高中化学必修2 第1课时　化学反应的速率

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学业要求核心素养对接1.了解化学反应速率的含义及其表示方法。2了解影响化学反应速率的因素。初步了解控制化学反应速率的方法。1.通过对化学反应速率的学习，培养学生变化观念与平衡思想2通过对影响化学反应速率的因素的探究，培养学生科学探究与创新意识。知 识 梳 理知识点一化学反应速率通过上图我们可以发现化学反应有快有慢，怎样表示化学反应的快慢呢？请完成下列知识点：1表示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来表示。(1)计算公式：v(A)eq f(c（A）,t)。(2)常用单位：molL1s1或molL1min1。2意义化学

2、反应速率是用来衡量化学反应进行快慢程度的物理量，同一化学反应用不同的物质来表示化学反应速率时，其数值可能不同，但这些数值所表示的意义相同。3规律对于同一反应，用不同的物质来表示反应速率，其比值一定等于化学方程式中相应的化学计量数之比。如对于反应：mA(g)nB(g)pC(g)qD(g)，v(A)v(B)v(C)v(D)mnpq。知识点二 外界条件对化学反应速率的影响1实验探究温度、催化剂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探究P43实验操作实验现象溶液中产生气泡速率的相对大小为热水常温冷水实验结论其他条件不变时，温度越高，反应速率越大注意控制变量(2)催化剂对化学反应速率影响

3、的探究实验操作实验现象产生气泡的速率的相对大小为，实验结论催化剂能加大H2O2分解的反应速率2.外界条件对化学反应速率的影响气体的压强改变引起浓度改变速率改变微判断(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)由veq f(c,t)计算平均速率，用反应物表示为正值，用生成物表示为负值()(3)同一化学反应，相同条件下用不同物质表示的反应速率，其数值可能不同，但表示的意义相同()(4)化学反应速率为0.8 molL1s1是指1 s时某物质的浓度为0.8 molL1()(5)升温时不论吸热反应还是放热反应，反应速率都增大()(6)一定量的锌与过量的稀硫酸反应制取氢气，为减慢反

4、应速率而又不影响生成H2的量，可向其中加入KNO3溶液()(7)碳酸钙与盐酸反应的过程中，再增加CaCO3固体，反应速率不变，但把CaCO3固体粉碎，可以加快反应速率()答案(1)(2)(3)(4)(5)(6)(7)微训练1下列有关化学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B100 mL 2 molL1的盐酸与锌片反应，加入适量的氯化钠溶液，反应速率不变CSO2的催化氧化反应是一个放热反应，所以升高温度，反应速率减小D汽车尾气中的NO和CO可以缓慢反应生成N2和CO2，减小压强时反应速率减小解析铁在浓硫酸中会发生钝化，A项错误；加入氯化钠溶液，

5、盐酸的浓度减小，反应速率减小，B项错误；升高温度，反应速率增大，C项错误。答案D2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块，产生气体有快有慢：_。(6)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

6、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)人体里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就可以发生反应微思考1请从化学反应快慢的角度解释人们为什么使用电冰箱保存食物。提示食物腐败是因为发生了化学反应，在其他条件相同时，温度越低，化学反应越慢，人们用电冰箱把食物放置在低温下保存，以减缓食物的腐败。2工业生产硫酸时，要先将黄铁矿矿石(主要成分为FeS2)粉碎后，再投入沸

7、腾炉，为什么？提示将铁矿石粉碎，是为了增大与空气的接触面积，加快反应速率。3铁粉与一定浓度的稀盐酸反应时，增加铁粉的用量能否加快化学反应速率？提示不能。对于固态或纯液态物质，浓度可视为常数，改变其用量，浓度不发生改变，不影响化学反应速率。学习任务1化学反应速率的正确理解及计算方法资料：资料一：化学反应速率就是化学反应进行的快慢程度(平均反应速率)，用单位时间内反应物或生成物的物质的量浓度变化量来表示。在容积不变的反应容器中，通常用单位时间内反应物浓度的减少或生成物浓度的增加来表示。如时间用s，则化学反应速率的单位是molL1s1。资料二：测量一个化学反应的速率，需要测定某一时间段内单位时间内某

8、物质浓度的改变量。但是，一般来说在测量时化学反应仍在进行，应用一般化学分析方法测定反应速率存在困难。一个近似的办法是使反应立即停止(如果可以)，如通过稀释、降温、加入阻化剂或除去催化剂等方法可以使反应进行得非常慢，便于进行化学分析。但这样既费时费力，又不准确，可以研究的反应也有限。现在广泛使用的方法是测量物质的性质，如压力、电导率、吸光度等，通过它们与物质浓度的关系实现连续测定。请结合上述资料完成下列讨论：1一个化学反应的速率可以用任何一种反应物或生成物来表示吗？提示由于c表示的是物质的物质的量浓度的变化，而固态物质和纯液态物质的浓度在一定温度下是常量，所以这种表示化学反应速率的方法不适合固态

9、物质和纯液态物质。2探究在同一化学反应中，用不同物质表示该反应的速率时，各数据之间有什么关系？提示同一化学反应，用不同物质的浓度变化表示的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，这是有关化学反应速率的计算或换算的依据。3思考用veq f(c,t)计算出来的速率，是某一时刻的瞬时速率还是某段时间内的平均速率？提示化学反应速率实际上指的是某物质在某一段时间内化学反应的平均速率，而不是某一时刻的瞬时速率。4已知反应A(g)3B(g)2C(g)，在不同条件下，分别用A、B、C三种物质表示的速率为：v(A)0.2 mol/(Ls)v(B)0.45 mol/(Ls)v(C)0.45 mo

10、l/(Ls)，则通过所学知识比较此反应在上述条件下进行的快慢程度。提示用不同物质比较化学反应速率快慢时，要转化为同种物质表示的反应速率，然后再进行比较。根据化学反应速率之比等于化学方程式中的化学计量数之比，将、中的反应速率都用A表示为：v(A)0.15 mol/(Ls)，v(A)0.225 mol/(Ls)，故三者速率大小为。1化学反应速率的正确理解2化学反应速率的计算方法(1)根据v(A)eq f(c（A）,t)计算。(2)根据同一化学反应不同物质的速率之比等于化学方程式中的化学计量数之比计算。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

11、能只看数值大小，还要进行一定的转化：(1)换算成同一物质、同一单位表示，再比较数值大小。(2)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，即比较eq f(v（A）,a)与eq f(v（B）,b)的相对大小，若eq f(v（A）,a)eq f(v（B）,b)，则用v(A)表示的反应速率比用v(B)表示的反应速率大。【例题】在2 L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4 mol，在前10 s A的平均反应速率为0.12 molL1s1，则10 s时，容器中B的物质的量是()A1.6 molB2.8 m

12、ol C2.4 molD1.2 mol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)0.50.12 molL1s10.06 molL1s1，则c(B)0.06 molL1s110 s0.6 molL1，n(B)0.6 molL12 L1.2 mol，故10 s时容器中B的物质的量为4 mol1.2 mol2.8 mol。答案B变式训练1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v(A)0.6 molL1min1v(B)0.45 molL1min1v(C)0.015 molL1min1v(D)0.45 molL1

13、min1则此反应在不同条件下进行最快的是()ABCD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)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)eq f(3,2)v(C)eq f(3,2)0.015 molL1min10.022 5 molL1min1；中v(A)eq f(3,2)v(D)eq f(3,2)0.45 molL1min10.675 molL1min1，所以在不同条件下，进行最快的是，D项正确。答案D变式训练2在某一化

14、学反应中，反应物A的浓度在10 s内从0.8 molL1变为0.2 molL1，则在这10 s内A的化学反应速率为()A0.02 molL1B0.02 molL1s1C0.06 molL1s1D0.06 molL1min1解析10 s内A的化学反应速率为(0.8 molL10.2 molL1)10 s0.06 molL1s1。答案C学习任务2影响化学反应速率的因素一、知识要点化学反应速率影响因素注意点(1)主要因素(内因)不同的化学反应，具有不同的反应速率，因此，参加反应的物质的性质是决定化学反应速率的主要因素。(2)外界因素(外因)温度：当其他条件不变时，升高温度，可以增大化学反应速率；降低

15、温度，可以减小化学反应速率。催化剂：当其他条件不变时，使用适当的催化剂通常能极大地加快化学反应速率。浓度：当其他条件不变时，增大反应物的浓度，可以增大化学反应速率；减小反应物的浓度，可以减小化学反应速率。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，可以增大化学反应速率；减小气体的压强，可以减小化学反应速率。固体表面积：固体颗粒越小，其单位质量的表面积越大，与其他反应物的接触面积越大，化学反应速率越大。反应物状态：一般来说，配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。形成原电池，可以增大氧化还原反应的反应速率。二、核心素养通过对影响化学反应速率的因

16、素的探究培养学生科学探究与创新意识通过对影响化学反应速率的因素的应用培养学生变化理念与平衡思想【素养解题】典例示范下列各组反应(表中金属粉末均为0.1 mol)，在反应刚开始时，放出H2的速率最大的是()金属(粉末状)酸的浓度及体积反应温度/AMg6 molL1硝酸10 mL60BMg3 molL1盐酸10 mL60CFe3 molL1盐酸10 mL60DMg3 molL1硫酸10 mL60解题思路读题干金属粉末均为0.1 mol反应刚开始放出H2速率最大辨题型对比实验找相同A、B、D均为MgB、C均为3 molL1盐酸反应温度均为60 找不同C为FeA为6 molL1硝酸D为3 molL1

17、H2SO4细分析Mg比Fe快HNO3无法产生H23 molL1 H2SO4中c(H)大于3 molL1盐酸中的c(H)得答案D三、对点训练1下列关于影响化学反应速率的条件的说法正确的是（双选）()A增大压强一定能加快化学反应速率B使用催化剂，改变反应的历程使反应的活化能降低，反应速率加快C反应物浓度是决定化学反应速率的主要因素D升高温度，一般能加快化学反应速率解析A项，压强对反应速率的影响只适用于有气体参与的反应，即改变压强，反应速率不一定改变，A项不正确。B项，催化剂能改变反应的历程，B项正确。C项，参加反应的物质的性质是决定化学反应速率的主要因素，C项不正确。D项，升高温度，一般能加快化学

18、反应速率，D项正确。答案BD2在一定条件下，反应N2(g)3H2(g)2NH3(g)，在2 L密闭容器中进行，5 min内氨的质量增加了1.7 g，则反应速率为()Av(NH3)0.1 molL1min1Bv(N2)0.02 molL1min1Cv(H2)0.015 molL1min1Dv(NH3)0.17 molL1min1解析根据题意知，5 min内氨的质量增加了1.7 g，物质的量增加0.1 mol，v(NH3)n/(Vt)eq f(0.1 mol,2 L5 min)0.01 molL1min1，利用化学反应速率之比等于对应物质的化学计量数之比计算得v(N2)0.005 molL1min

19、1，v(H2)0.015 molL1min1，C项正确。答案C3.把镁条投入盛有盐酸的敞口容器中，产生氢气的速率变化曲线如图所示。下列因素中，影响该反应速率的是() 盐酸的浓度镁条的表面积溶液的温度 Cl的浓度AB CD解析镁与盐酸反应的离子方程式为Mg2H=Mg2H2，与H有关，与Cl无关。在镁与盐酸的反应中，刚开始时H的浓度最大，反应速率应最大，但由于此反应为放热反应，温度升高，化学反应速率还会增大，随着化学反应的进行，H浓度逐渐减小，化学反应速率又逐渐减慢。答案C4某温度下，在2 L密闭容器中，X、Y、Z三种气态物质发生化学反应时，物质的量随时间变化的关系曲线如图所示：(1)由图中的数据

20、分析，该反应的化学方程式为_。(2)5 min内用Z表示的平均反应速率为_。(3)化学反应速率受到很多因素的影响，例如：实验室制取氢气时一般用粗锌替代纯锌和稀硫酸反应，这是利用_原理加快了氢气生成的速率。解析(1)据图可知，X、Y是反应物，Z是生成物，三者的物质的量变化量分别是0.6 mol、0.2 mol、0.6 mol，且该反应是可逆反应，故该反应的化学方程式是3XY3Z。(2)5 min内Z的反应速率是0.6 mol2 L5 min0.06 molL1min1。(3)粗锌中含碳，与锌、稀硫酸构成原电池，加快电子的转移，从而加快了化学反应速率。答案(1)3XY3Z(2)0.06 molL1

21、min1(3)原电池 学 考 练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molL1s1和molL1min1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。答案C2已知4NH3(g)5O2(g)eq o(=,sup7(催化剂),sdo5()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（双选）()A4v(NH3

22、)5v(O2)B6v(O2)5v(H2O)C2v(NH3)3v(H2O)D4v(O2)5v(NO)解析在同一化学反应里，各物质的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)； C选项应为3v(NH3)2v(H2O)。答案BD3反应2SO2O22SO3经一段时间后，SO3的浓度增加了0.4 molL1，在这段时间内用O2表示的反应速率为0.04 molL1s1，则这段时间为()A0.1 sB2.5 s C5 sD10 s解析v(O2)0.04 molL1s1，则v(SO3)0.08 molL1s1，由tc(SO3)/v(SO3)，代入数据计算得t5 s。故选C。答案C

23、4已知某反应的各物质浓度数据如下：据此可推算出上述反应化学方程式中，各物质的化学计量数之比是()A934B312C213D321解析各物质的反应速率之比等于它们在化学方程式中的化学计量数之比。v(A)eq f(3.0 molL11.8 molL1,2 s)0.6molL1s1，v(B)eq f(1.0 molL10.6 molL1,2s)0.2 molL1s1，v(C)eq f(0.8 molL10,2 s)0.4 molL1s1。化学计量数之比为0.60.20.4，即312。答案B5对于反应2A(g)B(g)3C(g)4D(g)，下列表示的反应速率最快的是()Av(A)0.5 molL1s1

24、Bv(B)0.3 molL1s1Cv(C)0.8 molL1s1Dv(D)1 molL1s1解析正确的思路应是根据反应速率与化学方程式中化学计量数之间的关系将各物质的反应速率转化为用同一种物质表示的速率。A项中据v(A)推知v(B)0.25 molL1s1，C项中据v(C)推出v(B)0.27 molL1s1，D项中据v(D)推出v(B)0.25 molL1s1，故反应速率最快的是B选项。答案B6在反应C(s)CO2(g)=2CO(g)中，可使反应速率增大的措施是()增大压强升高温度通入CO2增加碳的量用等量炭粉代替焦炭ABCD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

25、焦炭，能增大与CO2的接触面积，所以反应速率加快。答案C7用锌片与1 molL1稀盐酸反应制取氢气时，下列措施不能使氢气生成速率增大的是（双选）()A对该反应体系加热B加入少量NaCl溶液C不用锌片，改用锌粉D加入少量CH3COONa溶液解析B项，NaCl溶液不参与反应且使盐酸浓度变小；C项，改用锌粉能增大接触面积；D项，加入CH3COONa溶液，使c(H)减小。答案BD8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()解析没有对比实验，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，且温度不同，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

26、，D正确。答案D9硫代硫酸钠溶液与稀硫酸反应的化学方程式为Na2S2O3H2SO4=Na2SO4SO2SH2O，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H2SO4H2OV/mLc/molL1V/mLc/molL1A2550.1100.15B2550.250.210C3550.1100.15D3550.250.210解析影响化学反应速率的因素众多，本题从浓度和温度两个因素考查，只要抓住浓度越大，温度越高，反应速率越大，D正确。答案D10CaCO3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

27、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 molL1s1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；由题意及图可知，该题不知道容器体积，故不能计算出反应速率。答案D11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)a mo

28、l，n(I2)b mol。只改变表中列出的条件，其他条件不变，试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a mol H2(4)将容器的容积扩大到原来的2倍(5)保持容积不变，通入b mol Ne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a mol H2，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(

29、g)，保持容积不变，并未改变反应物浓度，化学反应速率不变。答案(1)增大(2)增大(3)增大(4)减小(5)不变12(1)在反应A(g)3B(g)=2C(g)中，若以物质A表示的该反应的化学反应速率为0.2 molL1min1，则以物质B表示此反应的化学反应速率为_ molL1min1。(2)在2 L的密闭容器中，充入2 mol N2和3 mol H2，在一定条件下发生反应，3 s后测得N2的物质的量为1.9 mol，则以H2的浓度变化表示的反应速率为_。(3)将10 mol A和5 mol B放入容积为10 L的密闭容器中，某温度下发生反应：3A(g)B(g)2C(g)，在最初2 s内，消耗

30、A的平均速率为0.06 molL1s1，则在2 s时，容器中有_ molA，此时C的物质的量浓度为_。解析(1)根据化学方程式中的计量数关系：eq f(v（B）,v（A）)eq f(3,1)，v(B)3v(A)30.2 molL1min10.6 molL1min1。(2)解法一：3 s内消耗的N2的物质的量为2 mol1.9 mol0.1 mol，根据化学方程式N23H2eq o(,sup7(高温、高压),sdo5(催化剂)2NH3，可以计算出3 s内消耗的H2的物质的量为0.3 mol，根据化学反应速率的计算公式，v(H2)eq f(0.3 mol,2 L3 s)0.05 molL1s1。解

31、法二：先计算出用N2表示的化学反应速率：v(N2)eq f(2 mol1.9 mol,2 L3 s)eq f(1,60)molL1s1，再根据化学方程式的计量数关系，计算出用H2表示的化学反应速率：v(H2)3v(N2)0.05 molL1s1。(3)则2 s时，n(A)0.88 molL110 L8.8 mol，c(C)0.08 molL1。答案(1)0.6(2)0.05 molL1s1(3)8.80.08 molL1能 力 练13某学生为了探究锌与盐酸反应过程中速率的变化，在100 mL稀盐酸中加入足量的锌，用排水集气法收集反应放出的氢气，实验记录如下：时间/min12345氢气体积/mL50120232290310(1)_(填“01”“12”“23”“34”或“45”)min时间段反应速率最大，原因是_。(填“反应物浓度增大”或“溶液温度升高”)。(2)_(填“01”“