高中化学第六章化学反应与能量第二节第1课时化学反应的速率课件新人教版必修第二册 31页

第 1 课时 　 化学反应的速率 知识铺垫 新知预习 自主测试 1 . 观察下列图片 , 哪些图片表示的过程中化学反应较快 ? 哪些表示的化学反应较慢 ? 答案 : 火箭发射、汽油燃烧的过程中化学反应较快 , 溶洞形成、铁制品生锈的过程中化学反应较慢。 2 . 一定温度下 , 将 1 mol N 2 和 3 mol H 2 充入 2 L 的密闭容器中发生反应 , 经过一段时间后 ,N 2 的物质的量为 0.4 mol, 则 H 2 的物质的量为 1.2 mol , 生成 NH 3 的物质的量为 1.2 mol ,N 2 浓度的变化量是 0.3 mol·L -1 ,NH 3 浓度的变化量是 0.6 mol·L -1 。   知识铺垫 新知预习 自主测试 1 . 化学反应速率 意义 — 表示化学反应过程进行 快慢 的物理量 　 ↓ 定义 — 单位时间内反应物浓度的 减少量 或生成物浓度的 增加量 　 ↓ 　 ↓ 单位 — mol·L -1 ·min -1 或 mol·L -1 ·s -1 说明 : v 表示反应速率 ,Δ c 表示反应物 ( 或生成物 ) 浓度的变化 ,Δ t 表示反应时间的变化。 知识铺垫 新知预习 自主测试 2 . 实例 某反应的反应物浓度在 5 min 内由 6 mol·L -1 变成了 2 mol·L -1 , 则在这 5 min 内以该物质表示的平均反应速率为 0.8 mol·L -1 ·min -1 。   【微思考】 我们研究的化学反应速率是瞬时速率还是平均速率 ? 提示 化学反应速率一般是指一段时间内的平均反应速率 , 非瞬时速率。 知识铺垫 新知预习 自主测试 1 . 判断正误 ( 正确的打“ √ ” , 错误的打“ ×”) (1) 化学反应速率是表示化学反应进行快慢程度的物理量。 ( 　　 ) (2) 在同一个反应中 , 可以用反应物或生成物来表示反应速率。 ( 　　 ) (3) 化学反应速率的常用单位有 mol·L -1 ·s -1 和 mol·L -1 ·min -1 等。 ( 　　 ) (4) 化学反应速率可以用固体物质来表示。 ( 　　 ) 答案 : (1) √ 　 (2) √ 　 (3) √ 　 (4)× 解析 : (1) 化学反应速率表示化学反应进行的快慢。 (2) 同一反应中 , 既可以用反应物也可以用生成物表示反应速率。 (3) 化学反应速率的常用单位为 mol·L -1 ·s -1 或 mol·L -1 ·min -1 等。 (4) 固体物质的浓度视为常数 , 不用于表示化学反应的速率。 知识铺垫 新知预习 自主测试 2 . 在某一化学反应中 , 反应物 A 的浓度在 10 s 内从 0.8 mol·L -1 变为 0.2 mol·L -1 , 则在这 10 s 内 A 的化学反应速率为 ( 　　 ) A.0.02 mol·L -1 B.0.02 mol·L -1 ·s -1 C.0.06 mol·L -1 ·s -1 D.0.06 mol·L -1 ·min -1 答案 : C 解析 : 10 s 内 A 的化学反应速率为 (0.8 mol·L -1 -0.2 mol·L -1 ) ÷ 10 s=0.06 mol·L -1 ·s -1 。 任务一 任务二 素养脉络 随堂检测 化学反应速率的计算方法与规律 问题探究 下图分别为塑料垃圾场 ( 左图 ) 和氢气爆炸 ( 右图 ) 的场景。 1 . 某一化学反应在第 5 s 时的反应速率是 0.2 mol·L -1 ·s -1 的说法正确吗 ? 提示 不正确。化学反应速率是平均速率 , 不是某时刻的瞬时速率。 2 . 单位时间内 , 反应物消耗的物质的量越多 , 是不是反应速率越大 ? 提示 不一定。反应物的物质的量消耗得多 , 但浓度变化不一定大。 任务一 任务二 素养脉络 随堂检测 3 . 已知反应 4NH 3 (g)+5O 2 (g) === 4NO(g)+6H 2 O(g) 在 5 L 的密闭容器中进行。 20 s 后 ,NO 的物质的量增加了 1.6 mol 。 (1) 此时用 NO 表示该反应的反应速率 v (NO) 是多少 ? (2)20 s 后 ,NH 3 、 O 2 、 H 2 O 物质的量变化了多少 ? 用 NH 3 、 O 2 、 H 2 O 表示的化学反应速率 v (NH 3 ) 、 v (O 2 ) 、 v (H 2 O) 分别是多少 ? (3) 同一反应在相同时间内 , 用不同物质表示的反应速率 , 其数值是否相同 ? 表示的反应快慢是否相同 ? 用不同物质表示同一反应的反应速率其数值有什么规律 ? 任务一 任务二 素养脉络 随堂检测 提示 (1) v (NO)=0.016 mol·L -1 ·s -1 。 (2)NH 3 的物质的量减少了 1.6 mol,O 2 的物质的量减少了 2 mol,H 2 O 的物质的量增加了 2.4 mol; v (NH 3 )=0.016 mol·L -1 ·s -1 , v (O 2 )=0.02 mol·L -1 ·s -1 , v (H 2 O)=0.024 mol·L -1 ·s -1 。 (3) 同一反应在相同时间内 , 用不同物质表示的反应速率 , 其数值可能不同 , 但表示的反应快慢相同 ; 反应速率之比等于各物质化学计量数之比。 任务一 任务二 素养脉络 随堂检测 知识拓展 1 . 化学反应速率的正确理解 任务一 任务二 素养脉络 随堂检测 2 . 化学反应速率的计算 (1) 定义式法 利用公式 v = 计算化学反应速率 , 也可利用该公式计算浓度变化量或反应时间。 (2) 关系式法 化学反应速率之比 = 物质的量浓度变化之比 = 物质的量变化之比 = 化学计量数之比。 任务一 任务二 素养脉络 随堂检测 3 .“ 三段式 ” 计算化学反应速率 ( v ) 和转化率 ( α ) 设 a mol·L -1 、 b mol·L -1 分别为 A 、 B 两物质的起始浓度 , t s 后 , mx mol·L -1 为反应物 A 的转化浓度 , nx mol·L -1 为反应物 B 的转化浓度 , 则 : 任务一 任务二 素养脉络 随堂检测 素能应用 典例 1 将 4 mol A 和 2 mol B 在 2 L 的密闭容器中混合 , 并在一定条件下发生反应 :2A(s)+B(g) 2C(g), 反应 2 s 后测得 C 的浓度为 0.6 mol·L -1 。下列说法正确的是 ( 　　 ) A. 用物质 A 表示 2 s 内的平均反应速率为 0.3 mol·L -1 ·s -1 B. 用物质 B 表示 2 s 内的平均反应速率为 0.6 mol·L -1 ·s -1 C.2 s 时 v (C)=0.3 mol·L -1 ·s -1 D.2 s 时物质 B 的浓度为 0.7 mol·L -1 任务一 任务二 素养脉络 随堂检测 答案 : D 解析 : 不能用固体物质的浓度变化表示化学反应速率 ,A 项错误 ; 化学反应速率是平均值不是瞬时值 ,C 项错误 ; 据题目条件知 v (C)=0.6 mol·L -1 ÷ 2 s=0.3 mol·L -1 ·s -1 , 则 v (B)=0.3 mol·L -1 ·s -1 ÷ 2=0.15 mol·L -1 ·s -1 , 则 2 s 时物质 B 的浓度为 -0.15 mol·L -1 ·s -1 ×2 s=0.7 mol·L -1 ,B 项错误 ,D 项正确。 任务一 任务二 素养脉络 随堂检测 变式训练 1 在一定条件下 , 将 3 mol A 和 1 mol B 两种气体在容积固定的 2 L 密闭容器中混合 , 发生如下反应 :3A(g)+B(g) x C(g)+2D(g) 。 2 min 末时生成 0.8 mol D, 并测得 C 的浓度为 0.2 mol·L -1 。下列判断不正确的是 ( 　　 ) A. x =1 B.2 min 内 A 的反应速率为 0.3 mol·L -1 ·min -1 C.B 的转化率为 40% D. x 无法求解 任务一 任务二 素养脉络 随堂检测 答案 : D 任务一 任务二 素养脉络 随堂检测 化学反应快慢的比较方法 问题探究 日常生活和生产中我们会遇到很多化学反应 , 有的反应进行地轰轰烈烈瞬间完成 ( 如图 1 烟花的燃放 ), 而有些反应却是在潜移默化中完成的 ( 如图 2 铁的生锈 ), 还有的则需要上亿年的时间 ( 如煤、石油的形成 ) 。所以有的化学反应进行得快 , 有的化学反应进行得慢 , 那么我们在日常生活中怎样判断一个化学反应的快慢呢 ? 任务一 任务二 素养脉络 随堂检测 某实验小组模拟工业合成氨的反应 , 将 N 2 、 H 2 的混合气体分别充入甲、乙、丙三个容器后 , 测得反应速率分别为 : 甲中 v (H 2 )=3 mol·L -1 ·min -1 , 乙中 v (N 2 )=2 mol·L -1 ·min -1 , 丙中 v (NH 3 )=1 mol·L -1 ·min -1 。则三个容器中合成氨的速率由大到小的顺序为 v ( 乙 )> v ( 甲 )> v ( 丙 ) ( 用 “ v ( 甲 )”“ v ( 乙 )”“ v ( 丙 )” 及 “>” 表示 ) 。 任务一 任务二 素养脉络 随堂检测 知识拓展 化学反应速率大小比较的两种方法 同一化学反应速率用不同物质表示时数值可能不同 , 比较化学反应速率的快慢不能只看数值大小 , 还要进行一定的换算。 (1) 方法一 : 换算成同一物质、同一单位表示 , 再比较数值大小。 任务一 任务二 素养脉络 随堂检测 素能应用 典例 2 反应 :3A(g)+B(g) === 2C(g)+2D(g), 在不同条件下 , 用不同物质表示其反应速率 , 分别为 : ① v (A)=0.6 mol·L -1 ·min -1 ② v (B)=0.45 mol·L -1 ·min -1 ③ v (C)=0.015 mol·L -1 ·min -1 ④ v (D)=0.45 mol·L -1 ·min -1 则此反应在不同条件下进行最快的是 ( 　　 ) A. ②③ B. ①③ C. ②④ D. 只有 ② 答案 : D 任务一 任务二 素养脉络 随堂检测 解析 : 化学反应速率之比等于化学方程式中各物质相应化学计量数之比 , 即 v (A) ∶ v (B) ∶ v (C) ∶ v (D)=3 ∶ 1 ∶ 2 ∶ 2, 则用 A 表示的化学反应速率分别为 : ① v (A)=0.6 mol·L -1 ·min -1 , 任务一 任务二 素养脉络 随堂检测 变式训练 2 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 ① v (A)=0.45 mol·L -1 ·min -1 , ② v (B)=0.6 mol·L -1 ·s -1 , ③ v (C)=0.4 mol·L -1 ·s -1 , ④ v (D)=0.45 mol·L -1 ·s -1 。该反应进行快慢的顺序为 ( 　　 ) A. ④ > ③ = ② > ① B. ④ < ③ = ② < ① C. ① > ② > ③ > ④ D. ④ > ③ > ② > ① 答案 : A 解析 : 若将各反应速率均转化为以 B 表示的反应速率 , 且以 mol·L -1 ·s -1 为单位 , ① 、 ② 、 ③ 、 ④ 中的速率分别是 0.022 5 mol·L -1 ·s -1 、 0.6 mol·L -1 ·s -1 、 0.6 mol·L -1 ·s -1 、 0.675 mol·L -1 ·s -1 , 故 A 正确。 任务一 任务二 素养脉络 随堂检测 任务一 任务二 素养脉络 随堂检测 1 . 下列关于化学反应速率的说法中正确的是 ( 　　 ) A. 化学反应速率可用某时刻生成物的物质的量来表示 B. 在同一反应中 , 用反应物或生成物表示的化学反应速率的值是相等的 C. 化学反应速率是指反应进行的时间内 , 反应物浓度的减少或生成物浓度的增加 D. 可用单位时间内氢离子物质的量浓度的变化来表示氢氧化钠和硫酸的反应速率 答案 : D 解析 : 化学反应速率是用单位时间内反应物或生成物浓度的变化值来表示的平均速率 , 故 A 、 C 两项错误 ; 因化学反应速率与各反应物、生成物的化学计量数成正比 , 如果化学方程式中反应物与生成物的化学计量数不同 , 则反应速率的值不相同 ,B 项错误。 任务一 任务二 素养脉络 随堂检测 2 . 下列说法正确的是 ( 　　 ) A. 化学反应速率是对可逆反应而言的 , 非可逆反应不谈化学反应速率 B. 在可逆反应中 , 正反应的化学反应速率是正值 , 逆反应的化学反应速率是负值 C. 在同一化学反应中 , 其化学反应速率可以用反应物浓度的改变来表示 , 也可以用生成物浓度的改变来表示 , 其值可能相同 , 也可能不同 D. 化学反应速率的单位可以是 g·L -1 ·s -1 , 也可以是 kg·L -1 ·s -1 , 甚至可以用 t·L -1 ·s -1 等来表示 任务一 任务二 素养脉络 随堂检测 答案 : C 解析 : 本题考查学生对化学反应速率概念的认识。由其定义 “ 单位时间内反应物浓度的减小或生成物浓度的增加 ”, 可以看出它适合于所有的化学反应 , 并非专指可逆反应 , 故 A 项不正确 ; 化学反应速率均为正值 ,B 项不正确 ; 由化学反应速率的计算公式 v B = 可以看出 , 其单位中不可能出现 g 、 kg 、 t 等质量单位 ,D 项不正确。 任务一 任务二 素养脉络 随堂检测 3 . 一定条件下发生反应 N 2 +3H 2 2NH 3 , 在 5 min 内 ,N 2 的物质的量浓度由 6 mol·L -1 变为 2 mol·L -1 , 则用 NH 3 表示该反应在这段时间内的平均速率为 ( 　　 ) A.4 mol·L -1 ·min -1 B.1.6 mol·L -1 ·min -1 C.0.8 mol·L -1 ·min -1 D.0.6 mol·L -1 ·min -1 答案 : B 解析 : 首先依据 5 min 内 N 2 浓度的变化量 , 计算出用 N 2 表示的化学反应速率 : v (N 2 )= =0.8 mol·L -1 ·min -1 。然后利用 “ 反应速率之比等于化学计量数之比 ” 确定 v (NH 3 )=2 v (N 2 )=1.6 mol·L -1 ·min -1 。 任务一 任务二 素养脉络 随堂检测 4 . 反应 4A(g)+3B(g) C(g)+2D(g), 在不同情况下测得反应速率如下 , 其中反应速率最大的是 ( 　　 ) A. v (A)=0.15 mol·L -1 ·s -1 B. v (B)=0.50 mol·L -1 ·s -1 C. v (C)=0.32 mol·L -1 ·s -1 D. v (D)=5.40 mol·L -1 ·s -1 答案 : C 任务一 任务二 素养脉络 随堂检测 5 . 将等物质的量的 A 、 B 混合于 2 L 的密闭容器中 , 发生反应 3A(g)+B(g) x C(g)+2D(g) 。经 5 min 后 , 测得 D 的浓度为 0.5 mol·L -1 , c (A) ∶ c (B)=3 ∶ 5,C 的平均反应速率为 0.1 mol·L -1 ·min -1 。求 : (1)5 min 后 A 的浓度 c (A)= 　　　　 mol·L -1 , 反应开始前容器中的 A 、 B 的物质的量 : n (A)= n (B)= 　　　 mol 。   (2)B 的平均反应速率 : v (B)= 　　　　 mol·L -1 ·min -1 。   (3) x 的值为 　　　　 。   答案 : (1)0.75 　 3 　 (2)0.05 　 (3)2 任务一 任务二 素养脉络 随堂检测 解析 : (1) 设原混合物中 A 、 B 的物质的量均为 a mol, 列出起始时和 5 min 时有关物质的物质的量。