第二章第三节第1课时 化学反应的速率.docx
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第二章第三节第1课时化学反应的速率
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.了解化学反应速率的含义及其表示方式。
2.了解影响化学反应速率的因素。
3．初步了解控制化学反应速率的常用方法。
知识点一 化学反应速率的含义及表示方法[学生用书P33]
阅读教材P47～P48，思考并填空。
1．判断正误
（1）化学反应速率通常用单位时间内生成或消耗某物质的质量的多少来表示。
（ ）
（2）反应现象越明显反应速率越快，反之越慢。
（ ）
（3）在同一个反应中，可以用反应物或生成物来表示化学反应速率。
（ ）
（4）化学反应速率常用单位有mol/（L·s）和mol/（L·min）。
（ ）
（5）化学反应速率可以用固体物质来表示。
（ ）
答案：
（1）×
（2）× （3）√ （4）√ （5）×
2．反应4A（s）＋3B（g）2C（g）＋D（g），经2minB的浓度减少0.6mol/L。
对此反应速率的正确表示是（ ）
A．用A表示的反应速率是0.8mol/（L·s）
B．分别用B、C、D表示反应的速率，其比值是3∶2∶1
C．在2min末时的反应速率，用B来表示是0.3mol/（L·min）
D．在这2min内用B和C表示的反应速率的值都是相同的
解析：
选B。
化学反应速率不能用固体物质表示，A项不正确；v（B）＝
＝0.3mol/（L·min）是2min内的平均反应速率，而不是2min末时的反应速率，C项不正确；反应中B和C的化学计量数不同，用B和C表示的反应速率的值不同，D项不正确。
3．在一个体积为2L的密闭容器中发生反应2SO2＋O22SO3，经过5s后，测得SO3的物质的量为0.8mol。
填写下表：
有关反
应物质
SO2
O2
SO3
物质的量
浓度变化
化学反
应速率
化学反应
速率之比
答案：
0.4mol·L－1 0.2mol·L－1 0.4mol·L－1
0．08mol·L－1·s－1 0.04mol·L－1·s－1 0.08mol·L－1·s－1 2∶1∶2
1．化学反应速率计算的两种方法
（1）定义式法：
v＝Δc/Δt。
（2）化学计量数法：
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。
2．化学反应速率的正确理解
（2016·开封高一检测）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（均取正值）来表示。
反应4NH3（g）＋5O2（g）4NO（g）＋6H2O（g），在5L密闭容器中进行，半分钟后，NO的物质的量增加了0.3mol，则此反应的平均速率为（ ）
A．v（O2）＝0.01mol/（L·s）
B．v（NO）＝0.008mol/（L·s）
C．v（H2O）＝0.003mol/（L·s）
D．v（NH3）＝0.004mol/（L·s）
[解析] 根据化学反应速率的定义可得：
v（NO）＝
＝
＝0.002mol/（L·s）。
再运用“化学反应速率之比等于化学方程式中各物质的化学计量数之比”求出其他物质的反应速率：
v（O2）＝
v（NO）＝
×0.002mol/（L·s）＝0.0025mol/（L·s）；
v（H2O）＝
v（NO）＝
×0.002mol/（L·s）＝0.003mol/（L·s）；
v（NH3）＝v（NO）＝0.002mol/（L·s）。
[答案] C
（1）例1中，半分钟后，NH3的物质的量浓度减少了多少？
（2）例1中，各选项表示的化学反应速率快慢顺序如何？
答案：
（1）Δc（NH3）＝
＝
＝0.06mol/L。
（2）先转化成用同一种物质表示反应速率，再比较数值大小。
A.v（O2）＝0.01mol/（L·s）；B.v（O2）＝
×v（NO）＝0.01mol/（L·s）；C.v（O2）＝
×v（H2O）＝0.0025mol/（L·s）；D.v（O2）＝
×v（NH3）＝0.005mol/（L·s）。
故反应速率：
A＝B＞D＞C。
化学反应速率的计算及快慢比较
1．反应3X（g）＋Y（g）2Z（g）＋2W（g）在2L密闭容器中进行，5min时Y减少了0.5mol，则0～5min内此反应的平均速率为（ ）
A．v（X）＝0.05mol·L－1·min－1
B．v（Y）＝0.10mol·L－1·min－1
C．v（Z）＝0.10mol·L－1·min－1
D．v（W）＝0.05mol·L－1·s－1
解析：
选C。
Y的平均反应速率为v（Y）＝
＝0.05mol·L－1·min－1，在同一化学反应中各物质的反应速率之比等于化学计量数之比，故v（X）＝0.15mol·L－1·min－1，v（Z）＝0.10mol·L－1·min－1，v（W）≈0.0017mol·L－1·s－1。
2．对反应A（g）＋3B（g）2C（g）来说，下列反应速率中最快的是（ ）
A．v（A）＝0.3mol/（L·min）
B．v（B）＝0.6mol/（L·min）
C．v（C）＝0.5mol/（L·min）
D．v（A）＝0.01mol/（L·s）
解析：
选D。
以“A”为基准物质，“min”为时间单位表示反应速率。
A项，v（A）＝0.3mol/（L·min）；B项，v（A）＝
v（B）＝
×0.6mol/（L·min）＝0.2mol/（L·min）；C项，v（A）＝
v（C）＝
×0.5mol/（L·min）＝0.25mol/（L·min）；D项，v（A）＝0.01mol/（L·s）×60s/min＝0.6mol/（L·min）。
综上所述，本题选D。
化学反应速率的应用
3．反应2SO2＋O2
2SO3经过一段时间后，SO3的浓度增加了0.4mol/L，在这段时间内用O2表示的反应速率为0.04mol/（L·s），则这段时间为（ ）
A．0.1s B．2.5s
C．5s D．10s
解析：
选C。
SO3的浓度增加了0.4mol/L，则O2的浓度减小了0.2mol/L，Δt＝Δc（O2）/v（O2）＝
＝5s。
4．某温度下，浓度都是1mol/L的两种气体X2和Y2，在密闭容器中反应生成气体Z。
反应2min后，测得参加反应的X2为0.6mol/L，用Y2的变化表示的反应速率v（Y2）＝0.1mol/（L·min），生成的c（Z）为0.4mol/L，则该反应的化学方程式是（ ）
A．X2＋2Y2===2XY2 B．2X2＋Y2===2X2Y
C．3X2＋Y2===2X3Y D．X2＋3Y2===2XY3
解析：
选C。
用X2表示的反应速率为v（X2）＝
＝0.3mol/（L·min）。
用Z表示的反应速率为v（Z）＝
＝0.2mol/（L·min）。
根据X2、Y2和Z反应速率之比即化学方程式中各物质的化学计量数之比，则v（X2）∶v（Y2）∶v（Z）＝0.3mol/（L·min）∶0.1mol/（L·min）∶0.2mol/（L·min）＝3∶1∶2。
根据原子守恒，可确定Z的化学式为X3Y。
故可得出反应的化学方程式为3X2＋Y2===2X3Y。
5．一定温度下，向容积为2L的密闭容器中通入两种气体发生化学反应，反应中各物质物质的量的变化如图所示，下列对该反应的推断合理的是（ ）
A．该反应的化学方程式为3B＋4D6A＋2C
B．反应进行到1s时，v（A）＝v（D）
C．反应进行到6s时，B的平均反应速率为0.05mol·L－1·s－1
D．反应进行到6s时，各物质的反应速率相等
解析：
选C。
Δn（A）∶Δn（B）∶Δn（C）∶Δn（D）＝（1.2－0）mol∶（1.0－0.4）mol∶（1.0－0.2）mol∶（0.4－0）mol＝6∶3∶4∶2，所以化学方程式为3B＋4C6A＋2D，A错误；不论在什么时刻，在同一化学反应中用各物质表示的速率之比等于化学计量数之比，B、D错误。
知识点二 影响化学反应速率的因素[学生用书P34]
阅读教材P48～P50，思考并填空。
1．温度对反应速率的影响
实验
操作
实验
现象
产生气泡由快到慢的顺序：
C>B>A
实验
结论
升高温度，反应速率增大；
降低温度，反应速率减小
2.催化剂对反应速率的影响
实验
操作
实验
现象
产生气泡速率的相对大小：
②>①，③>①
实验
结论
催化剂能加快H2O2分解的反应速率
3.其他影响因素
除温度、催化剂外，固体的表面积、反应物的状态、溶液的浓度、气体的压强、溶剂和光照等都可以影响化学反应速率。
1．在下列事实中，什么因素影响了化学反应的速率？
（1）集气瓶中有H2和Cl2的混合气体，在瓶外点燃镁条时发生爆炸：
__________________。
（2）黄铁矿煅烧时需粉碎成细小的矿粒：
________________________________________________________________________。
（3）KI晶体和HgCl2晶体混合后无明显现象，若一起投入水中，很快生成红色HgI2：
________________________________________________________________________。
（4）熔化的KClO3放出气泡很慢，撒入少量MnO2固体很快产生气体：
__________________。
（5）同浓度、同体积的盐酸中放入同样大小的锌粒和镁粒，产生气体有快有慢：
________________________________________________________________________。
（6）同样大小的石灰石分别在0.1mol·L－1的盐酸和1mol·L－1的盐酸中反应速率不同：
________________________________________________________________________。
（7）夏天的食品易变霉，冬天就不易发生该现象：
________________________________________________________________________。
（8）葡萄糖在空气中燃烧时需要较高的温度，可是在人体内，在正常体温（37℃）时，就可以被氧化，这是因为：
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
解析：
影响化学反应速率的因素除了浓度、温度、压强、催化剂以外，光、电磁波、超声波、反应物颗粒的大小、溶剂的性质等，也会对化学反应速率产生影响。
答案：
（1）光
（2）反应物的接触面积 （3）在溶液中，水作溶剂，增大了接触面积 （4）催化剂 （5）反应物本身的性质 （6）反应物的浓度 （7）反应温度 （8）人体内的生物酶起催化作用，可以降低葡萄糖氧化反应所需要的能量，所以在人体温度的范围内葡萄糖就可以发生反应
2．对于任意反应：
A＋2B===3C，下列条件的改变一定能使化学反应速率加快的是（ ）
A．增加A的物质的量
B．升高体系的温度
C．增大体系的压强
D．减少C的物质的量
解析：
选B。
增加或减少固体的物质的量和增大非气态反应体系的压强，都不能改变化学反应速率，但升高体系的温度，一定能加快化学反应速率。
由于A、B、C的状态未知，故A项、C项、D项均不正确。
影响化学反应速率的因素
内因
反应物
的性质
其他条件相同时，反应物的化学性质越活泼，化学反应速率越快，反之，化学反应速率越慢
外因
催化剂
在其他条件相同时，使用催化剂，化学反应速率加快
温度
在其他条件相同时，升高温度，化学反应速率加快，降低温度，化学反应速率减慢
反应物的浓度
在其他条件相同时，增大反应物的浓度，化学反应速率加快，减小反应物的浓度，化学反应速率减慢
固体反应物的
表面积
在其他条件相同时，增大固体反应物的表面积，化学反应速率加快，减小固体反应物的表面积，化学反应速率减慢
其他
光波、电磁波、超声波、溶剂、原电池等也能影响化学反应的速率
解答外界条件对反应速率影响的实验探究题的步骤
（1）确定变量：
首先要认真审题，理清影响实验探究结果的因素有哪些。
（2）定多变一：
在探究时，应该先确定其他的因素不变，只改变一种因素，看这种因素与探究的问题存在怎样的关系。
下表是稀硫酸与某金属反应的实验数据
实验序号
金属
质量/g
金属状态
c（H2SO4）
/mol·L－1
V（H2SO4）
/mL
溶液温度/℃
金属消失的时间/s
反应前
反应后
1
0.10
丝
0.5
50
20
34
500
2
0.10
粉末
0.5
50
20
35
50
3
0.10
丝
0.7
50
20
36
250
4
0.10
丝
0.8
50
20
35
200
5
0.10
粉末
0.8
50
20
36
25
6
0.10
丝
1.0
50
20
35
125
7
0.10
丝
1.0
50
35
50
50
8
0.10
丝
1.1
50
20
34
100
9
0.10
丝
1.1
50
30
44
40
分析上述数据，完成下列问题：
（1）实验4和5表明______________对反应速率有影响，______________反应速率越快，能表明同一规律的实验还有______________（填实验序号）。
（2）仅表明反应物浓度对反应速率产生影响的实验有______________（填实验序号）。
（3）本实验中影响反应速率的其他因素还有________，其实验序号是______________。
（4）实验中的所有反应，反应前后溶液的温度变化值（约15℃）相近，推测其原因：
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
[解析] 本题考查影响化学反应速率的因素，同时考查分析图表、解决问题的能力。
既要注意表格中金属的状态不同，又要通过对比各种数据，综合分析得出答案。
[答案]
（1）固体反应物的表面积 表面积越大 1、2
（2）1、3、4、6、8或2、5 （3）反应温度 6、7或8、9
（4）因为所有反应中，金属的质量和硫酸溶液体积均相等，并且硫酸过量，产生的热量相等，所以溶液的温度变化值相近
外界条件对反应速率的影响
1．化学反应速率的研究对于工农业生产和日常生活有着十分重要的意义，下列说法正确的是（ ）
A．将肉类食品进行低温冷藏，能使其永远不会腐败变质
B．在化学工业中，选用合适的催化剂一定能提高经济效益
C．夏天面粉的发酵速度与冬天面粉的发酵速度相差不大
D．茶叶的包装袋中加入的还原性铁粉，能显著延长茶叶的储存时间
解析：
选D。
A项，低温冷藏只能降低肉类食品的变质速度。
B项，催化剂的使用只能提高单位时间内的产量，而不能确保经济效益的提高。
C项，夏天温度高，面粉的发酵速度加快。
D项，还原性铁粉能与茶叶包装袋中的氧气反应，降低氧气浓度，从而显著延长茶叶的储存时间。
2．把铝条放入盛有过量稀盐酸的试管中，不影响氢气产生速率的因素是（ ）
A．盐酸的浓度 B．铝条的表面积
C．溶液的温度 D．加少量Na2SO4固体
解析：
选D。
反应物的浓度、反应温度、反应物接触面积等均影响反应速率，加入少量Na2SO4固体对反应速率无影响。
3．欲提高CH4（g）＋H2O（g）CH3OH（g）＋H2（g）的反应速率，下列措施可行的是（ ）
①升高温度 ②增大体系压强 ③使用催化剂 ④投入更多H2O（g） ⑤液化分离出CH3OH
A．①②③ B．②③④
C．①③⑤ D．①②③④
解析：
选D。
加热、加压、使用催化剂、增大反应物浓度均能提高反应速率，减小生成物浓度不能提高反应速率，本题选D。
影响化学反应速率因素的实验探究
4．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（ ）
实验
反应温度/℃
Na2S2O3溶液
稀硫酸
H2O
V/mL
c/mol·L－1
V/mL
c/mol·L－1
V/mL
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：
选D。
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。
5．为了探究不同条件对过氧化氢分解速率的影响，有人利用实验室提供的仪器和试剂设计了如下实验方案，请回答下列问题。
试剂：
5%H2O2溶液、10%H2O2溶液、1mol/LFeCl3溶液、MnO2粉末
仪器：
试管、胶头滴管、酒精灯
（1）方案1：
实验目的：
________________________________________________________________________。
实验步骤：
分别向A、B两支试管中加入5mL5%H2O2溶液，再分别加入2～3滴1mol/LFeCl3溶液，待两支试管中产生少量气泡后，将试管A放入5℃水浴中，将试管B放入40℃水浴中。
实验现象：
试管________（填“A”或“B”）中产生气泡的速率快，说明
________________________________________________________________________。
（2）方案2：
实验目的：
探究浓度对化学反应速率的影响。
实验步骤：
取A、B两支试管，向试管A中加入5mL5%H2O2溶液，向试管B中加入5mL10%H2O2溶液。
实验现象：
试管A、B中均有极少量气泡缓慢产生。
如何改进实验方案，才能使实验现象更加明显：
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
（3）
某同学在50mLH2O2溶液中加入2g二氧化锰，在标准状况下放出气体的体积与时间的关系如图所示。
则：
A、B、C各点所表示的反应速率由快到慢的顺序为________________；该H2O2溶液的物质的量浓度为________________。
解析：
（1）A、B两支试管的不同条件是温度，所以研究的是温度对化学反应速率的影响；温度越高，化学反应速率越快，故B中产生气泡的速率快。
（2）因为现象不明显，所以需要加催化剂将原反应速率同时放大若干倍，扩大现象的差异。
（3）根据图示可知，A点的速率最快，C点的速率最慢。
最终产生气体56mL（标准状况），由2H2O2～O2知，n（H2O2）＝2n（O2）＝0.005mol，c（H2O2）＝
＝0.1mol/L。
答案：
（1）探究温度对化学反应速率的影响 B 其他条件不变时，温度越高，化学反应速率越快
（2）在A、B两支试管中分别加入同样的催化剂
（3）v（A）＞v（B）＞v（C） 0.1mol/L
重难易错提炼
1.化学反应速率的表达式：
v（A）＝
＝
。
2.同一化学反应中各物质化学反应速率之比等于化学方程式中相应物质的化学计量数之比。
3.升高温度，使用催化剂，增大反应物浓度，增大固体反应物的表面积均可增大反应速率。
4.改变压强来影响化学反应速率是通过改变气体反应物浓度而实现的，若压强改变而浓度不变，则反应速率不变。
5.探究外界条件对化学反应速率影响的方法：
“定多变一”。
课后达标检测[学生用书P96（独立成册）]
[基础巩固]
1．实验室用锌粒与2mol·L－1硫酸溶液制取氢气，下列措施不能增大化学反应速率的是（ ）
A．用锌粉代替锌粒
B．改用3mol·L－1硫酸溶液
C．改用热的2mol·L－1硫酸溶液
D．向该硫酸溶液中加入等体积的水
解析：
选D。
向硫酸溶液中加入等体积的水使c（H＋）减小，故Zn＋2H＋===Zn2＋＋H2↑的反应速率减小。
2．下列措施对增大化学反应速率明显有效的是（ ）
A．Na与水反应时增大水的用量
B．Fe与硫酸反应制取H2时，选用浓硫酸
C．两支试管中分别加入相同浓度的过氧化氢溶液制取氧气，其中一支试管中再加入二氧化锰
D．Al在氧气中燃烧生成Al2O3，将铝粉改成铝片
解析：
选C。
改变固体或纯液体的量对化学反应速率无影响，A项错误。
Fe遇浓硫酸钝化，不产生氢气，B项错误。
MnO2作催化剂能加快过氧化氢的分解速率，C项正确。
将铝粉改成铝片能减小与氧气的接触面积，化学反应速率减小，D项错误。
3．反应4A（s）＋5B（g）===4C（g）＋6D（g）在10L密闭容器中进行，半分钟后，D的物质的量增加了0.45mol，则下列说法正确的是（ ）
A．半分钟时v（B）＝0.0015mol·L－1·s－1
B．半分钟内v（A）＝0.0010mol·L－1·s－1
C．半分钟内v（C）＝0.0010mol·L－1·s－1
D．半分钟内v（D）＝0.045mol·L－1·s－1
解析：
选C。
化学反应速率是平均速率，不是瞬时速率，A错误；固体或纯液体无法表示化学反应速率，B错误；v（D）＝
＝0.0015mol·L－1·s－1，则v（C）＝
v（D）＝
×0.0015mol·L－1·s－1＝0.0010mol·L－1·s－1，C正确、D错误。
4．把下列4种X溶液分别加入4个盛有5mL2mol/L盐酸的烧杯中，均加水稀释到50mL，此时，X和盐酸缓慢地进行反应，其中反应速率最快的是（ ）
A．标准状况时20mL3mol/L的X溶液
B．常温常压时30mL2mol/L的X溶液
C．常温常压时10mL4mol/L的X溶液
D．标准状况时10mL2mol/L的X溶液
解析：
选B。
综合考虑浓度和温度对化学反应速率的影
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