专题2 第1单元 第1课时 化学反应速率的表示方法-【金版教程】2024-2025学年新教材高中化学选择性必修1作业与测评课件PPT（苏教版2019）

专题2　化学反应速率与化学平衡 第一单元 化学反应速率 第1课时　化学反应 速率的表示方法 预习作业 01 课时作业 02 目录 CONTENTS 预习作业 (建议用时：15分钟) 进行快慢程度 一、化学反应速率 单位时间 减少 增加 mol·L－1·s－1 mol·L－1·min－1 化学计量数之比 预习作业 4 二、化学反应速率的测定 测定原理：测定不同反应时刻反应物或生成物的________，可观察、测量体系中________________________，再进行适当的转换和计算。 浓度 某一物质的相关性质 预习作业 5 1．下列关于化学反应速率的说法正确的是(　　) A．化学反应速率表示的是化学反应进行的程度 B．化学反应速率为0．1 mol·L－1·s－1是指1秒钟时某物质的浓度为0．1 mol·L－1 C．根据化学反应速率的大小可以知道化学反应进行的快慢 D．对于任何化学反应来说，反应速率越快，反应现象就越明显 答案 解析 解析　化学反应速率表示化学反应进行的快慢程度，A错误；反应速率是平均反应速率而不是瞬时速率，B错误；有些反应，反应速率很快，反应现象却不明显，如酸碱中和反应，D错误。 预习作业 6 答案 解析 预习作业 7 答案 预习作业 8 答案 解析 解析　同一反应中，不同物质表示的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。用SO2表示的反应速率是0．3 mol·L－1·min－1时，则同一反应中用O2表示的反应速率是0．15 mol·L－1·min－1，①与③代表相同反应速率，所以选B。 预习作业 9 课时作业 (建议用时：40分钟) 一、选择题(每小题只有1个选项符合题意) 1．对于反应：CaCO3＋2HCl===CaCl2＋H2O＋CO2↑，下列说法正确的是(　　) A．用HCl和CaCl2浓度的变化量表示的反应速率数据不同，但所表示的意义相同 B．不能用CaCO3的浓度变化量表示反应速率，可用水的浓度变化量来表示反应速率 C．用H2O和CO2的浓度的变化量表示的化学反应速率相同 D．可用单位时间内CaCl2浓度的减小量表示该反应的反应速率 答案 解析 解析　CaCO3是固体、H2O为纯液体，二者浓度始终不变；CaCl2为生成物，反应中CaCl2的浓度增加，应该用单位时间内其浓度的增加量来表示反应速率。 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 课时作业 11 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 课时作业 12 答案 解析 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 课时作业 13 答案 解析 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 课时作业 14 答案 解析 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 课时作业 15 答案 5．将N2和H2的混合气体分别充入甲、乙、丙三个容器中进行合成氨反应，经过一段时间后三个容器的反应速率分别为v甲(H2)＝3 mol·L－1·min－1，v乙(N2)＝2 mol·L－1·min－1，v丙(NH3)＝1 mol·L－1·min－1。这段时间内三个容器中合成氨的反应速率的大小关系为(　　) A．v甲>v乙>v丙 B．v乙>v甲>v丙 C．v甲>v丙>v乙 D．v甲＝v乙＝v丙 解析 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 课时作业 16 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 课时作业 17 6．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，正反应速率按由大到小的顺序排列正确的是(　　) 甲：在500 ℃时，10 mol SO2和5 mol O2反应 乙：在500 ℃时，用V2O5作催化剂，10 mol SO2和5 mol O2反应 丙：在450 ℃时，8 mol SO2和5 mol O2反应 丁：在500 ℃时，8 mol SO2和5 mol 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 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 课时作业 18 答案 解析 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 课时作业 19 答案 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 课时作业 20 解析 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 课时作业 21 9．在一定条件下，将3 mol A和1 mol B两种气体混合于固定容积为2 L的密闭容器中，发生如下反应：3A(g)＋B(g)===xC(g)＋2D(g)。2 min时测得生成0．8 mol D、0．4 mol C。下列判断不正确的是(　　) A．x＝1 B．2 min时，A的浓度为0．9 mol·L－1 C．2 min内A的反应速率为0．3 mol·L－1·min－1 D．2 min内B的反应速率为0．2 mol·L－1·min－1 答案 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 课时作业 22 解析 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 课时作业 23 答案 10．在一定体积容器中发生反应：2CH4(g)＋2NH3(g)＋3O2(g)===2HCN(g)＋6H2O(g)，15分钟内测得反应速率用HCN表示为v(HCN)＝0．36 mol·L－1·min－1，该段时间内下列表示正确的是(　　) A．15分钟内反应消耗氨气5．4 mol B．该段时间内可用水表示反应速率为v(H2O)＝1．08 mol·L－1·min－1 C．各物质的速率关系有：2v(CH4)＝2v(NH3)＝3v(O2) D．15分钟时氧气浓度下降到8．1 mol·L－1 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 课时作业 24 解析 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 课时作业 25 答案 11．用纯净的CaCO3与100 mL稀盐酸反应制取CO2，实 验过程记录如图所示(CO2的体积已折算为标准状况下的体积， 假设反应过程中溶液体积不变)。下列分析正确的是(　　) A．OE段表示的平均反应速率最快 B．EF段，用HCl表示该反应的平均反应速率为0．04 mol·L－1·min－1 C．OE、EF、FG三段中，该反应用二氧化碳表示的平均反应速率之比为2∶6∶7 D．G点表示收集的CO2的量最多 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 课时作业 26 解析 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 课时作业 27 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 课时作业 28 12．一定温度下，10 mL 0．4 mol·L－1 H2O2溶液发生催化分解。不同时刻测得生成O2的体积(已折算为标准状况下)如下表所示： 下列叙述错误的是(溶液体积变化忽略不计)(　　) A．反应至6 min时，c(H2O2)＝0．2 mol·L－1 B．6～10 min的平均反应速率：v(H2O2)<3．3×10－2 mol·L－1·min－1 C．0～6 min的平均反应速率：v(H2O2)＝3．3 mol·L－1·min－1 D．反应至6 min时，H2O2分解了50% 答案 t/min 0 2 4 6 8 10 V(O2)/mL 0．0 9．9 17．2 22．4 26．5 29．9 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 课时作业 29 解析 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 课时作业 30 答案 13．化合物Bilirubin在一定波长的光照射下发生分解反应，反应物浓度随反应时间的变化如图所示，计算用反应物表示的4～8 min内的平均反应速率和推测反应在16 min时反应物的浓度，结果应分别是(　　) A．2．5 μmol·L－1·min－1和2．0 μmol·L－1 B．2．5 μmol·L－1·min－1和2．5 μmol·L－1 C．3．0 μmol·L－1·min－1和3．0 μmol·L－1 D．5．0 μmol·L－1·min－1和3．0 μmol·L－1 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 课时作业 31 解析 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 课时作业 32 答案 1∶3∶2 预习作业 答案 0．05 mol·L－1·s－1　 乙>甲>丙 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 课时作业 34 解析 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 课时作业 35 　　　　　　　　　　　　　 R v＝eq \f(Δc,Δt) 解析　半分钟后，NO的物质的量增加了0．3 mol，则此反应的平均速率v(NO)＝eq \f(0.3 mol,5 L×30 s)＝0．002 mol·L－1·s－1，反应速率之比等于化学计量数之比，则v(O2)＝eq \f(5×0.002,4) mol·L－1·s－1＝0．0025 mol·L－1·s－1，v(H2O)＝eq \f(6×0.002,4) mol·L－1·s－1＝0．003 mol·L－1·s－1，v(NH3)＝v(NO)＝0．002 mol·L－1·s－1，A正确。 2．反应4NH3＋5O2eq \o(=====,\s\up17(催化剂),\s\do15(△))4NO＋6H2O在5 L的密闭容器中进行，半分钟后，NO的物质的量增加了0．3 mol，则此反应的平均速率v可表示为(　　) A．v(NH3)＝0．002 mol·L－1·s－1 B．v(O2)＝0．01 mol·L－1·s－1 C．v(NO)＝0．008 mol·L－1·s－1 D．v(H2O)＝0．004 mol·L－1·s－1 3．反应2SO2(g)＋O2(g)eq \o(,\s\up17(催化剂),\s\do15(△))2SO3(g)，经过一段时间后，O2的浓度增加了4 mol/L，在这段时间内用O2表示的反应速率为0．4 mol/(L·s)，则这段时间为(　　) A．0．1 s B．2．5 s C．5 s D．10 s 4．下列四个数据都表示反应2SO2(g)＋O2(g)eq \o(,\s\up17(催化剂),\s\do15(△))2SO3(g)的正反应速率，其中反应速率相同的是(　　) ①v(SO2)＝0．3 mol·L－1·min－1　 ②v(SO3)＝0．9 mol·L－1·min－1　 ③v(O2)＝0．15 mol·L－1·min－1　 ④v(O2)＝2．25 mol·L－1·min－1　 A．①② B．①③ C．③④ D．②④ [易错警示]　 (1)由v＝eq \f(Δc,Δt)计算的反应速率是一段时间内的平均速率而不是瞬时速率，且无论用反应物还是用生成物表示均取正值。 (2)计算反应速率时，若给出的是物质的量的变化值，要转化为物质的量浓度的变化值(计算时一定要除以体积)，再进行计算。 2．在四种不同条件下测得反应2SO2(g)＋O2(g)eq \o(,\s\up17(催化剂),\s\do15(△))2SO3(g)的反应速率如下表所示，其中反应速率最快的是(　　) 选项 A B C D 反应速率/ [mol/(L·min)] v(SO2) v(O2) v(SO3) v(O2) 0．4 0．25 0．5 0．3 解析　由反应速率之比等于相应物质的化学计量数之比可得：eq \f(1,2)v(SO2)＝v(O2)＝eq \f(1,2)v(SO3)，将所得数据作如下换算：A中v(O2)＝eq \f(1,2)v(SO2)＝0．2 mol/(L·min)；B中v(O2)＝0．25 mol/(L·min)；C中v(O2)＝eq \f(1,2)v(SO3)＝0．25 mol/(L·min)；D中v(O2)＝0．3 mol/(L·min)，单位相同，数值大者反应速率快，D正确。 3．把0．6 mol X气体和0．6 mol Y气体混合于2 L的密闭容器中，使它们发生反应3X(g)＋Y(g)nZ(g)＋2W(g)，5 min后生成0．2 mol W。若测知以Z的浓度变化表示的平均反应速率为0．01 mol·L－1·min－1，则化学方程式中的n值为(　　) A．1 B．2 C．3 D．4 解析　5 min内W的平均反应速率v(W)＝eq \f(\f(0.2 mol,2 L),5 min)＝0．02 mol·L－1·min－1，利用各物质的反应速率之比等于化学方程式中化学计量数之比，可知v(Z)∶v(W)＝0．01 mol·L－1·min－1∶0．02 mol·L－1·min－1＝n∶2，解得n＝1，A正确。 4．某温度下，浓度都是1 mol·L－1的两种气体X2和Y2，在密闭容器中反应生成气体Z，经过t min后达到平衡，测得各物质的浓度分别为c(X2)＝0．4 mol·L－1，c(Y2)＝0．6 mol·L－1，c(Z)＝0．4 mol·L－1，则该反应的化学方程式可表示为(　　) A．2X2＋3Y22X2Y3 B．3X2＋2Y22X3Y2 C．X2＋2Y22XY2 D．2X2＋Y22X2Y 解析　t min内，反应消耗0．6 mol·L－1的X2和0．4 mol·L－1的Y2，生成0．4 mol·L－1的Z，三者浓度的变化量之比为3∶2∶2，即化学方程式为3X2＋2Y22Z，则Z的化学式为X3Y2。 解析　把用三种不同物质表示的反应速率换算成用同一种物质来表示，根据反应N2＋3H22NH3可知，v甲(N2)＝eq \f(1,3)v甲(H2)＝1 mol·L－1·min－1、v乙(N2)＝2 mol· L－1·min－1、v丙(N2)＝eq \f(1,2)v丙(NH3)＝0．5 mol·L－1·min－1，可比较得出v乙>v甲>v丙。 [方法技巧]　化学反应速率的比较方法 (1)看单位是否统一，若不统一，换算成相同的单位。 (2)转化同一物质法：将同一反应中的不同物质的反应速率转化成同一种物质的反应速率，再进行反应速率的大小比较。 (3)比值法：用各物质表示的反应速率除以对应各物质的化学计量数，然后再对求出的数值进行排序，数值大的反应速率快。如反应mA＋nB===pC＋qD，若eq \f(vA,m)>eq \f(vB,n)，则反应速率：vA>vB。 解析　反应物的浓度由0．1 mol·L－1降到0．06 mol·L－1需20 s，化学反应速率v＝eq \f(Δc,Δt)＝eq \f(0.1 mol·L－1－0.06 mol·L－1,20 s)＝0．002 mol·L－1·s－1，若反应速率不变，反应物的浓度由0．06 mol·L－1降到0．036 mol·L－1所需反应时间Δt＝eq \f(Δc,v)＝eq \f(0.06 mol·L－1－0.036 mol·L－1,0.002 mol·L－1·s－1)＝12 s，但随着反应的进行，反应物浓度减小，化学反应速率减慢，反应所需时间增多，故所需时间大于12 s，C正确。 7．在温度不变、恒容的容器中进行反应2SO3(g)2SO2(g)＋O2(g)　ΔH>0，若反应物的浓度由0．1 mol·L－1降到0．06 mol·L－1需20 s，那么由0．06 mol·L－1降到0．036 mol·L－1，所需反应时间应(　　) A．等于10 s B．等于12 s C．大于12 s D．小于12 s 8．T ℃时，在0．5 L的密闭容器中，气体A与气体B反应生成气体C，反应过程中A、B、C的浓度变化如图所示，下列结论正确的是(　　) A．10 s时反应生成了0．2 mol C B．该反应进行到10 s时，消耗了0．15 mol A C．该反应的化学方程式为3A＋B2C D．10 s内用B表示的反应速率为0．01 mol·L－1·s－1 解析　10 s时反应生成气体C的物质的量为0．4 mol·L－1×0．5 L＝0．2 mol，消耗A的物质的量为(0．5 mol·L－1－0．3 mol·L－1)×0．5 L＝0．1 mol，A正确，B错误；0～10 s内，Δc(A)∶Δc(B)∶Δc(C)＝0．2 mol·L－1∶0．6 mol·L－1∶0．4 mol·L－1＝1∶3∶2，故反应的化学方程式为A＋3B2C，C错误；10 s内用B表示的反应速率为eq \f(0.7 mol·L－1－0.1 mol·L－1,10 s)＝0．06 mol·L－1·s－1，D错误。 解析　相同时间内生成C、D的物质的量之比等于其化学计量数之比，所以x∶2＝0．4 mol∶0．8 mol＝1∶2，x＝1，A正确；在相同时间内，各反应物和生成物物质的量的变化量之比等于其化学计量数之比，Δn(A)∶Δn(D)＝3∶2＝Δn(A)∶0．8 mol，则求得Δn(A)＝1．2 mol，未反应的A的物质的量为3 mol－1．2 mol＝1．8 mol，所以2 min时A的物质的量浓度c(A)＝eq \f(1.8 mol,2 L)＝0．9 mol·L－1，B正确；由选项B可知，在2 min时Δn(A)＝1．2 mol，则用A物质表示2 min内的反应速率v(A)＝eq \f(Δc,Δt)＝eq \f(\f(1.2 mol,2 L),2 min)＝0．3 mol·L－1·min－1，C正确；生成0．8 mol D的同时Δn(B)＝eq \f(0.8 mol,2)＝0．4 mol，则B的反应速率为0．4 mol÷2 L÷2 min＝0．1 mol·L－1·min－1，D错误。 解析　容器体积未知不能计算氨气的物质的量，A错误；速率之比等于化学计量数之比，则该段时间内可用水表示反应速率为v(H2O)＝0．36 mol·L－1·min－1×eq \f(6,2)＝1．08 mol·L－1·min－1，B正确；3v(CH4)＝3v(NH3)＝2v(O2)，C错误；氧气与HCN的化学计量数之比为3∶2，则15分钟内氧气浓度减少(0．36×15) mol·L－1×eq \f(3,2)＝8．1 mol·L－1，初始浓度未知，不能确定15 min时浓度，D错误。 解析　由题图可知，相同时间内EF段生成CO2最多，所以EF段表示的反应速率最大，A错误；由图可知EF段生成的二氧化碳在标准状况下的体积为672 mL－224 mL＝448 mL，所以二氧化碳的物质的量n(CO2)＝eq \f(0.448 L,22.4 L·mol－1)＝0．02 mol，根据CaCO3＋2HCl===CaCl2＋CO2↑＋H2O，可知参加反应的氯化氢的物质的量为0．04 mol，所以盐酸的浓度变化量Δc＝eq \f(Δn,V)＝eq \f(0.04 mol,0.1 L)＝0．4 mol·L－1，则EF段用HCl表示该反应的平均反应速率v(HCl)＝eq \f(0.4 mol·L－1,1 min)＝0．4 mol·L－1·min－1，B错误；OE、EF、FG三段生成的二氧化碳体积分别为224 mL、448 mL、112 mL，OE、EF、FG三段时间相同，该反应用CO2表示的平均反应速率之比为224 mL∶448 mL∶112 mL＝2∶4∶1，C错误；G点对应的为从开始到G点生成的二氧化碳的总量，共784 mL，收集的量最多，D正确。 [技法归纳]　化学反应速率的计算依据 (1)利用化学反应速率的表达式计算：v＝eq \f(Δc,Δt)。 (2)根据化学方程式中反应速率之比等于化学计量数之比的规律来计算。 (3)根据图像计算：找出图像中物质的变化量，再根据定义公式计算。 解析　H2O2分解的化学方程式为2H2O2eq \o(=====,\s\up17(催化剂))2H2O＋O2↑，0～6 min内产生氧气的体积为22．4×10－3 L，物质的量为1×10－3 mol，则消耗的H2O2的物质的量为2×10－3 mol，因此剩余H2O2的浓度为eq \f(10×10－3×0.4－2×10－3,10×10－3) mol·L－1＝0．2 mol·L－1，A正确；6～10 min内，生成O2的物质的量n(O2)＝eq \f(（29.9－22.4）×10－3 L,22.4 L·mol－1)≈0．335×10－3 mol，消耗n(H2O2)＝0．67×10－3 mol，v(H2O2)＝eq \f(0.67×10－3 mol,0.01 L×4 min)≈1．68×10－2 mol·L－1·min－1<3．3×10－2 mol·L－1·min－1，B正确；根据反应速率定义，v(H2O2)＝eq \f(2×10－3,10×10－3×6) mol·L－1·min－1≈3．3×10－2 mol·L－1·min－1，C错误；6 min时，过氧化氢的分解率为2×10－3÷(10×10－3×0．4)×100%＝50%，D正确。 解析　4～8 min内反应物浓度减少了10 μmol·L－1，则4～8 min内反应物的平均反应速率为2．5 μmol·L－1·min－1。图中4 min时反应物浓度为0 min时的eq \f(1,2)，8 min时反应物浓度为4 min时的eq \f(1,2)，根据这一规律，可以推测12 min时反应物的浓度为8 min时的eq \f(1,2)，为5 μmol·L－1，16 min时反应物的浓度为12 min时的eq \f(1,2)，为2．5 μmol·L－1，B正确。 eq \f(3c,20) mol·L－1·s－1 eq \f(c,10) mol·L－1·s－1 二、非选择题 14．将a mol X气体与b mol Y气体充入2 L的密闭容器中，在一定条件下进行反应X＋3Y2Z，反应经5 s后生成c mol气体Z。 (1)消耗Y的物质的量为________mol。 (2)5 s后容器内X的物质的量为________mol。 (3)反应速率v(X)＝__________________， v(Y)＝__________________， v(Z)＝__________________， v(X)∶v(Y)∶v(Z)＝__________________。 eq \f(3c,2) a－eq \f(c,2) eq \f(c,20) mol·L－1·s－1 15．已知反应aA(g)＋bB(g)cC(g)，某温度下，在2 L密闭容器中投入一定量的A、B，两种气体的物质的量浓度随时间变化的曲线如图所示。 (1)从反应开始到12 s时，用A表示的反应速率为_______________________。 (2)经测定，前4 s内v(C)＝0．05 mol·L－1·s－1，则该反应的化学方程式为________________________。 (3)若上述反应分别在甲、乙、丙三个相同的密闭容器中进行，经相同时间后，测得三个容器中的反应速率分别为甲：v(A)＝0．3 mol·L－1·s－1，乙：v(B)＝0．12 mol·L－1·s－1，丙：v(C)＝9．6 mol·L－1·min－1。则甲、乙、丙三个容器中反应速率由快到慢的顺序为____________。 3A(g)＋B(g)2C(g) (1)0～12 s内，Δc(A)＝0．8 mol·L－1－0．2 mol·L－1＝0．6 mol·L－1，v(A)＝0．6 mol·L－1÷12 s＝0．05 mol·L－1·s－1。 (2)前4 s内，Δc(A)＝0．8 mol·L－1－0．5 mol·L－1＝0．3 mol· L－1，v(A)＝0．3 mol·L－1÷4 s＝0．075 mol·L－1·s－1；v(A)∶v(C)＝a∶c＝0．075 mol·L－1·s－1∶0．05 mol·L－1·s－1＝3∶2；由图像知，0～12 s内Δc(A)∶Δc(B)＝0．6 mol·L－1∶0．2 mol·L－1＝3∶1＝a∶b，则a∶b∶c＝3∶1∶2，所以该反应的化学方程式为3A(g)＋B(g)2C(g)。 (3)丙容器中v(C)＝9．6 mol·L－1·min－1＝0．16 mol·L－1·s－1，则丙容器中v(B)＝0．08 mol·L－1·s－1，甲容器中v(B)＝0．1 mol·L－1·s－1，乙容器中v(B)＝0．12 mol·L－1·s－1，故甲、乙、丙三个容器中反应速率由快到慢的顺序为乙>甲>丙。 $$