2020化学新素养同步鲁教选修4（课件+讲义+素养练）：第2章第3节　化学反应的速率 第1课时.ppt

1、1 完成课前学习 探究核心任务 第第3节节 化学反应的速率化学反应的速率 第第1课时课时 化学反应速率化学反应速率 学业要求学业要求 素养对接素养对接 1.能进行化学反应速率的简单计算能进行化学反应速率的简单计算。 2.能通过实验探究测定化学反应速率能通过实验探究测定化学反应速率。 科学探究与创新意识：通过实验的方法科学探究与创新意识：通过实验的方法 测定化学反应速率测定化学反应速率。 2 完成课前学习 探究核心任务 知知 识识 梳梳 理理 知识点一知识点一、化学反应速率化学反应速率 1.定义定义 2.表示方法表示方法 用来描述化学反应过程进行的用来描述化学反应过程进行的_的物理量的物理量。

2、(1)可用单位时间内反应物或生成物的可用单位时间内反应物或生成物的_变化来表示变化来表示。 (2)在容积不变的反应容器中在容积不变的反应容器中，通常用单位时间内通常用单位时间内_来表来表 示示。 快慢程度快慢程度 浓度浓度 某物质浓度的改变量某物质浓度的改变量 3 完成课前学习 探究核心任务 3.表达式及其单位表达式及其单位 (1)表达式表达式_。 (2)单位：单位：_。 vc t mol L 1 min1或 或mol/(L min)、mol L 1 s1或 或mol/(L s) 4 完成课前学习 探究核心任务 知识点二知识点二、化学反应速率的测定化学反应速率的测定 1.测定原理测定原理 2.

3、测定方法测定方法 利用化学反应中与某一种化学物质的利用化学反应中与某一种化学物质的_(或或_)相关的性质进行测定相关的性质进行测定 。 (1)利用能够直接观察的某些性质测定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的气体的如通过测量释放出一定体积的气体的_来测定反应速率来测定反应速率。或测定一定时间或测定一定时间 内气体压强的变化来测定反应速率内气体压强的变化来测定反应速率。 (2)利用科学仪器测量出的性质进行测定利用科学仪器测量出的性质进行测定，如颜色的深浅如颜色的深浅、光的吸收光的吸收、光的发射光的发射 、导电能力等导电能力等。 (3)在溶液中在溶液中，当反应物或生成物本身有

4、比较明显的颜色时当反应物或生成物本身有比较明显的颜色时，常常利用常常利用_ 和和_的正比关系来跟踪反应的过程和测量反应速率的正比关系来跟踪反应的过程和测量反应速率。 浓度浓度 质量质量 时间时间 颜色深浅颜色深浅 显色物质浓度间显色物质浓度间 5 完成课前学习 探究核心任务 1.本课时中所学的化学反应速率是平均速率还是瞬时速率本课时中所学的化学反应速率是平均速率还是瞬时速率？是正值还是负值是正值还是负值？ 答案答案 根据化学反应速率的概念根据化学反应速率的概念，该速率应是平均速率该速率应是平均速率，均取正值均取正值。 自自 我我 检检 测测 2.在在 C(s)H2O(g)CO(g)H2(g)的

5、反应中，可用哪些物质表示反应速率？在的反应中，可用哪些物质表示反应速率？在 2Na2H2O=2NaOHH2的反应中呢？的反应中呢？ 答案答案 在在 C(s)H2O(g)CO(g)H2(g)反应中， 可以用反应中， 可以用 H2O(g)、 CO(g)、 H2(g) 的浓度变化来表示反应速率，而在的浓度变化来表示反应速率，而在 2Na2H2O=2NaOHH2的反应中只能的反应中只能 用用 NaOH、H2的浓度变的浓度变化来表示，即不能用固体或纯液体来表示反应速率，因化来表示，即不能用固体或纯液体来表示反应速率，因 为固体或纯液体的浓度为常数。为固体或纯液体的浓度为常数。 6 完成课前学习 探究核心

6、任务 3.在一个体积为在一个体积为 2 L 的密闭容器中发生反应：的密闭容器中发生反应：2SO2O22SO3，经，经 5 s 后，测得后，测得 SO3的物质的量为的物质的量为 0.8 mol，填写下表：，填写下表： 有关反应物质有关反应物质 SO2 O2 SO3 物质的量变化物质的量变化(mol) 0.8 0.4 0.8 物质的量浓度变化物质的量浓度变化(mol L 1) _ _ _ 化学反应速率化学反应速率(mol L 1 s1) _ _ _ 速率之比速率之比 v(SO2)v(O2)v(SO3)_ 7 完成课前学习 探究核心任务 结论：结论： (1)用不同反应物表示化学反应速率时用不同反应物

7、表示化学反应速率时，化学反应速率之比化学反应速率之比_之比之比 _之比之比_之比之比。 (2)同一化学反应的反应速率同一化学反应的反应速率，用不同物质表示时用不同物质表示时_不同不同，但意义相同但意义相同。 答案答案 0.4 0.2 0.4 0.08 0.04 0.08 212 (1)物质的量浓度变化物质的量浓度变化 物质物质 的量变化的量变化 系数系数 (2)数值数值 8 完成课前学习 探究核心任务 4.已知反应已知反应ZnH2SO4=ZnSO4H2，你有几种方法测定该反应的反应速率你有几种方法测定该反应的反应速率？ 试判断实验的可行性试判断实验的可行性。 答案答案 (1)测量收集一定体积的

8、测量收集一定体积的H2时所用的时间或测量一段时间内收集到时所用的时间或测量一段时间内收集到H2的体的体 积积。 (2)测量一段时间内溶液中测量一段时间内溶液中H 浓度的变化 浓度的变化。 (3)测量一段时间内锌粒质量的变化测量一段时间内锌粒质量的变化。 以上三种方法中第以上三种方法中第(1)种方法容易操作种方法容易操作。 9 完成课前学习 探究核心任务 5.设计实验测定锌与硫酸反应的速率设计实验测定锌与硫酸反应的速率，按下列实验步骤完成实验：按下列实验步骤完成实验： .按下图所示安装装置按下图所示安装装置，加入锌粒加入锌粒，然后快速加入然后快速加入40 mL 1 mol L 1的硫酸 的硫酸，

9、测测 量收集量收集10 mL H2所用的时间所用的时间。 10 完成课前学习 探究核心任务 .按图示再安装一套装置按图示再安装一套装置，加入与前一套装置相同的锌粒加入与前一套装置相同的锌粒，然后再快速然后再快速 加入加入40 mL 4 mol L 1的硫酸 的硫酸，测量收集测量收集10 mL H2所用的时间所用的时间。 回答下列问题：回答下列问题： (1)实验所用的仪器有哪些实验所用的仪器有哪些？ (2)观察到的现象是什么观察到的现象是什么？ (3)你能得出什么实验结论你能得出什么实验结论？ (4)该实验中的注意事项有哪些该实验中的注意事项有哪些？ 11 完成课前学习 探究核心任务 答案答案

10、(1)锥形瓶锥形瓶、双孔塞双孔塞、分液漏斗分液漏斗、直角导气管直角导气管、50 mL注射器注射器、铁架台铁架台、秒秒 表表。 (2)锌跟硫酸反应产生气泡锌跟硫酸反应产生气泡，收集收集10 mL气体气体所用时间比所用时间比所用时间短所用时间短。 (3)4 mol L 1的硫酸与锌反应比 的硫酸与锌反应比1 mol L 1的硫酸与锌反应快 的硫酸与锌反应快。 加入试剂加入试剂 反应时间反应时间 反应速率反应速率 1 mol L 1硫酸 硫酸 长长 慢慢 4 mol L 1硫酸 硫酸 短短 快快 (4)锌粒的锌粒的(即表面积即表面积)大小基本相同大小基本相同。40 mL的硫酸溶液要迅速加入的硫酸溶液

11、要迅速加入。装置装置 气密性要好气密性要好，且计时要迅速且计时要迅速、准确准确。 12 完成课前学习 探究核心任务 学习任务一学习任务一、化学反应速率的计算方法化学反应速率的计算方法 【交流研讨交流研讨】 我们知道日常生活中许多现象都伴随着化学反应的发生我们知道日常生活中许多现象都伴随着化学反应的发生，只是反应进行的时只是反应进行的时 间长短不同间长短不同。例如例如，炸药爆炸需要多久炸药爆炸需要多久？(点燃后瞬间爆炸点燃后瞬间爆炸)；钢铁锈蚀需要多久；钢铁锈蚀需要多久 ？(几年几年)；食物变质需要多久；食物变质需要多久？(几天几天，夏天一天就坏了夏天一天就坏了)冬天食物放几天就坏了冬天食物放几

12、天就坏了 ，夏天一天甚至半天就坏了；溶洞形成需要多久夏天一天甚至半天就坏了；溶洞形成需要多久？(上千年上万年上千年上万年)，也就是那么也就是那么 长时间的沉淀才给我们旅游提供了那么多美景长时间的沉淀才给我们旅游提供了那么多美景。除了这些除了这些，生活中还有许多不同生活中还有许多不同 程度的化学反应程度的化学反应。那么那么，我们怎么来计算一个化学反应的速率大小呢我们怎么来计算一个化学反应的速率大小呢？ 13 完成课前学习 探究核心任务 【名师点拨名师点拨】 化学反应速率的计算方法化学反应速率的计算方法 (1)利用反应速率的定义式利用反应速率的定义式 vc t 求算。求算。 (2)利用化学反应中各

13、物质的速率之比等于化学计量数之比的规律求算。利用化学反应中各物质的速率之比等于化学计量数之比的规律求算。 (3)利用三段式进行计算利用三段式进行计算 求解化学反应速率计算题的一般步骤：求解化学反应速率计算题的一般步骤： a.写出有关反应的化学方程式；写出有关反应的化学方程式； b.找出各物质的起始量、转化量、某时刻量；找出各物质的起始量、转化量、某时刻量； c.根据已知条件列方程计算。根据已知条件列方程计算。 例如，对于反应：例如，对于反应：mAnBpCqD。A 的浓度为的浓度为 a mol L 1， ，B 的浓的浓度为度为 b mol L 1。反应进行至 。反应进行至 t1 s 时，时，A

14、消耗了消耗了 x mol L 1，则反应速率可计算如下： ，则反应速率可计算如下： 14 完成课前学习 探究核心任务 mA nBpCqD 起始浓度起始浓度/(mol L 1) a b 0 0 转化浓度转化浓度/(mol L 1) x nx m px m qx m 最终浓度最终浓度/(mol L 1) a x bnx m px m qx m 则则 v(A) x t1t0mol L 1 s1， ，v(B) nx m（t1t0）mol L 1 s1。 。 v(C) px m（t1t0）mol L 1 s1， ，v(D) qx m（t1t0）mol L 1 s1。 。 15 完成课前学习 探究核心任务

15、 计算时注意以下量的关系：计算时注意以下量的关系： a.对反应物：对反应物：c起始 起始c转化转化c某时刻某时刻 b.对生成物：对生成物：c起始 起始c转化转化c某时刻某时刻 c.转化率：转化率：c 转化转化 c起始 起始 100%。 16 完成课前学习 探究核心任务 A.v(N2)0.25 mol L 1 min1 B.v(H2)0.75 mol L 1 min1 C.v(NH3)1 mol L 1 min1 D.v(NH3)0.5 mol L 1 min1 【典例【典例 1】 一定条件下，向一定条件下，向 2 L 密闭容器中加入密闭容器中加入 2 mol N2和和 10 mol H2，发生

16、反，发生反 应应 N23H22NH3，2 min 时测得剩余时测得剩余 N2 1 mol，下列化学反应速率不正确，下列化学反应速率不正确 的是的是( ) 17 完成课前学习 探究核心任务 解析解析 解法一：求化学反应速率，需先求参加反应的物质的物质的量浓度的变化量解法一：求化学反应速率，需先求参加反应的物质的物质的量浓度的变化量 和反应所耗时间，据物质的量的变化量与体积的比可得出浓度的变化量：和反应所耗时间，据物质的量的变化量与体积的比可得出浓度的变化量： N2 3H2 2NH3 起始量起始量/mol 2 10 0 变化量变化量/mol 21 3 2 2 min 末量末量/mol 1 103

17、2 则则 v(N2)(21)mol/(2 L2 min)0.25 mol L 1 min1， ， v(H2)3 mol/(2 L2 min)0.75 mol L 1 min1， ， v(NH3)2 mol/(2 L2 min)0.5 mol L 1 min1。 。 18 完成课前学习 探究核心任务 答案答案 C 解法二：解法二：v(N2)（ （21） mol 2 L2 min 0.25 mol L 1 min1。 。 因为因为 v(N2)v(H2)v(NH3)132，故，故 v(H2)0.75 mol L 1 min1， ， v(NH3)0.5 mol L 1 min1。 。 19 完成课前学

18、习 探究核心任务 变式训练变式训练1 某一反应物的浓度是某一反应物的浓度是1.0 mol L 1， ，经过经过20 s后后，它的浓度变成了它的浓度变成了 0.2 mol L 1。 。在这在这20 s内用该物质浓度变化表示的化学反应速率为内用该物质浓度变化表示的化学反应速率为( ) A.0.04 B.0.04 mol L 1 s1 C.0.08 mol L 1 s1 D.0.04 mol L 1 解析解析 由反应速率计算公式可进行计算：由反应速率计算公式可进行计算：v c t 1.0 mol L 1 0.2 mol L 1 20 s 0.04 mol L 1 s1。 。A 项无单位，项无单位，D

19、 项为物质的量浓度的单位。项为物质的量浓度的单位。 答案答案 B 20 完成课前学习 探究核心任务 学习任务二学习任务二、化学反应速率的比较化学反应速率的比较 【合作交流合作交流】 1.对于反应对于反应3A(g)B(g)=2C(g)2D(g)，在不同条件下在不同条件下， 用用A、B表示的反应速表示的反应速 率分别为率分别为 条件条件：v(A)0.6 mol L 1 min1； ； 条件条件：v(B)0.45 mol L 1 min1；则该反应在哪个条件下的反应速率快 ；则该反应在哪个条件下的反应速率快？ 提示提示 同一个化学反应同一个化学反应，用不同物质表示其反应速率时用不同物质表示其反应速率

20、时，数值可能不同数值可能不同，所以比所以比 较同一个化学反应的反应速率的相对大小时较同一个化学反应的反应速率的相对大小时，不能直接比较数值大小不能直接比较数值大小，应先转化应先转化 为同一物质为同一物质、同一单位同一单位，然后再比较其数值大小然后再比较其数值大小，数值越大表明反应越快数值越大表明反应越快。将条将条 件件的反应速率换算成用的反应速率换算成用B表示的反应速率为表示的反应速率为v(B)0.2 mol L 1 min1， ，即条件即条件 的反应速率比条件的反应速率比条件的反应速率快的反应速率快。 21 完成课前学习 探究核心任务 提示提示 不同物质表示的化学反应速率之比化学计量数之比不

21、同物质表示的化学反应速率之比化学计量数之比，即即mn v(A)v(B)，已知已知v(A)v(B)41，由于由于A表示的反应速率比表示的反应速率比B表示的反应速表示的反应速 率快率快，则则mn41。 2.在反应在反应 mAnBpCqD 中，若中，若 v(A)4 mol L 1 min1，而 ，而 v(B) 1 mol L 1 min1， ，A 表示的反应速表示的反应速率比率比 B 表示的反应速率快，而表示的反应速率快，而 m、n 符合什么符合什么 关系？关系？ 22 完成课前学习 探究核心任务 【名师点拨名师点拨】 化学速率的比较方法化学速率的比较方法 1.归一法：依据化学反应速率之比等于化学计

22、量数之比归一法：依据化学反应速率之比等于化学计量数之比，将同一反应中的用不同物将同一反应中的用不同物 质表示的反应速率质表示的反应速率，转化成用同一种物质表示的反应速率转化成用同一种物质表示的反应速率，然后直接依据数值进然后直接依据数值进 行比较行比较。例如：例如： 对于反应对于反应 2SO2O22SO2，如果，如果 a.v(SO2)2 mol L 1 min1， ， b.v(O2)3 mol L 1 min1， ， c.v(SO3)4 mol L 1 min1，比较反应速率的大小，可以将三者表示的反应速率 ，比较反应速率的大小，可以将三者表示的反应速率 都转化为都转化为 O2表示的反应速率再

23、作比较。表示的反应速率再作比较。 23 完成课前学习 探究核心任务 2.比值法：用各物质的量表示的反应速率除以对应各物质的系数比值法：用各物质的量表示的反应速率除以对应各物质的系数，然后再对求出的然后再对求出的 数值进行大小排序数值进行大小排序，数值大的反应速率快数值大的反应速率快。例如：例如： 换算得出：换算得出：a.v(O2)1 mol L 1 min1， ，c.v(O2)2 mol L 1 min1， ，则反应速则反应速 率的大小关系为率的大小关系为bca。 对于对于反应反应 mAnBpCqD，若，若 v(A)/mv(B)/n，则反应速率，则反应速率 AB。 24 完成课前学习 探究核心

24、任务 【典例典例2】 对于反应对于反应A(g)3B(g)=2C(g)，下列各数据表示不同条件下的反应速下列各数据表示不同条件下的反应速 率率，其中反应进行得最快的是其中反应进行得最快的是( ) A.v(A)0.01 mol L 1 s1 B.v(B)0.02 mol L 1 s1 C.v(B)0.60 mol L 1 min1 D.v(C)1.0 mol L 1 min1 25 完成课前学习 探究核心任务 答案答案 A 解析解析 对于同一反应在不同条件下的反应速率进行比较时，必须选定同一种速率对于同一反应在不同条件下的反应速率进行比较时，必须选定同一种速率单单 位和同一种物质，这样比较才有意义

25、。如果选择位和同一种物质，这样比较才有意义。如果选择 B 物质和单位物质和单位 mol L 1 min1，并依 ，并依 据据“各物质的速率之比等于化学方程式中计量数之比各物质的速率之比等于化学方程式中计量数之比”进行相应的换算，然后进行进行相应的换算，然后进行 对比。对比。A 项，项，v(B)3v(A)360 s min 1 0.01 mol L 1 s1 1.8 mol L 1 min1； ；B 项，项，v(B)60 s min 1 0.02 mol L 1 s1 1.2 mol L 1 min1； ；D 项，项，v(B)3 2v(C) 1.5 mol L 1 min1，经过比较可知 ，经过

26、比较可知 A 项反应进行的最快。项反应进行的最快。 26 完成课前学习 探究核心任务 变式训练变式训练2 反应反应A3B=2C2D在四种不同情况下的反应速率分别为在四种不同情况下的反应速率分别为v(A) 0.15 mol L 1 s1； ；v(B)0.6 mol L 1 s1； ；v(C)0.4 mol L 1 s1； ；v(D) 0.45 mol L 1 s1。 。 该反应进行的快慢顺序为该反应进行的快慢顺序为_。 27 完成课前学习 探究核心任务 解析解析 解法一：由反应速率之比与物质的系数之比解法一：由反应速率之比与物质的系数之比，比较后作出判断比较后作出判断。由化学方由化学方 程式程式

27、A3B=2C2D得出：得出：a.A与与B的系数之比为的系数之比为13，而而v(A)v(B) 0.150.614，故故v(B)v(A)，从而得从而得。 b.B与与C的系数之比为的系数之比为32，而而v(B)v(C)0.60.432，故故v(B)v(C)，从从 而得而得。 c.C与与D的系数之比为的系数之比为2211，而而v(C)v(D)0.40.45，故故v(D)v(C)，从从 而得而得。 故该反应进行的快慢顺序为故该反应进行的快慢顺序为。 28 完成课前学习 探究核心任务 解法二：将不同物质表示的速率换算为同一物质表示的速率解法二：将不同物质表示的速率换算为同一物质表示的速率，再比较速率数值的再比较速率数值的 大小大小。 若以物质若以物质A为标准为标准，将其他物质表示的反应速率换算为用物质将其他物质表示的反应速率换算为用物质A表示的速率表示的速率，则则 由方程式中的化学计量数知：由方程式中的化学计量数知： v(A)v(B)13，则则表示的表示的v(A)0.2 mol L 1 s1； ； v(A)v(C)12，则则表示的表示的v(A)0.2 mol L 1 s1； ； v(A)v(D)12，则则表示的表示的v(A)0.225 mol L 1 s1。 。 故反应进行的快慢顺序为故反应进行的快慢顺序为。 答案答案 29 本节内容结束