6.2.1 化学反应的速率（第1课时）-【帮课堂】2024-2025学年高一化学同步学与练（人教版2019必修第二册）

第六章 化学反应与能量 第二节 化学反应的速率与限度 6.2.1 化学反应的速率 板块导航 01/学习目标 明确内容要求，落实学习任务 02/思维导图 构建知识体系，加强学习记忆 03/知识导学 梳理教材内容，掌握基础知识 04/效果检测 课堂自我检测，发现知识盲点 05/问题探究 探究重点难点，突破学习任务 06/分层训练 课后训练巩固，提升能力素养 1．了解化学反应速率的概念与表示方法。 2．通过实验探究影响化学反应速率的因素。 3．能够进行化学反应速率的简单计算。 重点:化学反应速率的概念及其影响因素。 难点:化学反应速率的影响因素。 一、化学反应速率及其表示方法 1、化学反应速率的概念：化学反应速率就是化学反应进行的快慢程度的物理量。化学反应正方向（从左向右）进行的反应速率称为正反应速率；化学反应逆方向（从右向左）进行的反应速率称为逆反应速率。 2、化学反应速率表示方法 （1）定性描述：根据化学反应的实验现象进行描述，能用来表示速率快慢的实验现象有①冒气泡快慢②颜色变化快慢③固体物质的减少快慢④出现浑浊的快慢⑤温度变化快慢，如钠、钾与水的反应，前者剧烈反应，能快速放出气泡，后者剧烈反应不但能快速放出气泡还会发生爆炸，显然钾与水反应的速率快。 （2）定量表示： ①表示方法：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（均取正值）来表示。 ②化学反应速率表达式 若浓度用物质的量浓度（c）来表示，单位为mol/L；时间用t来表示，单位为秒（s）或分（min）或小时（h），则化学反应速率的数学表达式为：v＝或v＝，v(A)：物质A的化学反应速率，∆c(A)：反应物（或生成物）A的浓度变化量，∆t：浓度变化的时间。 ③单位：mol/(L·s) 或 mol/(L·min) 或 mol/(L·h)。 3.化学反应速率与化学计量数的关系 （1）实例探究 已知合成氨反应N2(g)＋3H2(g)2NH3(g)，其浓度数据如下： N2 H2 NH3 起始浓度/(mol·L－1) 1.0 3.0 0 2 s末浓度/(mol·L－1) 0.6 1.8 0.8 ①2 s末，N2、H2、NH3的物质的量浓度变化各为多少？ ②2 s内用N2、H2、NH3表示的化学反应速率v(N2)、v(H2)、v(NH3)分别为多少？ ③各速率比值为多少？ 【解析】①2 s末，Δc(N2)＝(1.0－0.6) mol·L－1＝0.4 mol·L－1 Δc(H2)＝(3.0－1.8) mol·L－1＝1.2 mol·L－1 Δc(NH3)＝(0.8－0) mol·L－1＝0.8 mol·L－1 ②2 s内v(N2)＝＝＝0.2 mol·L－1·s－1 v(H2)＝＝＝0.6 mol·L－1·s－1 v(NH3)＝＝＝0.4 mol·L－1·s－1。 ③v(N2):v(H2):v(NH3)＝0.2 :0.6:0.4=1:3:2 （2）结论：同一反应在同一时间内，用不同物质来表示的反应速率可能不同，但表示的意义相同（即快慢程度相同），且反应速率的数值之比等于这些物质在化学方程式中的化学计量数之比。 如在反应aA(g)＋bB(g)cC(g)＋dD(g)中，存在v(A)∶v(B)∶v(C)∶v(D)＝a∶b∶c∶d 【特别提醒】（1）化学反应速率是指某时间段内的平均反应速率，而不是某时刻的瞬时速率。 （2）化学反应速率可用来衡量化学反应进行的快慢，均为正值。 （3）因为纯固体、纯液体的浓度视为定值，所以该表达式只适用于有气态物质参加或溶液中的反应，虽然不能用固体的浓度变化表示反应速率，但可以用单位时间固体质量的变化量来表示反应速率的快慢。 （4）同一反应选用不同物质浓度的改变量表示速率，数值可能不同，但表示的意义相同。因此，表示化学反应的速率时，必须说明是用反应物或生成物中的哪种物质做标准。 【思考与讨论p42】参考答案： （1）四种化学反应的快慢 化学反应 快慢 爆炸 极其迅速 铁桥生锈 很慢 牛奶变质 比较慢 溶洞形成 极其缓慢 （2）化学反应的快慢程度与我们的关系：我们所处的环境和体内都时时刻刻发生着化学反应，它们进行的快慢不同。我们对化学反应快慢的希望：有的要快一些，如工业上用于合成NH3的反应N2+H2→NH3,用于实验室中制取O2的反应KC1O3→KC1+O2↑，病毒死亡；有的要慢一些甚至不发生，如牛奶变质、铁桥生锈、肿瘤的恶化；有的要快慢适中，如用于实验室中制取H2的反应Zn+H2SO4=ZnSO4+H2↑，体内新陈代谢中的某些化学反应。总之，化学反应进行的快慢与我们的生产、生活、生命活动等方面密切相关。 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 ①产生气泡速率最慢 ②产生气泡速率较快 ③产生气泡速率最快 实验结论 对于反应2H2O22H2O＋O2↑来说，温度升高，H2O2的分解速率加快 （2）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溶液的试管中产生气泡的速率较快 实验结论 增大反应物浓度能使H2O2分解速率加快 （3）催化剂对化学反应速率影响的探究 实验操作 实验现象 ①有少量气泡出现 ②产生大量气泡 ③产生大量气泡 实验结论 MnO2、FeCl3可以使H2O2分解的速率加快 2．影响化学反应速率的因素 1）影响化学反应速率的内因（主要因素，研究对象为不同的反应） 化学反应的速率是由反应物的性质决定的，即由反应物的分子结构或原子结构决定的，如相同条件下Mg、Al与稀盐酸反应的速率大小关系为Mg＞Al。 2）影响化学反应速率的外因（次要因素，研究对象为同一反应） （1）浓度：其他条件不变时，增大反应物浓度，可以增大化学反应速率；减小反应物浓度，可以减小化学反应速率。 【特别提醒】此规律只适用于气体反应或溶液中的反应，对于固体或纯液体反应物，一般情况下其浓度是常数，因此改变它们的量不会改变化学反应速率，但改变固体物质的表面积会影响化学反应速率。 （2）压强：对于有气体参加的化学反应，若其他条件不变，增大压强，反应速率加快；减小压强，反应速率减慢。若参加反应的物质为固体或液体（溶液），由于压强的变化对它们的浓度几乎无影响，可以认为反应速率不变。对于有气体参加的可逆反应，增大压强，正反应速率、逆反应速率都增大；减小压强，正反应速率、逆反应速率都减小。 【特别提醒】对于气体反应体系，有以下几种情况： ①恒温时：增加压强体积减小浓度增大反应速率加快 ②恒容时：充入气体反应物总压增大浓度增大反应速率加快 　　　充入稀有气体总压增大，但各分压不变，即各物质的浓度不变，反应速率不变 ③恒压时：充入稀有气体体积增大各反应物浓度减小反应速率减慢 总之，压强改变，若引起浓度改变，则速率改变。 （3）温度：其他条件不变时，升高温度，可以增大反应速率，降低温度可以减慢反应速率。实验测得，温度每升高10℃，化学反应速率通常增大到原来的2～4倍。温度对吸热反应、放热反应都适用。 （4）催化剂：催化剂能改变化学反应速率，但不能使本不发生的反应成为可能。可以提高反应速率的催化剂称为正催化剂，可以减缓反应速率的催化剂称为负催化剂。大多数的化工生产中，都有使用催化剂，而催化剂具有高度的选择性（专一性）。 【特别提醒】①没有特别说明，催化剂均指正催化剂。②注意催化剂中毒的问题及催化剂活性与温度的关系。③催化剂要参与反应，但在整个反应结束后化学性质和质量没有发生变化。 （5）其他因素：光、超声波、反应物颗粒大小、扩散速度、溶剂等。 【归纳总结】 【特别提醒】（1）压强对反应速率的影响是通过改变浓度来实现的，浓度不变，速率不变。 （2）温度改变，化学反应速率一定改变。 （3）不特别指明，催化剂一般是加快化学反应速率。 （4）固体反应物量的增减，不能改变化学反应速率，固体的表面积改变才能改变化学反应速率。 【实验p44】参考答案： （1）反应温度的影响 不同的温度环境 实验现象 冷水 较慢产生气泡 热水 快速产生气泡 （2）反应物浓度的影响 步骤：取两支试管，分别标记为①和②，分别加入质量相等、表面积相等的大理石碎块。然后在两支试管中分别加入5mL、0.1mol/L的盐酸和5mL1mol/L的盐酸，观察反应的剧烈程度和产生气泡的快慢。 记录： 盐酸浓度 实验现象 0.1mol/L 产生气泡的速度较慢 1mol/L 产生气泡的速度较快 【结论】 影响因素 如何影响 温度 升高温度，化学反应速率加快，降低温度，化学反应速率减慢 反应物浓度 增大反应物浓度，化学反应速率加快；减小反应物浓度，化学反应速率减慢 【问题与讨论p44】参考答案： 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的速率较快，加块状碳酸钙的试管内产生气泡的速率较慢 实验结论 其他条件相同时，固体反应物表面积越大，化学反应速率越快 1．请判断下列说法的正误(正确的打“√”，错误的打“×”) （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·L-1或mol·min-1。( ) （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·L-1·s-1是指1 s时某物质的浓度为0.8 mol·L-1。( ) （6）Na、Mg、Al的金属性决定了它们与水反应的速率大小。( ) （7）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。( ) （8）改变压强，化学反应速率必然改变。( ) （9）用铁和稀硫酸反应制取氢气时，换成浓硫酸，产生氢气的速率加快。( ) （10）同一化学反应，相同条件下用不同物质表示的反应速率，数值越大，表示化学反应速率越快。( ) 【答案】（1）×（2）×（3）×（4）×（5）×（6）√（7）×（8）×(9)×(10)× 2．Ⅰ.某温度时，在一个2L的密闭容器中，A、B、C三种气体物质的浓度随时间的变化曲线如图所示。根据图中数据完成下列填空： （1）该反应的化学方程式为 ； （2）从开始至2min，A的平均反应速率为 。 Ⅱ.在容积为2L的密闭容器中，充入和，5分钟时的物质的量浓度为0.4mol/L。 （3）5分钟内 ； ； 【答案】（1） （2）0.6mol/(L·min) （3）0.12 mol/(L·min) 0.04 mol/(L·min) 【解析】（1）A物质的量减少，B、C物质的量增大，A是反应物、B、C是生成物，2min内A、B、C的变化量分别为1.2mol、0.4mol、1.2mol，根据变化量之比等于化学计量数之比，该反应的化学方程式为；故答案为：； （2）从开始至2min，X物质的量减少0.3mol，X的平均反应速率为=；故答案为：； （3）在容积为2L的密闭容器中，充入3mol N2和6mol H2，5分钟时NH3的物质的量浓度为0.4mol/L，则列出三段式(单位mol)：，则5分钟内；； 故答案为：0.12 mol/(L·min)；0.04 mol/(L·min)； ►问题一 如何理解化学反应速率？ 【典例1】下列关于化学反应速率的说法正确的是 A．因是同一反应，所以用不同物质表示化学反应速率时，所得数值是相同的 B．根据化学反应速率的大小可以知道化学反应进行的快慢 C．化学反应速率为“1mol/(L•min)”表示的意思是：时间为1min时，某物质的浓度为1mol/L D．金属钠与水的反应中，可用钠或者水的浓度变化来表示化学反应速率 【答案】B 【解析】A．同一反应，用不同物质表示化学反应速率时，数值比值等于方程式的系数之比，则不一定相等，故A错误；B．化学反应速率的大小可以体现化学反应进行的快慢，即根据化学反应速率的大小可以判断化学反应进行的快慢，故B正确；C．化学反应速率为“1 mol/(L•min)”表示的意思是：时间1min内，某物质的浓度变化量为1mol/L，故C错误；D．化学反应的反应速率不能用固体物质单位时间内浓度的变化量表示，故D错误；故选：B。 【解题必备】（1）在同一化学反应中，用不同物质表示的化学反应速率可能不同，但意义相同，故描述反应速率时必须指明具体物质。 （2）固体或纯液体的浓度为常数，Δc=0，因此不用固体或纯液体的浓度表示化学反应速率。 （3）化学反应速率是一段时间内的平均反应速率，不是某一时刻的速率。 （4）用不同物质表示化学反应速率时：化学反应速率之比=化学计量数之比。 【变式1-1】下列关于化学反应速率的说法中，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．在容积不变的反应容器中，化学反应速率通常用单位时间内反应物浓度的减小或生成物浓度的增来表示 C．若某化学反应在某段时间内的反应速率为0.5 mol·L－1·s－1，就是指在该段时间内反应物和生成物的浓度变化量都为0.5 mol·L－1 D．化学反应速率是可以通过实验测定的 【答案】C 【解析】若某化学反应的反应速率为0.5 mol·L－1·s－1，是指用某一物质表示的平均反应速率，与其他物质的反应速率不一定相等，并且未告诉时间范围，无法计算浓度变化量，故C项错误。 【变式1-2】1 L的密闭容器中，发生反应4A(s)＋3B(g)===2C(g)＋D(g)，经2 min后B的浓度减少0.6 mol·L－1。对此反应速率的正确表示是(　　) A．用A表示的反应速率是0.4 mol·L－1·min－1 B．用B、C、D分别表示反应的速率，其比值是3∶2∶1 C．在2 min末的反应速率用B表示是0.3 mol·L－1·min－1 D．在这2 min内用B表示的速率的值逐渐减小，用C表示的速率的值逐渐增大 【答案】B 【解析】A为固体，一般不用固体表示反应速率，所以A项错误；同一反应中，用不同物质表示的速率与方程式中各物质的计量数成正比，B项正确；C项中，反应速率为平均值，并非2 min末的速率，C项错误；同一时间段内，用反应物、生成物表示的速率的意义是相同的，变化趋势也是一样的，D项错误。 ►问题二 如何比较化学反应速率的大小？ 【典例2】反应在四种不同情况下的反应速率如下，则反应速率由快到慢的顺序为 ①②v(B)=36mol·L－1·min－1 ③  ④ A．②>④>③>① B．②=③>④>① C．①>②=③>④ D．④>①>②>③ 【答案】B 【解析】① ② ③   ④ 故反应速率由快到慢的顺序为②=③>④>①；故选B。 【解题必备】化学反应速率大小的比较方法 1．定性比较 通过明显的实验现象(如气泡产生快慢、沉淀生成快慢等)来定性比较化学反应速率的大小。 2．定量比较 同一化学反应中，不同物质来表示化学反应速率时，数值可能不同，需要进行转化。常用以下两种方法： （1）归一法 ①“一看”：看化学反应速率的单位是否一致，若不一致，需转化为同一单位。 ②“二化”：将不同物质的化学反应速率转化成同一物质的化学反应速率。 ③“三比较”：标准统一后比较数值大小，数值越大，反应速率越大。 （2）比值法 通过化学反应速率与其对应的化学计量数的比值进行比较，比值大的化学反应速率大。 如对于反应aA(g)＋bB(g) cC(g)＋dD(g)，若＞，则A表示的化学反应速率较大。 3.由图像比较反应速率大小的方法：根据图像看反应达到平衡所需的时间，时间越短，对应的反应的温度、浓度或压强就越大，则对应的反应速率越大。 【变式2-1】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，则反应速率最快的是(　　) A．v(N2)＝0.6 mol·L－1·min－1 B．v(NH3)＝0.9 mol·L－1·min－1 C．v(H2)＝1.2 mol·L－1·min－1 D．v(H2)＝0.025 mol·L－1·s－1 【答案】A 【解析】N2＋3H22NH3，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·L－1·min－1；B项，v(H2)＝v(NH3)＝1.35 mol·L－1·min－1；C项，v(H2)＝1.2 mol·L－1·min－1；D项，v(H2)＝0.025 mol·L－1·s－1＝1.5 mol·L－1·min－1。 【变式2-2】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 A．v(A)=0.5 mol·L-1·s-1 B．v(B)=0.3 mol·L-1·s-1 C．v(C)=0.8 mol·L-1·min-1 D．v(D)=1 mol·L-1·s-1 【答案】B 【解析】不同物质表示的速率之比等于其化学计量数之比，故不同物质的速率与其化学计量数比值越大，表示的反应速率越快。 A．；B．；C．，；D．；可知B反应速率最快，故答案选B。 ►问题三 如何计算化学反应速率？ 【典例3】已知在密闭容器中进行反应，半分钟后，水蒸气的物质的是增加了，则此时间内用的浓度变化表示的化学反应速率为 A． B． C． D． 【答案】B 【解析】，根据反应速率之比等于化学计量数之比， v(NH3)：v(H2O)=4：6，则v(NH3)=0.002mol⋅L-1⋅s-1，故选：B。 【解题必备】1．化学反应速率计算的4种方法 （1）定义式法：v＝。 （2）比例关系法：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。对于反应mA(g)＋nB(g)===pC(g)＋qD(g)来说，v(A)∶v(B)∶v(C)∶v(D)＝m∶n∶p∶q。 【易错提醒】同一化学反应用不同物质表示的反应速率其数值可能不同，因此，一定要标明是哪种具体物质的反应速率。 （3）三段式法：列起始量、转化量、最终量，再根据定义式或比例关系计算。 （4）依据图像求反应速率的步骤 第一步：找出横、纵坐标对应的物质的量； 第二步：将图中的变化量转化成相应的浓度变化量； 第三步：根据公式v＝进行计算。 2．化学反应速率计算的万能方法——三段式法 （1）写出有关反应的化学方程式。 （2）找出各物质的起始量、转化量、某时刻量。 （3）根据已知条件列方程式计算。 如对于反应mA(g)＋nB(g) pC(g)＋qD(g)，起始时A的浓度为a mol·L－1，B的浓度为b mol·L－1，反应进行至t1s时，A消耗了x mol·L－1，则化学反应速率可计算如下： 　　　　　 mA(g)＋nB(g) pC(g)＋qD(g) 起始/(mol·L－1) a b 0 0 转化/(mol·L－1) x t1/(mol·L－1) a－x b－ 则：v(A)＝ mol·L－1·s－1，v(B)＝ mol·L－1·s－1，v(C)＝ mol·L－1·s－1，v(D)＝ mol·L－1·s－1。 3．化学反应速率与化学计量数的关系 对于已知反应mA(g)＋nB(g)===pC(g)＋qD(g)，其化学反应速率可用不同的反应物或生成物来表示，当单位相同时，化学反应速率的数值之比等于化学计量数之比，即v(A)∶v(B)∶v(C)∶v(D)＝m∶n∶p∶q。 如一定温度下，在密闭容器中发生反应：3A(g)＋B(g) 2C(g)。已知v(A)＝0.6 mol·L－1·s－1，则v(B)＝0.2 mol·L－1·s－1，v(C)＝0.4 mol·L－1·s－1。 【变式3-1】一定温度下，向容积为的密闭容器中通入两种气体发生化学反应生成另外两种气体，反应中各物质的物质的量变化如图所示，对该反应的推断合理的是 A．该反应的化学方程式为 B．反应进行了的平均反应速率为 C．反应进行到时， D．反应进行到时，各物质的反应速率相等 【答案】B 【解析】A．根据图知，B、C是反应物而A、D是生成物，6s内n(A)=(1.2-0)mol=1.2mol、n(B)=(1.0-0.4)mol=0.6mol、n(C)=(1.0-0.2)mol=0.8mol、n(D)=(0.4-0)mol=0.4mol,相同时间内A、B、C、D的计量数之比等于其物质的量之比=1.2mol：0.6mol：0.8mol：0.4mol=6：3：4：2，该反应方程式为3B(g)+4C(g)6A(g)+2D(g)，A错误；B．反应进行了6s，(A)===0.1 mol•L-1•s-1，B正确；C．同一段时间内，各物质的反应速率之比等于其计量数之比，由A项分析可知，A、C的系数不相等，反应进行到1s时，所以，C错误；D．由题干图示信息可知，反应进行到6s时，各物质的物质的量保持不变，即各物质的正逆反应速率相等，根据不同物质的反应速率之比等于其化学计量系数之比可知，各物质的反应速率不相等，D错误；故选B。 【变式3-2】X(g)+3Y(g)2Z(g) △H=-a kJ/mol(a>0)。一定条件下，将1 molX和3molY通入2L的恒容密闭容器，反应10 min，测得Y的物质的量为2.4 mol。下列说法正确的是 A．10min内，Y的平均反应速率为0.03 mol/(L·s) B．10 min内，消耗0.2 molX，生成0.4 molZ C．第10 min时，X的反应速率为0.01 mol/(L·min) D．10min内，X和Y反应吸收的热量为0.2a kJ 【答案】B 【解析】10min内，该反应的相关物质浓度变化三段式为： A．用Y表示平均反应速率为，故A错误；B．10min内，Y的物质的量减小0.6mol，根据化学反应方程式可知，消耗0.2molX，生成0.4molZ，故B正确；C．10min内，X的平均反应速率为，第10min时，反应物浓度较小，反应速率低于，故C错误；D．该反应为放热反应，故D错误；故选B。 ►问题四 如何应用控制变量法探究影响化学反应速率的因素？ 【典例4】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·L－1) 反应温度/℃ 铁的状态 1 a 30 粉末状 2 b 30 粉末状 3 c 2.5 块状 4 d 2.5 30 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·L－1 C．第2组实验中盐酸的浓度等于2.5 mol·L－1 D．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·L－1，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·L－1，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。 【解题必备】在研究影响化学反应速率的因素时，由于外界影响因素较多，故为搞清某个因素的影响均需控制其他因素相同或不变时，再进行实验。因此，常用控制变量思想解决该类问题。 1.控制变量法：控制变量法：影响化学反应速率的因素有多种，在探究相关规律时，需要控制其他条件不变，只改变某一个条件，探究改变的条件对反应速率的影响并得出相关的规律或结论，这种方法叫控制变量法。它是科学探究中的重要思想。 2.常见考查形式 ①以表格的形式给出多组实验数据，让考生找出每组数据的变化对化学反应速率的影响。 ②给出影响化学反应速率的几种因素，让考生设计实验分析各因素对化学反应速率的影响。 3.解题策略 ①确定变量：解答这类题目时首先要认真审题，理清影响实验探究结果的因素有哪些。 ②定多变一：在探究时，应该先确定其他的因素不变，只变化一种因素，看这种因素与探究的问题存在怎样的关系；这样确定一种以后，再确定另一种，通过分析每种因素与所探究问题之间的关系，得出所有影响因素与所探究问题之间的关系。 ③数据有效：解答时注意选择数据(或设置实验)要有效，且变量统一，否则无法作出正确判断。 【变式4-1】某课外兴趣小组利用硫代硫酸钠(Na2S2O3)与稀硫酸反应探究影响化学反应速率的因素[反应方程式为Na2S2O3+H2SO4=Na2SO4+S↓+SO2↑+H2O]，设计了如表系列实验。下列说法不正确的是 实验序号 反应温度(℃) Na2S2O3浓度 稀硫酸 H2O V/mL c/(mol/L) V/mL c/(mol/L) V/mL 1 20 10.0 0.10 10.0 0.50 0 2 40 V1 0.10 V2 0.50 V3 3 20 V4 0.10 4.0 0.50 V5 A．设计该实验的基本原理为控制变量法 B．实验1和2可探究温度对反应速率的影响 C．若用实验1和3探究稀硫酸浓度对该反应速率的影响，则需V4=10，V5=0 D．将水更换为Na2SO4溶液，对实验结果无影响 【答案】C 【解析】A．从表中数据看，实验1、2应为探究温度对反应速率的影响，实验1、3应为探究浓度对反应速率的影响，所以设计该实验的基本原理为控制变量法，A正确；B．实验1和2的温度不同，则各物质的浓度必须分别相同，所以可探究温度对反应速率的影响，B正确；C．实验1、3的温度相同，应为探究浓度对反应速率的影响，若用实验1和3探究稀硫酸浓度对该反应速率的影响，则需V4=10.0，V5=6.0，C不正确；D．因为Na2SO4对反应速率不产生影响，所以将水更换为Na2SO4溶液，对实验结果无影响，D正确；故选C。 【变式4-2】下列条件下的反应，放出氢气最快的是(　　) 选项 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 A Fe 0.1 3 mol·L－1HCl 10 20 ℃ B Al 0.1 3 mol·L－1HCl 10 20 ℃ C Cu 0.1 4 mol·L－1H2SO4 10 20 ℃ D Mg 0.1 6 mol·L－1稀HNO3 10 20 ℃ 【答案】B 【解析】因决定化学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 mol·L－1H2SO4中氢离子的浓度为8 mol·L－1，但Cu与稀硫酸不反应，金属与酸反应的本质是与氢离子反应，3 mol·L－1HCl中氢离子的浓度为3 mol·L－1，Al比Fe活泼，所以放出氢气最快的是B项。 1．对于化学反应：，其他条件一定时，下列措施不能增大反应速率的是 A．增大HCl浓度 B．加入饱和食盐水 C．升高体系温度 D．粉碎固体 【答案】B 【解析】A．增大HCl浓度是增大了反应物浓度，反应速率增大，A不符合题意；B．加入饱和食盐水相当于稀释，反应物浓度降低，反应速率减小，B符合题意；C．升高体系温度，反应速率增大，C不符合题意；D．粉碎固体，增大了接触面积，反应速率增大，D不符合题意；故选B。 2．下列日常生活中的做法，与控制反应速率无关的是 A．用煤粉代替煤球 B．自制米酒控制温度 C．用冰箱冷藏食物 D．奶茶中添加甜味剂 【答案】D 【解析】A．用煤粉代替煤球，煤粉与空气的接触面积比煤球大得多。根据化学反应速率的影响因素，增大反应物的接触面积可以加快反应速率，A错误；B．自制米酒时，温度是影响发酵反应速率的重要因素，不同的微生物发酵在适宜的温度范围内反应速率不同，控制温度能够调节米酒发酵的反应速率，B错误；C．用冰箱冷藏食物，降低了温度，温度降低会使食物变质（如食物的氧化、微生物的生长繁殖等化学反应）的反应速率减慢，C错误；D．奶茶中添加甜味剂是为了改变奶茶的口味，甜味剂的添加与奶茶中各种成分之间的化学反应速率没有直接关系，D正确；故选D。 3．一定条件下，向5L恒容密闭容器中加入6molA和2molB，发生如下反应：；时，剩余1.2molB，并测得C的浓度为。下列说法正确的是 A． B．内，A的平均反应速率为 C．当容器内剩余0.4molB时，反应时间为4min D．其它条件相同，若起始时向2.5L容器中充入6molA和2molB，当剩余1.2molB时，消耗时间等于2min 【答案】A 【解析】A．在化学方程式中，转化物质的量之比等于化学计量数之比，2min时，，，因此x=2，A正确；B．内，A的平均反应速率为，B错误；C．随着反应进行反应物浓度减小，反应速率减小，所以再反应0.8molB剩余0.4molB，所需的时间超过2min，反应需要总时间大于4min，C错误；D．其它条件相同，容积缩小反应物浓度增大，反应速率较快，当剩余1.2mol B时，消耗时间小于2min，D错误；故选A。 4．一定温度下，在5L的密闭容器中投入一定量的气体A、气体B发生反应生成气体C，12s时生成C的物质的量为1.2mol(过程如图)。下列说法正确的是 A．该反应的化学方程式为 B．2s内用气体A表示的化学反应速率为 C．12s时容器内的气体压强与起始时的气体压强之比为13：11 D．4s时正反应速率等于逆反应速率 【答案】B 【分析】12s是物质的量不再变化可知其反应达到平衡，12s时，A的物质的量减少了1.6mol-0.4mol=1.2mol，B的物质的量减少了1.0mol-0.6mol=0.4mol，C生成了1.2mol，根据变化量之比等于化学计量系数比，该反应的化学方程式为。 【解析】A．根据分析可知该反应的化学方程式为，故A错误；B．2s内用气体A表示的化学反应速率为，故B正确；C．体积相同，温度相同，装置内压强之比就等于气体物质的量之比，反应前气体总的物质的量为2.6mol，12s时，12s时容器内的气体压强与起始时的气体压强之比等于物质的量之比，即为11：13，故C错误；D．4s时，反应没有达到平衡，正、逆反应速率不相等，故D错误；故选：B。 5．下列四种盛有不同溶液的烧杯中，分别加入相同质量的锌粉，反应最快的是 A．10℃的HCl溶液 B．20℃的HCl溶液 C．20℃的溶液 D．10℃的溶液 【答案】C 【解析】A．10℃20mL3mol/L的HCl溶液，c(H+)=3mol/L；B．20℃20mL4mol/L的HCl溶液，c(H+)=4mol/L；C．20℃20mL4mol/L的溶液，c(H+)=8mol/L；D．10℃10mL4mol/L的溶液，c(H+)=8mol/L；温度越高、浓度越大，反应速率越快，并且温度对反应速率的影响大于浓度的影响，则反应最快的是20℃20mL4mol/L的溶液，答案选C。 6．反应在四种不同情况下反应速率分别为①，②，③，④，则该反应在不同条件下速率快慢顺序是 A．④>③>②>① B．②=③>①>④ C．④>②=③>① D．②=③>④>① 【答案】B 【解析】因在同一化学反应中，在反应速率的单位相同的条件下，用不同物质表示的化学反应速率与其化学式前的系数的比值越大，表示该反应速率越快，①；②；③；④，所以该反应在不同情况下，反应速率的快慢关系为。故B正确。 7．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速率最大的是 选项 金属(粉末状)/mol 体积/mL 酸浓度/mol•L-1 酸 反应温度/℃ A Mg 0.1 10 3 H2SO4 60 B Mg 0.1 10 3 HCl 60 C Fe 0.1 10 3 HCl 60 D Mg 0.1 10 6 HNO3 60 【答案】A 【解析】硝酸具有强氧化性，金属与硝酸反应不能放出氢气；Mg的活泼性大于Fe，Mg与同浓度酸反应放出氢气的速率大于Fe；3mol/L的硫酸中氢离子浓度大于3mol/L的盐酸，氢离子浓度越大反应速率越快，总上所述，刚开始时放出H2速率最大的是A，故选A。 8．某研究性学习组利用溶液和酸性溶液之间的反应来探究“外界条件改变对化学反应速率的影响”，实验如下： 实验序号 实验温度 溶液 溶液 溶液褪色时间 A 2 0.02 4 0.1 0 B 2 0.02 3 0.1 8 C 2 0.02 0.1 1 （1）写出相应反应的离子方程式 。 （2）通过实验，可探究出 的改变对反应速率的影响，其中 ， 。(填实验序号) （3）若，则由实验可以得出的结论是 ；利用实验B中数据计算，从反应开始到结束，用的浓度变化表示的反应速率为 (保留两位有效数字)。 （4）该小组的一位同学通过查阅资料发现：反应一段时间后该反应速率会加快，造成此种变化的原因是反应体系中的某种粒子对与之间的反应有某种特殊的作用，则该作用是 ，相应的粒子最有可能是 。 【答案】（1）5H2C2O4+2+6H+＝2Mn2++10CO2↑+8H2O （2）浓度 1 293K （3）其他条件相同时，增大反应物浓度，反应速率增大 （4）催化作用 Mn2+ 【解析】（1）草酸和酸性高锰酸钾溶液发生氧化还原反应生成二氧化碳、锰离子和水，离子反应方程式为5H2C2O4+2+6H+＝2Mn2++10CO2↑+8H2O； （2）实验A、B，滴加H2C2O4溶液的体积不等，则需要保持温度一致，则T1=293K；故实验A、B可探究出浓度的改变对反应速率的影响；据实验A可知，保证溶液的总体积为6mL，B中H2C2O4溶液3mL，故需加水6mL-2mL-3mL=1mL； （3）若t1＜8，则由此实验可以得出的结论是其他条件相同时，增大反应物浓度，反应速率增大；草酸的物质的量为0.10mol•L-1×0.003L=0.0003mol，高锰酸钾的物质的量为0.02mol•L-1×0.002L=0.00004mol，草酸和高锰酸钾的物质的量之比为0.0003mol：0.00004mol=15：2，显然草酸过量，高锰酸钾完全反应，用KMnO4的浓度变化表示的反应速率为。 （4）反应一段时间后该反应速率会加快，造成此种变化的原因是反应体系中的某种粒子对KMnO4与H2C2O4之间的反应有某种特殊的作用，则该作用是催化作用；相应的粒子最有可能是Mn2+。 1．是制备硫酸的重要反应，下列叙述正确的是 A．催化剂不改变该反应的逆反应速率 B．增大反应体系的压强，反应速率增大 C．增大的物质的量，反应速率加快 D．升高温度，正逆反应速率都加快 【答案】D 【解析】A．催化剂V2O5既能加快正反应速率，也能够加快该反应的逆反应速率，A错误；B．若是在容器的容积不变的情况下通入惰性气体增大体系的压强，则化学反应速率不变；若是通过缩小容器的容积或恒容通入反应物来增大压强，化学反应速率就会增大，因此增大反应体系的压强，反应速率不一定增大，B错误；C．增加二氧化硫的量，如果体积不变，浓度增加，速率加快，如果体积改变，速率不一定加快，C错误；D．升高温度，物质的内能增加，分子之间有效碰撞次数增加，正反应速率和逆反应速率都加快，D正确；答案选D。 2．在生产、生活中，下列措施不是用来调控化学反应速率的是 A．洗衣粉中添加酶 B．口香糖中添加木糖醇 C．将鲜肉存放冰箱中 D．制硫酸时将黄铁矿石粉碎 【答案】B 【解析】A．洗衣粉中添加酶，作为蛋白质溶解的催化剂，可加快反应速率，A不符合题意；B．口香糖中添加木糖醇，可增加口香糖的甜度，增加人体的食欲，与调控反应速率无关，B符合题意；C．将鲜肉存放冰箱中，可降低温度，从而降低鲜肉变质的速率，C不符合题意；D．制硫酸时将黄铁矿石粉碎，可增大接触面积，从而加快反应速率，D不符合题意；故选B。 3．下列有关化学反应速率的说法正确的是 A．用锌片和稀硫酸反应制取氢气时，用粗锌比纯锌反应生成氢气的速率慢 B．4Na+O2=2Na2O，加热能提高Na与O2反应生成Na2O的反应速率 C．糕点包装内放置除氧剂以延长食品保质期，体现了浓度对反应速率的影响 D．反应在恒容密闭容器中进行，增加C(s)的质量，反应速率增大 【答案】C 【解析】A．用锌片和稀硫酸反应制取氢气时，弱粗锌含有杂质，锌可与杂质构成原电池，从而能够加快化学反应速率，A错误；B．在常温下Na与O2反应产生Na2O，在加热时Na与O2反应生成Na2O2，反应条件不同，反应不同，因此不能通过加热来提高生成Na2O的反应速率，B错误；C．糕点包装袋里放小包除氧剂，除氧剂能够和食品包装袋中的氧气反应，降低包装袋内氧气浓度，导致食品氧化变质的反应速率降低，因此糕点包装袋内放置除氧剂以延长食品保质期，体现了浓度对反应速率的影响，C正确；D．碳是固体物质，增加固体的质量，化学反应速率不变，D错误；故合理选项是C。 4．某温度下，在3L恒容密闭容器中投入一定量的A、B，发生反应：3A(g)＋bB(g)⇌cC(g)＋2D(s)，12s时生成C的物质的量为1.2mol(反应进程如图所示)。下列说法中正确的是 A．12s时，B的转化率为75% B．图中两曲线相交时，A的消耗速率等于A的生成速率 C．化学计量系数之比b∶c=1∶2 D．0～2s，D的平均反应速率为0.1mol·L-1·s-1 【答案】C 【解析】A．12s内，B的浓度由0.5mol/L变为0.3mol/L，12s时B的转化率为 ，故A错误；B．交点后，A的浓度还降低，图中两曲线相交时，反应没有达到平衡状态，A的消耗速率大于A的生成速率，故B错误；C．浓度变化量比等于化学计量数之比，12s内A、B、C的浓度变化分别为0.6mol/L、0.2mol/L、0.4mol/L（），化学计量系数之比，故C正确；D．D是固体，不能用D的浓度变化表示反应速率，故D错误；答案选C。 5．一定条件下，等物质的量的和在容积为2L的恒容密闭容器中发生反应：。如图表示该反应过程中的物质的量。随反应时间(r)的变化。下列叙述错误的是 A．升高温度能加快该反应的速率 B．10s内反应的平均速率为mol⋅L⋅s C．10s末的物质的量浓度为2 mol⋅L D．a点对应的化学反应速率： 【答案】D 【解析】A．升高温度使活化分子百分数增大，有效碰撞次数增加，能加快该反应的速率，A正确；B．由图可知，10s内反应的平均速率为，由反应速率之比等于系数比，v(O2)=v(N2)= ，B正确；C．0~10s内∆n(N2)=(5-4)mol=1mol，则消耗1mol氧气，起始加入等物质的量的和，则开始时氧气的物质的量为5mol，10s末的物质的量浓度为，C正确；D．a点氮气的物质的量不再发生变化，反应达到平衡状态，正反应速率等于逆反应速率，不同物质的速率之比等于系数比，则对应的化学反应速率：，D错误；故选D。 6．某同学用足量的锌粉分别与和的稀硫酸反应，记录相关数据，并作出两个反应过程中放出气体的体积随反应时间的变化图(如图所示)，忽略反应过程中溶液的体积变化。下列叙述错误的是 A．曲线I表示的稀硫酸与足量锌粉反应 B．，曲线Ⅱ中用的浓度变化表示的反应速率 C．若向曲线I、Ⅱ对应的稀硫酸中均加少量硫酸铜固体，和均减小，但V不变 D．若向曲线I、Ⅱ对应的稀硫酸中均加5滴浓硫酸，反应速率均加快，且V均增大 【答案】B 【解析】A．稀硫酸浓度越大，反应速率越快，则曲线I表示0.2mol⋅L−1的稀硫酸与足量锌粉反应，故A项正确；B．0~t2min时，100mL0.1mol⋅L−1稀硫酸完全反应，c(H+)=0.2mol⋅L−1，曲线Ⅱ中用H+的浓度变化表示的反应速率为：，故B项错误；C．若向曲线I、Ⅱ对应的稀硫酸中均加少量硫酸铜固体，锌和硫酸铜反应生成铜单质，形成Cu-Zn原电池加快反应速率，则t1和t2均减小，由于锌粉足量，因此V不变，故C项正确；D．若向曲线I、Ⅱ对应的稀硫酸中均加5滴浓硫酸，H+浓度变大，反应速率均加快，生成氢气的体积增大，故D项正确；故答案选B。 7．恒温恒容的密闭容器中，在某催化剂表面上发生反应：，测得不同起始浓度和催化剂表面下氨浓度随时间的变化如下表所示，下列说法不正确的是 A．时实验①未达到平衡状态，实验②已处于化学平衡状态 B．由实验数据可知相同条件下，增加氨的浓度，该反应速率不一定增大 C．实验②达到平衡后，的浓度为 D．由实验①、③可知催化剂表面积越大，反应速率越快 【答案】C 【解析】A．由表可知，实验①60~80min内氨浓度仍在变化，反应未达到平衡状态，实验②在40min后氨浓度不再发生变化，则70min时反应已处于化学平衡状态，A正确；B．实验①、实验②中0~20min、20min~40min氨气浓度变化量都是4×10-4mol/L，实验①和实验②催化剂表面积相同，实验①中氨气初始浓度是实验②中氨气初始浓度的两倍，说明相同条件下，增加氨气浓度，反应速率并没有增大，B正确；C．实验②达到平衡后，氨浓度减小(1.20-0.40)×10-3mol/L=8×10-4mol/L，由变化的浓度之比与系数成正比，平衡时N2的浓度为0.5×8×10-4mol/L=4×10-4mol/L，C错误；D．对比实验①和实验③，氨气浓度相同，实验③中催化剂表面积是实验①中催化剂表面积的2倍，实验③先达到平衡状态，实验③的反应速率大，说明相同条件下，增加催化剂的表面积，反应速率增大，D正确；故选C。 8．完成和化学反应速率有关的问题。 Ⅰ．硫代硫酸钠与硫酸反应会生成不溶于水的硫，反应生成的硫使溶液出现乳白色浑浊，比较浑浊现象出现所需时间的长短，可以判断该反应进行的快慢。 （1）中硫元素的化合价为 价。 （2）写出反应的离子方程式 。 （3）5mL 0.1和0.2溶液分别和5mL 0.1混合，前者出现浑浊的时间为秒，后者出现浑浊的时间为秒，则 (填“>”或“<”)。 Ⅱ．已知：(，乙二酸，俗称草酸)。 （4）取两支试管，各加入4mL 0.01mol/L酸性溶液，分别置于盛有25℃和50℃水的烧杯中2分钟，然后分别加入2mL 0.1mol/L溶液，可通过记录 (填实验现象)所需的时间来确认反应的快慢。 Ⅲ．为确定过氧化氢分解的最佳催化条件，选用不同质量的和不同浓度的过氧化氢溶液进行实验，反应物用量和反应停止的时间数据如下。 （5）写出过氧化氢分解的化学方程式 。 （6）相同浓度的过氧化氢分解速率随着二氧化锰用量的增加而 。 （7）从实验效果和“绿色化学”的角度考虑，双氧水的浓度相同时，加入 g的二氧化锰为较佳选择。 （8）某同学分析上述数据后认为：“当用相同质量的二氧化锰时，双氧水的浓度越小，所需要的时间就越少，其反应速率越快”的结论，你认为是否正确？ (填“是”或“否”)。 【答案】（1）+2 （2） （3） （4）紫红色褪去时间 （5） （6）加快 （7） （8）否 【解析】（1）钠元素化合价为价，氧元素的化合价为价，根据化合价代数和为零的原则，计算出硫元素化合价为，故答案为：。 （2）硫代硫酸钠与硫酸反应生成硫酸钠、水、二氧化硫和单质硫，故离子方程式为：。 （3）化学反应速率与浓度有关，后者溶液的浓度大，所以反应速率更快，耗时短，故答案为：。 （4）由于酸性溶液是紫红色，与草酸反应，草酸过量，会逐渐褪色，所以可以通过其褪色情况比较反应速率，故答案为：紫红色褪去。 （5）过氧化氢分解产生水和氧气，故答案为：。 （6）由表中数据可知，双氧水的浓度相同，加入的二氧化锰质量越多，反应所需的时间越短，说明反应速率越快，故答案为：加快。 （7）根据表中数据，在双氧水的浓度相同时，加入二氧化锰与加入二氧化锰对化学反应速率影响相差较大，加入二氧化锰与加入二氧化锰对反应速率的影响相差不是很大，所以加入二氧化锰的最佳量为。故答案为:。 （8）从表中数据可知，相同体积的双氧水中的溶质含量是的双氧水中溶质含量的二倍，但反应的时间却比其反应时间的二倍小得多，可得出结论，此实验条件下双氧水的浓度越大并非分解速率越快，故答案为：否。 原创精品资源学科网独家享有版权，侵权必究！6 学科网（北京）股份有限公司 $$ 第六章 化学反应与能量 第二节 化学反应的速率与限度 6.2.1 化学反应的速率 板块导航 01/学习目标 明确内容要求，落实学习任务 02/思维导图 构建知识体系，加强学习记忆 03/知识导学 梳理教材内容，掌握基础知识 04/效果检测 课堂自我检测，发现知识盲点 05/问题探究 探究重点难点，突破学习任务 06/分层训练 课后训练巩固，提升能力素养 1．了解化学反应速率的概念与表示方法。 2．通过实验探究影响化学反应速率的因素。 3．能够进行化学反应速率的简单计算。 重点:化学反应速率的概念及其影响因素。 难点:化学反应速率的影响因素。 一、化学反应速率及其表示方法 1、化学反应速率的概念：化学反应速率就是化学反应进行的 的物理量。化学反应正方向（从 ）进行的反应速率称为 反应速率；化学反应逆方向（ ）进行的反应速率称为 反应速率。 2、化学反应速率表示方法 （1）定性描述：根据化学反应的 进行描述，能用来表示速率快慢的实验现象有①冒 快慢② 变化快慢③ 物质的减少快慢④出现 的快慢⑤ 变化快慢，如钠、钾与水的反应，前者剧烈反应，能快速放出气泡，后者剧烈反应不但能快速放出气泡还会发生爆炸，显然钾与水反应的速率 。 （2）定量表示： ①表示方法：化学反应速率通常用单位时间内反应物 或生成物 （均取 值）来表示。 ②化学反应速率表达式 若浓度用物质的量浓度（c）来表示，单位为mol/L；时间用t来表示，单位为秒（s）或分（min）或小时（h），则化学反应速率的数学表达式为：v＝ 或v＝ ，v(A)：物质A的 ，∆c(A)：反应物（或生成物）A的浓度 ，∆t：浓度变化的 。 ③单位： 或 或 。 3.化学反应速率与化学计量数的关系 （1）实例探究 已知合成氨反应N2(g)＋3H2(g)2NH3(g)，其浓度数据如下： N2 H2 NH3 起始浓度/(mol·L－1) 1.0 3.0 0 2 s末浓度/(mol·L－1) 0.6 1.8 0.8 ①2 s末，N2、H2、NH3的物质的量浓度变化各为多少？ ②2 s内用N2、H2、NH3表示的化学反应速率v(N2)、v(H2)、v(NH3)分别为多少？ ③各速率比值为多少？ （2）结论：同一反应在同一时间内，用不同物质来表示的反应速率可能不同，但表示的意义相同（即快慢程度相同），且反应速率的数值之比等于这些物质在化学方程式中的 之比。 如在反应aA(g)＋bB(g)cC(g)＋dD(g)中，存在v(A)∶v(B)∶v(C)∶v(D)＝ 【特别提醒】（1）化学反应速率是指某时间段内的 反应速率，而不是某时刻的 速率。 （2）化学反应速率可用来衡量化学反应进行的快慢，均为 值。 （3）因为纯固体、纯液体的浓度视为 值，所以该表达式只适用于有气态物质参加或溶液中的反应，虽然不能用固体的浓度变化表示反应速率，但可以用单位时间 的变化量来表示反应速率的快慢。 （4）同一反应选用不同物质浓度的改变量表示速率，数值可能 ，但表示的意义 。因此，表示化学反应的速率时，必须说明是用反应物或生成物中的哪种物质做标准。 【思考与讨论p42】参考答案： （1）四种化学反应的快慢 化学反应 快慢 爆炸 极其迅速 铁桥生锈 很慢 牛奶变质 比较慢 溶洞形成 极其缓慢 （2）化学反应的快慢程度与我们的关系：我们所处的环境和体内都时时刻刻发生着化学反应，它们进行的快慢不同。我们对化学反应快慢的希望：有的要快一些，如工业上用于合成NH3的反应N2+H2→NH3,用于实验室中制取O2的反应KC1O3→KC1+O2↑，病毒死亡；有的要慢一些甚至不发生，如牛奶变质、铁桥生锈、肿瘤的恶化；有的要快慢适中，如用于实验室中制取H2的反应Zn+H2SO4=ZnSO4+H2↑，体内新陈代谢中的某些化学反应。总之，化学反应进行的快慢与我们的生产、生活、生命活动等方面密切相关。 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 ①产生气泡速率最慢 ②产生气泡速率较快 ③产生气泡速率最快 实验结论 对于反应2H2O22H2O＋O2↑来说，温度升高，H2O2的分解速率 （2）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溶液的试管中产生气泡的速率较快 实验结论 增大反应物浓度能使H2O2分解速率 （3）催化剂对化学反应速率影响的探究 实验操作 实验现象 ①有少量气泡出现 ②产生大量气泡 ③产生大量气泡 实验结论 MnO2、FeCl3可以使H2O2分解的速率 2．影响化学反应速率的因素 1）影响化学反应速率的内因（主要因素，研究对象为不同的反应） 化学反应的速率是由反应物的 决定的，即由反应物的分子结构或原子结构决定的，如相同条件下Mg、Al与稀盐酸反应的速率大小关系为Mg Al。 2）影响化学反应速率的外因（次要因素，研究对象为同一反应） （1）浓度：其他条件不变时，增大反应物浓度，可以 化学反应速率；减小反应物浓度，可以 化学反应速率。 【特别提醒】此规律只适用于气体反应或溶液中的反应，对于固体或纯液体反应物，一般情况下其浓度是常数，因此改变它们的量不会改变化学反应速率，但改变固体物质的表面积会影响化学反应速率。 （2）压强：对于有 参加的化学反应，若其他条件不变，增大压强，反应速率 ；减小压强，反应速率 。若参加反应的物质为固体或液体（溶液），由于压强的变化对它们的浓度几乎无影响，可以认为反应速率不变。对于有气体参加的可逆反应，增大压强，正反应速率、逆反应速率都 ；减小压强，正反应速率、逆反应速率都 。 【特别提醒】对于气体反应体系，有以下几种情况： ①恒温时：增加压强体积减小浓度增大反应速率加快 ②恒容时：充入气体反应物总压增大浓度增大反应速率加快 　　　充入稀有气体总压增大，但各分压不变，即各物质的浓度不变，反应速率不变 ③恒压时：充入稀有气体体积增大各反应物浓度减小反应速率减慢 总之，压强改变，若引起浓度 ，则速率 。 （3）温度：其他条件不变时，升高温度，可以 反应速率，降低温度可以 反应速率。实验测得，温度每升高10℃，化学反应速率通常增大到原来的 倍。温度对吸热反应、放热反应都 。 （4）催化剂：催化剂能 化学反应速率，但 使本不发生的反应成为可能。可以提高反应速率的催化剂称为正催化剂，可以减缓反应速率的催化剂称为负催化剂。大多数的化工生产中，都有使用催化剂，而催化剂具有高度的选择性（专一性）。 【特别提醒】①没有特别说明，催化剂均指 。②注意催化剂中毒的问题及催化剂活性与温度的关系。③催化剂要参与反应，但在整个反应结束后 和 没有发生变化。 （5）其他因素：光、超声波、反应物颗粒大小、扩散速度、溶剂等。 【归纳总结】 【特别提醒】（1）压强对反应速率的影响是通过改变浓度来实现的，浓度不变，速率不变。 （2）温度改变，化学反应速率一定改变。 （3）不特别指明，催化剂一般是加快化学反应速率。 （4）固体反应物量的增减，不能改变化学反应速率，固体的表面积改变才能改变化学反应速率。 【实验p44】参考答案： （1）反应温度的影响 不同的温度环境 实验现象 冷水 较慢产生气泡 热水 快速产生气泡 （2）反应物浓度的影响 步骤：取两支试管，分别标记为①和②，分别加入质量相等、表面积相等的大理石碎块。然后在两支试管中分别加入5mL、0.1mol/L的盐酸和5mL1mol/L的盐酸，观察反应的剧烈程度和产生气泡的快慢。 记录： 盐酸浓度 实验现象 0.1mol/L 产生气泡的速度较慢 1mol/L 产生气泡的速度较快 【结论】 影响因素 如何影响 温度 升高温度，化学反应速率加快，降低温度，化学反应速率减慢 反应物浓度 增大反应物浓度，化学反应速率加快；减小反应物浓度，化学反应速率减慢 【问题与讨论p44】参考答案： 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的速率较快，加块状碳酸钙的试管内产生气泡的速率较慢 实验结论 其他条件相同时，固体反应物表面积越大，化学反应速率越快 1．请判断下列说法的正误(正确的打“√”，错误的打“×”) （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·L-1或mol·min-1。( ) （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·L-1·s-1是指1 s时某物质的浓度为0.8 mol·L-1。( ) （6）Na、Mg、Al的金属性决定了它们与水反应的速率大小。( ) （7）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。( ) （8）改变压强，化学反应速率必然改变。( ) （9）用铁和稀硫酸反应制取氢气时，换成浓硫酸，产生氢气的速率加快。( ) （10）同一化学反应，相同条件下用不同物质表示的反应速率，数值越大，表示化学反应速率越快。( ) 2．Ⅰ.某温度时，在一个2L的密闭容器中，A、B、C三种气体物质的浓度随时间的变化曲线如图所示。根据图中数据完成下列填空： （1）该反应的化学方程式为 ； （2）从开始至2min，A的平均反应速率为 。 Ⅱ.在容积为2L的密闭容器中，充入和，5分钟时的物质的量浓度为0.4mol/L。 （3）5分钟内 ； ； ►问题一 如何理解化学反应速率？ 【典例1】下列关于化学反应速率的说法正确的是 A．因是同一反应，所以用不同物质表示化学反应速率时，所得数值是相同的 B．根据化学反应速率的大小可以知道化学反应进行的快慢 C．化学反应速率为“1mol/(L•min)”表示的意思是：时间为1min时，某物质的浓度为1mol/L D．金属钠与水的反应中，可用钠或者水的浓度变化来表示化学反应速率 【解题必备】（1）在同一化学反应中，用不同物质表示的化学反应速率可能不同，但意义相同，故描述反应速率时必须指明具体物质。 （2）固体或纯液体的浓度为常数，Δc=0，因此不用固体或纯液体的浓度表示化学反应速率。 （3）化学反应速率是一段时间内的平均反应速率，不是某一时刻的速率。 （4）用不同物质表示化学反应速率时：化学反应速率之比=化学计量数之比。 【变式1-1】下列关于化学反应速率的说法中，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．在容积不变的反应容器中，化学反应速率通常用单位时间内反应物浓度的减小或生成物浓度的增来表示 C．若某化学反应在某段时间内的反应速率为0.5 mol·L－1·s－1，就是指在该段时间内反应物和生成物的浓度变化量都为0.5 mol·L－1 D．化学反应速率是可以通过实验测定的 【变式1-2】1 L的密闭容器中，发生反应4A(s)＋3B(g)===2C(g)＋D(g)，经2 min后B的浓度减少0.6 mol·L－1。对此反应速率的正确表示是(　　) A．用A表示的反应速率是0.4 mol·L－1·min－1 B．用B、C、D分别表示反应的速率，其比值是3∶2∶1 C．在2 min末的反应速率用B表示是0.3 mol·L－1·min－1 D．在这2 min内用B表示的速率的值逐渐减小，用C表示的速率的值逐渐增大 ►问题二 如何比较化学反应速率的大小？ 【典例2】反应在四种不同情况下的反应速率如下，则反应速率由快到慢的顺序为 ①②v(B)=36mol·L－1·min－1 ③  ④ A．②>④>③>① B．②=③>④>① C．①>②=③>④ D．④>①>②>③ 【解题必备】化学反应速率大小的比较方法 1．定性比较 通过明显的实验现象(如气泡产生快慢、沉淀生成快慢等)来定性比较化学反应速率的大小。 2．定量比较 同一化学反应中，不同物质来表示化学反应速率时，数值可能不同，需要进行转化。常用以下两种方法： （1）归一法 ①“一看”：看化学反应速率的单位是否一致，若不一致，需转化为同一单位。 ②“二化”：将不同物质的化学反应速率转化成同一物质的化学反应速率。 ③“三比较”：标准统一后比较数值大小，数值越大，反应速率越大。 （2）比值法 通过化学反应速率与其对应的化学计量数的比值进行比较，比值大的化学反应速率大。 如对于反应aA(g)＋bB(g) cC(g)＋dD(g)，若＞，则A表示的化学反应速率较大。 3.由图像比较反应速率大小的方法：根据图像看反应达到平衡所需的时间，时间越短，对应的反应的温度、浓度或压强就越大，则对应的反应速率越大。 【变式2-1】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，则反应速率最快的是(　　) A．v(N2)＝0.6 mol·L－1·min－1 B．v(NH3)＝0.9 mol·L－1·min－1 C．v(H2)＝1.2 mol·L－1·min－1 D．v(H2)＝0.025 mol·L－1·s－1 【变式2-2】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 A．v(A)=0.5 mol·L-1·s-1 B．v(B)=0.3 mol·L-1·s-1 C．v(C)=0.8 mol·L-1·min-1 D．v(D)=1 mol·L-1·s-1 ►问题三 如何计算化学反应速率？ 【典例3】已知在密闭容器中进行反应，半分钟后，水蒸气的物质的是增加了，则此时间内用的浓度变化表示的化学反应速率为 A． B． C． D． 【解题必备】1．化学反应速率计算的4种方法 （1）定义式法：v＝。 （2）比例关系法：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。对于反应mA(g)＋nB(g)===pC(g)＋qD(g)来说，v(A)∶v(B)∶v(C)∶v(D)＝m∶n∶p∶q。 【易错提醒】同一化学反应用不同物质表示的反应速率其数值可能不同，因此，一定要标明是哪种具体物质的反应速率。 （3）三段式法：列起始量、转化量、最终量，再根据定义式或比例关系计算。 （4）依据图像求反应速率的步骤 第一步：找出横、纵坐标对应的物质的量； 第二步：将图中的变化量转化成相应的浓度变化量； 第三步：根据公式v＝进行计算。 2．化学反应速率计算的万能方法——三段式法 （1）写出有关反应的化学方程式。 （2）找出各物质的起始量、转化量、某时刻量。 （3）根据已知条件列方程式计算。 如对于反应mA(g)＋nB(g) pC(g)＋qD(g)，起始时A的浓度为a mol·L－1，B的浓度为b mol·L－1，反应进行至t1s时，A消耗了x mol·L－1，则化学反应速率可计算如下： 　　　　　 mA(g)＋nB(g) pC(g)＋qD(g) 起始/(mol·L－1) a b 0 0 转化/(mol·L－1) x t1/(mol·L－1) a－x b－ 则：v(A)＝ mol·L－1·s－1，v(B)＝ mol·L－1·s－1，v(C)＝ mol·L－1·s－1，v(D)＝ mol·L－1·s－1。 3．化学反应速率与化学计量数的关系 对于已知反应mA(g)＋nB(g)===pC(g)＋qD(g)，其化学反应速率可用不同的反应物或生成物来表示，当单位相同时，化学反应速率的数值之比等于化学计量数之比，即v(A)∶v(B)∶v(C)∶v(D)＝m∶n∶p∶q。 如一定温度下，在密闭容器中发生反应：3A(g)＋B(g) 2C(g)。已知v(A)＝0.6 mol·L－1·s－1，则v(B)＝0.2 mol·L－1·s－1，v(C)＝0.4 mol·L－1·s－1。 【变式3-1】一定温度下，向容积为的密闭容器中通入两种气体发生化学反应生成另外两种气体，反应中各物质的物质的量变化如图所示，对该反应的推断合理的是 A．该反应的化学方程式为 B．反应进行了的平均反应速率为 C．反应进行到时， D．反应进行到时，各物质的反应速率相等 【变式3-2】X(g)+3Y(g)2Z(g) △H=-a kJ/mol(a>0)。一定条件下，将1 molX和3molY通入2L的恒容密闭容器，反应10 min，测得Y的物质的量为2.4 mol。下列说法正确的是 A．10min内，Y的平均反应速率为0.03 mol/(L·s) B．10 min内，消耗0.2 molX，生成0.4 molZ C．第10 min时，X的反应速率为0.01 mol/(L·min) D．10min内，X和Y反应吸收的热量为0.2a kJ ►问题四 如何应用控制变量法探究影响化学反应速率的因素？ 【典例4】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·L－1) 反应温度/℃ 铁的状态 1 a 30 粉末状 2 b 30 粉末状 3 c 2.5 块状 4 d 2.5 30 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·L－1 C．第2组实验中盐酸的浓度等于2.5 mol·L－1 D．第3组实验的反应温度低于30 ℃ 【解题必备】在研究影响化学反应速率的因素时，由于外界影响因素较多，故为搞清某个因素的影响均需控制其他因素相同或不变时，再进行实验。因此，常用控制变量思想解决该类问题。 1.控制变量法：控制变量法：影响化学反应速率的因素有多种，在探究相关规律时，需要控制其他条件不变，只改变某一个条件，探究改变的条件对反应速率的影响并得出相关的规律或结论，这种方法叫控制变量法。它是科学探究中的重要思想。 2.常见考查形式 ①以表格的形式给出多组实验数据，让考生找出每组数据的变化对化学反应速率的影响。 ②给出影响化学反应速率的几种因素，让考生设计实验分析各因素对化学反应速率的影响。 3.解题策略 ①确定变量：解答这类题目时首先要认真审题，理清影响实验探究结果的因素有哪些。 ②定多变一：在探究时，应该先确定其他的因素不变，只变化一种因素，看这种因素与探究的问题存在怎样的关系；这样确定一种以后，再确定另一种，通过分析每种因素与所探究问题之间的关系，得出所有影响因素与所探究问题之间的关系。 ③数据有效：解答时注意选择数据(或设置实验)要有效，且变量统一，否则无法作出正确判断。 【变式4-1】某课外兴趣小组利用硫代硫酸钠(Na2S2O3)与稀硫酸反应探究影响化学反应速率的因素[反应方程式为Na2S2O3+H2SO4=Na2SO4+S↓+SO2↑+H2O]，设计了如表系列实验。下列说法不正确的是 实验序号 反应温度(℃) Na2S2O3浓度 稀硫酸 H2O V/mL c/(mol/L) V/mL c/(mol/L) V/mL 1 20 10.0 0.10 10.0 0.50 0 2 40 V1 0.10 V2 0.50 V3 3 20 V4 0.10 4.0 0.50 V5 A．设计该实验的基本原理为控制变量法 B．实验1和2可探究温度对反应速率的影响 C．若用实验1和3探究稀硫酸浓度对该反应速率的影响，则需V4=10，V5=0 D．将水更换为Na2SO4溶液，对实验结果无影响 【变式4-2】下列条件下的反应，放出氢气最快的是(　　) 选项 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 A Fe 0.1 3 mol·L－1HCl 10 20 ℃ B Al 0.1 3 mol·L－1HCl 10 20 ℃ C Cu 0.1 4 mol·L－1H2SO4 10 20 ℃ D Mg 0.1 6 mol·L－1稀HNO3 10 20 ℃ 1．对于化学反应：，其他条件一定时，下列措施不能增大反应速率的是 A．增大HCl浓度 B．加入饱和食盐水 C．升高体系温度 D．粉碎固体 2．下列日常生活中的做法，与控制反应速率无关的是 A．用煤粉代替煤球 B．自制米酒控制温度 C．用冰箱冷藏食物 D．奶茶中添加甜味剂 3．一定条件下，向5L恒容密闭容器中加入6molA和2molB，发生如下反应：；时，剩余1.2molB，并测得C的浓度为。下列说法正确的是 A． B．内，A的平均反应速率为 C．当容器内剩余0.4molB时，反应时间为4min D．其它条件相同，若起始时向2.5L容器中充入6molA和2molB，当剩余1.2molB时，消耗时间等于2min 4．一定温度下，在5L的密闭容器中投入一定量的气体A、气体B发生反应生成气体C，12s时生成C的物质的量为1.2mol(过程如图)。下列说法正确的是 A．该反应的化学方程式为 B．2s内用气体A表示的化学反应速率为 C．12s时容器内的气体压强与起始时的气体压强之比为13：11 D．4s时正反应速率等于逆反应速率 5．下列四种盛有不同溶液的烧杯中，分别加入相同质量的锌粉，反应最快的是 A．10℃的HCl溶液 B．20℃的HCl溶液 C．20℃的溶液 D．10℃的溶液 6．反应在四种不同情况下反应速率分别为①，②，③，④，则该反应在不同条件下速率快慢顺序是 A．④>③>②>① B．②=③>①>④ C．④>②=③>① D．②=③>④>① 7．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速率最大的是 选项 金属(粉末状)/mol 体积/mL 酸浓度/mol•L-1 酸 反应温度/℃ A Mg 0.1 10 3 H2SO4 60 B Mg 0.1 10 3 HCl 60 C Fe 0.1 10 3 HCl 60 D Mg 0.1 10 6 HNO3 60 8．某研究性学习组利用溶液和酸性溶液之间的反应来探究“外界条件改变对化学反应速率的影响”，实验如下： 实验序号 实验温度 溶液 溶液 溶液褪色时间 A 2 0.02 4 0.1 0 B 2 0.02 3 0.1 8 C 2 0.02 0.1 1 （1）写出相应反应的离子方程式 。 （2）通过实验，可探究出 的改变对反应速率的影响，其中 ， 。(填实验序号) （3）若，则由实验可以得出的结论是 ；利用实验B中数据计算，从反应开始到结束，用的浓度变化表示的反应速率为 (保留两位有效数字)。 （4）该小组的一位同学通过查阅资料发现：反应一段时间后该反应速率会加快，造成此种变化的原因是反应体系中的某种粒子对与之间的反应有某种特殊的作用，则该作用是 ，相应的粒子最有可能是 。 1．是制备硫酸的重要反应，下列叙述正确的是 A．催化剂不改变该反应的逆反应速率 B．增大反应体系的压强，反应速率增大 C．增大的物质的量，反应速率加快 D．升高温度，正逆反应速率都加快 2．在生产、生活中，下列措施不是用来调控化学反应速率的是 A．洗衣粉中添加酶 B．口香糖中添加木糖醇 C．将鲜肉存放冰箱中 D．制硫酸时将黄铁矿石粉碎 3．下列有关化学反应速率的说法正确的是 A．用锌片和稀硫酸反应制取氢气时，用粗锌比纯锌反应生成氢气的速率慢 B．4Na+O2=2Na2O，加热能提高Na与O2反应生成Na2O的反应速率 C．糕点包装内放置除氧剂以延长食品保质期，体现了浓度对反应速率的影响 D．反应在恒容密闭容器中进行，增加C(s)的质量，反应速率增大 4．某温度下，在3L恒容密闭容器中投入一定量的A、B，发生反应：3A(g)＋bB(g)⇌cC(g)＋2D(s)，12s时生成C的物质的量为1.2mol(反应进程如图所示)。下列说法中正确的是 A．12s时，B的转化率为75% B．图中两曲线相交时，A的消耗速率等于A的生成速率 C．化学计量系数之比b∶c=1∶2 D．0～2s，D的平均反应速率为0.1mol·L-1·s-1 5．一定条件下，等物质的量的和在容积为2L的恒容密闭容器中发生反应：。如图表示该反应过程中的物质的量。随反应时间(r)的变化。下列叙述错误的是 A．升高温度能加快该反应的速率 B．10s内反应的平均速率为mol⋅L⋅s C．10s末的物质的量浓度为2 mol⋅L D．a点对应的化学反应速率： 6．某同学用足量的锌粉分别与和的稀硫酸反应，记录相关数据，并作出两个反应过程中放出气体的体积随反应时间的变化图(如图所示)，忽略反应过程中溶液的体积变化。下列叙述错误的是 A．曲线I表示的稀硫酸与足量锌粉反应 B．，曲线Ⅱ中用的浓度变化表示的反应速率 C．若向曲线I、Ⅱ对应的稀硫酸中均加少量硫酸铜固体，和均减小，但V不变 D．若向曲线I、Ⅱ对应的稀硫酸中均加5滴浓硫酸，反应速率均加快，且V均增大 7．恒温恒容的密闭容器中，在某催化剂表面上发生反应：，测得不同起始浓度和催化剂表面下氨浓度随时间的变化如下表所示，下列说法不正确的是 A．时实验①未达到平衡状态，实验②已处于化学平衡状态 B．由实验数据可知相同条件下，增加氨的浓度，该反应速率不一定增大 C．实验②达到平衡后，的浓度为 D．由实验①、③可知催化剂表面积越大，反应速率越快 8．完成和化学反应速率有关的问题。 Ⅰ．硫代硫酸钠与硫酸反应会生成不溶于水的硫，反应生成的硫使溶液出现乳白色浑浊，比较浑浊现象出现所需时间的长短，可以判断该反应进行的快慢。 （1）中硫元素的化合价为 价。 （2）写出反应的离子方程式 。 （3）5mL 0.1和0.2溶液分别和5mL 0.1混合，前者出现浑浊的时间为秒，后者出现浑浊的时间为秒，则 (填“>”或“<”)。 Ⅱ．已知：(，乙二酸，俗称草酸)。 （4）取两支试管，各加入4mL 0.01mol/L酸性溶液，分别置于盛有25℃和50℃水的烧杯中2分钟，然后分别加入2mL 0.1mol/L溶液，可通过记录 (填实验现象)所需的时间来确认反应的快慢。 Ⅲ．为确定过氧化氢分解的最佳催化条件，选用不同质量的和不同浓度的过氧化氢溶液进行实验，反应物用量和反应停止的时间数据如下。 （5）写出过氧化氢分解的化学方程式 。 （6）相同浓度的过氧化氢分解速率随着二氧化锰用量的增加而 。 （7）从实验效果和“绿色化学”的角度考虑，双氧水的浓度相同时，加入 g的二氧化锰为较佳选择。 （8）某同学分析上述数据后认为：“当用相同质量的二氧化锰时，双氧水的浓度越小，所需要的时间就越少，其反应速率越快”的结论，你认为是否正确？ (填“是”或“否”)。 原创精品资源学科网独家享有版权，侵权必究！6 学科网（北京）股份有限公司 $$