物质表示的化学反应速率转化为用同一种物质表示的速率，然 后再比较其大小，我们不妨转化为用 B 表示。A 项，v(B)0.25 mol L 1 min1； B 项，v(B)0.05 mol L 1 min1；C 项，v(B)0.3 mol L1 min1 ；D 项，v(B) 0.25 mol L 1 min1，所以化学反应速率最大的是 0.3 mol L1 min1，C 正确。 5一定温度下，向容积为2 L的密闭容器中通入两种气体发生化学反应，反应中 各物质的物质的量变化如图所示，对该反应的推断合理的是 ( ) A该反应的化学方程式为3B4C=6A2D B从反应开始到1

21、s时，v(A)v(C) C反应进行到6 s时，B的平均反应速率为0.05 mol L1 s1 D反应进行到6 s时，各物质的反应速率相等 C 【解析】由图可知，反应达到平衡时，A 物质增加了 1.2 mol，D 物质增加了 0.4 mol， B 物质减少了 0.6 mol，C 物质减少了 0.8 mol，所以 A、D 为生成物，B、C 为反应 物，A、B、C、D 变化的物质的量之比为反应系数之比，且反应为可逆反应，反应 的化学方程式为 3B4C6A2D， 故 A 错误； 反应速率之比等于化学计量数之比， 则反应进行到 1 s 时存在：v(A)3 2 v(C)，故 B 错误；反应进行到 6 s

22、时，v(B) c t 0.6 mol 2 L 6 s 0.05 mol L 1 s1，故 C 正确；各物质的化学反应速率之比等于化学计量 数之比，故 D 错误。 6将等物质的量的A和B混合于2 L的密闭容器中，发生如下反应：3A(g) B(g)=xC(g)2D(g)，经过5 min后测得D的浓度为0.5 molL1，c(A)c(B) 35，C的反应速率是0.1 molL1 min1，A在5 min末的浓度是_， B的平均反应速率是_，x的值是_。 0.75 mol L1 0.05 mol L1 min1 2 【解析】反应生成 C 的浓度：0.1 mol L 1 min1 5 min0.5 mo

23、l L1。因为反应 生成的 C 与 D 的浓度相等，故 x2。 设起始时 A 与 B 的浓度均为 c。 由： 3A B 2C 2D 起始浓度/ （mol L 1） c c 0 0 变化浓度/ （mol L 1） 0.75 0.25 0.5 0.5 5 min末浓度/ （mol L 1） (c0.75) (c0.25) 0.5 0.5 根据题意得：(c0.75)(c0.25)35 解得：c1.5 mol L 1 从而得出 A 在 5 min 末的浓度为 1.5 mol L 10.75 mol L10.75 mol L1 v(B)0.25 mol L 1 5 min 0.05 mol L 1 min1。