第2章 第3节 第1课时 化学反应的快慢-【优化探究】2025-2026学年新教材高中化学必修第二册同步导学案配套PPT课件（鲁科版）单选

第3节　化学反应的快慢和限度 第1课时　化学反应的快慢 优化探究 第2章　化学键　化学反应规律 [学习目标]　1.体会从速率方面去认识和调控化学反应的重要性。2.知道化学反应平均速率的表示方法,通过实验探究影响化学反应速率的因素。3.认识化学变化是有条件的,学习运用变量控制方法研究化学反应,了解控制反应条件在生产和科学研究中的作用。 任务一　化学反应速率 任务二　外界条件对化学反应速率的影响 课时作业　巩固提升 任务一　化学反应速率 1.含义 用化学反应速率来描述化学反应的 　　　　　。  2.表示方法 可用单位时间某反应物浓度的减少量(绝对值)或某生成物浓度的 　　　　　　来表示。  快慢 增加量 3.表达式 以aA(g)+bB(g) ===cC(g)+dD(g)中反应物A来表示,v(A)=　　　　　,以生 成物D来表示,v(D)=　　　　。  4.常用单位 　　　　　　　　或mol·L-1·min-1。  　 mol·L-1·s-1 5.化学反应速率的理解 (1)表示一个化学反应的反应速率时,必须指明具体物质。 (2)化学反应速率只是一段时间内的平均反应速率,而不是某一时刻的瞬时反应速率。 (3)固体或纯液体的浓度可视为常数,因此一般不用固体或纯液体表示化学反应速率。 (4)同一反应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,即表示整个化学反应的快慢。 (5)各物质的化学反应速率之比等于化学方程式中各物质的化学计量数之比。如反应:aA(g)+bB(g) ===cC(g)+dD(g)中,v(A)∶v(B)∶v(C)∶v(D) =a∶b∶c∶d。 6.化学反应速率大小的比较方法 (1)归一法   (2)比值法:比较化学反应速率与化学计量数的比值,如aA(g)+bB(g) ===cC(g)+dD(g),比较与,若>,则说明用A表示的化学反应速率大于用B表示的化学反应速率。 1.化学反应速率是指某反应在某时间段内的平均反应速率。 (　　) 2.化学反应速率的比一定等于化学方程式的计量系数比。 (　　) 3.对同一个化学反应,用不同物质表示的化学反应速率,其数值越大,则表示的化学反应速率不一定越快。 (　　) √ × √ 1.化学反应C(s)+CO2(g)===2CO(g)的反应速率v(C)∶v(CO)=1∶2,正确吗?为什么? 提示:不正确。因为反应物C是固体,不能用固体物质浓度的变化表示化学反应速率。 2.已知某反应中各物质的物质的量浓度数据如下: 　　　　　　　　　　　　aA(g)+bB(g)⥫⥬cC(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 (1)据此可推算出化学方程式中各物质的化学计量数之比是　 。  (2)v(A)=　 。  (3)v(C)=　 。  3∶1∶2 0.6 mol·L-1·s-1 0.4 mol·L-1·s-1 3.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 ①v(A)=0.6 mol·L-1·min-1 ②v(B)=0.45 mol·L-1·min-1 ③v(C)=0.015 mol·L-1·min-1 ④v(D)=0.45 mol·L-1·min-1 则此反应在不同条件下进行,由快到慢的顺序为　　　　　　　　(填序号)。 ②>④>①>③ 归纳总结 1.计算化学反应速率的方法与思维模型 (1)计算化学反应速率的方法 ①定义式法:v(A)=。 ②关系式法:对于化学反应:aA(g)+bB(g)===cC(g)+dD(g),满足如下关系:v(A)∶v(B)∶v(C)∶v(D)=a∶b∶c∶d。上述关系可总结为化学反应速率数值之比=化学计量数之比。 (2)计算化学反应速率的思维建模——“三段式” 设a mol·L-1、b mol·L-1分别为A、B两种物质的起始浓度,mx mol·L-1为反应物A的转化浓度,nx mol·L-1为B的转化浓度,则 　　　　　　　 mA(g)+nB(g)⥫⥬pC(g)+qD(g) 起始浓度/ (mol·L-1) a b 0 0 转化浓度/ (mol·L-1) mx nx px qx 终态浓度/ (mol·L-1) a-mx b-nx px qx 2.化学反应速率大小比较的两种方法 (1)方法一:换算成同一物质、同一单位表示,再比较数值大小。 (2)方法二:反应速率比系数法。如反应aA(g)+bB(g)===cC(g),要比较v(A)与v(B)的相对大小,即比较的相对大小,若>,则用v(A)表示的反应速率比用v(B)表示的反应速率大。 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.化学反应速率用单位时间内反应物浓度变化表示时为负值 D.化学反应速率常用单位有mol·L-1·s-1和mol·L-1·min-1 C 2.反应4NH3(g)+5O2(g) ⥫⥬4NO(g)+6H2O(g)在恒容密闭容器中进行,30 s后NH3的物质的量浓度减小了3 mol·L-1,则对此反应的速率的表示正确的是(　　) A.v(H2O)=0.15 mol·L-1·s-1 B.v(O2)=0.1 mol·L-1·s-1 C.v(NH3)=0.2 mol·L-1·s-1 D.v(O2)∶v(NO)=4∶5 A 解析:A.30 s后NH3的物质的量浓度减小了3 mol·L-1,则根据物质反应转化关系可知H2O的浓度改变了Δc(H2O)=Δc(NH3)=4.5 mol·L-1,则v(H2O)= =0.15 mol·L-1·s-1,A正确;B.Δc(NH3)=3 mol·L-1,则Δc(O2)=Δc(NH3) =3.75 mol·L-1,v(O2)==0.125 mol·L-1·s-1,B错误;C.v(NH3)= =0.1 mol·L-1·s-1,C错误;D.用不同物质表示化学反应速率时,速率之比等于化学方程式中相应物质的化学计量数之比,则v(O2)∶v(NO)=5∶4,D错误。 任务二　外界条件对化学反应速率的影响 　探究化学反应速率的影响因素 编号 实验内容 实验现象 实验结论 Ⅰ   　　　产生大量气泡, 　　　产生气泡较缓慢  物质本身的内在性质决定化学反应速率 Ⅱ   　　　状碳酸钙产生大量气泡,　　　碳酸钙产生气泡较慢  接触面积越大,化学反应速率越　  镁条 铁片　 粉末　 块状　 快　 编号 实验内容 实验现象 实验结论 Ⅲ   加入3 mol·L-1盐酸的试管中放出大量气泡,加入0.5 mol·L-1盐酸的试管中缓慢放出气泡 增加反应物浓度,化学反应速率　　　  加快 编号 实验内容 实验现象 实验结论 Ⅳ   加入MnO2后的H2O2溶液产生大量气泡,未加MnO2的H2O2溶液产生气泡很缓慢 加入催化剂,化学反应速率　　　  Ⅴ   加热H2O2溶液,产生大量气泡,未加热的H2O2溶液产生气泡缓慢 升高温度,化学反应速率　　　  加快 加快 1.Fe、Al的金属性决定了它们与酸反应的速率大小。(　　) 2.对一定条件下C(s)+O2(g)CO2(g)的反应,将C粉碎,该反应化学反应速率加快。 (　　) 3.升高温度时,反应物的反应速率加快,生成物的反应速率减慢。 (　　) 4.改变压强,化学反应速率不一定改变。 (　　) 5.用铝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。 (　　) √ √ × √ × 1.增加反应物的量,一定能增大反应速率吗?试解释其原因。 提示:不一定;固态和纯液态反应物的浓度是一个常数,增加固态和纯液态物质的用量,化学反应速率不变。 2.改变压强后,化学反应速率一定变化吗? 提示:不一定,改变压强,对化学反应速率产生影响的根本原因是引起浓度改变。当压强改变,但对物质的浓度无影响时,化学反应速率不变。如恒容恒温密闭容器中通入“惰性气体”时,化学反应速率不变。 归纳总结 化学反应速率的影响因素 内因 物质本身的性质决定了化学反应速率的快慢 外因 浓度 其他条件不变,反应物的浓度越大,化学反应速率越快 温度 其他条件不变,反应的温度越高,化学反应速率越快 催化剂 其他条件不变,使用催化剂化学反应速率加快 固体表 面积 其他条件不变,等质量的固体反应物的表面积越大,反应的速率就越快 1.下列条件不能加快H2O2分解速率的是(　　) A.加热H2O2溶液 B.向H2O2溶液中滴入FeCl3溶液 C.向H2O2溶液中加入少量MnO2 D.向H2O2溶液中滴入蒸馏水 D 2.对于在一个密闭容器中进行的反应C(s)+H2O(g)⥫⥬CO(g)+H2(g),下列条件的改变对反应速率几乎没有影响的是(　　) ①增加C的量;②增加CO的量;③将容器的体积缩小一半; ④保持体积不变,充入N2以增大压强;⑤升高反应体系的温度;⑥保持压强不变,充入N2以增大体积。 A.②③　　　　　　　　 B.①④ C.①⑥ D.④⑥ B 解析:①C为固体,改变其用量不影响反应速率;②增加CO的量即增大CO气体的浓度,化学反应速率增大;③将容器的体积缩小,容器中气体的浓度增大,反应速率增大; ④体积不变时充入N2,与反应有关的气体浓度不变,反应速率不变;⑤升高反应的温度,反应速率增大;⑥压强不变时充入N2,容器体积变大,与反应有关的气体浓度减小,反应速率减小。 3.(2024·辽宁沈阳高一检测)氨的催化氧化是工业制硝酸的重要步骤,反应方程式为4NH3+5O2 4NO+6H2O。下列物质表示的化学反应速率最快的是(　　) A.v=0.8 mol·L-1·min-1 B.v=1.25 mol·L-1·min-1 C.v=0.02 mol·L-1·min-1 D.v=1.2 mol·L-1·min-1 B 解析:比较速率快慢时,首先将单位调整相同,然后根据反应速率之比等于化学计量系数之比,进行转化为同一种物质再进行比较,据此分析解题。v=0.8 mol·L-1·min-1;v=1.25 mol·L-1·min-1,O2与NH3化学计量数之比5∶4,v=v=1.25 mol·L-1·min-1×=1 mol·L-1·min-1; v=0.02 mol·L-1·min-1,v=v=0.02 mol·L-1·min-1 ;v= 1.2 mol·L-1·min-1,H2O与NH3化学计量数之比6∶4,v=v= 1.2 mol·L-1·min-1×=0.8 mol·L-1·min-1。 课时作业　巩固提升 2 3 4 5 6 7 8 1 [基础对点练] 题组一　化学反应速率 1.(2024·上海闵行高一检测)下列事实或做法与化学反应速率无关的是(　　) A.将煤粉粉碎后燃烧 B.加热金属钠制备过氧化钠 C.将食物存放在温度低的地方 D.用MnO2作H2O2分解反应的催化剂 9 10 11 B 解析:增大反应物接触面积,则增大反应速率,将块状药品研细后再反应能增大反应物接触面积,所以能加快反应速率,故A不符合题意;钠在常温下反应生成氧化钠,在加热和燃烧的条件下生成过氧化钠,反应条件不同,产物不同,故B符合题意;降低温度,减慢反应速率,温度降低,降低活化分子百分数,所以能减慢食物的腐败速率,故C不符合题意;催化剂能降低反应所需活化能,增大反应速率,故D不符合题意。 2 3 4 5 6 7 8 1 9 10 11 2.下列关于化学反应速率的说法正确的是(　　) A.化学反应速率是指一定时间内任何一种反应物浓度的减小或任何一种生成物浓度的增加 B.化学反应速率0.8 mol·L-1·s-1是指1 s时某物质的浓度为0.8 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,反应速率越大,反应现象就越明显 2 3 4 5 6 7 8 1 9 10 11 C 3.可逆反应X(s)+3Y(g)⥫⥬2Z(g)+Q(g)在不同条件下的反应速率如下,其中反应速率最快的是(　　) A.v(X)=0.25 mol·L-1·s-1 B.v(Y)=3.6 mol·L-1·min-1 C.v(Q)=0.2 mol·L-1·s-1 D.v(Z)=0.3 mol·L-1·s-1 2 3 4 5 6 7 8 1 9 10 11 C 2 3 4 5 6 7 8 1 9 10 解析:A.由于X为固体,其浓度视为常数,故不能用其单位时间浓度变化量表示反应速率,故A不选;B.v(Y)=3.6 mol·L-1·min-1=0.06 mol·L-1·s-1; C.v(Q)=0.2 mol·L-1·s-1,v(Y)=3v(Q)=0.6 mol·L-1·s-1;D.v(Z)=0.3 mol·L-1·s-1, v(Y)=v(Z)=0.45 mol·L-1·s-1;比较以上数据可得出,选项C中反应速率最快,故选C。 11 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,反应2 min后,测得参加反应的X2为0.6 mol·L-1,用Y2表示的反应速率 v(Y2)=0.1 mol·L-1·min-1,生成的c(Z)为0.4 mol·L-1,则该反应的化学方程式是(　　) A.X2+2Y2===2XY2 B.2X2+Y2===2X2Y C.3X2+Y2===2X3Y D.X2+3Y2===2XY3 2 3 4 5 6 7 8 1 9 10 11 C 2 3 4 5 6 7 8 1 9 10 解析:用X2表示的反应速率为v(X2)==0.3 mol·L-1·min-1,用Z表示的反应速率为v(Z)= =0.2 mol·L-1·min-1,v(X2)∶v(Y2)∶v(Z)= 3∶1∶2,根据X2、Y2和Z反应速率之比即化学方程式中相应物质的化学计量数之比,则3X2+Y2===2Z,根据原子守恒,可确定Z的化学式为X3Y,因此反应的化学方程式为3X2+Y2===2X3Y,故选C。 11 题组二　外界条件对化学反应速率的影响 5.高炉炼铁的原理为3CO(g)+Fe2O3(s)3CO2(g)+2Fe(s)。若此反应在恒容密闭容器中发生,则下列说法正确的是(　　) A.增加Fe2O3的量反应速率加快 B.升高温度反应速率不一定变化 C.再充入CO反应速率加快 D.充入N2使压强增大反应速率加快 2 3 4 5 6 7 8 1 9 10 11 C 6.(2024·广东梅州高一检测)下列做法中,能加快化学反应速率的是(　　) A.面包包装袋内放置酒精保鲜卡 B.将煤块粉碎成煤粉后再燃烧 C.汽车安装防滑铁链在积雪路面行驶 D.向锁芯中加一些铅笔芯粉末 2 3 4 5 6 7 8 1 9 10 11 B 2 3 4 5 6 7 8 1 9 10 解析:酒精可杀菌,面包包装袋内放置酒精保鲜卡是为了抑制细菌生长,A项不符合题意;将煤块粉碎成煤粉后再燃烧,能增大反应物的接触面积加快反应速率,B项符合题意;汽车安装防滑铁链在积雪路面行驶是为了防滑,C项不符合题意;向锁芯中加一些铅笔芯粉末是为了减小摩擦,使锁更容易打开,且该操作不是化学反应,D项不符合题意。 11 7.(2024·天津武清高一检测)下列有关化学反应速率的说法,正确的是(　　) A.密闭容器中的反应:X(g) + Y(g)⥫⥬2Z(g),当温度、压强不变,充入惰性气体,反应速率减慢 B.100 mL 2 mol/L的盐酸与锌反应时,加入适量的硫酸钠溶液,生成氢气的速率不变 C.用铁片和稀硫酸反应制取氢气时,改用铁片和浓硫酸可以加快产生氢气的速率 D.用铁片和稀硫酸反应制取氢气时,又加入一定量的铁块,反应速率加快 2 3 4 5 6 7 8 1 9 10 11 A 2 3 4 5 6 7 8 1 9 10 解析:密闭容器中的反应:X(g)+Y(g)⥫⥬2Z(g),当温度、压强不变,充入惰性气体,容器体积增大,反应物浓度减小,反应速率减慢,故A正确;100 mL 2 mol/L的盐酸与锌反应时,加入适量的硫酸钠溶液,盐酸的浓度减小,则生成氢气的速率减小,故B错误;改用铁片和浓硫酸时发生钝化现象,不再反应生成氢气,故C错误;用铁片和稀硫酸反应制取氢气时,加入一定量的铁块,固体的浓度视为常数,对反应速率没有影响,故D错误。 11 8.某实验小组以H2O2分解为例,研究浓度、催化剂、溶液的酸碱性对反应速率的影响。在常温下按照如下方案完成实验。 2 3 4 5 6 7 8 1 9 10 11 实验编号 反应物 催化剂 ① 10 mL 2% H2O2溶液 无 ② 10 mL 5% H2O2溶液 无 ③ 10 mL 5% H2O2溶液 1 mL 0.1 mol·L-1 FeCl3溶液 ④ 10 mL 5% H2O2溶液+少量HCl溶液 1 mL 0.1 mol·L-1 FeCl3溶液 ⑤ 10 mL 5% H2O2溶液+少量NaOH溶液 1 mL 0.1 mol·L-1 FeCl3溶液 2 3 4 5 6 7 8 1 9 10 (1)实验①和②的目的是　 。  实验时由于没有观察到明显现象而无法得出结论。资料显示,通常条件下H2O2稳定,不易分解。为了达到实验目的,你对原实验方案的改进是 ______________________________________________________________   　。  11 2 3 4 5 6 7 8 1 9 10 (2)实验③、④、⑤中,测得生成氧气的体积随时间变化的关系如图所示。 分析图示能够得出的实验结论是_________________________________ 　。 11 2 3 4 5 6 7 8 1 9 10 答案:(1)探究反应物浓度对化学反应速率的影响　向反应物中加入等量同种催化剂(或将盛有反应物的试管放入同一热水浴中) (2)碱性环境能加快H2O2分解的速率,酸性环境能减慢H2O2分解的速率 11 2 3 4 5 6 7 8 1 9 10 解析:(1)对比实验①、②的实验条件,其他条件相同,仅H2O2溶液的浓度不同,故其目的是探究反应物浓度对化学反应速率的影响。“通常条件下H2O2稳定,不易分解”,欲使H2O2分解产生O2,可向反应物中加入等量同种催化剂或将盛有反应物的试管放入同一热水浴中,从而加快反应速率,便于观察。 (2)实验④为酸性溶液,实验⑤为碱性溶液,图中实验③、④、⑤生成氧气的体积相同,但反应的时间不同,反应速率不同,分析可知,溶液的酸性越强,H2O2的分解速率越慢;溶液的碱性越强,H2O2的分解速率越快。 11 [综合强化练] 9.为比较Fe3+和Cu2+对H2O2分解反应的催化效果,甲、乙两位同学分别设计了如图甲、乙所示的实验。下列叙述中不正确的是(　　) 2 3 4 5 6 7 8 1 9 10 11 2 3 4 5 6 7 8 1 9 10 A.图甲所示实验可通过观察产生气泡的快慢来比较反应速率的大小 B.相同环境下若图甲所示实验中反应速率为①>②,则一定说明Fe3+比Cu2+对H2O2分解催化效果好 C.用图乙所示装置测定反应速率,可测定反应产生的气体体积及反应时间 D.为检查图乙所示装置的气密性,可关闭A处活塞,将注射器活塞拉出一定距离,一段时间后松开活塞,观察注射器活塞是否回到原位 答案:B 11 2 3 4 5 6 7 8 1 9 10 解析:A.反应速率的大小可以通过观察产生气泡的快慢来判断,故A正确;B.图甲所示实验中没有控制变量,没有设计实验验证Cl-和S对反应速率的影响,故该实验不能确定Fe3+和Cu2+对H2O2分解的催化效果,故B错误;C.反应速率可以用单位时间内产生气体的体积表示,故C正确;D.关闭A处活塞,将注射器活塞拉出一定距离,一段时间后松开活塞,若气密性不好,气体就能够进入,注射器活塞不能回到原位,故D正确。 11 10.(2024·安徽合肥高一检测)臭氧是理想的烟气脱硝试剂,其脱硝反应为2NO2+O3⥫⥬N2O5+O2,若反应在恒容密闭容器中进行,反应过程中测得O2的浓度随时间t的变化曲线如图所示。   下列叙述正确的是(　　) A.a点的逆反应速率比c点逆反应速率小 B.若向容器内充入一定体积的N2O5,化学反应速率减小 C.4~8 min NO2的平均反应速率是0.15 mol·L-1·min-1 D.若向容器内充入一定体积的He,化学反应速率变大 2 3 4 5 6 7 8 1 9 10 11 A 2 3 4 5 6 7 8 1 9 10 解析:由O2(g)的浓度随时间t的变化曲线可知,c点反应达到平衡,在c点之前,反应的正反应速率逐渐减小,逆反应速率逐渐增大,c点时正反应速率等于逆反应速率,即a点的逆反应速率比c点逆反应速率小,A正确;若向容器内充入一定体积的N2O5,则N2O5浓度增大,逆反应速率突然增大,平衡逆向移动,正反应速率逐渐增大,B错误;v== mol·L-1·min-1= 0.15 mol·L-1·min-1,v∶v=2∶1,则v=0.3 mol·L-1·min-1,C错误;反应在恒容密闭容器中进行,若向容器中加入He惰性气体,各物质浓度不变,化学反应速率不变,D错误。 11 2 3 4 5 6 7 8 1 9 10 11.科学家为探究胆红素的作用机理,在特定条件下用一定波长的光照射胆红素,发现其能发生分解反应,反应物浓度随反应时间变化如图所示,试计算反应4~8 min的平均反应速率和推测第16 min反应物的浓度: ___________________________________________________________   　。  11 4~8 min的平均反应速率为2.5 μmol·L-1·min-1;第16 min反应物的浓度为 2.5 μmol·L-1 2 3 4 5 6 7 8 1 9 10 解析:由题图可知,4~8 min期间,反应物浓度变化为(20-10) μmol·L-1= 10 μmol·L-1,所以4~8 min 期间,反应速率为=2.5 μmol·L-1·min-1。由题图可知,0~4 min期间,反应物浓度变化为(40-20) μmol·L-1=20 μmol·L-1,4~8 min期间,反应物浓度变化为(20-10) μmol·L-1=10 μmol·L-1,可知,每隔4 min,浓度变化量降为原来的一半。所以8~12 min浓度变化为5 μmol·L-1,12~16 min浓度变化为2.5 μmol·L-1。所以16 min时浓度为10 μmol·L-1-5 μmol·L-1-2.5 μmol·L-1=2.5 μmol·L-1。 11 $$