第2章 第1节 化学反应速率（讲义word）-【勤径学升】2024-2025学年高中化学选择性必修1同步练测（人教版2019）

第一节　化学反应速率 学习目标 核心素养 1．知道化学反应速率的表示方法，了解测定化学反应速率的简单方法。 2．通过实验探究，了解温度、浓度、压强和催化剂对化学反应速率的影响。 3．知道化学反应是有历程的，认识基元反应活化能对化学反应速率的影响。 1．科学探究与创新意识：能通过实验探究分析不同组分浓度改变对化学反应速率的影响。 2．证据推理与模型认知：能用一定的理论模型说明外界条件改变对化学反应速率的影响。 3．宏观辨识与微观探析：能进行化学反应速率的简单计算。 [对应学生用书第17页] 一、化学反应速率 1．化学反应速率 表示方法 公式 常用单位 用单位时间内反应物浓度的减小或生成物浓度的增加来表示 v＝ mol/(L·s)或 mol·L－1·s－1 2.同一反应中各物质的反应速率间的关系 对于mA＋nB===pC＋qD，A、B、C、D是气体或溶液时，＝＝＝。 3．化学反应速率的实验测定 常用于化学反应速率测定的可观测量有气体的体积、体系的压强、颜色的深浅、光的吸收、导电能力等。 1．对于反应：CaCO3＋2HCl===CaCl2＋H2O＋CO2↑，下列说法正确的是(　　) A．用HCl和CaCl2表示的反应速率数值不同，但所表示的意义相同 B．不能用CaCO3的浓度变化来表示反应速率，但可用水来表示 C．用H2O和CO2表示的化学反应速率相同 D．可用CaCl2浓度的减小表示其反应速率 解析　CaCO3是固体，H2O为纯液体，固体或纯液体的浓度被视为常数，不能用固体或纯液体来表示化学反应速率；CaCl2为生成物，应用其浓度的增加表示反应速率，故B、C、D项错误。在同一反应中，选用不同的物质表示反应速率，反应速率数值之比等于化学方程式中化学计量数之比，数值可能相同，也可能不同，但意义相同，故A项正确。 答案　A 二、影响化学反应速率的因素 1．主要因素 反应物的组成、结构和性质等因素。 2．影响因素 因素 影响(其他条件相同) 浓度 增大反应物浓度，化学反应速率增大；降低反应物浓度，化学反应速率减小 压强 对于有气体参加的反应，在密闭容器中保持温度不变时，增加压强，气体体积减小，相当于增大反应物的浓度，反应速率将增大；减小压强，气体的体积增大，相当于减小反应物的浓度，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。大量实验证明，温度每升高10 ℃，化学反应速率通常增大为原来的2～4倍 催化剂 使用适当的催化剂可以显著改变化学反应速率 2．下列措施是为了降低化学反应速率的是(　　) A．食品放在冰箱中贮藏 B．用铁粉代替铁钉与稀硫酸反应制取氢气 C．合成氨工业中使用催化剂 D．在试管中进行铝和盐酸反应时，稍微加热 解析　在冰箱中温度降低，反应速率降低，A项符合；B中铁粉表面积大于铁钉，加快化学反应速率，B项不符合；合成氨工业中使用催化剂，加快化学反应速率，C项不符合；在试管中进行铝和盐酸反应时，稍微加热，温度升高，可加快化学反应速率，D项不符合。 答案　A 三、活化能 1．基元反应 大多数化学反应并不是经过简单碰撞就能完成的，而往往经过多个反应步骤才能实现。其中，每一步反应都称为基元反应，它反映了化学反应的反应历程。 2．有效碰撞 (1)定义：把能够发生化学反应的碰撞叫做有效碰撞。 (2) 3．活化能和活化分子 (1)活化分子：发生有效碰撞的分子必须具有足够的能量，这种分子叫做活化分子。 (2)活化能：活化分子具有的平均能量与反应物分子具有的平均能量之差。 4．反应物、生成物的能量与活化能的关系 5．改变化学反应速率的其他方法 除了改变浓度、温度、压强及选用催化剂等，还有光辐照、放射线辐照、超声波、电弧、强磁场、高速研磨等因素也会对反应速率产生影响。 3．(天津南开高二统考期中)在化学反应中，其他条件不变，仅改变下列其中一个条件，能提高活化分子百分数的是(　　) A．增大反应物浓度 B．增大气体反应的压强(压缩体积) C．加入高效催化剂 D．增大固体反应物的接触面积 解析　A．增大反应物浓度，只能提高单位体积内活化分子总数，但不能改变活化分子百分数，A错误；B．增大气体反应的压强，只能提高单位体积内活化分子总数，但不能改变活化分子百分数，B错误；C．加入高效催化剂，降低活化能，可提高活化分子百分数，C正确；D．增大固体反应物的接触面积，能提高活化分子碰撞频率，但活化分子百分数不变，D错误。故选C。 答案　C [对应学生用书第18页] 要点一　化学反应速率及其计算与比较 右图表示800 ℃时，气体A分解为B和C两种气体(2A3B＋C)，A、B、C三种气体的浓度随时间变化的情况，t1是到达平衡状态的时间。 1．如何表示上述反应中A的消耗速率以及B和C的生成速率(假设t1＝2 min)? 提示：据速率计算公式v＝，可得v(A)＝＝0.4 mol·L－1· min－1。同样，可以计算出v(B)＝＝0.6 mol·L－1·min－1，v(C)＝＝ 0.2 mol·L－1·min－1。 2．上述反应中A的消耗速率以及B和C的生成速率的数值是否相等？大小有何关系？ 提示：由计算结果可知，A的消耗速率以及B和C的生成速率的数值不相等，但它们的数值大小满足化学反应中各物质的反应速率之比等于其化学计量数之比。 1．化学反应速率及计算 (1)化学反应速率的理解 ①化学反应速率是平均速率，不是瞬时速率，通常用单位时间内某物质的物质的量浓度变化来表示，通常取正值； ②同一化学反应，用不同物质表示的化学反应速率的数值可能不同，但表示意义相同，故表示化学反应速率时，必须指明具体物质； ③固态或纯液体的浓度视为常数，不能用固体或纯液体的浓度变化来表示化学反应速率，但可以用单位时间内其质量变化来表示反应速率； ④化学反应速率的单位是mol/(L·s)、mol/(L·min)等，一定要加括号，不能写成mol/L·s或mol/L·min等。或者写成mol·L－1·s－1或mol·L－1·min－1。 (2)化学反应速率计算的两种方法 ①根据定义式“v＝”计算：求出Δt时间内某物质的浓度变化值Δc，代入定义式计算； ②根据反应速率与化学计量数的关系计算：用不同物质表示的反应速率之比等于其化学计量数之比。 2．化学反应速率的比较 (1)转化法 先换算成统一单位，再将不同物质表示的速率换算为用同一物质表示的速率，再比较速率数值的大小，若以物质A为标准，将其他物质表示的反应速率换算为用物质A表示的速率，并比较数值的大小，确定化学反应速率的快慢。 (2)比值法 对于反应mA(g)＋nB(g)===pC(g)＋qD(g)，先换算成统一单位，再分别计算、、、的值，数值越大，化学反应速率越快。 [例1]　(天津耀华中学高二期中)一定温度下，向2 L恒容密闭容器中充入0.4 mol NH3和0.5 mol O2发生反应4NH3(g)＋5O2(g)4NO(g)＋6H2O(g)。4 min后，NO的浓度为 0.06 mol·L－1。下列有关说法错误的是(　　) A．4 min末，用NO表示的反应速率为0.03 mol·L－1·min－1 B．4 min末，NH3的浓度为0.14 mol·L－1 C．0～4 min内，生成的水的质量为3.24 g D．0～4 min内，O2的物质的量减少了0.15 mol 解析　根据题意可列如下三段式： 　　 　4NH3(g)＋5O2(g) 4NO(g)＋6H2O(g) 起始量/mol　0.4　　　0.5　　　　0　　　 　0 改变量/mol　0.12　 　0.15　　　0.12　　　0.18 　 0.28　 　0.35　　　0.12　　　0.18 4 min内，用NO表示的平均反应速率为＝0.015 mol·L－1·min－1，4 min末的反应速率为瞬时速率，无法由题意中条件得出，A错误；4 min末，NH3的浓度为＝0.14 mol·L－1，B正确；0～4 min内，生成的水的物质的量为0.18 mol，质量为0.18 mol×18 g·mol－1＝3.24 g，C正确；0～4 min内，O2的物质的量减少了0.15 mol，D正确。 答案　A 1．反应A(s)＋3B(g)2C(g)＋2D(g)，在四种不同情况下用不同物质表示的反应速率分别如下，其中反应速率最快的是(　　) A．v(C)＝0.02 mol·(L·s)－1 B．v(B)＝0.06 mol·(L·min)－1 C．v(A)＝1．5 mol·(L·min)－1 D．v(D)＝0.01 mol·(L·s)－1 解析　反应速率与化学计量数的比值越大，速率越大。A．＝0.01；B．≈3.3×10－4；C．A为固体，不能用其表示反应速率；D．＝0.005，显然A中比值最大，反应速率最快。 答案　A 要点二　影响化学反应速率的因素 1．对于盐酸与NaOH溶液的反应中增大Na＋的浓度(如加入少量Na2SO4固体)，反应速率是否加快？ 提示：不能。对于离子反应，只有实际参加反应的各离子浓度发生变化，才会引起化学反应速率的改变。 2．反应速率：①>②>③，说明了什么？ 提示：Cu2＋、Fe3＋对H2O2分解都有催化作用，但Fe3＋催化作用较强。 1．反应条件对反应速率的影响 影响因素 影响结果(其他条件不变) 浓度 固体或 纯液体 浓度为常数，增加反应物的量，反应速率不变(固体物质的表面积影响反应速率) 气体或 溶液 增大反应物的浓度，反应速率加快 升高温度 反应速率加快 增大压强 (缩小体积) 对于气体，反应速率加快 使用 正催化剂 反应速率加快 2.理论解释——有效碰撞理论 [特别警示]　(1)单位体积内活化分子数目变化，化学反应速率一定变化；反之亦然。但化学反应速率改变，单位体积内分子总数、活化分子百分数不一定改变。(2)对于可逆反应，升温、加压、加入催化剂既加快正反应速率又加快逆反应速率。 [例2]　(广东广州高二广州市培英中学校考期中)下列有关化学反应速率的说法正确的是(　　) A．在一恒温恒容的密闭容器中，发生合成氨的反应，充入He，压强增大，反应速率增大 B．100 mL 2 mol/L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．NO和CO可以缓慢反应生成N2和CO2，增大体积减小压强，反应速率减慢 D．对于吸热反应，升高温度，该反应的正反应速率加快，逆反应速率减少 解析　A．恒温恒容下，充入He，虽然压强增大，但氮气、氢气、氨气浓度不变，因此反应速率不变，故A错误；B．盐酸与Zn反应的离子方程式为：2H＋＋Zn===Zn2＋＋H2↑，增大氯离子浓度不影响反应速率，但是加入氯化钠溶液后，混合溶液体积增大，氢离子浓度减小，反应速率减小，故B错误；C．NO和CO反应生成N2和CO2，增大体积减小压强，各气体浓度减小，反应速率减慢，故C正确；D．升高温度，正、逆反应速率均加快，故D错误。答案为C。 答案　C [方法规律]　 压强对反应速率的影响 对有气体参加的反应，压强对化学反应速率的影响可简化理解如下： 常见的形式有以下几种情况： (1)恒温时 缩小体积压强增大，反应体系中组分浓度增大反应速率增大。 (2)恒温恒容时 ①充入反应气体反应体系中组分浓度增大反应速率迅速增大； ②充入“无关气体”(如He、Ne、Ar等不参与本反应也不干扰本反应的气体)总压强增大，但反应混合物中各组分浓度没有改变，反应速率不变。 2．(北京东城区高二北京市第五十中学校考期中)在密闭系统中有反应C(s)＋CO2(g) 2CO(g)，能使反应速率加快的措施是(　　) ①通过减小容器体积增大压强　②升高温度　③将炭粉碎　④恒容通入CO2　⑤增加炭的量　⑥恒容条件下通入N2 A．①②③⑥ B．①②④⑥ C．①②③④ D．①②③④⑤ 解析　①反应有气体参加，减小容器体积增大压强，反应物的浓度增大，反应速率增大，故①正确；②升高温度，反应速率增大，故②正确；③将炭粉碎，固体表面积增大，反应速率增大，故③正确；④恒容通入CO2气体，反应物的浓度增大，反应速率增大，故④正确；⑤增加炭的量，固体的浓度不变，反应速率不变，故⑤错误；⑥恒容条件下通入N2，参加反应的气体的浓度不变，反应速率不变，故⑥错误。故选C。 答案　C [对应学生用书第21页] 1．(江苏淮安高二统考期中)一定温度和压强下，以铁粉为催化剂，用氮气和氢气合成氨气。部分反应历程如图所示(吸附在催化剂表面的物质用*标注)，下列说法正确的是(　　) A．图示过程中只有一个基元反应 B．由此历程可知：N*＋3H*===NH*＋2H*　ΔH<0 C．铁粉改变了合成氨的反应历程和反应热 D．用不同催化剂合成氨，反应历程均与上图相同 解析　A．该反应分3个步骤完成，有3个基元反应，故A错误；B．ΔH＝反应物总能量－生成物总能量，由图可知，此历程中：N*＋3H*===NH*＋2H*　ΔH<0，故B正确；C．催化剂的作用是降低反应的活化能，从而提高化学反应速率，而焓变只与反应的始态和终态有关，故以铁粉为催化剂，铁粉改变了合成氨的反应历程，但不能改变反应热，故C错误；D．用不同催化剂合成氨，活化能不同，则反应历程与该图不相同，故D错误。故选B。 答案　B 2．(湖北仙桃高二期中)一定温度下，在某密闭容器中发生反应：2HI(g)H2(g)＋I2(s)　ΔH>0，若0～15 s内c(HI)由0.1 mol·L－1降到0.07 mol·L－1，则下列说法正确的是(　　) A．0～15 s内用I2表示的平均反应速率为v(I2)＝0.001 mol·L－1·s－1 B．c(HI)由0.07 mol·L－1降到0.05 mol·L－1所需的反应时间为10 s C．升高温度正反应速率加快，逆反应速率也加快 D．减小反应体系的体积，化学反应速率也减小 解析　不能用固体的浓度变化表示化学反应速率，故A错误；0～15 s内，v(HI)＝ －＝ mol·L－1·s－1＝0.002 mol·L－1·s－1，若保持该反应速率，HI浓度再减小0.02 mol·L－1，需要＝10 s，但浓度越小，化学反应速率越小，需要的时间就越长，所以需要的时间大于10 s，故B错误；对于任何化学反应，升高温度，正、逆反应速率均加快，故C正确；减小反应体系体积，气体浓度增大，化学反应速率加快，故D错误。答案选C。 答案　C 3．某温度下，体积一定的密闭容器中进行如下反应：2X(g)＋Y(g)Z(g)＋W(s)　ΔH>0，下列叙述正确的是(　　) A．在容器中加入氩气，反应速率不变 B．加入少量W，逆反应速率增大 C．升高温度，正反应速率增大，逆反应速率减小 D．将容器的体积压缩，可增大单位体积内活化分子的百分数，有效碰撞次数增大 解析　加入Ar气增大了压强，但对反应体系内的分压无影响，反应速率不变，A项正确。W为固体，其变化对速率无影响；升温，正逆反应速率均增加；压缩容器，浓度增大，单位体积内活化分子数目增加，活化分子百分数不变。B、C、D项错误。 答案　A 4．在一定条件下，容积为2 L的密闭容器中，将2 mol L气体和3 mol M气体混合，发生如下反应：2L(g)＋3M(g)===xQ(g)＋3R(g)，10 s末，生成2.4 mol R，并测得Q的浓度为0.4 mol·L－1。计算： (1)10 s末L的物质的量浓度为________。 (2)前10 s内用M表示的化学反应速率为________。 (3)化学方程式中x值为________。 (4)恒温恒容下，往容器中加入1 mol氦气，反应速率________(选填“增大”“减小”或“不变”，下同)。 (5)恒温恒压，往容器中加入1 mol氦气，反应速率________。 (6)恒温恒容，移走气体Q，此时正反应速率________，逆反应速率________。 解析　 (1)c(L)＝＝0.2 mol·L－1； (2)v(M)＝＝0.12 mol·L－1·s－1； (3)＝0.4 mol·L－1，x＝1； (4)恒温、恒容，通入He，反应物和生成物的浓度均不变，反应速率不变； (5)恒温、恒压，通入He，体积扩大，反应物和生成物的浓度减小，反应速率减小； (6)正反应速率与反应物浓度有关，逆反应速率与生成物浓度有关，所以移走气体Q的瞬间，正反应速率不变，逆反应速率减小。 答案　(1)0.2 mol·L－1　(2)0.12 mol·L－1·s－1　(3)1　(4)不变　(5)减小　(6)不变　减小 学科网（北京）股份有限公司 $$