2.1.1化學(xué)反應(yīng)速率及影響因素（課件）高二化學(xué)（人教版2019選擇性必修1）

第二章化學(xué)反應(yīng)速率與化學(xué)平衡第一節(jié)化學(xué)反應(yīng)速率第1課時化學(xué)反應(yīng)速率及影響因素學(xué)習(xí)目標(biāo)1.知道化學(xué)反應(yīng)速率的表示方法，了解測定化學(xué)反應(yīng)速率的方法，能進(jìn)行化學(xué)反應(yīng)速率的簡單計算。2.通過實(shí)驗(yàn)探究，學(xué)習(xí)運(yùn)用變量控制的方法研究化學(xué)反應(yīng)速率；了解反應(yīng)條件對化學(xué)反應(yīng)速率影響的一般規(guī)律，能運(yùn)用規(guī)律解釋生產(chǎn)、生活和科學(xué)實(shí)驗(yàn)中的實(shí)際問題。有些化學(xué)反應(yīng)人們希望能快一些合成氨工業(yè)煉鐵新課導(dǎo)入調(diào)控化學(xué)反應(yīng)速率具有重要的意義有些化學(xué)反應(yīng)人們希望其越慢越好塑料老化鋼鐵生銹新課導(dǎo)入如何衡量化學(xué)反應(yīng)的快慢呢？問題思考如何衡量化學(xué)反應(yīng)的快慢呢？冒氣泡快慢顏色變化快慢固體減少的快慢出現(xiàn)渾濁的快慢溫度變化定性角度（只能粗略地估計化學(xué)反應(yīng)進(jìn)行的快慢）問題思考單位時間冒氣泡的個數(shù)顏色變化到某一色度所需時間固體物質(zhì)徹底消失的時間不再生成沉淀所需時間變化相同溫度所需時間如何衡量化學(xué)反應(yīng)的快慢呢？問題思考1、概念：通常用化學(xué)反應(yīng)速率來衡量化學(xué)反應(yīng)進(jìn)行的快慢，化學(xué)反應(yīng)速率通常用單位時間內(nèi)反應(yīng)物濃度的減少量或生成物濃度的增加量來表示。2、表達(dá)式：Δc：表示反應(yīng)物濃度或生成物濃度的變化，單位：mol·L-1或mol/LΔt：表示反應(yīng)時間的變化，單位：s、min、hν：表示反應(yīng)速率（取正值），單位：mol·L-1·s-1或mol/(L·s)，mol·L-1·min-1或mol/(L·min)等v=ΔcΔt

任務(wù)一化學(xué)反應(yīng)速率【課堂練習(xí)1】在某一化學(xué)反應(yīng)中，已知反應(yīng)物A的濃度在10s內(nèi)從4mol/L變成1mol/L。則在這10s內(nèi)用A表示的化學(xué)反應(yīng)速率為多少？問1：第10s的反應(yīng)速率為多少？無法確定反應(yīng)速率指一段時間內(nèi)的平均速率。=4mol·L-1–1mol·L-110sv(A)?c(A)?t=3mol·L-110s0.3mol·L-1·s-1==【課堂練習(xí)2】2mol4mol0.5mol/(L·s)1.5mol/(L·s)1mol/(L·s)問2：哪個速率最快？一樣快

用不同物質(zhì)表示的同一反應(yīng)速率，其數(shù)值可能不同，但所表示的意義是相同的。在表示反應(yīng)速率時，應(yīng)注明是由哪種物質(zhì)表示的。ABC開始3mol7mol0mol2s末2molv反應(yīng)：A(g)+3B(g)2C(g)在1L密閉容器中進(jìn)行，不同時間各物質(zhì)的物質(zhì)的量如下，完成表格并求出各物質(zhì)在2s內(nèi)的速率。??同一反應(yīng)中，各物質(zhì)的化學(xué)反應(yīng)速率之比等于化學(xué)計量數(shù)之比。

v(A):

v

(B):

v

(C)=1：3：2①無論反應(yīng)物還是生成物，其反應(yīng)速率永遠(yuǎn)取正值。②一段時間內(nèi)的平均速率，而非瞬時速率。③用濃度變化表示化學(xué)反應(yīng)速率適用于氣體和溶液中的溶質(zhì)，不適用于固體和純液體。④對于同一個反應(yīng)來說，用不同的物質(zhì)來表示該反應(yīng)的速率時，其數(shù)值可能不同，但表達(dá)的意義相同。因此需要指明具體物質(zhì)，如v(A)。

⑤同一反應(yīng)中，各物質(zhì)的化學(xué)反應(yīng)速率之比等于其化學(xué)計量數(shù)之比。

任務(wù)一化學(xué)反應(yīng)速率

第一步：寫出有關(guān)反應(yīng)的化學(xué)方程式；

第二步：列出各物質(zhì)的起始量、轉(zhuǎn)化量、某時刻量；

第三步：根據(jù)已知條件列方程式計算。起始濃度（mol/L）ab00濃度變化（mol/L）mxnxpxqxt時刻濃度（mol/L）a-mxb-nxpxqxmA(g)＋nB(g)=pC(g)＋

qD(g)任意反應(yīng)（1）“三段式”法注意：變化量之比等于化學(xué)計量數(shù)之比3、化學(xué)反應(yīng)速率的計算和比較任務(wù)一化學(xué)反應(yīng)速率

在2L密閉容器中加入1molN2

和3molH2發(fā)生反應(yīng)N2+3H2

?2NH3，2s末時測得容器中含有0.4molNH3，

求①H2的轉(zhuǎn)化率；②反應(yīng)后N2的濃度。催化劑高溫、高壓【典例分析1】解：

三段式變化量（mol）：0.20.6

0.42s末量（mol）：

0.8

2.4

0.4起始量（mol）：13

0N2+3H22NH3高溫高壓催化劑

①定性比較

【歸一法】：先統(tǒng)一單位，換算成同一物質(zhì)表示的反應(yīng)速率，再比較數(shù)值的大小。【比值法】：比較化學(xué)反應(yīng)速率與化學(xué)計量數(shù)的比值，比值越大化學(xué)反應(yīng)速率越大。（2）化學(xué)反應(yīng)速率的比較方法②定量比較

通過觀察實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象，如反應(yīng)的劇烈程度、產(chǎn)生氣泡或沉淀的快慢、固體消失或氣體充滿所需時間的長短等來定性判斷化學(xué)反應(yīng)的快慢。

同一化學(xué)反應(yīng)速率用不同物質(zhì)表示時數(shù)值可能不同，比較化學(xué)反應(yīng)速率的快慢不能只看數(shù)值大小，還要進(jìn)行一定的轉(zhuǎn)化。任務(wù)一化學(xué)反應(yīng)速率反應(yīng)A(g)+3B(g)=2C(g)+2D(g)在四種不同情況下的反應(yīng)速率為：①v(A)=0.15mol·L-1·min-1

②v(B)=0.6mol·L-1·s-1③v(C)=0.4mol·L-1·s-1④v(D)=0.45mol·L-1·s-1則該反應(yīng)在不同條件下速率的快慢順序?yàn)?

④>③=②>①②v(B)=0.6mol·L-1·s-1③v(C)=0.4mol·L-1·s-1

④v(D)=0.45mol·L-1·s-1v(A)=0.2mol·L-1·s-1

v(A)=0.2mol·L-1·s-1

v(A)=0.225mol·L-1·s-1

①v(A)=0.15mol·L-1·min-1

方法一：歸一法【歸一法】：先統(tǒng)一單位，換算成同一物質(zhì)表示的反應(yīng)速率，再比較數(shù)值的大小。v(A)=0.0025mol·L-1·s-1

【課堂練習(xí)3】v(A)1①=0.0025mol·L-1·s-1v(B)3②=0.2mol·L-1·s-1v(C)2③=0.2mol·L-1·s-1v(D)2④=0.225mol·L-1·s-1方法二：比值法【比值法】：比較化學(xué)反應(yīng)速率與化學(xué)計量數(shù)的比值，比值越大化學(xué)反應(yīng)速率越大。mA+nB=pC+qD

（3）由n(或c)～t圖像確定化學(xué)方程式的方法①看趨勢，定位置

觀察圖像，n(或c)隨時間逐漸減小的物質(zhì)為

，反之為

。②看變化量，定系數(shù)

由圖像計算各物質(zhì)在相同時間內(nèi)的濃度(或物質(zhì)的量)的變化量，從而確定

。③看是否共存，定符號

根據(jù)圖像觀察各物質(zhì)是否最終共存(即是否有物質(zhì)反應(yīng)完)，從而

，確定在方程式中用“=”還是“?”。反應(yīng)物生成物各物質(zhì)的化學(xué)計量數(shù)判斷該反應(yīng)是否為可逆反應(yīng)一定溫度下，在2L的密閉容器中，X、Y、Z三種氣體的物質(zhì)的量隨時間變化的曲線如圖所示。下列描述正確的是(

)A．反應(yīng)開始到10s時，用Z表示的反應(yīng)速率為0.158mol·L-1·s-1B．反應(yīng)開始到10s時，X的物質(zhì)的量濃度減少了0.79mol·L－1C．反應(yīng)開始到10s時，Y的轉(zhuǎn)化率為79.0%D．反應(yīng)的化學(xué)方程式為：X(g)＋Y(g)Z(g)C【課堂練習(xí)4】濃度可以表示化學(xué)反應(yīng)速率，除此以外，還可以測定哪些物理量來

表示化學(xué)反應(yīng)速率？氣體的體積體系的壓強(qiáng)顏色的深淺導(dǎo)電能力光的吸收思考交流υ＝ΔcΔt（1）測定原理：測定反應(yīng)中不同時刻任何與物質(zhì)的

有關(guān)的可觀測量。濃度（2）測定方法：通過測量一定時間內(nèi)_______________

或____________

或___________、__________、___________等。釋放出氣體的體積氣體的壓強(qiáng)變化顏色的深淺光的吸收導(dǎo)電能力4、化學(xué)反應(yīng)速率的定量測定任務(wù)一化學(xué)反應(yīng)速率反應(yīng)原理Zn＋H2SO4＝ZnSO4＋H2↑有多少種方法測這個反應(yīng)的速率？儀器和試劑、裝置任選。發(fā)揮你的想象。1.單位時間內(nèi)收集氫氣的體積；2.收集相同體積氫氣所需要的時間3.有pH傳感器測相同時間內(nèi)溶液中pH變化，即△c(H＋)。4.用傳感器測△c(Zn2＋)變化。5.測相同時間內(nèi)△m(Zn)。6.相同時間內(nèi)恒容壓強(qiáng)變化；7.相同時間內(nèi)絕熱容器中溫度變化。任務(wù)一化學(xué)反應(yīng)速率判斷正誤(正確的打“√”，錯誤的打“×”)。對于反應(yīng)CaCO3＋2HCl===CaCl2＋CO2↑＋H2O，用下列方法來測定反應(yīng)速率是否正確(1)測定收集一定體積的CO2時所用的時間

；(

)(2)測定一段時間內(nèi)溶液中c(H＋)的變化； (

)(3)測定一定質(zhì)量的CaCO3完全溶解所需時間；(

)(4)測定一定時間內(nèi)產(chǎn)生CO2氣體的體積；(

)√√√√【課堂練習(xí)5】用大理石(雜質(zhì)不與稀鹽酸反應(yīng))與稀鹽酸反應(yīng)制CO2，實(shí)驗(yàn)過程記錄如右圖所示，下列有關(guān)說法正確的是(

)A．OE段表示的反應(yīng)速率最快B．EF段表示的反應(yīng)速率最快，收集的CO2最多C．FG段表示的收集的CO2最多D．OG段表示隨著時間的推移，反應(yīng)速率逐漸增大B【課堂練習(xí)6】實(shí)驗(yàn)室測定化學(xué)反應(yīng)速率常用的方法01020304有氣體生成可測定相同時間內(nèi)收集氣體的體積或收集等量氣體所用的時間。有固體參加有酸堿參與有顏色變化可測定一段時間內(nèi)消耗固體質(zhì)量的多少可測定一段時間內(nèi)溶液中氫離子或氫氧根離子濃度的變化?？蓽y定溶液變色所需時間。05有沉淀生成可測定溶液變渾濁所需的時間。工業(yè)生產(chǎn)合成氨N2(g)+3H2(g)2NH3(g)高溫高壓催化劑為什么在高溫、高壓、催化劑的條件下進(jìn)行該反應(yīng)？科學(xué)史話科學(xué)探究的基本步驟提出問題收集化學(xué)事實(shí)和信息實(shí)驗(yàn)探究得出結(jié)論設(shè)計實(shí)驗(yàn)方案提出假設(shè)哪些因素會影響化學(xué)反應(yīng)速率？任務(wù)二影響化學(xué)反應(yīng)速率的因素Na與水的反應(yīng)比Mg與水的反應(yīng)劇烈夏天食物變質(zhì)快食物真空保存變質(zhì)慢向H2O2中加入MnO2后會迅速分解產(chǎn)生氣泡將等質(zhì)量的鐵片與鐵粉放入稀硫酸中,鐵粉產(chǎn)生氣泡較快反應(yīng)物本身的性質(zhì)溫度反應(yīng)物的濃度催化劑接觸面積內(nèi)因外因收集化學(xué)事實(shí)和信息提出假設(shè)任務(wù)二影響化學(xué)反應(yīng)速率的因素1、定性研究影響化學(xué)反應(yīng)速率的因素設(shè)計實(shí)驗(yàn)方案任務(wù)1任務(wù)2任務(wù)3待研究的變量需控制不變的量溫度催化劑濃度溫度、濃度等溫度、催化劑等催化劑、濃度等在探究某一條件對化學(xué)反應(yīng)速率的影響時，要保證其他條件完全相同，即采用“變量控制法”。思考：如何借助反應(yīng)現(xiàn)象來定性描述化學(xué)反應(yīng)速率？顏色變化快慢，產(chǎn)生氣泡快慢，產(chǎn)生渾濁快慢，固體減少快慢等任務(wù)二影響化學(xué)反應(yīng)速率的因素任務(wù)二影響化學(xué)反應(yīng)速率的因素設(shè)計實(shí)驗(yàn)方案選擇實(shí)驗(yàn)用品，設(shè)計實(shí)驗(yàn)探究影響化學(xué)反應(yīng)速率的因素任務(wù)1任務(wù)2任務(wù)3待研究的變量需控制不變的量探究的反應(yīng)觀察的現(xiàn)象實(shí)驗(yàn)用品：燒杯、試管、量筒、試管架、膠頭滴管、溫度計、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、蒸餾水、熱水。溫度催化劑濃度溫度、濃度等溫度、催化劑等催化劑、濃度等Na2S2O3+H2SO4=Na2SO4+SO2↑+S↓+H2O2H2O2=O2↑

+2H2O產(chǎn)生渾濁快慢產(chǎn)生氣泡快慢實(shí)驗(yàn)探究濃度對化學(xué)反應(yīng)速率的影響影響因素實(shí)驗(yàn)步驟實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象實(shí)驗(yàn)結(jié)論濃度

Na2S2O3+H2SO4=Na2SO4+SO2↑+S↓+H2O均出現(xiàn)渾濁，但后者出現(xiàn)渾濁更快增大反應(yīng)物濃度，化學(xué)反應(yīng)速率增大任務(wù)二影響化學(xué)反應(yīng)速率的因素實(shí)驗(yàn)探究濃度對化學(xué)反應(yīng)速率的影響（1）固體和純液體的濃度可視為常數(shù)，改變其物質(zhì)的量，對反應(yīng)速率無影響。（2）若某物質(zhì)的濃度變化改變了其性質(zhì)，反應(yīng)實(shí)質(zhì)可能發(fā)生改變，要具體分析反應(yīng)速率的變化（如鐵與稀硫酸反應(yīng)，在一定濃度范圍內(nèi)反應(yīng)速率與濃度有關(guān)，但常溫下鐵遇濃硫酸鈍化）。（3）對于離子反應(yīng)，只有實(shí)際參加反應(yīng)的各離子濃度發(fā)生變化，才會引起化學(xué)反應(yīng)速率的改變。任務(wù)二影響化學(xué)反應(yīng)速率的因素實(shí)驗(yàn)探究溫度對化學(xué)反應(yīng)速率的影響溫度

Na2S2O3+H2SO4=Na2SO4+SO2↑+S↓+H2O70℃熱水一組先出現(xiàn)渾濁升高溫度，化學(xué)反應(yīng)速率增大實(shí)驗(yàn)探究溫度對化學(xué)反應(yīng)速率的影響（1）溫度對反應(yīng)速率的影響適用于任何反應(yīng)，無論是放熱反應(yīng)還是吸熱反應(yīng)，升高溫度，反應(yīng)速率都增大，降低溫度，反應(yīng)速率都減小。對于可逆反應(yīng)，升高溫度，v正和v逆都增大，降低溫度，v正和v逆都減小。（2）溫度對反應(yīng)速率的影響，無論固體、液體、氣體都適用。（3）大量實(shí)驗(yàn)證明，溫度每升高10℃，化學(xué)反應(yīng)速率通常增大為原來的2~4倍，利用這一規(guī)律可以對一些化學(xué)反應(yīng)速率進(jìn)行粗略估算。任務(wù)二影響化學(xué)反應(yīng)速率的因素實(shí)驗(yàn)探究催化劑對化學(xué)反應(yīng)速率的影響2H2O2=O2↑

+2H2O催化劑

前者無明顯現(xiàn)象，后者出現(xiàn)大量氣泡催化劑能加快化學(xué)反應(yīng)速率任務(wù)二影響化學(xué)反應(yīng)速率的因素實(shí)驗(yàn)探究催化劑對化學(xué)反應(yīng)速率的影響（1）催化劑只能改變化學(xué)反應(yīng)速率，不能改變反應(yīng)方向，也不能改變反應(yīng)熱的大小。（2）同一催化劑能同等程度地改變化學(xué)反應(yīng)的正、逆反應(yīng)速率。任務(wù)二影響化學(xué)反應(yīng)速率的因素壓強(qiáng)對化學(xué)反應(yīng)速率的影響2.對于有氣體參加的反應(yīng)來說，

壓強(qiáng)對化學(xué)反應(yīng)速率的影響實(shí)質(zhì)上是通過改變氣體反應(yīng)物的濃度來實(shí)現(xiàn)的。對于氣體有下列幾種情況：⑴恒溫時：體積減小→⑵恒溫恒容：⑶恒壓時：充入“無關(guān)氣體”（如He）→①充入氣體反應(yīng)物→

②充入“無關(guān)氣體”（如He）→引起總壓增大，各物質(zhì)的濃度不變→反應(yīng)速率不變N2

+

3H2

2NH31.其他條件相同時，增大反應(yīng)物濃度反應(yīng)速率增大；減小反應(yīng)物濃度反應(yīng)速率減小。增大壓強(qiáng)→c增大→反應(yīng)速率增大→各反應(yīng)物濃度減小→反應(yīng)速率減慢。反應(yīng)物濃度增大→總壓增大→反應(yīng)速率增大；引起體積增大任務(wù)二影響化學(xué)反應(yīng)速率的因素工業(yè)生產(chǎn)合成氨N2(g)+3H2(g)2NH3(g)高溫高壓催化劑條件分析：高溫、高壓、催化劑是為了增大工業(yè)合成氨的反應(yīng)速率為什么高壓可以加快工業(yè)合成氨的化學(xué)反應(yīng)速率？回歸生產(chǎn)接觸面積、溶劑的性質(zhì)、光、超聲波、磁場、形成原電池等都可以對化學(xué)反應(yīng)的速率產(chǎn)生影響。其他因素對反應(yīng)速率的影響任務(wù)二影響化學(xué)反應(yīng)速率的因素定性研究定量研究有沒有比觀察沉淀和氣泡生成快慢更準(zhǔn)確的方法來分析實(shí)驗(yàn)結(jié)果呢？任務(wù)二影響化學(xué)反應(yīng)速率的因素任務(wù)二影響化學(xué)反應(yīng)速率的因素2、定量研究影響化學(xué)反應(yīng)速率的因素實(shí)驗(yàn)步驟①取一套裝置(如圖所示)，加入40mL1mol·L－1的硫酸和鋅粒，測量收集10mLH2所需的時間。②取另一套裝置，加入40mL4mol·L－1的硫酸和鋅粒，測量收集10mLH2所需的時間。實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象鋅與稀硫酸反應(yīng)

(寫現(xiàn)象)，收集10mL氣體，②所用時間比①所用時間

。產(chǎn)生氣泡短實(shí)驗(yàn)結(jié)果加入試劑反應(yīng)時間反應(yīng)速率(填“快”或“慢”)40mL1mol·L－1硫酸_______40mL4mol·L－1硫酸_______38秒慢快4mol·L－1硫酸與鋅反應(yīng)比1mol·L－1硫酸與鋅反應(yīng)的速率____?？焐疃人伎荚谟蒙鲜鰧?shí)驗(yàn)測定鋅與硫酸反應(yīng)的速率時，(1)為確保測定的準(zhǔn)確性，應(yīng)注意哪些事項(xiàng)？①鋅的顆粒(即表面積)大小基本相同；②40mL的稀硫酸要迅速加入；③裝置氣密性良好，且計時要迅速準(zhǔn)確。1分12秒實(shí)驗(yàn)結(jié)論(2)用右述裝置測定化學(xué)反應(yīng)速率時，操作、藥品無誤，結(jié)果測定速率偏大，請從裝置的缺陷的角度分析可能的原因，并幫助設(shè)計改進(jìn)措施。

原因：忽視加入硫酸排出氣體的體積。任務(wù)二影響化學(xué)反應(yīng)速率的因素(3)除用注射器收集氣體，你還可用哪些定量儀器測量收集氫氣的體積？氣體收集可以用排水量氣裝置(4)除了測定氫氣的體積外，你還能設(shè)計哪些方案測定鋅與稀硫酸反應(yīng)的速率？①在恒容反應(yīng)裝置中，測定一段時間內(nèi)壓強(qiáng)的變化；②測定一段時間內(nèi)H＋的濃度變化；③測定一段時間內(nèi)鋅粒的質(zhì)量變化。任務(wù)二影響化學(xué)反應(yīng)速率的因素措施生成H2的體積反應(yīng)速率加入少量水

加入少量NaOH固體

加入少量NaCl溶液

將鐵粉換成等質(zhì)量的鐵片

加入石墨顆粒

加入少量CuSO4溶液

加入幾滴濃H2SO4

加入幾滴NaNO3溶液

一定量的鐵粉與過量的鹽酸反應(yīng)，下列措施對生成H2的量及速率有何影響？思考交流不變變慢不變變慢不變變