6.2.1 化学反应的速率（精品学案）-2021-2022学年高一化学同步学习高效学讲练（人教版2019必修第二册）.docx

1、2021-2022学年高一化学同步学习高效学与练（精品学案）第六章 化学反应与能量第二节 化学反应的速率与限度第1课时 化学反应的速率课程学习目标1通过对反应平均速率的学习，了解化学反应平均速率的表示方法。2通过实验探究，了解影响化学反应速率的因素，能从化学反应快慢的角度解释生产、生活中简单的化学现象。学科核心素养宏观辨识与微观探析：能从宏观角度认识化学反应的快慢。变化观念和平衡思想：认识反应条件对化学反应速率的影响，能运用化学反应原理分析影响化学变化的因素，初步学会运用变量控制的方法研究化学反应科学探究和创新意识：能对化学反应速率的影响因素提出可能的假设，依据假设设计实验方案，完成实验操作，

2、基于实验事实得出结论，提出自己的看法。【新知学习】一.化学反应速率1.通常用化学反应速率来衡量化学反应进行的 快慢 ，化学反应速率可用单位时间内 反应物浓度的减少量 或 生成物浓度的增加量 来表示。表达式 v，式中各符号的表示意义： v反应速率。c某一时间段浓度的变化量，单位： mol/L 。t反应时间，单位： min（分） 、 s（秒） 、 h（小时） 。速率单位（常用）： molL1min1 、 molL1s1 。【注意】应用化学反应速率需注意以下问题： (1) 化学反应速率是标量，只有 数值 而没有 方向 ； (2) 一般计算出来的化学反应速率是一段时间内的 平均 速率，不同时刻的化学反

3、应速率是不相同的； (3) 对于纯液体或固体物质，反应在其表面进行，它们的“浓度” 是 不 变的，因此一般 不能 用固体、纯液体表示化学反应速率； (4) 对于同一化学反应，用不同的物质表示其化学反应速率在数值上可能 不 同，但其意义相同，化学反应速率之比等于 化学计量系数 之比。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。3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

4、)方法一：换算成同一物质、同一单位表示，再比较数值大小。(2)方法二：比较化学反应速率与化学计量数的比值。【模型认知】“三段式”计算化学反应速率和转化率mA(g)nB(g)pC(g)qD(g)起始浓度/(molL1) a b 0 0转化浓度/(molL1) mx nx px qx终态浓度/(molL1) amx bnx px qxv(A)，v(C)。(A)100%。二.影响化学反应速率的因素1.内因（主要因素） 化学反应速率的大小主要是由 物质本身的性质 决定的，即反应物的分子结构或原子结构决定的。2.外界条件的影响（次要因素） 催化剂的影响：实验操作实验现象加入FeCl3溶液产生气泡的速率明

5、显加快实验结论催化剂可以加快反应速率温度的影响：实验操作实验现象浸在热水里的试管中产生气泡的速率明显快于浸在冷水中的试管实验结论温度越高速率越快浓度的影响：实验操作实验现象不加水的试管中产生气泡的速率更快实验结论浓度越大反应速率越快压强：对于有 气体 参加的反应，当其他条件不变时，增大气体的压强（ 缩小容器体积 ），可以 加快 化学反应速率；减小气体压强（ 增大容器体积 ），可以 减慢 化学反应速率 。【总结】外界因素对速率的影响：其他条件不变时，改变某一条件：影响因素速率变化催化剂加快温度升高加快降低降低浓度增大加快减小降低压强(对有气体参加的反应)增大(缩小容器体积)加快减小(增大容器体积

6、)降低3.其他影响因素：（1）如固体参加反应，增大 固体表面积 ，反应速率增大。（2） 反应物状态：一般来说，配制成溶液或反应物是气体，都能增大反应物之间的接触面积，有利于增大反应速率。（3）形成原电池，可以增大氧化还原反应的反应速率。【典例1】将等物质的量的A、B混合于2 L的密闭容器中，发生如下反应：3A(g)B(g)xC(g)2D(g)，经5 min后，测得D的浓度为0.5 molL1，c(A)c(B)35，C的平均反应速率为0.1 molL1min1。求：(1)5 min后A的浓度c(A)_molL1，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

7、：v(B)_molL1min1。(3)x的值为_。【答案】(1)0.753(2)0.05(3)2【解析】(1)设原混合物中A、B的物质的量为a mol，列出起始时和5 min时有关物质的物质的量。3A(g)B(g)xC(g)2D(g)起始时/mol a a 0 05 min时/mol a1.5 a0.5 0.125 0.52根据c(A)c(B)35，可得，解得a3，即n(A)n(B)3 mol,5 min后c(A)0.75 molL1。(2)v(B)0.05 molL1min1。(3)由化学计量数之比等于物质的量的变化量之比，则，解得x2。【典例2】反应：3A(g)B(g)=2C(g)2D(g

8、)，在不同条件下，用不同物质表示其反应速率，分别为：v(A)0.6 molL1min1v(B)0.45 molL1min1v(C)0.015 molL1min1v(D)0.45 molL1min1则此反应在不同条件下进行最快的是()A B C D【答案】D【解析】化学反应速率之比等于化学方程式中的化学计量数之比，即v(A)：v(B)：v(C)：v(D)3122，则用A表示的化学反应速率分别为：v(A)0.6 molL1min1；中v(A)3v(B)0.45 molL1min131.35 molL1min1；中v(A)v(C)0.015 molL1min10.022 5 molL1min1；中v

9、(A)v(D)0.45 molL1min10.675 molL1min1，所以在不同条件下，反应最快的是，D项正确。【典例3】向四个体积相同的密闭容器中分别充入一定量的SO2和O2，开始反应时，按反应速率由小到大的排列顺序正确的是（ ）甲：500oC，10mol SO2和5mol O2反应乙：500oC，V2O5作催化剂，10mol SO2和5mol O2反应丙：450oC，8mol SO2和5mol O2反应丁：500 oC，8mol SO2和5mol O2反应A.甲、乙、丙、丁 B.乙、甲、丙、丁 C.乙、甲、丁、丙 D.丁、丙、乙、甲【答案】C【解析】催化剂能极大的加快反应速率；其它条件

10、一样，升高温度反应速率加快；其它条件一样，增大浓度反应速率加快。【知识进阶】一化学反应速率的正确理解与比较【问题探究】1锌与稀硫酸反应制取氢气反应中，哪些物质可以表示该反应的速率？硫酸、硫酸锌。硫酸、硫酸锌溶解于水中，浓度可以表示；锌是固体，浓度几乎不变；由于氢气脱离了溶液，故其浓度无法表示。2对于反应3A(g)B(g)=2C(g)2D(g)，在不同条件下，用A、B表示的反应速率分别为条件v(A)0.6 molL1min1；条件v(B)0.45 molL1min1；则该反应在条件的速率比条件的速率快吗？同一个化学反应，用不同物质表示其反应速率时，数值可能不同，所以比较同一个化学反应的反应速率的

11、相对大小时，不能直接比较数值大小，应先转化为同一物质、同一单位，然后再比较其数值大小，数值越大表明反应越快。将条件的速率换算成用B表示的速率为v(B)0.2 molL1min1，即条件的速率比条件的速率快。【知识归纳总结】1正确理解化学反应速率2化学反应速率的比较方法：(1)归一法：(2)比值法：比较化学反应速率与化学计量数的比值。如反应aAbBcC，要比较v(A)与v(B)的相对大小：若 v(A)v(B)3化学反应速率的计算：(1)公式法：v(A)(2)“三段式”法：写出有关反应的化学方程式。找出各物质的起始量、转化量、某时刻量。根据已知条件列方程式计算。例如，反应mAnB=pCt0 s/m

12、olL1 a b 0转化/molL1 x t1 s/molL1 ax b 则：v(A) molL1s1、v(B) molL1s1、v(C) molL1s1。【典例1】一定温度下，向容积为2 L的密闭容器中通入两种气体发生化学反应，反应中各物质的物质的量变化如图所示，下列对该反应的推断合理的是( )A该反应的化学方程式为3B4D6A2CB反应进行到1 s时，v(A)v(D)C反应进行到6 s时，B的平均反应速率为0.05 molL1s1D反应进行到6 s时，各物质的反应速率相等【答案】C【解析】由图知，A、D分别增加了1.2 mol和0.4 mol，B、C分别减少了0.6 mol和0.8 mol

13、，所以A、D为生成物，B、C为反应物，A、B、C、D变化的物质的量比为6342，反应方程式为3B4C=6A2D，A错；反应到1 s时，v(A)0.3 molL1s1，v(D)0.1 molL1s1，B错；反应到6 s时，v(B)0.05 molL1s1，C正确；由于方程式中各物质系数不相等，用各物质表示的反应速率也不相等，D错。（变式训练1）在2AB=3C4D反应中，表示该反应速率最快的是( )Av(A)0.5 molL1s1Bv(B)0.3 molL1s1Cv(C)0.8 molL1s1Dv(D)1 molL1s1【答案】B【解析】反应速率之比等于化学计量数之比，则化学反应速率与化学计量数的

14、比值越大，反应速率越快，A0.25；B0.3；C0.267；D0.25；所以反应速率大小顺序为BCAD，反应速率最快的是B。二化学反应速率的影响因素【问题探究】1实验室常用30%左右的硫酸与足量的锌粒反应制取H2，当反应一段时间后，气泡变得稀少了，如果添加一些适当浓度的硫酸溶液到反应容器中，气泡又会重新增多起来，原因是什么？反应的离子方程式为Zn2H=Zn2H2。c(H)的大小影响着该反应的反应速率。气泡变稀少了，是因为c(H)减小了，反应速率减慢。添加一些适当浓度的硫酸溶液，由于溶液中c(H)又迅速增大，因而反应速率加快，产生气泡的速率又加快了。2在恒压条件下，发生反应N2(g)3H2(g)

15、2NH3(g)，向容器中通入氦气，化学反应速率如何变化？减小。总压强不变，通入氦气体积增大，反应物的浓度减小，反应速率减小。3在恒容条件下，发生反应N2(g)3H2(g)2NH3(g)，向容器中通入氦气，化学反应速率如何变化？不变。容器体积不变，通入氦气，反应物的浓度不变，反应速率不变。【知识归纳总结】1内因2外因在其他条件相同时，改变某一条件：影响因素影响结果浓度增大反应物的浓度，速率加快；减小反应物的浓度，速率减慢温度升高温度，速率加快；降低温度，速率减慢压强增大气态反应物的压强，速率加快；减小气态反应物的压强，速率减慢催化剂使用催化剂能极大地加快反应速率固体反应物的表面积增大固体反应物的

16、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形成原电池、使用合适的溶剂等也影响化学反应速率点拨：(1)由于增大反应物浓度造成的反应速率减慢，此时要考虑常温下铁和铝在浓硫酸和浓硝酸中的钝化。例如，铁和稀硫酸生成氢气的反应，若将稀硫酸换成浓硫酸，发生钝化，反应不进行。(2)中学阶段一般只讨论其他条件相同时，改变一个条件对化学反应速率的影响。【典例2】下列条件一定能使化学反应速率增大的是(A)增加反应物的物质的量升高温度缩小反应容器的体积加入生成物A只有 BC D全部【答案】A【解析】若增加固体反应物的物质的量，不会引起速率变化，错；升温会使所有反应速率加快，正确；缩小反应

17、容器的体积，即增大压强，仅适用于有气体参加的反应，错；加入固体生成物，不会引起速率变化，错；所以选A。（变式训练2）下列条件下的反应，放出氢气最快的是( )金属(相同粉末状)和物质的量(mol)酸的浓度和体积(mL)反应温度AFe0.13 molL1 HCl1020 BAl0.13 molL1 HCl1020 CCu0.14 molL1 H2SO41020 DMg0.16 molL1 HNO3(稀)1020 【答案】B【解析】因决定化学反应速率的因素是反应物本身的性质，在上述金属中镁的活泼性最强，但硝酸与金属反应得不到氢气，4 molL1 H2SO4中氢离子的浓度为8 molL1，但Cu不与稀

18、硫酸反应，金属与酸反应的本质是与氢离子反应，3 molL1 HCl中氢离子的浓度为3 molL1，Al比Fe活泼，所以放出氢气最快的是Al。【效果检测】1下列对化学反应速率的理解正确的是( ) A化学反应速率表示的是化学反应进行的程度B化学反应速率可以用单位时间内反应物浓度的变化来表示C化学反应速率可以用任何一种反应物或生成物来表示D化学反应速率可以是正值，也可以是负值【答案】B【详解】A化学反应速率表示化学反应进行的快慢，不表示反应进行的程度，A错误；B化学反应速率可以用单位时间内反应物浓度的减少量来表示，也可以用单位时间内生成物浓度的增加量来表示，B正确；C化学反应速率不能用纯液体或纯固体

19、的物质的量浓度的变化来表示，C错误；D化学反应速率都是正值，无负值，D错误；故选B。2对于反应，若反应速率分别用、(单位皆为)表示，则下列式子中，正确的是( )ABCD【答案】D【详解】A，则，A错误；B，则，B错误；C，则，C错误；D，则，D正确；故选D。3在2L的密闭容器中进行反应，经过一段时间后，物质的量增加0.8，这段时间内用表示的平均反应速率为0.01。则这段时间为( )A10sB20sC30sD40s【答案】B【详解】一段时间后，的物质的量增加0.8，在这段时间内用表示的平均反应速率为0.01，由反应速率之比等于化学计量数之比可知，在这段时间内用表示的平均反应速率为，解得，故B正确

20、；故选B。4（2020凌海市第三高级中学高一月考）在可逆反应：中，已知：起始浓度A为，B为，C的反应速率为0.5 mol/(Lmin)，后，测得D的浓度为。则关于此反应的下列说法正确的是( )A末时A和B的浓度之比为5:3BC末时B的浓度为D末时A的消耗浓度为【答案】C【详解】A2min 末时A和B的浓度之比为4:1.5=8:3，故A错误；B各物质变化的物质的量浓度之比等于方程式的系数比，所以x=2，故B错误；C2min 末时B的浓度为1.5mol/L，故C正确；D2min 末时A的消耗浓度为1mol/L，故D错误；故选C。5对于可逆反应，在不同条件下的化学反应速率如下，其中表示反应速率最快的

21、是( )ABCD【答案】A【分析】根据化学反应速率之比等于化学计量数之比，换算成同一物质、同一单位表示的化学反应速率，然后比较。【详解】全部换算成以氢气表示的化学反应速率；A，则；B；C，则；D；反应速率由快到慢的顺序为AC=DB，故答案选A。6（2021张家口市宣化第一中学高一开学考试）在 的反应中，现采取下列措施，其中能够使反应速率增大的措施是缩小体积，增大压强 增加碳的量 通入恒容下充入 恒压下充入ABCD【答案】C【详解】该反应为气体参加的反应，增大压强，反应速率加快，项选；炭为固体，增加炭的量，不影响化学反应速率，项不选；恒容通入，反应物浓度增大，反应速率加快，项选；恒容下充入，反应

22、物的浓度不变，反应速率不变，项不选；恒压下充入，反应物的浓度减小，反应速率减小，项不选；答案选C。7有两位同学在条件相同的情况下，想测定可逆反应的化学反应速率，甲测得的物质的量浓度减小了0.5mol/L，乙测得的物质的量浓度减小了1.5mol/L，则这两个学生测定的反应速率较大的是( )A甲B乙C一样大D无法确定【答案】D【详解】虽然两位同学测出的、的物质的量浓度变化符合化学计量数之比，但由于没有给出反应消耗的时间，不能确定反应速率的大小，所以不能确定两位同学测定的反应速率的相对大小，故选D。8等质量的锌与过量盐酸在不同的实验条件下进行反应，实验数据如表所示。收集相同条件下相同体积的氢气，所需

23、时间最短的一组是( )组别ABCD盐酸浓度/(mol/L)2.02.52.52.5温度/25305050锌的状态块状粉末块状粉末【答案】D【详解】温度越高，反应速率越快；反应物浓度越大，反应速率越快；反应物接触面积越大，反应速率越快，综上所述，D项中的盐酸浓度最高、反应温度最高、反应的接触面积最大，故D项符合题意；答案选D。9反应mA(g)+nB(g)wC(g)中，在同一时间段内测得：A每分钟减少0.15 molL-1，B每分钟减少0.05 molL-1，C每分钟增加0.1 molL-1，则下列叙述正确的是 ()A在体积和温度不变的条件下，随着反应的进行，体系的压强逐渐增大B化学计量数之比是m

24、nw=312C单位时间内反应物浓度的减少等于生成物浓度的增加D若在前10 s内A减少了x mol，则在前20 s内A减少了2x mol【答案】B【详解】A根据速率之比等于化学计量数之比，可知m：n：w=0.15：0.05：0.1=3：1：2，随反应进行气体的物质的量减小，在容器容积和温度不变的条件下，随着反应的进行，体系的压强逐渐减小，故A错误；B速率之比等于化学计量数之比，故m：n：w=0.15：0.05：0.1=3：1：2，故B正确；C由给出的A、B、C的反应速率可知，单位时间内反应物浓度的减少不等于生成物浓度的增加，故C错误；D后10s内反应速率比前10s内小，故后10s内减少的A小于x

25、 mol，故前20s内减少的A的物质的量小于2x mol，故D错误。故答案选B。10将4mol A和2mol B在2L的容器中混合并在一定条件下发生如下反应：，若经2s后测得C的浓度为0.6mol/L，下列说法正确的是A用物质B表示2s内的平均反应速率为0.6B2s时物质B的浓度为0.7mol/LC2s内物质A的转化率为70%D用物质A表示2s内的平均反应速率为0.7【答案】B【详解】A所以用物质B表示2s内的平均反应速率为，选项A错误；B2s时物质B的浓度为0.7mol/L，选项B正确；C2s内物质A的转化率为，选项C错误；D用物质A表示2s内的平均反应速率为，选项D错误。答案选B。11已知

26、反应，在不同条件下，用不同物质表示其反应速率，分别为 则此反应在不同条件下进行最快的是ABCD【答案】D【详解】化学反应速率之比等于化学方程式中对应物质的化学计量数之比，即，则用A表示的化学反应速率分别为；，所以反应进行最快的是，故选：D。12一定温度下，在某密闭容器中发生反应：(反应放热)。若015s内由0.1降到0.07，则下列说法正确的是( )A015s内用表示的平均反应速率为B由0.07降到0.05所需的反应时间小于10sC升高温度反应速率加快D减小反应体系的体积，反应速率减小【答案】C【详解】A为固体，不能表示反应速率，A错误；B015s内由0.1降到0.07，若速率不变，由0.07

27、降到0.05所需的反应时间为，但随反应进行浓度减小，反应速率减小，则由0.07降到0.05所需的反应时间大于10s，B错误；C升高温度，反应速率增大，C正确；D减小反应体系的体积，压强增大，则化学反应速率加快，D错误。故选C。13（2021张家口市宣化第一中学高一开学考试）为比较Fe3+和Cu2+对H2O2分解反应的催化效果，甲、乙两位同学分别设计了如图甲、乙所示的实验。下列叙述中不正确的是( )A图甲所示实验可通过观察产生气泡的快慢来比较反应速率的大小B相同环境下若图甲所示实验中反应速率为，则一定说明Fe3+比Cu2+对H2O2分解催化效果好C用图乙所示装置测定反应速率，可测定反应产生的气体

28、体积及反应时间D为检查图乙所示装置的气密性，可关闭A处活塞，将注射器活塞拉出一定距离，一段时间后松开活塞，观察活塞是否回到原位【答案】B【详解】A反应速率可以通过观察产生气泡的快慢来判断，故A正确；B图甲所示实验中没有控制变量，没有设计实验验证和对反应速率的影响，故该实验不能确定和对分解的催化效果，故B错误；C反应速率可以用单位时间内产生气体的体积表示，故C正确；D关闭A处活塞，将注射器活塞拉出一定距离，若气密性不好，气体就能够加入，活塞不能回到原位，故D正确。故答案选B。14（2020海南海口市观澜湖学校高一期末）一定温度下，在2L的密闭容器中，X、Y、Z三种气体的量随时间变化的曲线如图所示

29、：(1)从反应开始到10s，X的物质的量减少了_ mol，Z的物质的量浓度增大了 _ mol/L，用Z表示的反应速率为 _ mol/(Ls)。(2)该曲线对应的化学方程式：_(用X、Y、Z表示)【答案】0.8 0.8 0.08 X(g)+Y(g)2Z(g) 【详解】(1)根据图像可知，从反应开始到10 s，X的物质的量减少了1.2mol-0.4mol0.8mol，Z的物质的量浓度增大了，用Z表示的反应速率为；(2)根据图像可知，从反应开始到10 s，X的物质的量减少了1.2mol-0.4mol0.8mol，Y的物质的量减少了1.0mol-0.2mol0.8mol，Z的物质的量增大了1.6mol

30、，根据化学计量数之比等于各物质的物质的量变化量之比可知，该曲线对应的化学方程式为X(g)+Y(g)2Z(g)。15（2020海南海口市琼山中学高一月考）某同学在进行稀硫酸与锌制取氢气的实验中，发现加入少量CuSO4溶液可加快氢气的生成速率。请回答下列问题：(1) CuSO4溶液可以加快氢气生成速率的原因是_；(2)现有K2SO4、ZnSO4、Ag2SO4三种溶液，与实验中CuSO4溶液起相似作用的是_；(3)要加快气体产生的速率，还可采取的方法有_，_(答两种)；(4)若该同学用2L 稀硫酸溶液进行实验，2min后，发现金属Zn的质量减少了6.5g，则这段时间v(H2SO4)=_。【答案】Cu

31、SO4与Zn反应生成的Cu附着在Zn表面，形成Zn、Cu、稀硫酸原电池，加快了Zn与稀硫酸反应生成氢气的速率 Ag2SO4 升高温度 适当增大硫酸的浓度(或增大锌的表面积) 0.025 molL-1min-1 【详解】(1) CuSO4溶液与金属锌会发生置换反应，生成的Cu与Zn可构成原电池，促进Zn失电子，所以加快氢气生成速率的原因是：CuSO4与Zn反应生成的Cu附着在Zn表面，形成Zn、Cu、稀硫酸原电池，加快了Zn与稀硫酸反应生成氢气的速率；答案为：CuSO4与Zn反应生成的Cu附着在Zn表面，形成Zn、Cu、稀硫酸原电池，加快了Zn与稀硫酸反应生成氢气的速率；(2)三种盐溶液与Zn发生反应生成的金属，其活动性应比Zn弱，以促进Zn的失电子反应的进行，所以在K2SO4、ZnSO4、Ag2SO4三种溶液中，与实验中CuSO4溶液起相似作用的是Ag2SO4；答案为：Ag2SO4；(3)要加快气体产生的速率，可通过增大浓度、温度、接触面积等实现，则可采取的方法有升高温度，适当增大硫酸的浓度(或增大锌的表面积)；答案为：升高温度；适当增大硫酸的浓度(或增大锌的表面积)；(4)Zn+H2SO4=ZnSO4+H2，n(Zn)=0.1mol，则2min内v(H2SO4)= 0.025 molL-1min-1。答案为：0.025 molL-1min-1。