第二节 第1课时 化学反应的速率 【人教版高中化学 必修第二册 】

1、第二节化学反应的速率与限度第1课时化学反应的速率核心素养发展目标1.了解化学反应速率的概念和表示方法，并能进行简单计算。2.理解影响化学反应速率的因素及规律，并能合理解释生产、生活中的相关化学现象。3.学会运用变量控制研究影响化学反应速率的方法。一、化学反应速率及其表示方法1.化学反应速率2.实例已知合成氨反应N2(g)3H2(g)2NH3(g)，其浓度数据如下：N2H2NH3起始浓度/(mol·L1)1.03.002 s末浓度/(mol·L1)0.61.80.8(1)2 s末，N2、H2、NH3的物质的量浓度变化各为多少？则2 s内用N2、H2、NH3表示的化学反应速率v

2、(N2)、v(H2)、v(NH3)分别为多少？答案2 s末，c(N2)(1.00.6) mol·L10.4 mol·L1，c(H2)(3.01.8) mol·L11.2 mol·L1，c(NH3)(0.80) mol·L10.8 mol·L1，2 s内v(N2)0.2 mol·L1·s1，v(H2)0.6 mol·L1·s1，v(NH3)0.4 mol·L1·s1。(2)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

3、反应的反应速率其数值有什么规律？答案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，但都表示该反应的反应速率，意义相同；用不同物质表示化学反应速率时，化学反应速率之比等于其化学计量数之比。(1)对于任何化学反应来说，反应速率越大，反应现象就越明显()(2)对有固体参加的化学反应，可用单位时间固体浓度的改变量表示化学反应速率()(3)化学反应速率的单位通常为mol·L1或mol·min1()(4)反应速率是指某反应在某时刻的瞬时速率()(5)化学反应速率为0.8 mol·L1·s1是指1 s时某物质的浓度为0.8 mol·L1()

4、答案(1)×(2)×(3)×(4)×(5)×1.在盛有18 g碳、2 L的密闭容器中，充入0.8 mol CO2，一定条件下发生C(s)CO2(g)=2CO(g)，反应5 min时测得CO2的物质的量为0.4 mol。(1)固体碳减少的质量为_g，固体或纯液体的浓度视为常数，_(填“能”或“不能”)用碳的浓度变化量来表示该反应的化学反应速率。(2)请完成下表中相关空格物质CO2CO起始浓度/(mol·L1)0.40变化浓度/(mol·L1)5 min时浓度/(mol·L1)0.25 min内的化学反应速率数值单位(

5、3)用CO2和CO分别表示的化学反应速率之比_，它与化学方程式中CO2、CO的化学计量系数之比_(填“相同”或“不同”)。答案(1)4.8不能(2)0.20.40.40.040.08mol·L1·min1mol·L1·min1(3)相同2.已知反应4CO(g)2NO2(g)N2(g)4CO2(g)在不同条件下的化学反应速率如下：v(CO)1.5 mol·L1·min1v(NO2)0.01 mol·L1·s1v(N2)0.4 mol·L1·min1v(CO2)1.1 mol·L1

6、3;min1请比较上述4种情况反应的快慢：_(由大到小的顺序)。答案解析经转化可表示为v(CO)2v(NO2)0.02 mol·L1·s11.2 mol·L1·min1；v(CO)4v(N2)1.6 mol·L1·min1；v(CO)v(CO2)1.1 mol·L1·min1。1.对化学反应速率的理解2.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(

7、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.实验探究外界条件对化学反应速率的影响(1)温度对化学反应速率影响的探究实验操作实验现象产生气泡速率最慢产生气泡速率较快产生气泡速率最快实验结论对于反应2H2O22H2OO2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有少量气泡出现能产生大量气泡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

8、反应物浓度能使H2O2分解速率加快(4)探究固体反应物表面积对化学反应速率的影响实验操作实验现象加碳酸钙粉末的试管内产生气泡较快，加块状碳酸钙的试管内产生气泡较慢实验结论其他条件相同时，固体反应物表面积越大，反应速率越快2.影响化学反应速率的因素(1)内因反应物本身的性质是影响化学反应速率的主要因素。(2)外因(其他条件不变，只改变一个条件)(1)Na、Mg、Al的金属性决定了它们与水反应的速率大小()(2)对一定条件下C(s)O2(g)CO2(g)的反应，增加C的量，该反应化学反应速率加快()(3)对于放热反应，升高温度化学反应速率减小()(4)改变压强，化学反应速率必然改变()(5)用铁和

9、稀硫酸反应制取氢气时，换成浓硫酸，产生氢气的速率加快()答案(1)(2)×(3)×(4)×(5)×在带有活塞的密闭容器中发生如下反应：3Fe(s)4H2O(g)Fe3O4(s)4H2(g)，分析改变下列条件化学反应速率如何改变(填“变大”“变小”或“不变”)，阐述理由。(1)增加铁片的质量(不考虑表面积的变化)：_，理由：_。(2)保持容器的体积不变，增加水蒸气的通入量：_，理由：_。(3)保持容器内压强不变，充入一定量的氩气：_，理由：_。(4)保持容器的容积不变，充入一定量的氩气：_，理由：_。答案(1)不变纯固体的浓度视为常数，改变用量不影响化学反

10、应速率(2)变大增大反应物浓度，化学反应速率增大(3)变小保持压强不变，充入氩气，容器体积增大，水蒸气的浓度变小，化学反应速率变小(4)不变容器的容积不变，充入氩气，反应物和生成物的浓度均不改变，化学反应速率不变1.下列四种盐酸跟锌片反应，起始时反应速率最快的是()A.10 20 mL 3 mol·L1的盐酸B.10 40 mL 2 mol·L1的盐酸C.20 20 mL 2 mol·L1的盐酸D.20 10 mL 4 mol·L1的盐酸答案D2.(2020·廊坊高一检测)为了探究温度对化学反应速率的影响，下列实验方案可行的是()答案D解析没有

11、对比实验，A错误；催化剂不同，温度不同，无法比较，B错误；前者没有催化剂，后者有催化剂，无法比较，C错误；只有温度不同，其他条件都相同，该方案可行，D正确。(1)对于有气体物质参加的反应，改变反应体系的压强，对化学反应速率的影响常有以下几种情况：恒温时，增大压强容积减小浓度增大化学反应速率增大。恒温恒容时，充入气体反应物总压强增大浓度增大化学反应速率增大。恒温恒容时，充入“惰性气体”总压强增大，但各物质的浓度不发生变化，所以化学反应速率不变。恒温恒压时，充入“惰性气体”容器容积增大浓度减小化学反应速率减小。说明：“惰性气体”是指不参与反应的气体。(2)变量控制探究影响化学反应速率的因素变量控制

12、探究影响化学反应速率因素的一般原则是“定多变一”，即要保持其他变量不变，改变其中一个变量的值进行实验，测定数据，通过系统实验，找出变量对反应速率的影响。1.下列有关反应速率的说法正确的是()A.用铁片和稀硫酸反应制氢气时，改用98%的硫酸可以加快反应速率B.100 mL 2 mol·L1的盐酸跟锌片反应，加入适量的氯化钠溶液，反应速率不变C.SO2的催化氧化反应是一个放热的反应，所以升高温度，反应速率变慢D.汽车尾气中的NO和CO可以缓慢反应生成N2和CO2，减小压强反应速率变慢答案D解析铁遇浓硫酸钝化，不能加快反应速率，不选A；加入氯化钠溶液，盐酸的浓度减小，反应速率减慢，不选B；

13、升高温度，反应速率加快，不选C；减小压强，反应速率减慢，选D。2.一定条件下反应N2(g)3H2(g)2NH3(g)在10 L的密闭容器中进行，测得2 min内，N2的物质的量由20 mol减小到8 mol，则2 min内N2的反应速率为()A.1.2 mol·L1·min1B.6 mol·L1·min1C.0.6 mol·L1·min1D.0.4 mol·L1·min1答案C解析2 min内，N2的物质的量由20 mol减小到8 mol，则c1.2 mol·L1，则2 min内N2的反应速率为v0.6

14、mol·L1·min1。3.(2020·淮北市杜集区校级期中)H2O2可用于羊毛、生丝、纸浆等的漂白。5% H2O2溶液在常温下分解速率很慢，为了加快H2O2分解，改变某一条件，下列装置与改变的条件相对应的是()A.甲温度、乙浓度、丙催化剂B.甲浓度、乙催化剂、丙温度C.甲催化剂、乙温度、丙浓度D.甲温度、乙催化剂、丙浓度答案A解析由图可知，甲与常温下5% H2O2溶液的试管装置相比，在60 的热水浴中反应速率快，则改变的条件是温度；乙与常温下5% H2O2溶液的试管装置相比，用10%的过氧化氢溶液反应速率快，则改变的条件是浓度；丙与常温下5% H2O2溶液的试管

15、装置相比，加了催化剂氯化铁，则改变的条件是催化剂，所以装置与改变的条件相对应的是甲温度、乙浓度、丙催化剂。4.(2020·济宁市鱼台县校级月考)下列各组反应(表中物质均为反应物)中，反应刚开始时放出H2的速率最大的是()选项金属(粉末状) /mol体积/mL酸浓度/(mol·L1)酸反应温度/AMg0.1106HNO360BMg0.1103HCl60CFe0.1103HCl60DMg0.1103H2SO460答案D解析该浓度的硝酸与镁反应不生成氢气，Mg比Fe活泼，与酸反应较剧烈；B和D相比较，D中氢离子浓度较大，反应速率较大。5.(2020·凌源市校级月考)容积

16、可变的密闭容器中加入WO3和H2进行反应：WO3(s)3H2(g)W(s)3H2O(g)，下列说法不正确的是()A.将容器的体积缩小一半，其反应速率增大B.保持体积不变，充入氩气，其反应速率不变C.保持压强不变，充入氖气，H2O(g)的生成速率增大D.保持压强不变，充入氖气，H2O(g)的生成速率减小答案C解析将容器的体积缩小一半，导致压强增大，气体浓度增大，则反应速率增大，故A正确；保持体积不变，充入氩气，参加反应气体的浓度不变，则其反应速率不变，故B正确；保持压强不变，充入氖气，则容器体积增大，参加反应气体的浓度减小，H2O(g)的生成速率减小，故C错误、D正确。题组一化学反应速率的概念及

17、表示方法1.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.同一化学反应中，化学反应速率可用反应物浓度的改变表示，也可用生成物浓度的改变表示，其值可能相同，也可能不同D.化学反应速率的单位通常是g·L1·s1，也可以是kg·L1·s1答案C解析由化学反应速率的概念“单位时间内反应物浓度的减少量或生成物浓度的增加量”，可以看出它适合于所有的化学反应，并非专指可逆反应，A项不正确；单位时间是正值，反应物浓度的减少量或生成物浓度的增加量也是正值，故其比

18、值也必为正值，B项不正确；由化学反应速率的计算公式v可以看出，其单位中不可能出现g、kg等质量单位，D项不正确。2.在2 L密闭容器中，某气体反应物在2 s内由8 mol变为7.2 mol，则用此反应物表示该反应的平均反应速率为()A.0.1 mol·L1·s1B.0.2 mol·L1·s1C.0.3 mol·L1·s1D.0.4 mol·L1·s1答案B3.在N23H22NH3的反应中，经过一段时间后，NH3的浓度增加了0.6 mol·L1，在该段时间内用H2表示的平均反应速率为0.45 mol

19、3;L1·s1。则反应所经过的时间是()A.2 s B.2 min C.3 s D.3 min答案A解析NH3的浓度增加了0.6 mol·L1，则消耗的氢气浓度为0.9 mol·L1，v(H2)0.45 mol·L1·s1，则t2 s。4.已知某条件下，合成氨反应的数据如下表。N23H22NH3。N2H2NH3起始浓度/(mol·L1)1.03.00.22 s末浓度/(mol·L1)0.61.81.04 s末浓度/(mol·L1)0.41.21.4当用氨气浓度的增加来表示该反应的速率时，下列说法错误的是()A.2

20、s末氨气的反应速率为0.4 mol·L1·s1B.前2 s时间内氨气的平均反应速率为0.4 mol·L1·s1C.前4 s时间内氨气的平均反应速率为0.3 mol·L1·s1D.24 s时间内氨气的平均反应速率为0.2 mol·L1·s1答案A解析化学反应速率是平均反应速率，而不是瞬时速率，A错误；前2 s时间内氨气的平均反应速率为0.4 mol·L1·s1，B正确；前4 s时间内氨气的平均反应速率为0.3 mol·L1·s1，C正确；24 s时间内氨气的平均反应速率为0.2

21、 mol·L1·s1，D正确。5.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)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)。6.H2、N2合成NH3的反应中，当分别用以下各种物质表示反应速率时，则反应速率

22、最快的是()A.v(N2)0.6 mol·L1·min1B.v(NH3)0.9 mol·L1·min1C.v(H2)1.2 mol·L1·min1D.v(H2)0.025 mol·L1·s1答案A解析N23H22NH3，同一反应中各物质的反应速率之比等于其化学计量数之比，把这些反应速率都换算成H2的反应速率。A项，v(H2)3v(N2)1.8 mol·L1·min1；B项，v(H2)v(NH3)1.35 mol·L1·min1；C项，v(H2)1.2 mol·L1&

23、#183;min1；D项，v(H2)0.025 mol·L1·s11.5 mol·L1·min1。题组二化学反应速率的影响因素7.决定化学反应速率的主要因素是()A.参加反应的物质本身的性质B.催化剂C.温度和压强以及反应物的接触面积D.反应物的浓度答案A解析决定化学反应速率的主要因素是参加反应的物质本身的性质。温度、压强、催化剂、浓度、接触面积等是影响化学反应速率的外因，不是主要因素。8.(2020·淮北市杜集区校级期中)用锌粒与2 mol·L1的稀硫酸混合制备氢气时，若向其中分别再加入少量等体积的下列物质：KCl溶液、4 mol&

24、#183;L1盐酸、CuCl2溶液、4 mol·L1CH3COONa溶液，则加入后反应生成氢气速率的大小顺序是()A. B.C. D.答案C解析加入等体积的KCl溶液，导致溶液体积变大，氢离子的浓度减小；加入等体积的4 mol·L1盐酸，氢离子的浓度不变；加入等体积的CuCl2溶液，与锌发生置换反应生成铜，铜与锌的稀硫酸构成原电池加快化学反应的速率；加入等体积的4 mol·L1CH3COONa溶液，氢离子与醋酸根离子反应生成醋酸，导致溶液中氢离子的浓度比还小，根据影响反应速率的因素可知，氢离子的浓度越大反应速率越快，则加入后反应生成氢气速率的大小顺序是。9.向四个

25、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，按正反应速率由大到小排列顺序正确的是()甲：500 ，10 mol SO2和5 mol O2的反应乙：500 ，用V2O5作催化剂，10 mol SO2和5 mol O2的反应丙：450 ，8 mol SO2和5 mol O2的反应丁：500 ，8 mol SO2和5 mol O2的反应A.甲、乙、丙、丁 B.乙、甲、丁、丙C.乙、甲、丙、丁 D.丁、丙、乙、甲答案B解析增大反应物浓度、升高温度、使用催化剂等均增大反应速率。要比较正反应速率，则需要比较温度、是否使用催化剂及氧气和SO2的浓度，所以根据题干数据可判断正反应速率由大到小

26、的顺序是乙、甲、丁、丙。10.等质量的铁与过量的盐酸在不同的实验条件下进行反应，测得在不同时间(t)内产生气体体积(V)的数据如图所示，根据图示分析实验条件，下列说法一定不正确的是()组别对应曲线c(HCl)/(mol·L1)反应温度/铁的状态1a30粉末状2b30粉末状3c2.5块状4d2.530块状A.第4组实验的反应速率最慢B.第1组实验中盐酸的浓度大于2.5 mol·L1C.第2组实验中盐酸的浓度等于2.5 mol·L1D.第3组实验的反应温度低于30 答案D解析由图像可知，1、2、3、4四组实验产生的氢气一样多，只是反应速率有快慢之分。第4组实验，反应所

27、用时间最长，故反应速率最慢，A正确；第1组实验，反应所用时间最短，故反应速率最快，根据变量控制法原则知盐酸浓度应大于2.5 mol·L1，B正确；第2组实验，铁是粉末状，与3、4组块状铁相区别，根据变量控制法原则知盐酸的浓度应等于2.5 mol·L1，C正确；由3、4组实验并结合图像知第3组实验中反应温度应高于30 ，D错误。11.某温度时，物质的量均为2 mol的两种气体X2、Y2，在2 L密闭容器中反应生成气体Z，某一时刻测得X2、Y2、Z的物质的量浓度分别为c(X2)0.4 mol·L1、c(Y2)0.6 mol·L1、c(Z)0.4 mol

28、83;L1，则该反应的化学方程式是()A.3X22Y2=2X3Y2B.2X2Y2=2X2YC.3X2Y2=2X3YD.2X23Y2=2X2Y3答案A解析某一时刻，n(X2)c(X2)×2 L0.8 mol、n(Y2)c(Y2)×2 L1.2 mol、n(Z)c(Z)×2 L0.8 mol，则n(X2)2 mol0.8 mol1.2 mol、n(Y2)2 mol1.2 mol0.8 mol、n(Z)0.8 mol，化学方程式可写成3X22Y2=2Z。则Z的化学式为X3Y2或Y2X3。12.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AD四个实

29、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浓度的盐酸反应，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；

30、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。13.将4 mol A和2 mol B在2 L的密闭容器内混合，并在一定条件下发生如下反应：2A(s)B(g)2C(g)，若经2 s后测得C的浓度为0.6 mol·L1，现有下列几种说法：用物质A表示的反应的平均速率为0.3 mol·L1·s1；用物质B表示的反应的平均速率为0.6 mol·L1·s1；2 s时物质A的转化率为30%；2 s时物质B的浓度为0.7 mol·L1。其中正确的是()A. B.C. D.答案D解析利

31、用三段式法计算：B的浓度为1 mol·L1， 2A(s)B(g)2C(g)起始/(mol·L1) 10变化/(mol·L1) 0.3 0.62 s时/(mol·L1) 0.7 0.6A为固体，由于固体的浓度在反应中不改变，所以不能用固体物质来表示反应速率，故错误；2 s内，用物质B表示的反应的平均速率为v(B)0.15 mol·L1·s1，故错误；2 s时物质A的转化率为×100%30%，故正确；2 s时物质B的浓度为0.7 mol·L1，故正确。14.研究反应2X(g)Y(g)Z(g)的速率影响因素，在不同条件下

32、进行4组实验，Y、Z起始浓度为0，反应物X的浓度(mol·L1)随反应时间(min)的变化情况如图所示。下列说法不正确的是()A.比较实验得出：升高温度，化学反应速率加快B.比较实验得出：增大反应物浓度，化学反应速率加快C.若实验只有一个条件不同，则实验使用了催化剂D.在010 min之间，实验的平均速率v(Y)0.04 mol·L1·min1答案D解析实验起始浓度相同，但温度不同，实验反应速率较大，则可得出：升高温度，化学反应速率加快，故A正确；实验温度相同，但浓度不同，实验浓度较大，则可得出：增大反应物浓度，化学反应速率加快，故B正确；实验温度、浓度相同，实验

33、反应速率较大，应为加入催化剂，故C正确；在010 min之间，实验中X的浓度变化为0.2 mol·L1，则v(Y)v(X)×0.01 mol·L1·min1，故D错误。15.(2020·佛山三水中学高一检测)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下图所示。下列结论不正确的是()A.反应开始4 min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24 min内平均反应速率最大D.反应在24 min内生成CO2的平均反应速率为v(CO2)0.06 mol·L1·

34、;s1答案D解析随着反应的进行，c(H)减小，而前4 min内反应速率变大，根据反应是放热反应，可推出前4 min内温度对反应速率的影响比浓度大，A、B项正确；在24 min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；由题意及图像可知，该题不知道容器体积，故不能计算出反应速率。16.在容积为2 L的密闭容器中进行反应：A(g)2B(g)3C(g)nD(g)。开始时A的物质的量为4 mol，B的物质的量为6 mol；5 min末测得C的物质的量为3 mol，用D表示的化学反应速率v(D)为0.2 mol·L1·min1。计算：(1)5 min末A的物质的量浓度为_。(2)前5 min内用B表示的化学反应速率v(B)为_。(3)化学方程式中n的值为_。(4)此反应在四种不同情况下的反应速率分别为v(A)5 mol·L1·min1v(B)6 mol·L1·min1v(C)4.5 mol·L1·min1v(D)8 mol·L1·min1其中反应速率最快的是_(填序号)。答案(1)1.5 mol·L1(2)0.2 mol·L1·min1(3)2(4)解析根据题给信息可知，5 min时生成3 mol C，