版高中化学专题2第一单元化学反应速率与反应限度第1课时化学反应速率学案苏教版必修2.docx
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版高中化学专题2第一单元化学反应速率与反应限度第1课时化学反应速率学案苏教版必修2
第1课时 化学反应速率
一、化学反应速率及其表示方法
1．化学反应速率及其表示方法
（1）概念：
化学反应速率是用来衡量化学反应过程进行快慢程度的物理量。
（2）表示方法：
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。
（3）计算：
表达式为v＝
或v＝
。
式中：
Δc为浓度的变化量，一般以mol·L－1为单位；
Δt为时间，一般以s或min为单位。
（4）常用单位mol·L－1·s－1或mol·L－1·min－1。
2．化学反应速率之比与化学计量数的关系
在一个体积为2L的密闭容器中发生反应2SO2（g）＋O2（g）
2SO3（g），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（g）
O2（g）
SO3（g）
物质的量浓度变化
0.4_mol·L－1
0.2_mol·L－1
0.4_mol·L－1
化学反应速率
0.08_mol·L－1·s－1
0.04_mol·L－1·s－1
0.08_mol·L－1·s－1
化学反应速率之比
2∶1∶2
（1）表示化学反应速率时，必须指明具体的物质，因为同一化学反应，用不同的物质表示的反应速率，其数值可能不同。
（2）化学反应速率的计算方法
①定义式法：
利用公式v＝
计算化学反应速率，也可以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＝物质的量浓度的变化量之比＝物质的量的变化量之比＝化学计量数之比。
例1
在1L的密闭容器中，发生反应4A（s）＋3B（g）2C（g）＋D（g），经2min后B的浓度减少0.6mol·L－1。
对此反应速率的正确表示是（ ）
A．用A表示的反应速率是0.4mol·L－1·min－1
B．用B、C、D分别表示反应的速率，其比值是3∶2∶1
C．在第2min末的反应速率用B表示是0.3mol·L－1·min－1
D．在这2min内用B表示的速率的值逐渐减小，用C表示的速率的值逐渐增大
考点 化学反应速率及应用
题点 化学反应速率的计算
答案 B
解析 A为固体，一般不用固体表示反应速率，所以A项错误；同一反应中，用不同物质表示的速率与方程式中各物质的化学计量数成正比，B项正确；反应速率为平均值，并非2min末的速率，所以C项错误；同一时间段内，用反应物、生成物表示的速率的意义是相同的，变化趋势也是一样的，D项错误。
思维启迪
（1）固体或纯液体的浓度视为常数，Δc＝0，因此不用固体或纯液体表示化学反应速率。
（2）化学反应速率是一段时间内的平均反应速率，而不是某一时刻的瞬时速率。
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
①v（A）＝0.6mol·L－1·min－1
②v（B）＝0.45mol·L－1·min－1
③v（C）＝0.015mol·L－1·min－1
④v（D）＝0.45mol·L－1·min－1，则此反应在不同条件下进行最快的是（ ）
A．②③B．①③C．②④D．②
考点 化学反应速率及应用
题点 化学反应速率的大小比较
答案 D
解析 化学反应速率之比等于化学反应方程式中的化学计量数之比，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中v（A）＝0.6mol·L－1·min－1；②中v（A）＝3v（B）＝0.45mol·L－1·min－1×3＝1.35mol·L－1·min－1；③中v（A）＝
v（C）＝
×0.015mol·L－1·min－1＝0.0225mol·L－1·min－1；④中v（A）＝
v（D）＝
×0.45mol·L－1·min－1＝0.675mol·L－1·min－1；所以在不同条件下，进行最快的是②，D项正确。
方法规律——化学反应速率大小的比较方法
（1）归一法：
若单位不统一，则要换算成相同的单位；若为不同物质表示的反应速率，则要换算成同一物质来表示反应速率；再比较数值的大小。
（2）比值法：
比较化学反应速率与化学计量数的比值，如aA（g）＋bB（g）===cC（g）＋dD（g），比较
与
，若
>
，则说明用A表示的化学反应速率大于用B表示的化学反应速率。
二、影响化学反应速率的因素
1．温度对化学反应速率影响的探究
实验操作
实验现象
①产生气泡
速率最慢
②产生气泡
速率较快
③产生气泡
速率最快
实验结论
对于反应2H2O2
2H2O＋O2↑来说，温度升高，H2O2的分解速率加快
2.催化剂对化学反应速率影响的探究
实验操作
实验现象
①有少量气泡出现
②能产生大量气泡
③能产生大量气泡
实验结论
MnO2、FeCl3可以使H2O2分解的速率加快
3.浓度对化学反应速率影响的探究
实验操作
实验现象
装有12%H2O2溶液的试管中先产生气泡
实验结论
增大反应物浓度能使H2O2分解速率加快
4.影响化学反应速率的因素除温度、催化剂和反应物浓度外，还有反应物的状态、固体的表面积、气体的压强、溶剂、光照等许多因素。
影响因素
规律
内因
反应物本身的性质
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
浓度
增大反应物的浓度，化学反应速率增大；减小反应物的浓度，化学反应速率减小
温度
升高温度，化学反应速率增大；降低温度，化学反应速率减小
催化剂
一般地，使用催化剂能极大地加快反应速率
固体的表面积
增大固体反应物的表面积，化学反应速率加快
其他
光照、溶剂、形成原电池等，也能影响化学反应速率
例3
一定条件下，分别对反应C（s）＋CO2（g）2CO（g）进行如下操作（只改变该条件）：
①升高反应体系的温度；②增加反应物C的用量；③缩小反应体系的体积；④减少体系中CO的量。
上述措施中一定能使反应速率显著变大的是（ ）
A．①②③④B．①③④
C．①②D．①③
考点 化学反应速率的影响因素
题点 化学反应速率影响因素的综合
答案 D
解析 ①升高反应体系的温度，反应速率显著增大，正确；②C为固体，增加反应物C的用量，反应速率不变，错误；③缩小反应体系的体积，CO2、CO的浓度增大，反应速率增大，正确；④减少体系中生成物CO的量，反应速率不可能增大，错误，选D。
思维启迪——压强对反应速率的影响
有气体参加的反应，改变压强对反应速率的影响实质是改变体积，使反应物的浓度改变。
（1）压缩体积或充入反应物，使压强增大，都能加快化学反应速率。
（2）体积不变，充入不参与反应的气体。
虽然总的压强增大，但反应物浓度不发生变化，故化学反应速率不变。
例4
CaCO3与稀盐酸反应（放热反应）生成CO2的量与反应时间的关系如右图所示。
下列结论不正确的是（ ）
A．反应开始4min内温度对反应速率的影响比浓度大
B．一段时间后，反应速率减小的原因是c（H＋）减小
C．反应在2～4min内平均反应速率最大
D．反应在2～4min内生成CO2的平均反应速率为v（CO2）＝0.06mol·L－1·s－1
考点 化学反应速率的影响因素
题点 化学反应速率图像分析
答案 D
解析 随着反应的进行c（H＋）减小，而前4min内反应速率变大，根据反应是放热反应，可推出前4min内温度对反应速率的影响比浓度大，A、B项正确；在2～4min内n（CO2）的变化量最大（或曲线的斜率最大），可判断出平均反应速率最大，C项正确；由题意及图可知，该题不知道容器体积，故不能计算出反应速率。
思维启迪——化学反应速率大小的分析判断
（1）在内因不相同的情况下（即反应物不相同），只能根据反应事实及实验现象定性分析反应的快慢。
（2）在内因相同的情况下（即反应物相同），可根据外界条件对反应速率的影响来定量判断反应速率的大小。
1．下列关于化学反应速率的说法，不正确的是（ ）
A．化学反应速率是衡量化学反应进行快慢程度的物理量
B．化学反应速率的大小主要取决于反应物的性质
C．化学反应速率可以用单位时间内生成某物质的质量的多少来表示
D．化学反应速率常用单位有mol·L－1·s－1和mol·L－1·min－1
考点 化学反应速率及应用
题点 化学反应速率的概念
答案 C
解析 化学反应速率用单位时间内反应物或生成物的浓度变化量来表示，而不采用物质的质量或物质的量。
2．已知合成氨反应：
N2（g）＋3H2（g）
2NH3（g）
其浓度数据如下：
N2
H2
NH3
起始浓度/mol·L－1
1.0
3.0
0
2s末浓度/mol·L－1
0.6
1.8
0.8
当用氨气浓度的增加来表示该化学反应的速率时，其速率为（ ）
A．0.2mol·L－1·s－1B．0.4mol·L－1·s－1
C．0.6mol·L－1·s－1D．0.8mol·L－1·s－1
考点 化学反应速率及应用
题点 化学反应速率的计算
答案 B
解析 v（NH3）＝
＝0.4mol·L－1·s－1，B项正确。
3．把下列四种X溶液分别加入四个盛有10mL2mol·L－1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，其中反应最快的是（ ）
A．10℃20mL3mol·L－1的X溶液
B．20℃30mL2mol·L－1的X溶液
C．20℃10mL4mol·L－1的X溶液
D．10℃10mL2mol·L－1的X溶液
考点 影响化学反应速率的因素
题点 外界因素对反应速率的影响
答案 B
解析 在化学反应中，当其他条件不变时，浓度越大，反应速率越快；温度越高，反应速率越快。
本题中要综合考虑浓度和温度的影响。
先比较浓度的大小，这里的浓度应该是混合以后的浓度，由于混合后各烧杯中盐酸的浓度相等，因此只要比较X的浓度即可，X浓度越大，反应速率越快。
因为反应后溶液的体积均为50mL，所以X的物质的量越大，浓度就越大。
通过观察可知，混合后A、B选项中X的浓度相等，且比C、D两项的大，但B中温度更高，因此B的反应速率最大。
4．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
考点 影响化学反应速率的因素
题点 化学反应速率定向变化措施的确定
答案 D
解析 A项，用锌粉代替锌粒，增大表面积，速率加快；B项，改用3mol·L－1硫酸溶液，浓度增大，速率加快；C项，改用热的2mol·L－1硫酸溶液，温度升高，速率加快；D项，向该硫酸溶液中加入等体积的水，浓度减小，速率减小。
[对点训练]
题组一 化学反应速率及计算
1．下列关于化学反应速率的说法正确的是（ ）
A．对于任何化学反应来说，反应速率越大，反应现象就越明显
B．化学反应速率通常表示一定时间内任何一种反应物浓度的减少或任何一种生成物浓度的增加
C．化学反应速率为0.8mol·L－1·s－1是指1s时某物质的浓度为0.8mol·L－1
D．根据化学反应速率的大小可以知道化学反应进行的快慢
考点 化学反应速率及其应用
题点 化学反应速率的概念
答案 D
解析 A项，化学反应速率越大，反应现象不一定越明显，如盐酸与氢氧化钠溶液的反应；B项，固体或纯液体的浓度可视为常数，一般不用固体或纯液体表示化学反应速率；C项，0.8mol·L－1·s－1表示1s的时间内，某物质的浓度变化了0.8mol·L－1；D项，化学反应速率就是表示化学反应进行快慢的物理量。
2．将5.6g铁粉投入足量的100mL2mol·L－1稀硫酸中，2min时铁粉刚好完全溶解。
下列有关这个反应的反应速率表示正确的是（ ）
A．铁的反应速率＝0.5mol·L－1·min－1
B．硫酸的反应速率＝0.25mol·L－1·min－1
C．硫酸亚铁的生成速率＝0.5mol·L－1·min－1
D．氢气的反应速率＝0.5mol·L－1·min－1
考点 化学反应速率及其应用
题点 化学反应速率的计算
答案 C
解析 根据反应速率计算公式，需要计算2min时间内各物质浓度的变化量。
在反应Fe＋H2SO4===FeSO4＋H2↑中，溶液中溶质浓度发生变化的只有反应物硫酸和生成物硫酸亚铁。
5.6gFe的物质的量＝
＝0.1mol。
参加反应的H2SO4的物质的量＝生成FeSO4的物质的量＝0.1mol。
H2SO4的消耗速率＝FeSO4的生成速率＝
＝0.5mol·L－1·min－1。
3．已知4NH3（g）＋5O2（g）
4NO（g）＋6H2O（g），若反应速率分别用v（NH3）、v（O2）、v（NO）、v（H2O）表示，则正确的关系式为（ ）
A．4v（NH3）＝5v（O2）
B．5v（O2）＝6v（H2O）
C．2v（NH3）＝3v（H2O）
D．4v（O2）＝5v（NO）
考点 化学反应速率及其应用
题点 化学反应速率与化学计量数的关系
答案 D
解析 在同一化学反应里，各物质的反应速率之比等于各物质的化学计量数之比。
A选项应为5v（NH3）＝4v（O2）；B选项应为6v（O2）＝5v（H2O）；C选项应为3v（NH3）＝2v（H2O）。
4．在2A（g）＋B（g）3C（g）＋4D（g）反应中，表示该反应速率最快的是（ ）
A．v（A）＝0.5mol·L－1·s－1
B．v（B）＝0.3mol·L－1·s－1
C．v（C）＝0.8mol·L－1·s－1
D．v（D）＝1mol·L－1·s－1
考点 化学反应速率及应用
题点 化学反应速率的大小比较
答案 B
解析 用反应速率判断反应快慢时，首先把各物质的反应速率除以其化学方程式中的化学计量数：
A选项，
＝0.25mol·L－1·s－1，B选项，
＝0.3mol·L－1·s－1，C选项，
＝
mol·L－1·s－1，D选项，
＝0.25mol·L－1·s－1；然后比较大小，B选项最大。
5．某温度下，浓度都是1mol·L－1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－1，用Y2表示的反应速率v（Y2）＝0.1mol·L－1·min－1，生成的c（Z）为0.4mol·L－1，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
考点 化学反应速率及其应用
题点 确定化学方程式或化学计量数
答案 C
解析 用X2表示的反应速率为v（X2）＝
＝0.3mol·L－1·min－1。
用Z表示的反应速率为v（Z）＝
＝0.2mol·L－1·min－1。
根据X2、Y2和Z反应速率之比即化学方程式中相应物质的化学计量数之比，则v（X2）∶v（Y2）∶v（Z）＝0.3mol·L－1·min－1∶0.1mol·L－1·min－1∶0.2mol·L－1·min－1＝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。
6．（2017·陕西咸阳校级期末考试）在2L密闭容器中，发生以下反应：
2A（g）＋B（g）2C（g）＋D（g）。
若最初加入的A和B都是4mol，在前10sA的平均反应速率为0.12mol·L－1·s－1，则10s时，容器中B的物质的量是（ ）
A．1.6molB．2.8mol
C．2.4molD．1.2mol
考点 化学反应速率及其应用
题点 化学反应速率的计算
答案 B
解析 根据化学反应速率之比等于对应物质的化学计量数之比，可得v（B）＝0.5v（A）＝0.5×0.12mol·L－1·s－1＝0.06mol·L－1·s－1，则Δc（B）＝0.06mol·L－1·s－1×10s＝0.6mol·L－1，Δn（B）＝0.6mol·L－1×2L＝1.2mol，故10s时容器中B的物质的量为4mol－1.2mol＝2.8mol。
题组二 影响化学反应速率的因素
7．（2017·平顶山高一检测）相同温度下，有关反应速率的下列说法中正确的是（ ）
A．0.1mol·L－1盐酸和0.1mol·L－1硫酸与2mol·L－1NaOH溶液反应的速率相同
B．大理石块和大理石粉与0.1mol·L－1盐酸反应的速率相同
C．等量的镁粉、铝粉和0.1mol·L－1盐酸反应的速率相同
D．0.1mol·L－1盐酸和0.1mol·L－1硝酸与相同形状和大小的大理石反应的速率相同
考点 影响化学反应速率的因素
题点 外界条件对反应速率的影响
答案 D
解析 A选项是酸碱中和，硫酸的H＋浓度是盐酸的2倍，所以速率不同；B选项中大理石块与盐酸接触面积小，反应慢；C选项中Mg比Al活泼，反应速率快。
8．在反应C（s）＋CO2（g）===2CO（g）中，可使反应速率增大的措施是（ ）
①增大压强 ②升高温度 ③通入CO2 ④增加碳的量⑤用等量炭粉代替焦炭
A．①②③B．②③④⑤
C．①②③⑤D．②③④
考点 影响化学反应速率的因素
题点 化学反应速率定向变化措施的确定
答案 C
解析 因为碳是固体，只增加它的量，不能加快反应速率，但是若用炭粉代替焦炭，能增大与CO2的接触面积，所以反应速率加快。
9．下列各组反应（表中物质均为反应物），反应刚开始时，放出H2的速率最大的是（ ）
选项
金属（粉末状）
酸的浓度
体积
反应温度
A
0.1molMg
6mol·L－1硝酸
10mL
60℃
B
0.1molMg
3mol·L－1盐酸
10mL
60℃
C
0.1molFe
3mol·L－1盐酸
10mL
60℃
D
0.1molMg
3mol·L－1硫酸
10mL
60℃
考点 影响化学反应速率的因素
题点 利用图表探究化学反应速率的变化
答案 D
解析 金属与硝酸反应不产生H2，排除A项；Fe不如Mg活泼，排除C项；其他两项中只比较c（H＋）即可，显然3mol·L－1盐酸中c（H＋）小于3mol·L－1硫酸中c（H＋），因此D项放出H2的速率最大。
10．某实验探究小组研究320K时N2O5的分解反应：
2N2O54NO2＋O2。
如图是该小组根据所给表格中的实验数据绘制的。
下列有关说法正确的是（ ）
t/min
0
1
2
3
4
c（N2O5）/mol·L－1
0.160
0.114
0.080
0.056
0.040
c（O2）/mol·L－1
0
0.023
0.040
0.052
0.060
A.曲线Ⅰ是N2O5的浓度变化曲线
B．曲线Ⅱ是O2的浓度变化曲线
C．N2O5的浓度越大，反应速率越快
D．O2的浓度越大，反应速率越快
考点 影响化学反应速率的因素
题点 化学反应速率图像分析
答案 C
解析 结合表格中N2O5和O2的初始浓度可知曲线Ⅰ、Ⅱ分别是O2、N2O5的浓度变化曲线，A、B项错误；利用表格中数据进行计算，无论是用N2O5的浓度变化，还是用O2的浓度变化得出的反应速率都随着反应的进行而减小，而随着反应的进行，N2O5的浓度减小，O2的浓度增大，故C项正确，D项错误。
11．100mL6mol·L－1硫酸溶液与过量锌粒反应，一定温度下，为了减缓反应进行的速率，但又不影响生成氢气的总量，可采取的措施是（ ）
A．加入少量碳酸钠粉末B．加入少量硫酸铜溶液
C．加入适量NaCl溶液D．加热
考点 影响化学反应速率的因素
题点 化学反应速率影响因素的应用
答案 C
解析 加入少量碳酸钠粉末，消耗硫酸，生成氢气的总量减少，A项错误；加入少量的硫酸铜溶液，锌置换出铜，形成原电池，加快反应速率，B项错误；加入适量NaCl溶液，氢离子浓度减小，反应速率减小，不影响生成氢气的总量，C项正确；温度升高，反应速率增大，D项错误。
12．（2017·淮北高一检测）为了说明影响化学反应快慢的因素，甲、乙、丙、丁四位学生分别设计了如下A～D四个实验，你认为结论不正确的是（ ）
A．相同温度下，将大小、形状相同的镁条和铝条与相同浓度的稀盐酸反应时，两者速率一样大
B．在相同条件下，等质量的大理石块和大理石粉与相同的盐酸反应，大理石粉反应快
C．将浓硝酸分别放在冷暗处和强光照射下，会发现光照可以加快浓硝酸的分解
D．两支试管中分别加入相同质量的氯酸钾，其中一支试管中再加入少量二氧化锰，同时加热，产生氧气的快慢不同
考点 化学反应速率的影响因素
题点 化学反应速率影响因素的实验探究
答案 A
解析 影响化学反应速率的因素很多，外界条件除浓度、压强、温度、催化剂等主要因素外，还有光照、固体颗粒大小、超声波等。
镁和铝由于活泼性不同，决定了镁和盐酸反应比铝和盐酸反应要快得多，反应物的性质是影响反应速率大小的决定因素，A项错误；等质量的固体，表面积越大，速率越大，B项正确；光照可以加快反应速率，C项正确；催化剂可以加快反应速率，D项正确。
[综合强化]
13．在密闭容器中发生下列反应：
I2（g）＋H2（g）2HI（g）（正反应为放热反应）。
起始时，n（H2）＝amol，n（I2）＝bmol。
只改变表中列出的条件，其他条件不变，将化学反应速率的改变填入相关的表格中（填“增大”“减小”或“不变”）。
编号
改变的条件
反应速率
（1）
升高温度
（2）
加入正催化剂
（3）
再充入amolH2
（4）
将容器的容积扩大到原来的2倍
（5）
保持容积不变，通入bmolNe
考点 影响化学反应速率的因素
题点 化学反应速率影响因素的综合
答案
（1）增大
（2）增大 （3）增大 （4）减小 （5）不变
解析
（1）不论正反应是吸热还是放热，升高温度都会使化学反应速率增大。
（2）若无特别说明，通常所说的催化剂即为“正催化剂”，加入催化剂，可加快化学反应速率。
（3）再充入amolH2，c（H2）增大，化学反应速率增大。
（4）扩大容器的容积，容器内各物质的浓度减小，化学反应速率减小。
（5）在密闭容器中通入Ne（g），保持容积不变，并未改变反应物浓度，化学反应速率不变。
14．
（1）在反应A（g）＋3B（g）===2C（g）中，若以物质A表示该反应的化学反应速率为0.2mol·L－1·min－1，则以物质B表示此反应的化学反应速率为______mol·L－1·min－1。
（2）在2L的密闭容器中，充入2molN2和3molH2，在一定条件下发生反应，3s后测得N2的物质的量为1.9mol，则以H2的浓度变化表示的反应速率为_____________
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