6.1 化学反应速率（二大题型）-【举一反三】2024-2025学年高一化学同步讲与练（沪科版2020必修第二册）

6.1 化学反应速率 题型01 化学反应速率的基础 题型02 化学反应速率的影响因素 题型01 化学反应速率的基础 知识积累 一、化学反应速率 1．定义：衡量化学反应进行快慢的物理量。 2．表示方法：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。 3．表达式：______________________ 单位： ________________________ 4．注意事项： （1）化学反应速率表示的是一段时间内的平均速率，无论是用反应物还是生成物表示，其化学反应速率都为正值。 （2）固体或纯液体的浓度视为常数，Δc = 0，因此不用固体或纯液体表示化学反应速率。 【答案】 v = mol·L-1·s-1或mol/（L·s），mol·L-1·min-1或mol/（L·min）。 及时小练 （1）某反应的反应物A浓度在5 min内由6 mol·L-1变成了2mol·L-1，则v(A)＝ 。 （2）一个2L的容器中，盛入4.0 moL某气体反应物，2min后，测得这种气体反应物还剩余2 moL，该物质的化学反应速率为_________________。 【答案】0.8 mol·L-1·min-1 0.5 mol·L-1·min-1 二、“三段式”计算 （1）写出有关反应的化学方程式； （2）标出各物质的起始量、变化量、最终量（可用物质的量，也可用浓度）； （3）根据已知条件列方程式计算。 思考与交流 已知反应：2SO2 + O2 2SO3，4 mol SO2和2 mol O2 在2 L的密闭容器中反应2 min 后，SO2的物质的量浓度为1.5 mol/L，求SO2、O2、SO3的反应速率。比较不同物质的反应速率，从中你能得出什么结论？ 【答案】 2SO2 + O2 2SO3 起始量（mol/L） 2 1 0 变化量（mol/L） 0.5 0.25 0.5 最终量（mol/L） 1.5 0.75 0.5 各物质的反应速率为：v(SO2) = = 0.25 mol·L-1·min-1 v(O2) = = 0.125 mol·L-1·min-1 v(SO3) = = 0.25 mol·L-1·min-1 三、化学反应速率与化学计量数的关系 1．同一反应用不同物质表示化学反应速率时，其数值大小可能不同，但表示的意义相同。 2．对于反应mA(g) + nB(g) === pC(g) + qD(g)，当单位相同时，化学反应速率的数值之比等于方程式中各物质的化学计量数之比，即v (A)∶v (B)∶v (C)∶v (D) = ___________________。 【答案】m∶n∶p∶q 明辨是非 （1）化学反应速率是用来衡量化学反应进行快慢的尺度（ ） （2）化学反应速率通常用单位时间内生成或消耗某物质的质量的多少来表示（ ） （3）对任何化学反应来说，反应速率越大，反应现象就越明显（ ） （4）在同一个反应中，各物质的反应速率之比等于其化学方程式中的化学计量数之比（ ） （5）合成氨的反应中，3v (H2) = 2v (NH3) （ ） （6）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】√ × × √ × × 【例1】反应4NH3(g)＋5O2(g)===4NO(g)＋6H2O(g)在10 L密闭容器中进行，半分钟后，水蒸气的物质的量增加了0.45 mol，则此反应的速率可表示为 (　　) A．v(NH3)＝0.01 mol·L－1·s－1 B．v(O2)＝0.001 mol·L－1·s－1 C．v(NO)＝0.001 mol·L－1·s－1 D．v(H2O)＝0.045 mol·L－1·s－1 【变式1-1】已知某反应的各物质浓度数据如下： 　　　　　　　　　aA(g)＋bB(g)2C(g) 起始浓度(mol·L－1) 3.0 1.0 0 2 s末浓度(mol·L－1) 1.8 0.6 0.8 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 (　　) A．9∶3∶4 B．3∶1∶2 C．2∶1∶3 D．3∶2∶1 【变式1-2】反应A＋3B===2C＋2D在四种不同情况下的反应速率可分别为 ①v(A)＝0.15 mol/(L·s)　②v(B)＝0.6 mol/(L·s) ③v(C)＝0.4 mol/(L·s)　④v(D)＝0.45 mol/(L·s) 该反应进行的快慢顺序为________。 【变式1-3】(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 mol·L－1·min－1，则以物质B表示此反应的化学反应速率为__________ mol·L－1·min－1。 (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A的平均速率为0.06 mol·L－1·s－1，则在2 s时，容器中有______ mol A，此时C的物质的量浓度为________。 题型02 化学反应速率的影响因素 知识积累 一、温度对反应速率的影响 实验操作 试管内均盛有2mL 5% 的H2O2溶液，并滴有2滴1 mol/L FeCl3溶液 实验现象 两支试管中均有气泡产生，但热水中产生气泡更快 实验结论 其他条件相同时，升高温度，反应速率加快；降低温度，反应速率减小 二、浓度对反应速率的影响 实验操作 实验现象 两支试管中均有气泡产生，但装1 mol/L盐酸的试管产生气泡更快 实验结论 其他条件相同时，增大浓度，反应速率加快；降低浓度，反应速率减小 三、催化剂对反应速率的影响 实验操作 ① ② ③ 实验现象 三支试管中均有气泡产生，产生气泡的速率：①＞②＞③ 实验结论 催化剂可以改变反应速率，不同催化剂催化效果不同 四、压强对反应速率的影响 其他条件不变时，对于有气体参与的反应，增大压强（减小容器容积）相当于增大反应物的浓度，化学反应速率增大；减小压强（增大容器容积）相当于减小反应物的浓度，化学反应速率减小。 归纳总结——影响化学反应速率的因素 内因 反应物的性质 反应物的化学性质越活泼，化学反应速率越快 外因 温度 温度越高，化学反应速率越快 浓度 增大反应物的浓度，可以加快化学反应速率 催化剂 催化剂可以改变化学反应速率 压强 有气体参加的反应，增大压强（减小容器容积），反应速率加快 其他 ①增大固体反应物的表面积（即粉碎成小颗粒），反应速率加快 ②形成原电池，通常能加快反应速率 ③超声波、电磁波、光照等也能影响反应速率 思考与交流：判断下列措施对反应速率有何影响？ ① Fe与稀硫酸反应制取H2时，改用浓硫酸：_____________ ② Mg与冷水反应，改用沸水：_____________ ③ Na与水反应，增大压强：_____________ ④ Na与水反应，增大水的用量：_____________ ⑤ Al在氧气中燃烧生成A12O3，将Al片改成Al粉：_____________ ⑥ 恒容条件下，化学反应2SO2(g) + O2(g) 2SO3(g)，充入氮气：_____________ ⑦ 恒压条件下，发生化学反应2SO2(g) + O2(g) 2SO3(g)，充入氮气：_____________ 【答案】①速度降为0（钝化） ②速率加快 ③速率不变 ④速率不变 ⑤速率加快 ⑥速率不变 ⑦速率减小 【例2】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，按反应速率由大到小的排列顺序正确的是(　　) 甲：500 ℃，10 mol SO2和5 mol O2反应 乙：500 ℃，V2O5作催化剂，10 mol SO2和5 mol O2反应 丙：450 ℃，8 mol SO2和5 mol O2反应 丁：500 ℃，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 【变式2-1】通过控制或改变反应条件可以加快、减缓甚至阻止反应的进行，使化学反应有利于人类的生存和生活质量的提高。下列各图所示的措施中，是为了增大化学反应速率的是(　　) 【变式2-2】硫代硫酸钠溶液与稀硫酸反应的化学方程式为：Na2S2O3＋H2SO4===Na2SO4＋SO2↑＋S↓＋H2O，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H2SO4 H2O V/mL c/(mol·L－1) V/mL c/(mol·L－1) V/mL A 25 5 0.1 10 0.1 5 B 25 5 0.2 5 0.2 10 C 35 5 0.1 10 0.1 5 D 35 5 0.2 5 0.2 10 【变式2-3】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 (　　) 1 学科网（北京）股份有限公司 $$ 6.1 化学反应速率 题型01 化学反应速率的基础 题型02 化学反应速率的影响因素 题型01 化学反应速率的基础 知识积累 一、化学反应速率 1．定义：衡量化学反应进行快慢的物理量。 2．表示方法：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。 3．表达式：______________________ 单位： ________________________ 4．注意事项： （1）化学反应速率表示的是一段时间内的平均速率，无论是用反应物还是生成物表示，其化学反应速率都为正值。 （2）固体或纯液体的浓度视为常数，Δc = 0，因此不用固体或纯液体表示化学反应速率。 【答案】 v = mol·L-1·s-1或mol/（L·s），mol·L-1·min-1或mol/（L·min）。 及时小练 （1）某反应的反应物A浓度在5 min内由6 mol·L-1变成了2mol·L-1，则v(A)＝ 。 （2）一个2L的容器中，盛入4.0 moL某气体反应物，2min后，测得这种气体反应物还剩余2 moL，该物质的化学反应速率为_________________。 【答案】0.8 mol·L-1·min-1 0.5 mol·L-1·min-1 二、“三段式”计算 （1）写出有关反应的化学方程式； （2）标出各物质的起始量、变化量、最终量（可用物质的量，也可用浓度）； （3）根据已知条件列方程式计算。 思考与交流 已知反应：2SO2 + O2 2SO3，4 mol SO2和2 mol O2 在2 L的密闭容器中反应2 min 后，SO2的物质的量浓度为1.5 mol/L，求SO2、O2、SO3的反应速率。比较不同物质的反应速率，从中你能得出什么结论？ 【答案】 2SO2 + O2 2SO3 起始量（mol/L） 2 1 0 变化量（mol/L） 0.5 0.25 0.5 最终量（mol/L） 1.5 0.75 0.5 各物质的反应速率为：v(SO2) = = 0.25 mol·L-1·min-1 v(O2) = = 0.125 mol·L-1·min-1 v(SO3) = = 0.25 mol·L-1·min-1 三、化学反应速率与化学计量数的关系 1．同一反应用不同物质表示化学反应速率时，其数值大小可能不同，但表示的意义相同。 2．对于反应mA(g) + nB(g) === pC(g) + qD(g)，当单位相同时，化学反应速率的数值之比等于方程式中各物质的化学计量数之比，即v (A)∶v (B)∶v (C)∶v (D) = ___________________。 【答案】m∶n∶p∶q 明辨是非 （1）化学反应速率是用来衡量化学反应进行快慢的尺度（ ） （2）化学反应速率通常用单位时间内生成或消耗某物质的质量的多少来表示（ ） （3）对任何化学反应来说，反应速率越大，反应现象就越明显（ ） （4）在同一个反应中，各物质的反应速率之比等于其化学方程式中的化学计量数之比（ ） （5）合成氨的反应中，3v (H2) = 2v (NH3) （ ） （6）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】√ × × √ × × 【例1】反应4NH3(g)＋5O2(g)===4NO(g)＋6H2O(g)在10 L密闭容器中进行，半分钟后，水蒸气的物质的量增加了0.45 mol，则此反应的速率可表示为 (　　) A．v(NH3)＝0.01 mol·L－1·s－1 B．v(O2)＝0.001 mol·L－1·s－1 C．v(NO)＝0.001 mol·L－1·s－1 D．v(H2O)＝0.045 mol·L－1·s－1 【答案】　C 【解析】　根据化学反应速率的计算公式： v(H2O)＝0.45 mol/(10 L×30 s)＝0.001 5 mol·L－1·s－1， 则v(NH3)＝v(NO)＝v(H2O)＝0.001 mol·L－1·s－1， v(O2)＝v(H2O)＝0.001 25 mol·L－1·s－1，故选C。 【变式1-1】已知某反应的各物质浓度数据如下： 　　　　　　　　　aA(g)＋bB(g)2C(g) 起始浓度(mol·L－1) 3.0 1.0 0 2 s末浓度(mol·L－1) 1.8 0.6 0.8 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 (　　) A．9∶3∶4 B．3∶1∶2 C．2∶1∶3 D．3∶2∶1 【答案】　B 【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)＝＝0.6 mol/(L·s)，v(B)＝＝0.2 mol/(L·s)，v(C)＝＝0.4 mol/(L·s)。化学计量数之比为0.6∶0.2∶0.4，即3∶1∶2。 【变式1-2】反应A＋3B===2C＋2D在四种不同情况下的反应速率可分别为 ①v(A)＝0.15 mol/(L·s)　②v(B)＝0.6 mol/(L·s) ③v(C)＝0.4 mol/(L·s)　④v(D)＝0.45 mol/(L·s) 该反应进行的快慢顺序为________。 【答案】　④＞③＝②＞① 【解析】　根据反应速率之比等于各反应物、生成物的化学计量数之比，把各种不同物质表示的反应速率转化为同一物质(本题中以物质A为标准)表示的反应速率，则有 v(A)∶v(B)＝1∶3，则②表示的反应速率为v(A)＝0.2 mol/(L·s)； v(A)∶v(C)＝1∶2，则③表示的反应速率为v(A)＝0.2 mol/(L·s)； v(A)∶v(D)＝1∶2，则④表示的反应速率为v(A)＝0.225 mol/(L·s)。 故反应进行的快慢顺序为④＞③＝②＞①。 【变式1-3】(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 mol·L－1·min－1，则以物质B表示此反应的化学反应速率为__________ mol·L－1·min－1。 (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A的平均速率为0.06 mol·L－1·s－1，则在2 s时，容器中有______ mol A，此时C的物质的量浓度为________。 【答案】　(1)0.6　(2)0.05 mol·L－1·s－1 (3)8.8　0.08 mol·L－1 【解析】　(1)根据化学方程式中的计量数关系，＝，v(B)＝3v(A)＝3×0.2 mol·L－1·min－1＝0.6 mol·L－1·min－1。 (2)解法一：3 s内消耗的N2的物质的量为2 mol－1.9 mol＝0.1 mol，根据化学方程式N2＋3H22NH3，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)＝＝0.05 mol·L－1·s－1。 解法二：先计算出以N2表示的化学反应速率v(N2)＝＝ mol· L－1·s－1，再根据化学方程式的计量数关系，计算出以H2表示的化学反应速率v(H2)＝3v(N2)＝0.05 mol·L－1·s－1。 (3)　　　　　　　3A(g)　＋　B(g)　　2C(g) 1.0 0.5 0 0.04 0.08 0.08 则2 s时，n(A)＝0.88 mol·L－1×10 L＝8.8 mol c(C)＝0.08 mol·L－1。 题型02 化学反应速率的影响因素 知识积累 一、温度对反应速率的影响 实验操作 试管内均盛有2mL 5% 的H2O2溶液，并滴有2滴1 mol/L FeCl3溶液 实验现象 两支试管中均有气泡产生，但热水中产生气泡更快 实验结论 其他条件相同时，升高温度，反应速率加快；降低温度，反应速率减小 二、浓度对反应速率的影响 实验操作 实验现象 两支试管中均有气泡产生，但装1 mol/L盐酸的试管产生气泡更快 实验结论 其他条件相同时，增大浓度，反应速率加快；降低浓度，反应速率减小 三、催化剂对反应速率的影响 实验操作 ① ② ③ 实验现象 三支试管中均有气泡产生，产生气泡的速率：①＞②＞③ 实验结论 催化剂可以改变反应速率，不同催化剂催化效果不同 四、压强对反应速率的影响 其他条件不变时，对于有气体参与的反应，增大压强（减小容器容积）相当于增大反应物的浓度，化学反应速率增大；减小压强（增大容器容积）相当于减小反应物的浓度，化学反应速率减小。 归纳总结——影响化学反应速率的因素 内因 反应物的性质 反应物的化学性质越活泼，化学反应速率越快 外因 温度 温度越高，化学反应速率越快 浓度 增大反应物的浓度，可以加快化学反应速率 催化剂 催化剂可以改变化学反应速率 压强 有气体参加的反应，增大压强（减小容器容积），反应速率加快 其他 ①增大固体反应物的表面积（即粉碎成小颗粒），反应速率加快 ②形成原电池，通常能加快反应速率 ③超声波、电磁波、光照等也能影响反应速率 思考与交流：判断下列措施对反应速率有何影响？ ① Fe与稀硫酸反应制取H2时，改用浓硫酸：_____________ ② Mg与冷水反应，改用沸水：_____________ ③ Na与水反应，增大压强：_____________ ④ Na与水反应，增大水的用量：_____________ ⑤ Al在氧气中燃烧生成A12O3，将Al片改成Al粉：_____________ ⑥ 恒容条件下，化学反应2SO2(g) + O2(g) 2SO3(g)，充入氮气：_____________ ⑦ 恒压条件下，发生化学反应2SO2(g) + O2(g) 2SO3(g)，充入氮气：_____________ 【答案】①速度降为0（钝化） ②速率加快 ③速率不变 ④速率不变 ⑤速率加快 ⑥速率不变 ⑦速率减小 【例2】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，按反应速率由大到小的排列顺序正确的是(　　) 甲：500 ℃，10 mol SO2和5 mol O2反应 乙：500 ℃，V2O5作催化剂，10 mol SO2和5 mol O2反应 丙：450 ℃，8 mol SO2和5 mol O2反应 丁：500 ℃，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】　C 【解析】　温度高，浓度大，且使用催化剂，反应速率最快，乙组最快。其次是甲，最慢的是丙。 【变式2-1】通过控制或改变反应条件可以加快、减缓甚至阻止反应的进行，使化学反应有利于人类的生存和生活质量的提高。下列各图所示的措施中，是为了增大化学反应速率的是(　　) 【答案】　C 【解析】　A项为防止铁门生锈，B项为防止橡胶老化，D项为防止木头腐烂，三者均为了减慢化学反应速率。C项是为了使炉火更旺，加快化学反应速率。 【变式2-2】硫代硫酸钠溶液与稀硫酸反应的化学方程式为：Na2S2O3＋H2SO4===Na2SO4＋SO2↑＋S↓＋H2O，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H2SO4 H2O V/mL c/(mol·L－1) V/mL c/(mol·L－1) V/mL A 25 5 0.1 10 0.1 5 B 25 5 0.2 5 0.2 10 C 35 5 0.1 10 0.1 5 D 35 5 0.2 5 0.2 10 【答案】　D 【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，非常忠实于必修2，只要抓住浓度越大，温度越高，反应速率越大，便可以选出正确答案D。 【变式2-3】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】　A项没有对比实验，错误；B项中催化剂不同，温度不同，无法比较，错误；C项，前者没有催化剂，后者有催化剂，且温度不同，无法比较，错误；D项中只有温度不同，其他条件都相同，该方案可行。 1 学科网（北京）股份有限公司 $$