2.1 第1课时 化学反应速率(Word教参)-【优化指导】2025-2026学年高中化学选择性必修第一册（人教版2019 单选）

第一节　化学反应速率 第1课时　化学反应速率 课程标准 核心素养目标 1．知道化学反应速率的表示方法，了解反应速率测定的简单方法。 2．能进行化学反应速率的简单计算。 1．宏观辨识与微观探析：从化学反应快慢的角度认识化学反应，丰富对化学反应的认识思路。 2．变化观念与平衡思想：能进行化学反应速率的简单计算，从定量角度认识化学反应速率。 [对应学生用书P21] 一、化学反应速率 1．化学反应速率及表示 (1)意义 化学反应速率是用来衡量化学反应进行快慢程度的物理量，任何化学反应的快慢都表现为有关物质的量随着时间变化的多少。 (2)表示方法 表示1：用单位时间、单位体积中反应物或生成物的物质的量变化来表示。 表示2：若反应体系的体积是恒定的，通常用单位时间内反应物浓度的减小或生成物浓度的增大来表示。 (3)数学表达式 2．用不同物质表示同一反应的反应速率 (1)对于一个化学反应：mA(g)＋nB(g)===pC(g)＋qD(g)，可用任一种物质的物质的量浓度随时间的变化来表示该化学反应的速率：v(A)＝－，v(B)＝－，v(C)＝，v(D)＝。 (2)不同物质表示的化学反应速率之间的关系： ＝＝＝。 二、化学反应速率的测定 　测定原理：根据化学反应速率表达式，实验中需要测定不同反应时刻反应物(或生成物)的浓度。任何一种与物质浓度有关的可观测量都可以加以利用，如气体的体积、体系的压强、颜色的深浅、光的吸收、导电能力等。 ◆概念辨析 化学反应速率的理解 (1)化学反应速率一般是指一段时间内的平均反应速率，不是瞬时反应速率。 (2)固体或纯液体的浓度可视为常数，一般不用固体或液体纯物质的浓度变化来表示化学反应速率。 (3)无论反应物还是生成物，其化学反应速率都取正值。 (4)化学反应中Δc(反应物)为负值，因此用反应物表示化学反应速率时，要在前加“－”。 (5)同一化学反应中，用不同物质表示的反应速率数值可能不同，故必须指明具体物质。 ◆拓展延伸 化学反应速率中比例关系 对于反应mA(g)＋nB(g)===pC(g)＋qD(g)： 化学反应速率之比＝物质的量浓度变化值之比＝物质的量变化值之比，即： v(A)∶v(B)∶v(C)∶v(D)＝Δc(A)∶Δc(B)∶Δc(C)∶Δc(D)＝Δn(A)∶Δn(B)∶Δn(C)∶Δn(D)。 ◆拓展延伸 化学反应速率的物理测定法 (1)量气法：对于反应2H2O22H2O＋O2↑，可测量反应中氧气在温度、压强一定时的体积变化。 (2)电导法：根据离子导电能力的差异，可通过电导率的变化测定反应物中离子浓度的变化，进而计算化学反应速率。 [对应学生用书P22] 探究一 化学反应速率的简单计算 某研究性小组的同学通过实验测定一定量纯净碳酸钙与350 mL 0.1 mol/L稀盐酸的反应速率，实验过程中绘制出生成CO2的体积[V(CO2)]与时间(t)的关系如图所示[V(CO2)已折算成标准状况下数据]： [问题设计] (1)该反应在0～1．7 min内的化学反应速率v(CO2)≈ mL /min，在1．7～3.8 min内的化学反应速率v(CO2)≈ mL/min。 提示：141．2　52.4 (2)该反应在1～3.8 min内的化学反应速率v(HCl)≈ mol/(L·min)，在0～3.8 min内的化学反应速率v(CaCl2)≈ mol/(L·min)。(提示：忽略溶液体积的变化) 提示：0.026　0.012 化学反应速率的常用计算方法 (1)定义式法：利用v＝＝计算，其中v(反应物)＝－，v(生成物)＝。 (2)比例式法：同一反应中，根据用不同物质表示的化学反应速率之比等于其化学计量数之比计算。例如，反应mA(g)＋nB(g)===pC(g)＋qD(g)，则有＝＝＝。 (3)三段式法： 写出有关反应的化学方程式，设未知数，列出各物质的起始量、转化量和某时刻量，列方程计算。解题模板如下： 则有：v(A)＝ mol/(L·s)， v(B)＝ mol/(L·s)， v(C)＝ mol/(L·s)。 [例1] 一定温度下，向2 L恒容密闭容器中充入0.4 mol NH3和0.5 mol O2发生反应4NH3(g)＋5O2(g)4NO(g)＋6H2O(g)。4 min后，NO的浓度为0.06 mol/L。下列说法错误的是(　　) A． 4 min末，用NO表示的反应速率为0.03 mol/(L·min) B．4 min末，NH3的浓度为0.14 mol/L C．0～4 min内，生成的H2O的物质的量为0.18 mol D．0～4 min内，O2的物质的量减少了0.15 mol A　解析：根据题意，列出三段式进行计算： 4 min内，用NO表示的平均反应速率为＝0.015 mol/(L·min)，4 min末的反应速率为瞬时速率，无法得出，A错误；4 min末，NH3的浓度为＝0.14 mol/L，B正确；0～4 min内，生成的H2O的物质的量为0.18 mol，C正确；0～4 min内，O2的物质的量减少了0.15 mol，D正确。 1．室温下，10 L 0.4 mol/L H2O2溶液发生催化分解的反应为2H2O2===2H2O＋O2↑，不同时刻测得生成O2的体积(已折算为标准状况)如表所示，已知反应至3 min时，H2O2分解了50%，溶液体积变化忽略不计。 t/min 0 1 2 3 V(O2)/L 0.0 9.9 17.2 V 下列叙述正确的是(　　) A．0～3 min内，平均反应速率v(H2O2)≈6.67×10－2 mol/(L·min) B．0～1 min内H2O2分解的平均反应速率比1～2 min内慢 C．反应至3 min时，产生V(O2)＝29.7 L D．反应至3 min时，c(H2O2)＝0.3 mol/L A　解析：0～3 min内，H2O2分解了50%，平均反应速率v(H2O2)＝＝≈6.67×10－2 mol/(L·min)，A正确；0～1 min内产生O2的体积为9.9 L，而1～2 min内产生的O2的体积为17.2 L－9.9 L＝7.3 L，故可知0～1 min内H2O2分解的平均反应速率比1～2 min内快，B错误；反应至3 min时，H2O2分解了50%，则产生V(O2)＝n(O2)·Vm＝×10 L×0.4 mol/L×50%×22.4 L/mol＝22.4 L，C错误；反应至3 min时，H2O2分解了50%，c(H2O2)＝0.4 mol/L×50%＝0.2 mol/L，D错误。 探究二 化学反应速率大小的比较 合成氨是人类科学技术发展史上的一项重大成就，在很大程度上解决了地球上因粮食不足而导致的饥饿问题，是化学对社会发展与进步的巨大贡献。工业上以H2和N2为原料，合成氨的反应原理为N2(g)＋3H2(g)2NH3(g)。 [问题设计] a、b、c三个容积相同的容器，分别发生合成氨反应，经过相同一段时间后，测得数据如下表所示： 容器 a b c 反应 速率 v(H2)＝ 3 mol/(L·min) v(N2)＝ 3 mol/(L·min) v(NH3)＝ 4 mol/(L·min) 则三个容器中合成氨的反应速率由大到小的顺序为 (填标号)。 提示：b＞c＞a 解析：合成氨反应为N2(g)＋3H2(g)2NH3(g)，以氮气的反应速率为标准进行判断，容器b中，v(N2)＝3 mol/(L·min)，反应速率之比等于其化学计量数之比，则容器a中，v(N2)＝v(H2)＝1 mol/(L·min)；容器c中，v(N2)＝v(NH3)＝2 mol/(L·min)，故反应速率v(b)>v(c)>v(a)。 比较化学反应速率大小的两种方法 (1)归一法：换算成统一单位，将不同物质表示的反应速率换算为同一物质表示的反应速率，再比较反应速率的大小。 (2)比值法：换算成统一单位，用不同物质表示的反应速率除以化学方程式中该物质的化学计量数，然后比较比值的大小，比值大的反应速率大。例如，对于反应mA(g)＋nB(g)===pC(g)＋qD(g)，在单位统一前提下，分别计算、、、的值，数值越大，反应速率越大。 [例2] 对于反应A(g)＋3B(g)===2C(g)＋D(g)，在四种不同情况下的反应速率分别为①v(A)＝9 mol/(L·min) ②v(B)＝0.6 mol/(L·s) ③v(C)＝0.5 mol/(L·min) ④v(D)＝27 mol/(L·min)， 则反应进行由快到慢的顺序为 。 答案：④、②、①、③ 解析：归一法：将不同物质的化学反应速率转化为同一种物质的化学反应速率，在单位相同的条件下其数值越大化学反应速率越大，将这几种物质的化学反应速率都转化为A的化学反应速率，①v(A)＝9 mol/(L·min)； ②v(A)＝v(B)＝×60×0.6 mol/(L·min)＝12 mol/(L·min)； ③v(A)＝v(C)＝×0.5 mol/(L·min)＝0.25 mol/(L·min)； ④v(A)＝v(D)＝27 mol/(L·min)；所以化学反应速率由快到慢顺序是④、②、①、③。 比值法：①＝9 mol/(L·min)； ②＝12 mol/(L·min)； ③＝0.25 mol/(L·min)； ④＝27 mol/(L·min)。 所以反应速率由快到慢的顺序为④②①③。 2．氨催化氧化制硝酸的第一步反应为4NH3(g)＋5O2(g)===4NO(g)＋6H2O(g)。在密闭反应器中发生上述反应，测定反应速率如下，其中，反应速率最大的是(　　) A．v(NH3)＝0.4 mol/(L·min) B．v(O2)＝1．0 mol/(L·min) C．v(H2O)＝0.6 mol/(L·min) D．v(NO)＝0.02 mol/(L·min) B　解析：以NH3为参照物，根据速率之比等于化学计量数之比，将B、C、D项转化成消耗氨的反应速率：B项，v(NH3)＝0.8 mol/(L·min)；C项，v(NH3)＝0.4 mol/(L·min)；D项，v(NH3)＝0.02 mol/(L·min)；B项符合题意。 [对应学生用书P24] 1．下列测量化学反应速率的依据不可行的是(　　) 选项 化学反应 测量依据 (单位时间内) A 2KMnO4＋5H2C2O4＋3H2SO4===K2SO4＋2MnSO4＋10CO2↑＋8H2O 溶液颜色变化 B AgNO3＋NaCl===AgCl↓＋NaNO3 沉淀质量变化 C H2(g)＋I2(g)2HI(g) 温度、体积一定时，体系压强变化 D H2O2＋2HI===2H2O＋I2 溶液体积一定时，I－的浓度变化 C　解析：酸性KMnO4溶液和H2C2O4溶液反应生成Mn2＋和二氧化碳，随着反应进行高锰酸钾溶液褪色，可以通过记录溶液褪色时间来测定反应速率，A不符合题意；单位时间内产生的沉淀的质量越多，则反应速率越大，反之反应速率越小，测量依据可行，B不符合题意；该反应前后气体分子数不变，故温度、体积一定时，反应前后气体总压不变，则测量依据不可行，C符合题意；单位时间内，I－浓度减小得越多，反应速率越大，反之，反应速率越小，测量依据可行，D不符合题意。 2．如图安装好实验装置(装置气密性良好)，在锥形瓶内盛有6.5 g锌粒(Zn的相对原子质量为65)，通过分液漏斗加入40 mL 2.5 mol/L的稀硫酸，将产生的H2收集在注射器中，10 s时恰好收集到标准状况下的H2 44.8 mL。下列说法不正确的是(　　) A．忽略锥形瓶内溶液体积的变化，用H＋表示10 s内该反应的速率为0.01 mol/(L·s) B．忽略锥形瓶内溶液体积的变化，用Zn2＋表示10 s内该反应的速率为0.01 mol/(L·s) C．用锌粒表示10 s内该反应的速率为0.013 g/s D．用H2表示10 s内该反应的速率为0.000 2 mol/s B　解析： v(H＋)＝＝0.01 mol/(L·s)，A正确；v(Zn2＋)＝v(H＋)＝0.005 mol/(L·s)，B错误；用锌粒表示10 s内该反应的速率为＝0.013 g/s，C正确；用H2表示10 s内该反应的速率为＝0.000 2 mol/s，D正确。 3．(2024·新乡高二期中)已知在一定条件下CO2可转化为高附加值的燃料CH4，反应原理为CO2(g)＋4H2(g)===CH4(g)＋2H2O(g)。实验测得在四种不同条件下的反应速率分别为①v(CO2)＝2 mol/(L·min)、②v(H2)＝12 mol/(L·min)、③v(CH4)＝0.2 mol/(L·s)、④v(H2O)＝0.3 mol/(L·s)，则四种条件下的速率关系为(　　) A．②>①>④>③ B．④>③>②>① C．③>④>②>① D．④＝③>②>① C　解析：用不同物质表示的化学反应速率之比等于其化学计量数之比。①v(CO2)＝2 mol/(L·min)，②v(CO2)＝v(H2)＝3 mol/(L·min)，③v(CO2)＝v(CH4)＝0.2 mol/(L·s)＝12 mol/(L·min)，④v(CO2)＝v(H2O)＝0.15 mol/(L·s)＝9 mol/(L·min)，则这四种条件下的速率关系为③>④>②>①。 4．(2024·辽宁县级重点高中协作体期中)在一定温度下，将1 mol A和2 mol B放入容积为4 L的某密闭容器中，发生反应：A(s)＋2B(g)C(g)＋2D(g)。经5 min后，测得容器内B的浓度减少了0.3 mol/L。下列叙述错误的是(　　) A．在5 min内该反应用C的浓度变化表示的反应速率为0.03 mol/(L·min) B．5 min时，容器内D的浓度为0.3 mol/L C．该可逆反应随反应的进行，容器内压强逐渐增大 D．5 min时，容器内气体的总物质的量为2.5 mol D　解析：v(B)＝＝0.06 mol/(L·min)，则 v(C)＝v(B)＝0.03 mol/(L·min)，A正确；v(D)＝v(B)＝0.06 mol/(L·min)，Δc(D)＝v(D)·Δt＝0.06 mol/(L·min)×5 min＝0.3 mol/L，所以5 min时，c(D)＝0.3 mol/L，B正确；该反应的正反应为气体物质的量增加的反应，随反应的进行，容器内压强逐渐增大，C正确；5 min时，c(B)＝－0.3 mol/L＝0.2 mol/L，c(C)＝0.03 mol/(L·min)×5 min＝0.15 mol/L，因此气体总的物质的量为0.2 mol/L×4 L＋0.15 mol/L×4 L＋0.3 mol/L×4 L＝2.6 mol，D错误。 5．将0.3 mol X气体和0.4 mol Y气体混合于2 L密闭容器中，使它们发生如下反应：4X(g)＋5Y(g)nZ(g)＋6W(g)，2 min末生成0.3 mol W。若测知Z的浓度变化表示的反应速率为0.05 mol/(L·min)。计算： (1)前2 min内用Y的浓度变化表示的反应速率为 mol/(L·min)。 (2)化学方程式中n的值是 。 (3)X的转化率为 。 答案：(1)0.062 5　(2)4　(3)66.7% 解析：利用三段式法计算： (1)v(Y)＝＝0.062 5 mol/(L·min)。 (2)v(Z)＝＝0.05 mol/(L·min)，解得n＝4。 (3)X的转化率为×100%≈66.7%。 学科网（北京）股份有限公司 $$