第2章 第3节 第1课时 化学反应是怎样进行的 化学反应速率-【创新教程】2025-2026学年高中化学选择性必修1五维课堂同步Word教案（鲁科版2019）

第3节　化学反应的速率 第1课时　化学反应是怎样进行的　化学反应速率 课标要点 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．知道化学反应是有历程的 3．能进行化学反应速率的简单计算 1.变化观念与平衡思想 2.证据推理与模型认知 3.科学探究与创新意识 能从原子、分子水平分析化学变化的内因和变化的本质，能理解化学反应是怎样进行的 能认识物质及其变化的理论模型和研究对象之间的异同，能对模型和原型的关系进行评价以改进模型；能说明模型使用的条件和适用范围 独立完成实验，收集实验证据，基于现象和数据进行分析并得出结论，交流自己的探究成果 　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　 [知识梳理] [知识点一]　化学反应是有历程的　 1．基元反应：能够　一步　完成的反应叫基元反应。例如H·＋O2―→·OH＋O·。大多数化学反应都是由几个基元反应组成的。 2．反应历程 (1)含义：基元反应构成的反应序列。 (2)特点 ①反应不同，反应　历程　不同。 ②同一反应在不同　条件　下的反应历程也可能不同。 (3)决定因素：反应历程由　反应物的结构和反应条件　决定。 (4)作用：反应历程的差别造成了　化学反应速率　的不同。 3．从反应机理角度对化学反应的分类 [小结]　(1)对于由多个基元反应组成的化学反应，其反应的快慢由最慢的一步基元反应决定。 (2)微粒H·、·OH和O·存在未成对电子，称为自由原子或自由基，自由基反应活性很强，寿命极短。 [知识点二]　化学反应速率　 1．化学反应速率 (1)表示方法 对于反应体系体积不变的化学反应，通常用单位时间内某物质　浓度(或质量、物质的量等)　的改变量(取绝对值)来表示。 (2)数学表达式及单位v＝　　，单位为　mol·L－1·s－1　或　mol·L－1·min－1　。 (3)特点 ①同一反应选用不同的反应物或反应产物表示速率，数值可能　不同　，但表示的意义　相同　。 ②各物质表示的反应速率之比等于其化学方程式中相应物质的　系数之比　。 [易错警示]　(1)不用固体或纯液体表示反应速率。 (2)反应速率表示一段时间内反应的平均速率，不是瞬时速率。 2．化学反应速率的物理测定方法 主要有　量气　法、比色法、　电导　法。 [自我评价] 1．判断对错(对的在括号内打“√”，错的在括号内打“×”) (1)化学反应速率适用于可逆反应，不适用于非可逆反应。( × ) (2)在可逆反应中，正反应的化学反应速率是正值，逆反应的化学反应速率是负值。( × ) (3)在同一化学反应中，化学反应速率可以用反应物浓度的改变来表示，也可以用反应产物浓度的改变来表示，其数值可能相同，也可能不相同。( √ ) (4)化学反应速率的单位可以是g·(L·s)－1，也可以是kg· (L·s)－1，甚至可以是t·(L·s)－1等。( × ) (5)所有化学反应的反应历程均包含至少2个基元反应。( × ) 解析：(1)化学反应速率适用于可逆反应和非可逆反应。 (2)化学反应速率均为正值。 (4)化学反应速率的单位为mol·L－1·s－1或mol·L－1·min－1。 (5)简单反应的总反应就是基元反应。 2．填一填 反应4NH3(g)＋5O2(g)4NO(g)＋6H2O(g)在2 L的密闭容器中进行，1 min后，NH3减少了0.12 mol。求： (1)1 min内，以NH3表示的化学反应速率为____________________________________。 (2)以O2表示的化学反应速率为_________________________________________。 (3)以NO表示的化学反应速率为___________________________________________。 (4)以H2O表示的化学反应速率为__________________________________________。 (5)分别用NH3、O2、NO、H2O表示的化学反应速率之比为_________________________。 答案：(1)0.06 mol·L－1·min－1 (2)0.075 mol·L－1·min－1 (3)0.06 mol·L－1·min－1 (4)0.09 mol·L－1·min－1 (5)4∶5∶4∶6 　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　 　　　　 化学反应速率的特点及相关计算 (素养形成——证据推理与模型认知) [思考探究] (1)中学教材中所说的反应速率是瞬时速率还是平均速率？ 提示：平均速率。 (2)同一化学反应，用不同物质表示其反应速率时，数值相同吗？ 提示：不一定，若系数相同，则反应速率相同，否则，不相同。 (3)在C(s)＋H2O(g)CO(g)＋H2(g)的反应中，可用哪些物质表示反应速率？在2Na＋2H2O===2NaOH＋H2↑的反应中呢？ 提示：在C(s)＋H2O(g)CO(g)＋H2(g)反应中，可以用H2O(g)、CO(g)、H2(g)的浓度变化来表示反应速率，而在2Na＋2H2O===2NaOH＋H2↑的反应中只能用NaOH、H2的浓度变化来表示，即不能用固体或纯液体来表示反应速率，因为固体或纯液体的浓度为常数。 [核心突破] 1．化学反应速率的特点 2．化学反应速率的计算方法 (1)定义式法 利用公式v(A)＝计算化学反应速率。 (2)关系式法 利用化学反应速率之比＝物质的量浓度变化量之比＝系数之比。 (3)“三段式”法 ①求解化学反应速率计算题的一般步骤： a．写出有关反应的化学方程式。 b．找出各物质的起始量、转化量、某时刻量。 c．根据已知条件列方程计算。 例如　　 　　　　mA＋nB　===　pC 起始浓度/(mol·L－1) a b c 转化浓度/(mol·L－1) x 某时刻浓度/(mol·L－1) a－x b－ c＋ v(B)＝＝ ②计算中注意以下量的关系： a．对反应物：c(起始)－c(转化)＝c(某时刻) b．对反应产物：c(起始)＋c(转化)＝c(某时刻) c．转化率＝×100% [典例示范] [典例]　将等物质的量的A、B混合于2 L的密闭容器中，发生如下反应：3A(g)＋B(g)xC(g)＋2D(g)，经5 min后，测得D的浓度为0.5 mol·L－1，c(A)∶c(B)＝3∶5，C的平均反应速率是0.1 mol·L－1·min－1，求： (1)此时A的浓度及反应开始前放入容器中的A、B的物质的量； (2)B的平均反应速率； (3)x的值是多少？ [思维建模]　解答本类试题思维流程 →→ 解析：设A、B起始时的物质的量均为 a mol，则： 3A(g)＋B(g)xC(g)＋　2D(g) 起始/mol 　a 　 a 　 0 　 0 5min末/mol a－1.5 a－0.5 0.1×5×2 0.5×2 由于(a mol－1.5 mol)∶(a mol－0.5 mol)＝3∶5 解得a＝3 5 min末，c(A)＝＝0.75 mol·L－1， v(B)＝＝0.05 mol·L－1·min－1，x∶1＝v(C)∶v(B)＝0.1 mol·L－1·min－1∶0.05 mol·L－1·min－1解得x＝2。 答案：(1)0.75 mol·L－1　均为3 mol　(2)0.05 mol·L－1·min－1　(3)2 [学以致用] 1．一定条件下，向2 L密闭容器中加入2 mol N2和10 mol H2，发生反应N2＋3H22NH3,2 min时测得剩余的N2为1 mol，下列化学反应速率不正确的是(　　) A．v(N2)＝0.25 mol·L－1·min－1 B．v(H2)＝0.75 mol·L－1·min－1 C．v(NH3)＝1 mol·L－1·min－1 D．v(NH3)＝0.5 mol·L－1·min－1 解析：C　[v(N2)＝＝0.25 mol·L－1·min－1。因为v(N2)∶v(H2)∶v(NH3)＝1∶3∶ 2，故v(H2)＝0.75 mol·L－1·min－1，v(NH3)＝0.5 mol·L－1·min－1。] 2．由如图回答下列问题： (1)反应物是　________　；反应产物是　________　。 (2)在2 min内用A、B、C表示的化学反应速率分别为　________　、　________　、　________　。 (3)该反应的化学方程式是_________________________________________________。 答案：(1)A、B　C　(2)3 mol·L－1·min－1 2 mol·L－1·min－1　3 mol·L－1·min－1 (3)3A＋2B3C 3．反应4A(g)＋3B(g)===2C(g)＋5D(g)在四种不同条件下的反应速率分别为 ①v(A)＝0.02 mol·L－1·s－1； ②v(B)＝0.6 mol·L－1·min－1； ③v(C)＝0.3 mol·L－1·min－1； ④v(D)＝1.2 mol·L－1·min－1。 其中表示该反应速率最慢的是(　　) A．①　　　　　　　 B．② C．③ D．④ 解析：C　[根据反应4A(g)＋3B(g)===2C(g)＋5D(g)，可以选择物质D为参照，根据化学反应速率之比等于化学方程式中相应物质的系数之比，将题给的反应速率均转化为用同种物质表示的反应速率为①v(A)＝0.02 mol·L－1·s－1＝1.2 mol·L－1·min－1，v(D)＝1.2 mol·L－1·min－1×＝1.5 mol·L－1·min－1；②v(D)＝0.6 mol·L－1·min－1×＝1 mol·L－1·min－1；③v(D)＝0.3 mol·L－1·min－1×＝0.75 mol·L－1·min－1；④v(D)＝1.2 mol·L－1·min－1；所以表示该反应速率最慢的是③，C正确。] [素养提升] 为了提高煤的利用率，人们先把煤转化为CO和H2，再将它们转化为甲醇，某实验人员在一定温度下的密闭容器中，充入一定量的H2和CO，发生反应：2H2(g)＋CO(g)CH3OH(g)，测定的部分实验数据如下： t/s 0 500 s 1 000 s c(H2)(mol·L－1) 5.00 3.52 2.48 c(CO)(mol·L－1) 2.50 (1)在500 s内用H2表示的化学反应速率是多少？ (2)在1 000 s内用CO表示的化学反应速率是多少？ 1 000 s时H2的转化率是多少？ (3)在500 s时生成的甲醇的浓度是多少？ 解析：(1)在500 s内，v(H2)＝ ＝2.96×10－3mol·L－1·s－1。 (2)在1 000 s时反应了的H2的浓度是Δc(H2)＝5.00 mol·L－1－2.48 mol·L－1＝2.52 mol·L－1，则反应了的CO的浓度是Δc(CO)＝Δc(H2)＝1.26 mol·L－1，用CO表示化学反应速率为v(CO)＝＝1.26×10－3 mol·L－1·s－1，H2的转化率为×100%＝50.4 %。 (3)在500 s时反应了的H2的浓度为Δc(H2)＝1.48 mol·L－1，则生成的CH3OH的浓度为c(CH3OH)＝Δc(H2)＝0.74 mol·L－1。 答案：(1)2.96×10－3 mol·L－1·s－1　(2)1.26×10－3 mol·L－1·s－1　50.4 %　(3)0.74 mol·L－1　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　 1．下列说法正确的是(　　) A．化学反应速率适用于可逆反应，不适用于非可逆反应 B．在可逆反应中，正反应的化学反应速率是正值，逆反应的化学反应速率是负值 C．在同一化学反应中，化学反应速率可以用单位时间内反应物浓度的改变来表示，也可以用单位时间内生成物浓度的改变来表示，其数值可能相同，也可能不相同 D．化学反应速率表示的是化学反应进行的程度 解析：C　[化学反应速率适用于所有的化学反应，并非专指可逆反应，所以A项不正确；单位时间是正值，反应物浓度的减少或生成物浓度的增加也是正值，则化学反应速率也必为正值，所以B项不正确；由化学反应速率的概念及反应速率与系数的关系可知C项正确；化学反应速率表示化学反应进行的快慢程度，D项不正确。] 2．化学反应4A(s)＋3B(g)2C(g)＋D(g)，经2 min，物质B的浓度减少0.6 mol·L－1。对此反应速率的表示正确的是(　　) A．用A表示的反应速率是0.4 mol·L－1·min－1 B．2 min内，v正(B)和v逆(C)表示的反应速率的值都是逐渐减小的 C．2 min末的反应速率用B表示是0.3 mol·L－1·min－1 D．分别用B、C、D表示的反应速率的比值是3∶2∶1 解析：D　[物质A是固体，浓度不变，不能用A表示该反应的反应速率，故A错误；B是反应物，浓度降低，v正(B)逐渐减小，C是反应产物，浓度增大，v逆(C)逐渐增大，故B错误；2 min末的反应速率为瞬时速率，用B表示的反应速率0.3 mol·L－1·min－1是2 min内的平均反应速率，故C错误；反应速率之比等于化学方程式中相应物质的系数之比，则v(B)∶v(C)∶v(D)＝3∶2∶1，故D正确。] 3．在铝与稀硫酸的反应中，已知10 s内硫酸的浓度减少了0.6 mol·L－1，若不考虑反应过程中溶液体积的变化，则10 s内生成硫酸铝的平均反应速率是(　　) A．0.02 mol·L－1·s－1 B．1.8 mol·L－1·s－1 C．1.2 mol·L－1·s－1 D．0.18 mol·L－1·s－1 解析：A　[由v＝可知，v(H2SO4)＝＝0.06 mol·L－1·s－1；由反应2Al＋3H2SO4===Al2(SO4)3＋3H2↑可知，v(H2SO4)∶v[Al2(SO4)3]＝3∶1，则v[Al2(SO4)3]＝＝0.02 mol·L－1·s－1。] 4．(双选)已知：4NH3(g)＋5O2(g)===4NO(g)＋6H2O(g)。若反应速率分别用v(NH3)、v(O2)、v(NO)、v(H2O)表示，则下列关系式正确的是(　　) A．5v(NH3)＝4v(O2) B．5v(O2)＝6v(H2O) C．3v(NH3)＝2v(H2O) D．5v(O2)＝4v(NO) 解析：AC　[由于反应速率之比等于化学方程式中相应物质的系数之比，则根据反应的化学方程式可知v(NH3)∶v(O2)∶v(NO)∶v(H2O)＝4∶5∶4∶6，则A、C项中的关系式正确。] 5．在2 L密闭容器中进行反应：mX(g)＋nY(g)pZ(g)＋qQ(g)，式中m、n、p、q为该反应的系数。在0～3 min内，各物质物质的量的变化如下表所示： 物质 X Y Z Q 起始量/mol 0.7 1 2 min末量/mol 0.8 2.7 0.8 2.7 3 min末量/mol 0.8 已知2 min内v(Q)＝0.075 mol·L－1·min－1，v(Z)∶v(Y)＝1∶2。 (1)试确定：起始时n(Y)＝　______　，n(Q)＝　______　。 (2)方程式中m＝　________　，n＝　________　，p＝　________　，q＝　________　。 (3)用Z表示2 min内的平均反应速率为　________　。 解析：2 min内v(Q)＝0.075 mol·L－1·min－1，则Δn(Q)＝0.075 mol·L－1·min－1×2 min×2 L＝0.3 mol，根据表中数据可知，2 min内X的物质的量变化为Δn(X)＝0.8 mol－0.7 mol＝0.1 mol，Z的物质的量变化为Δn(Z)＝1 mol－0.8 mol＝0.2 mol，根据v(Z)∶v(Y)＝1∶2可知，Y的物质的量的变化为Δn(Y)＝2Δn(Z)＝0.4 mol，反应中各物质的Δn之比等于其在化学方程式中的系数之比，则m∶n∶p∶q＝0.1 mol∶0.4 mol∶0.2 mol∶0.3 mol＝1∶4∶2∶3，所以m＝1、n＝4、p＝2、q＝3，反应的化学方程式是X(g)＋4Y(g)2Z(g)＋3Q(g)。 (1)2 min内生成0.1 mol X，根据X(g)＋4Y(g)2Z(g)＋3Q(g)可知，生成Y的物质的量是0.4 mol，则起始时Y的物质的量为2.7 mol－0.4 mol＝2.3 mol；Q在2 min内减少了0.3 mol，所以Q的起始物质的量是2.7 mol＋0.3 mol＝3 mol。 (2)根据以上分析可知，m＝1，n＝4、p＝2、q＝3。 (3)2 min内消耗的Z的物质的量是0.2 mol，则用Z表示2 min内的平均反应速率v(Z)＝＝0.05 mol·L－1·min－1。 答案：(1)2.3 mol　3 mol　(2)1　4　2　3 (3)0.05 mol·L－1·min－1 [课堂小结] 学科网（北京）股份有限公司 $$